[spirv] Fix gen_spirv_dialect.py and add spv.Unreachable

This CL fixed gen_spirv_dialect.py to support nested delimiters when
chunking existing ODS entries in .td files and to allow ops without
correspondence in the spec. This is needed to pull in the definition
of OpUnreachable.

PiperOrigin-RevId: 277486465

[spirv] Mark control flow ops as InFunctionScope

PiperOrigin-RevId: 277373473

Add "[TOC]" to generated documentation

PiperOrigin-RevId: 277354482

Bugfix: Keep worklistMap in sync with worklist in GreedyPatternRewriter

When we removed a pattern, we removed it from worklist but not from
worklistMap. Then, when we tried to add a new pattern on the same Operation
again, the pattern wasn't added since it already existed in the
worklistMap (but not in the worklist).

Closes tensorflow/mlir#211

PiperOrigin-RevId: 277319669

[spirv] Use LLVM graph traversal utility for PrettyBlockOrderVisitor

This removes a bunch of special tailored DFS code in favor of the common
LLVM utility. Besides, we avoid recursion with system stack given that
llvm::depth_first_ext is iterator based and maintains its own stack.
PiperOrigin-RevId: 277272961

Add a convenient operation build method for spirv::SelectOp

The SelectOp always has the same result type as its true/false
value. Add a builder method that uses the operand type to get the
result type.

PiperOrigin-RevId: 277217978

[spirv] Support OpPhi using block arguments

This CL adds another control flow instruction in SPIR-V: OpPhi.
It is modelled as block arguments to be idiomatic with MLIR.
See the rationale.md doc for "Block Arguments vs PHI nodes".
Serialization and deserialization is updated to convert between
block arguments and SPIR-V OpPhi instructions.

PiperOrigin-RevId: 277161545

Parse locations in parseGenericOperation

For ops that recursively re-enter the parser to parse an operation (such as
ops with a "wraps" pretty form), this ensures that the wrapped op will parse
its location, which can then be used for the locations of the wrapping op
and any other implicit ops.

PiperOrigin-RevId: 277152636

Standardize Linalg transformations to take an OpBuilder and an OperationFolder - NFC

This will be used to specify declarative Linalg transformations in a followup CL. In particular, the PatternRewrite mechanism does not allow folding and has its own way of tracking erasure.

PiperOrigin-RevId: 277149158

Add support for marking an operation as recursively legal.

In some cases, it may be desirable to mark entire regions of operations as legal. This provides an additional granularity of context to the concept of "legal". The `ConversionTarget` supports marking operations, that were previously added as `Legal` or `Dynamic`, as `recursively` legal. Recursive legality means that if an operation instance is legal, either statically or dynamically, all of the operations nested within are also considered legal. An operation can be marked via `markOpRecursivelyLegal<>`:

```c++
ConversionTarget &target = ...;

/// The operation must first be marked as `Legal` or `Dynamic`.
target.addLegalOp<MyOp>(...);
target.addDynamicallyLegalOp<MySecondOp>(...);

/// Mark the operation as always recursively legal.
target.markOpRecursivelyLegal<MyOp>();
/// Mark optionally with a callback to allow selective marking.
target.markOpRecursivelyLegal<MyOp, MySecondOp>([](Operation *op) { ... });
/// Mark optionally with a callback to allow selective marking.
target.markOpRecursivelyLegal<MyOp>([](MyOp op) { ... });
```

PiperOrigin-RevId: 277086382

Print reason why dynamic library could not be loaded during execution.

PiperOrigin-RevId: 277037138

Lookup function declaration in SymbolTable not ModuleOp.

PiperOrigin-RevId: 277033167

Fix include guards and add tests for OpToFuncCallLowering.

PiperOrigin-RevId: 276859463

Define AnyRankedTensor Type in TableGen

PiperOrigin-RevId: 276714649

Add support for parsing multiple result name groups.

This allows for parsing things like:

%name_1, %name_2:5, %name_3:2 = "my.op" ...

This is useful for operations that have groups of variadic result values. The
total number of results is expected to match the number of results defined by
the operation.

PiperOrigin-RevId: 276703280

[spirv] AccessChainOp canonicalization.

Combine chained `spirv::AccessChainOp` operations into one
`spirv::AccessChainOp` operation.

Closes tensorflow/mlir#198

COPYBARA_INTEGRATE_REVIEW=https://github.com/tensorflow/mlir/pull/198 from denis0x0D:sandbox/canon_access_chain 0cb87955a85511071143d62637ff939d0dabc2bd
PiperOrigin-RevId: 276609345

Convert the Canonicalize and CSE passes to generic Operation Passes.

This allows for them to be used on other non-function, or even other function-like, operations. The algorithms are already generic, so this is simply changing the derived pass type. The majority of this change is just ensuring that the nesting of these passes remains the same, as the pass manager won't auto-nest them anymore.

PiperOrigin-RevId: 276573038

Add support for replacing all uses of a symbol.

This requires reconstructing the attribute dictionary of each operation containing a use.

PiperOrigin-RevId: 276520544

Add missing dependency on MLIRIR on MLIREDSCInterface

MLIRIR includes generated header for interfaces, including these headers require
an extra dependency to ensure these headers are generated before we attempt to
build MLIREDSCInterface.

PiperOrigin-RevId: 276518255

Add custom lowering of ExpOp for NVVM and ROCM.

PiperOrigin-RevId: 276440911

Wrap ODS to 80 lines and remove const qualifier for local `int` variable (NFC)

This addresses post-submit comments on 00d2a37e32

PiperOrigin-RevId: 276419770

Add @below and @above directives to verify-diagnostics.

This simplifies defining expected-* directives when there are multiple that apply to the next or previous line. @below applies the directive to the next non-designator line, i.e. the next line that does not contain an expected-* designator. @above applies to the previous non designator line.

Examples:

// Expect an error on the next line that does not contain a designator.
// expected-remark@below {{remark on function below}}
// expected-remark@below {{another remark on function below}}
func @bar(%a : f32)

// Expect an error on the previous line that does not contain a designator.
func @baz(%a : f32)
// expected-remark@above {{remark on function above}}
// expected-remark@above {{another remark on function above}}

PiperOrigin-RevId: 276369085

Fix "set-but-unused" warning in DialectConversion

The variable in question is only used in an assertion,
leading to a warning in opt builds.

PiperOrigin-RevId: 276352259

NFC: Remove references to the toy.generic attribute.

This was used for shape inference in the previous tutorial flow.

PiperOrigin-RevId: 276351916

Drop MemRefUtils from the ExecutionEngine

The ExecutionEngine was updated recently to only take the LLVM dialect as
input. Memrefs are no longer expected in the signature of the entry point
function by the executor so there is no need to allocate and free them. The
code in MemRefUtils is therefore dead and furthermore out of sync with the
recent evolution of memref type to support strides. Drop it.

PiperOrigin-RevId: 276272302

Update chapter 3 code snippet to match the actual output of the code

PiperOrigin-RevId: 276117540

Update loop.for verifier message

fix: nonnegative -> positive

Closes tensorflow/mlir#206

COPYBARA_INTEGRATE_REVIEW=https://github.com/tensorflow/mlir/pull/206 from bondhugula:bondhugula-patch-1 9a47ca7dfd230180a9df33e9a64b33d02252d30a
PiperOrigin-RevId: 276060885

Expose optimizations flags in Python bindings

ExecutionEngine currently supports additional parameters that can be used to
run LLVM transformations during JIT compilation. Expose this to Python
bindings. When the ExecutionEngine functionality is moved to LLVM, the
bindings-specific code can be updated to interact with LLVM.

PiperOrigin-RevId: 276060475

NFC: Remove a right parenthesis from comment.
PiperOrigin-RevId: 275998781

NFC: Add support for parsing attributes programmatically via mlir::parseAttribute.

This matches the behavior of the public mlir::parseType, and even uses the internal implementation.

PiperOrigin-RevId: 275989777

[DRR] Allow interleaved operands and attributes

Previously DRR assumes attributes to appear after operands. This was the
previous requirements on ODS, but that has changed some time ago. Fix
DRR to also support interleaved operands and attributes.

PiperOrigin-RevId: 275983485

[spirv] Allow block arguments on spv.Branch(Conditional)

We will use block arguments as the way to model SPIR-V OpPhi in
the SPIR-V dialect.

This CL also adds a few useful helper methods to both ops to
get the block arguments.

Also added tests for branch weight (de)serialization.

PiperOrigin-RevId: 275960797

Use LLVM_Type instead of AnyType in the definition of LLVM_CallOp

The type constraint had to be relaxed due to the order of lowering passes in
the examples, that since has been fixed. The relaxed version was still used by
the CUDA lowering for launch sizes of `index` type. This is not necessary since
the GPU dialect does not restrict the type of the launch size operands. Use an
LLVM type instead and restore the check in the LLVM_CallOp definition.

PiperOrigin-RevId: 275920109

Cleanup and rewrite Ch-4.md.

This change rewrites Ch-4.md to introduced interfaces in a detailed step-by-step manner, adds examples, and fixes some errors.

PiperOrigin-RevId: 275887017

NFC: Fix remaining usages of MulOp as matrix multiplication.

MulOp now represents an element-wise multiplication instead of a matrix multiplication.

PiperOrigin-RevId: 275886774

Unify GPU op definition names with other dialects.

Rename GPU op names from gpu_Foo to GPU_FooOp.

PiperOrigin-RevId: 275882232

NFC: Elide the value of a UnitAttr within nested attribute dictionaries.

This matches the behavior of the top level attribute dictionary.

PiperOrigin-RevId: 275879828

Add a Symbol trait to simplify defining operations that represent symbols.

This trait provides accessors for the name, symbol use list methods, verification, with more to be added.

PiperOrigin-RevId: 275864554

NFC: Fix typo : Retur -> Return
PiperOrigin-RevId: 275745931

Update Ch1 to reflect new changes in the tutorial.

The chapter list is out of date, as well as mentions of matrix multiplication(now element-wise multiplication).

PiperOrigin-RevId: 275744911

[DRR] Address GCC warning by wrapping for statement body with {}

Otherwise, we'll see the following warning when compiling with GCC 8:

warning: this ?for? clause does not guard... [-Wmisleading-indentation]
PiperOrigin-RevId: 275735925

Fix minor spelling tweaks (NFC)

Closes tensorflow/mlir#175

PiperOrigin-RevId: 275726876

Fix minor spelling tweaks (NFC)

Closes tensorflow/mlir#177

PiperOrigin-RevId: 275692653

Add SourceMgrDiagnosticHandler to toy

PiperOrigin-RevId: 275659433

Add missing include to StringMap in Verifier and DialectConversion.

PiperOrigin-RevId: 275656416

Add missing include to llvm Allocator.h

This header is not self-contained otherwise.

PiperOrigin-RevId: 275651582

Slight rewording in toy ch2 to make persistence of name clearer

PiperOrigin-RevId: 275650756

Use new eraseOp instead of replaceOp with empty values

PiperOrigin-RevId: 275631166

Get active source lane predicate from shuffle instruction.

nvvm.shfl.sync.bfly optionally returns a predicate whether source lane was active. Support for this was added to clang in https://reviews.llvm.org/D68892.

Add an optional 'pred' unit attribute to the instruction to return this predicate. Specify this attribute in the partial warp reduction so we don't need to manually compute the predicate.

PiperOrigin-RevId: 275616564

NFC: Cleanup the implementation of walkSymbolUses.

Refactor the implementation to be much cleaner by adding a `make_second_range` utility to walk the `second` value of a range of pairs.

PiperOrigin-RevId: 275598985

NFC: Add missing include for StringMap.
PiperOrigin-RevId: 275588019

NFC: Rename SPIR-V serializer find*ID() to get*ID() to be consistent

We use get*() in deserizer and other places across the codebase.

PiperOrigin-RevId: 275582390

Add support for function result attributes.

This allows dialect-specific attributes to be attached to func results. (or more specifically, FunctionLike ops).

For example:

```
func @f() -> (i32 {my_dialect.some_attr = 3})
```

This attaches my_dialect.some_attr with value 3 to the first result of func @f.

Another more complex example:

```
func @g() -> (i32, f32 {my_dialect.some_attr = "foo", other_dialect.some_other_attr = [1,2,3]}, i1)
```

Here, the second result has two attributes attached.

PiperOrigin-RevId: 275564165

Lower vector transfer ops to loop.for operations.

This allows mixing linalg operations with vector transfer operations (with additional modifications to affine ops) and is a step towards solving tensorflow/mlir#189.

PiperOrigin-RevId: 275543361

Implement lowering of VectorTypeCastOp to LLVM

A VectorTypeCastOp can only be used to lower between statically sized contiguous memrefs of scalar and matching vector type. The sizes and strides are thus fully static and easy to determine.

A relevant test is added.

This is a step towards solving tensorflow/mlir#189.

PiperOrigin-RevId: 275538981

Slightly rephrase a difficult-to-parse sentence.

PiperOrigin-RevId: 275499524

[DRR] Use eraseOp() to replace no-result ops

PiperOrigin-RevId: 275475229

Automated rollback of commit 575405f4d6762830c1c4520569de4e4ed3c8eed5

PiperOrigin-RevId: 275461067

Fix OSS target name GPUtoNVVMTransforms -> MLIRGPUtoNVVMTransforms

This unbreaks the `cmake -G Ninja ../llvm -DLLVM_BUILD_EXAMPLES=ON -DLLVM_TARGETS_TO_BUILD="host"`
 in my local OSS build

PiperOrigin-RevId: 275452330

Use StrEnumAttr for gpu.allreduce op instead of StringAttr to better encode constraints.

PiperOrigin-RevId: 275448372

Add documentation on restrictions to dialect conversion rewrites

PiperOrigin-RevId: 275435593

Add gpu.barrier op to synchronize invocations of a local workgroup.

Adding gen table for rewrite patterns from GPU to NVVM dialect.

Copy missing op documentation from GPUOps.td to GPU.md.

PiperOrigin-RevId: 275419588

NFC: Remove trivial builder get methods.

These don't add any value, and some are even more restrictive than the respective static 'get' method.

PiperOrigin-RevId: 275391240

Automated rollback of commit b65c8bb5d6ab418bb3fcd0302aee19d3615d90f1

PiperOrigin-RevId: 275370861

Introduce a wrapper around ConversionPattern that operates on the derived class

Analogous to OpRewritePattern, this makes writing conversion patterns more convenient.

PiperOrigin-RevId: 275349854

Add EDSC support for loop.for operations

This CL adds support for loop.for operations in EDSC and adds a test.
This will be used in a followup commit to implement lowering of vector_transfer ops so that it works more generally and is not subject to affine constraints.

PiperOrigin-RevId: 275349796

NFC: Delete the Linalg tutorial.

This part of the tutorial is now covered by a new flow in Toy. This also removes a point of confusion as there is also a proper Linalg dialect.

PiperOrigin-RevId: 275338933

Add Ch.6 of the Toy tutorial.

This chapters introduces the notion of a full conversion, and adds support for lowering down to the LLVM dialect, LLVM IR, and thus code generation.

PiperOrigin-RevId: 275337786

Decouple Linalg promotion from Linalg tiling - NFC

This CL creates a new Linalg promotion pass that operates on SubViewOp and decouples it from Linalg tiling. This is mostly moving code around.

PiperOrigin-RevId: 275329213

[spirv] Add a canonicalization pattern for spv.selection.

Add a canonicalization pattern for spv.selection operation.
Convert spv.selection operation to spv.Select based on
simple pattern.

Closes tensorflow/mlir#183

COPYBARA_INTEGRATE_REVIEW=https://github.com/tensorflow/mlir/pull/183 from denis0x0D:sandbox/canon_select 43d04d923272dd60b9da39f70bdbc51a5168db62
PiperOrigin-RevId: 275312748

Allow '_' when pretty printing dialect symbols

'_' is used frequently enough as the separator of words in symbols.
We should allow it in dialect symbols when considering pretty printing.

Also updated LangRef.md regarding pretty form.

PiperOrigin-RevId: 275312494

Rename LoopNestBuilder to AffineLoopNestBuilder - NFC

PiperOrigin-RevId: 275310747

Use a SmallVector instead of an ArrayRef to materialize a temporary local array

This pattern is error prone and unfortunately none of the sanitizer is catching
it at the moment.

Fixes tensorflow/mlir#192

Closes tensorflow/mlir#193

COPYBARA_INTEGRATE_REVIEW=https://github.com/tensorflow/mlir/pull/193 from joker-eph:fix_array_ref 8092252e64c426c6a8a790b7638f847bea4818b1
PiperOrigin-RevId: 275280201

[DRR] Allow capturing and referencing no-result ops

Previously when we bind a symbol to an op in DRR, it means to capture
the op's result(s) and later references will be expanded to result(s).
This means for ops without result, we are replacing the symbol with
nothing. This CL treats non-result op capturing and referencing as a
special case to mean the op itself.

PiperOrigin-RevId: 275269702

Fix RewriterGen to support using NativeCodeCall as auxiliary pattern

NativeCodeCall is handled differently than normal op creation in RewriterGen
(because its flexibility). It will only be materialized to output stream if
it is used. But when using it for auxiliary patterns, we still want the side
effect even if it is not replacing matched root op's results.

PiperOrigin-RevId: 275265467

Add LLVM_DEBUG in RewritersGen.cpp and Pattern.cpp

It's usually hard to understand what went wrong if mlir-tblgen
crashes on some input. This CL adds a few useful LLVM_DEBUG
statements so that we can use mlir-tblegn -debug to figure
out the culprit for a crash.

PiperOrigin-RevId: 275253532

Fix invalid transpose in example and add proper verification.

The transpose in the example had the same result type as its input, which is incorrect.

PiperOrigin-RevId: 275186568

[spirv] Implement inliner interface

We just need to implement a few interface hooks to DialectInlinerInterface
and CallOpInterface to gain the benefits of an inliner. :)

Right now only supports some trivial cases:
* Inlining single block with spv.Return/spv.ReturnValue
* Inlining multi block with spv.Return
* Inlining spv.selection/spv.loop without return ops

More advanced cases will require block argument and Phi support.

PiperOrigin-RevId: 275151132

Add Ch.5 of the toy tutorial.

This chapter adds a partial lowering of toy operations, all but PrintOp, to a combination of the Affine and Std dialects. This chapter focuses on introducing the conversion framework, the benefits of partial lowering, and how easily dialects may co-exist in the IR.

PiperOrigin-RevId: 275150649

Add support for inlining toy call operations.

The GenericCallOp needed to have the CallOpInterface to be picked up by the inliner. This also adds a CastOp to perform shape casts that are generated during inlining. The casts generated by the inliner will be folded away after shape inference.

PiperOrigin-RevId: 275150438

Fix typo in tutorial.

PiperOrigin-RevId: 275147795

Add ComplexType to TableGen with Tensor support

Create a ComplexType for table gen references. Include an AnyComplex type
to check whether the resulting tensor can be complex. Expand tensors to
allow complex types.

PiperOrigin-RevId: 275144804

Code cleanups on Ch.4

This change performs general cleanups of the implementation of ch.4 and fixes some bugs. For example, the operations currently don't inherit from the shape inference interface.

PiperOrigin-RevId: 275089914

Update Chapter 4 of the Toy tutorial

This Chapter now introduces and makes use of the Interface concept
in MLIR to demonstrate ShapeInference.
END_PUBLIC

Closes tensorflow/mlir#191

PiperOrigin-RevId: 275085151

Update comments in ast.toy

PiperOrigin-RevId: 275084969

NFC: Update VectorOrTensor -> Shaped

This was missed when the type was renamed.

PiperOrigin-RevId: 275082588

Makes spv.module generated by GPU->SPIRV conversion spec compliant

Makes the spv.module generated by the GPU to SPIR-V conversion SPIR-V
spec compliant (validated using spirv-val from Vulkan tools).

1) Separate out the VulkanLayoutUtils from
DecorateSPIRVCompositeTypeLayoutPass to make it reusable within the
Type converter in SPIR-V lowering infrastructure. This is used to
compute the layout of the !spv.struct used in global variable type
description.
2) Set the capabilities of the spv.module to Shader (needed for use of
Logical Memory Model, and the extensions to
SPV_KHR_storage_buffer_storage_class for use of Storage Buffer)

PiperOrigin-RevId: 275081486

Support custom accumulator provided as region to gpu.all_reduce.

In addition to specifying the type of accumulation through the 'op' attribute, the accumulation can now also be specified as arbitrary code region.

Adds a gpu.yield op to specify the result of the accumulation.

Also support more types (integers) and accumulations (mul).

PiperOrigin-RevId: 275065447

Allow for remapping argument to a Value in SignatureConversion.

The current SignatureConversion framework (part of DialectConversion)
allows remapping input arguments to a function from 1->0, 1->1 or
1->many arguments during conversion. Another case is where the
argument itself is dropped, but it's use are remapped to another
Value*.

An example of this is: The Vulkan/SPIR-V spec requires entry functions
to be of type void(void). The GPU -> SPIR-V conversion implemented
this without having the DialectConversion framework track the
remapping that lead to some undefined behavior. The changes here
addresses that.

PiperOrigin-RevId: 275059656

Add support for PatternRewriter::eraseOp.

This hook is useful when an operation is known to be dead, and no replacement values make sense.

PiperOrigin-RevId: 275052756

Fix CMake configuration after introduction of LICM and LoopLikeInterface

b843cc5d5a introduced a new op LICM transformation and a LoopLike interface,
but missed the CMake aspects of it. This should fix the build.

PiperOrigin-RevId: 275038533

Fix typo in VectorOps.td

PiperOrigin-RevId: 275025323

Implement simple loop-invariant-code-motion based on dialect interfaces.

PiperOrigin-RevId: 275004258

NFC: Remove NoSideEffect traits from all ops except for ConstantOp.

These traits are added in chapter 3 when we begin discussion optimization on the toy operations.

PiperOrigin-RevId: 274974010

NFC: Various code cleanups for Ch3.

This change refactors the toyc driver to be much cleaner and easier to extend. It also cleans up a few comments in the combiner.

PiperOrigin-RevId: 274973808

Add support for OpBitwiseOr, OpBitwiseXor, and OpBitwiseAnd in SPIR-V dialect.

PiperOrigin-RevId: 274935374

Fix typo

PiperOrigin-RevId: 274905193

Fix typos

PiperOrigin-RevId: 274902838

NFC: Split out ToyOpsIncGen into a separate CMakeLists.txt.

This fixes an issue with make where it fails to properly handle the dependency ordering.

PiperOrigin-RevId: 274897702

Fix typo

PiperOrigin-RevId: 274894550