14c263edeSDiana Picus //===-- TargetRewrite.cpp -------------------------------------------------===//
24c263edeSDiana Picus //
34c263edeSDiana Picus // Part of the LLVM Project, under the Apache License v2.0 with LLVM Exceptions.
44c263edeSDiana Picus // See https://llvm.org/LICENSE.txt for license information.
54c263edeSDiana Picus // SPDX-License-Identifier: Apache-2.0 WITH LLVM-exception
64c263edeSDiana Picus //
74c263edeSDiana Picus //===----------------------------------------------------------------------===//
84c263edeSDiana Picus //
94c263edeSDiana Picus // Target rewrite: rewriting of ops to make target-specific lowerings manifest.
104c263edeSDiana Picus // LLVM expects different lowering idioms to be used for distinct target
114c263edeSDiana Picus // triples. These distinctions are handled by this pass.
124c263edeSDiana Picus //
134c263edeSDiana Picus // Coding style: https://mlir.llvm.org/getting_started/DeveloperGuide/
144c263edeSDiana Picus //
154c263edeSDiana Picus //===----------------------------------------------------------------------===//
164c263edeSDiana Picus 
174c263edeSDiana Picus #include "PassDetail.h"
184c263edeSDiana Picus #include "Target.h"
19416e503aSJean Perier #include "flang/Optimizer/Builder/Character.h"
20fe252f8eSValentin Clement #include "flang/Optimizer/Builder/FIRBuilder.h"
215b66cc10SValentin Clement #include "flang/Optimizer/Builder/Todo.h"
224c263edeSDiana Picus #include "flang/Optimizer/CodeGen/CodeGen.h"
234c263edeSDiana Picus #include "flang/Optimizer/Dialect/FIRDialect.h"
244c263edeSDiana Picus #include "flang/Optimizer/Dialect/FIROps.h"
25416e503aSJean Perier #include "flang/Optimizer/Dialect/FIROpsSupport.h"
264c263edeSDiana Picus #include "flang/Optimizer/Dialect/FIRType.h"
274c263edeSDiana Picus #include "flang/Optimizer/Support/FIRContext.h"
284c263edeSDiana Picus #include "mlir/Transforms/DialectConversion.h"
294c263edeSDiana Picus #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
304c263edeSDiana Picus #include "llvm/ADT/TypeSwitch.h"
314c263edeSDiana Picus #include "llvm/Support/Debug.h"
324c263edeSDiana Picus 
334c263edeSDiana Picus #define DEBUG_TYPE "flang-target-rewrite"
344c263edeSDiana Picus 
354c263edeSDiana Picus namespace {
364c263edeSDiana Picus 
374c263edeSDiana Picus /// Fixups for updating a FuncOp's arguments and return values.
384c263edeSDiana Picus struct FixupTy {
3965431d3aSDiana Picus   enum class Codes {
4065431d3aSDiana Picus     ArgumentAsLoad,
4165431d3aSDiana Picus     ArgumentType,
4265431d3aSDiana Picus     CharPair,
4365431d3aSDiana Picus     ReturnAsStore,
4465431d3aSDiana Picus     ReturnType,
4565431d3aSDiana Picus     Split,
46416e503aSJean Perier     Trailing,
47416e503aSJean Perier     TrailingCharProc
4865431d3aSDiana Picus   };
494c263edeSDiana Picus 
FixupTy__anon5e619a4c0111::FixupTy504c263edeSDiana Picus   FixupTy(Codes code, std::size_t index, std::size_t second = 0)
514c263edeSDiana Picus       : code{code}, index{index}, second{second} {}
FixupTy__anon5e619a4c0111::FixupTy524c263edeSDiana Picus   FixupTy(Codes code, std::size_t index,
5358ceae95SRiver Riddle           std::function<void(mlir::func::FuncOp)> &&finalizer)
544c263edeSDiana Picus       : code{code}, index{index}, finalizer{finalizer} {}
FixupTy__anon5e619a4c0111::FixupTy554c263edeSDiana Picus   FixupTy(Codes code, std::size_t index, std::size_t second,
5658ceae95SRiver Riddle           std::function<void(mlir::func::FuncOp)> &&finalizer)
574c263edeSDiana Picus       : code{code}, index{index}, second{second}, finalizer{finalizer} {}
584c263edeSDiana Picus 
594c263edeSDiana Picus   Codes code;
604c263edeSDiana Picus   std::size_t index;
614c263edeSDiana Picus   std::size_t second{};
6258ceae95SRiver Riddle   llvm::Optional<std::function<void(mlir::func::FuncOp)>> finalizer{};
634c263edeSDiana Picus }; // namespace
644c263edeSDiana Picus 
654c263edeSDiana Picus /// Target-specific rewriting of the FIR. This is a prerequisite pass to code
664c263edeSDiana Picus /// generation that traverses the FIR and modifies types and operations to a
674c263edeSDiana Picus /// form that is appropriate for the specific target. LLVM IR has specific
684c263edeSDiana Picus /// idioms that are used for distinct target processor and ABI combinations.
6944e58509SEric Schweitz class TargetRewrite : public fir::TargetRewriteBase<TargetRewrite> {
704c263edeSDiana Picus public:
TargetRewrite(const fir::TargetRewriteOptions & options)7144e58509SEric Schweitz   TargetRewrite(const fir::TargetRewriteOptions &options) {
724c263edeSDiana Picus     noCharacterConversion = options.noCharacterConversion;
7365431d3aSDiana Picus     noComplexConversion = options.noComplexConversion;
744c263edeSDiana Picus   }
754c263edeSDiana Picus 
runOnOperation()764c263edeSDiana Picus   void runOnOperation() override final {
774c263edeSDiana Picus     auto &context = getContext();
784c263edeSDiana Picus     mlir::OpBuilder rewriter(&context);
794c263edeSDiana Picus 
804c263edeSDiana Picus     auto mod = getModule();
81010a10b7SValentin Clement     if (!forcedTargetTriple.empty())
8244e58509SEric Schweitz       fir::setTargetTriple(mod, forcedTargetTriple);
834c263edeSDiana Picus 
8444e58509SEric Schweitz     auto specifics = fir::CodeGenSpecifics::get(
8544e58509SEric Schweitz         mod.getContext(), fir::getTargetTriple(mod), fir::getKindMapping(mod));
864c263edeSDiana Picus     setMembers(specifics.get(), &rewriter);
874c263edeSDiana Picus 
884c263edeSDiana Picus     // Perform type conversion on signatures and call sites.
894c263edeSDiana Picus     if (mlir::failed(convertTypes(mod))) {
904c263edeSDiana Picus       mlir::emitError(mlir::UnknownLoc::get(&context),
914c263edeSDiana Picus                       "error in converting types to target abi");
924c263edeSDiana Picus       signalPassFailure();
934c263edeSDiana Picus     }
944c263edeSDiana Picus 
954c263edeSDiana Picus     // Convert ops in target-specific patterns.
964c263edeSDiana Picus     mod.walk([&](mlir::Operation *op) {
9744e58509SEric Schweitz       if (auto call = mlir::dyn_cast<fir::CallOp>(op)) {
984c263edeSDiana Picus         if (!hasPortableSignature(call.getFunctionType()))
994c263edeSDiana Picus           convertCallOp(call);
10044e58509SEric Schweitz       } else if (auto dispatch = mlir::dyn_cast<fir::DispatchOp>(op)) {
1014c263edeSDiana Picus         if (!hasPortableSignature(dispatch.getFunctionType()))
1024c263edeSDiana Picus           convertCallOp(dispatch);
10344e58509SEric Schweitz       } else if (auto addr = mlir::dyn_cast<fir::AddrOfOp>(op)) {
1043fd250d2SDiana Picus         if (addr.getType().isa<mlir::FunctionType>() &&
1053fd250d2SDiana Picus             !hasPortableSignature(addr.getType()))
1063fd250d2SDiana Picus           convertAddrOp(addr);
1074c263edeSDiana Picus       }
1084c263edeSDiana Picus     });
1094c263edeSDiana Picus 
1104c263edeSDiana Picus     clearMembers();
1114c263edeSDiana Picus   }
1124c263edeSDiana Picus 
getModule()1134c263edeSDiana Picus   mlir::ModuleOp getModule() { return getOperation(); }
1144c263edeSDiana Picus 
11565431d3aSDiana Picus   template <typename A, typename B, typename C>
11665431d3aSDiana Picus   std::function<mlir::Value(mlir::Operation *)>
rewriteCallComplexResultType(mlir::Location loc,A ty,B & newResTys,B & newInTys,C & newOpers)1170c1cf585SEric Schweitz   rewriteCallComplexResultType(mlir::Location loc, A ty, B &newResTys,
1180c1cf585SEric Schweitz                                B &newInTys, C &newOpers) {
1190c1cf585SEric Schweitz     auto m = specifics->complexReturnType(loc, ty.getElementType());
12065431d3aSDiana Picus     // Currently targets mandate COMPLEX is a single aggregate or packed
12165431d3aSDiana Picus     // scalar, including the sret case.
12239377d52SValentin Clement     assert(m.size() == 1 && "target of complex return not supported");
12365431d3aSDiana Picus     auto resTy = std::get<mlir::Type>(m[0]);
12444e58509SEric Schweitz     auto attr = std::get<fir::CodeGenSpecifics::Attributes>(m[0]);
12565431d3aSDiana Picus     if (attr.isSRet()) {
12644e58509SEric Schweitz       assert(fir::isa_ref_type(resTy) && "must be a memory reference type");
12765431d3aSDiana Picus       mlir::Value stack =
12844e58509SEric Schweitz           rewriter->create<fir::AllocaOp>(loc, fir::dyn_cast_ptrEleTy(resTy));
12965431d3aSDiana Picus       newInTys.push_back(resTy);
13065431d3aSDiana Picus       newOpers.push_back(stack);
13165431d3aSDiana Picus       return [=](mlir::Operation *) -> mlir::Value {
13244e58509SEric Schweitz         auto memTy = fir::ReferenceType::get(ty);
13344e58509SEric Schweitz         auto cast = rewriter->create<fir::ConvertOp>(loc, memTy, stack);
13465431d3aSDiana Picus         return rewriter->create<fir::LoadOp>(loc, cast);
13565431d3aSDiana Picus       };
13665431d3aSDiana Picus     }
13765431d3aSDiana Picus     newResTys.push_back(resTy);
13865431d3aSDiana Picus     return [=](mlir::Operation *call) -> mlir::Value {
13965431d3aSDiana Picus       auto mem = rewriter->create<fir::AllocaOp>(loc, resTy);
14065431d3aSDiana Picus       rewriter->create<fir::StoreOp>(loc, call->getResult(0), mem);
14144e58509SEric Schweitz       auto memTy = fir::ReferenceType::get(ty);
14244e58509SEric Schweitz       auto cast = rewriter->create<fir::ConvertOp>(loc, memTy, mem);
14365431d3aSDiana Picus       return rewriter->create<fir::LoadOp>(loc, cast);
14465431d3aSDiana Picus     };
14565431d3aSDiana Picus   }
14665431d3aSDiana Picus 
14765431d3aSDiana Picus   template <typename A, typename B, typename C>
rewriteCallComplexInputType(A ty,mlir::Value oper,B & newInTys,C & newOpers)14865431d3aSDiana Picus   void rewriteCallComplexInputType(A ty, mlir::Value oper, B &newInTys,
14965431d3aSDiana Picus                                    C &newOpers) {
15065431d3aSDiana Picus     auto *ctx = ty.getContext();
1510c1cf585SEric Schweitz     mlir::Location loc = mlir::UnknownLoc::get(ctx);
1520c1cf585SEric Schweitz     if (auto *op = oper.getDefiningOp())
1530c1cf585SEric Schweitz       loc = op->getLoc();
1540c1cf585SEric Schweitz     auto m = specifics->complexArgumentType(loc, ty.getElementType());
15565431d3aSDiana Picus     if (m.size() == 1) {
15665431d3aSDiana Picus       // COMPLEX is a single aggregate
15765431d3aSDiana Picus       auto resTy = std::get<mlir::Type>(m[0]);
15844e58509SEric Schweitz       auto attr = std::get<fir::CodeGenSpecifics::Attributes>(m[0]);
15944e58509SEric Schweitz       auto oldRefTy = fir::ReferenceType::get(ty);
16065431d3aSDiana Picus       if (attr.isByVal()) {
16165431d3aSDiana Picus         auto mem = rewriter->create<fir::AllocaOp>(loc, ty);
16265431d3aSDiana Picus         rewriter->create<fir::StoreOp>(loc, oper, mem);
16344e58509SEric Schweitz         newOpers.push_back(rewriter->create<fir::ConvertOp>(loc, resTy, mem));
16465431d3aSDiana Picus       } else {
16565431d3aSDiana Picus         auto mem = rewriter->create<fir::AllocaOp>(loc, resTy);
16644e58509SEric Schweitz         auto cast = rewriter->create<fir::ConvertOp>(loc, oldRefTy, mem);
16765431d3aSDiana Picus         rewriter->create<fir::StoreOp>(loc, oper, cast);
16865431d3aSDiana Picus         newOpers.push_back(rewriter->create<fir::LoadOp>(loc, mem));
16965431d3aSDiana Picus       }
17065431d3aSDiana Picus       newInTys.push_back(resTy);
17165431d3aSDiana Picus     } else {
17265431d3aSDiana Picus       assert(m.size() == 2);
17365431d3aSDiana Picus       // COMPLEX is split into 2 separate arguments
1749b5bb511SValentin Clement       auto iTy = rewriter->getIntegerType(32);
17565431d3aSDiana Picus       for (auto e : llvm::enumerate(m)) {
17665431d3aSDiana Picus         auto &tup = e.value();
17765431d3aSDiana Picus         auto ty = std::get<mlir::Type>(tup);
17865431d3aSDiana Picus         auto index = e.index();
1799b5bb511SValentin Clement         auto idx = rewriter->getIntegerAttr(iTy, index);
18044e58509SEric Schweitz         auto val = rewriter->create<fir::ExtractValueOp>(
18165431d3aSDiana Picus             loc, ty, oper, rewriter->getArrayAttr(idx));
18265431d3aSDiana Picus         newInTys.push_back(ty);
18365431d3aSDiana Picus         newOpers.push_back(val);
18465431d3aSDiana Picus       }
18565431d3aSDiana Picus     }
18665431d3aSDiana Picus   }
18765431d3aSDiana Picus 
1884c263edeSDiana Picus   // Convert fir.call and fir.dispatch Ops.
1894c263edeSDiana Picus   template <typename A>
convertCallOp(A callOp)1904c263edeSDiana Picus   void convertCallOp(A callOp) {
1914c263edeSDiana Picus     auto fnTy = callOp.getFunctionType();
1924c263edeSDiana Picus     auto loc = callOp.getLoc();
1934c263edeSDiana Picus     rewriter->setInsertionPoint(callOp);
1944c263edeSDiana Picus     llvm::SmallVector<mlir::Type> newResTys;
1954c263edeSDiana Picus     llvm::SmallVector<mlir::Type> newInTys;
1964c263edeSDiana Picus     llvm::SmallVector<mlir::Value> newOpers;
1974c263edeSDiana Picus 
1984c263edeSDiana Picus     // If the call is indirect, the first argument must still be the function
1994c263edeSDiana Picus     // to call.
2004c263edeSDiana Picus     int dropFront = 0;
2014c263edeSDiana Picus     if constexpr (std::is_same_v<std::decay_t<A>, fir::CallOp>) {
2025413bf1bSKazu Hirata       if (!callOp.getCallee()) {
2034c263edeSDiana Picus         newInTys.push_back(fnTy.getInput(0));
2044c263edeSDiana Picus         newOpers.push_back(callOp.getOperand(0));
2054c263edeSDiana Picus         dropFront = 1;
2064c263edeSDiana Picus       }
2074c263edeSDiana Picus     }
2084c263edeSDiana Picus 
2094c263edeSDiana Picus     // Determine the rewrite function, `wrap`, for the result value.
2104c263edeSDiana Picus     llvm::Optional<std::function<mlir::Value(mlir::Operation *)>> wrap;
2114c263edeSDiana Picus     if (fnTy.getResults().size() == 1) {
2124c263edeSDiana Picus       mlir::Type ty = fnTy.getResult(0);
21365431d3aSDiana Picus       llvm::TypeSwitch<mlir::Type>(ty)
21465431d3aSDiana Picus           .template Case<fir::ComplexType>([&](fir::ComplexType cmplx) {
2150c1cf585SEric Schweitz             wrap = rewriteCallComplexResultType(loc, cmplx, newResTys, newInTys,
21665431d3aSDiana Picus                                                 newOpers);
21765431d3aSDiana Picus           })
21865431d3aSDiana Picus           .template Case<mlir::ComplexType>([&](mlir::ComplexType cmplx) {
2190c1cf585SEric Schweitz             wrap = rewriteCallComplexResultType(loc, cmplx, newResTys, newInTys,
22065431d3aSDiana Picus                                                 newOpers);
22165431d3aSDiana Picus           })
22265431d3aSDiana Picus           .Default([&](mlir::Type ty) { newResTys.push_back(ty); });
2234c263edeSDiana Picus     } else if (fnTy.getResults().size() > 1) {
2244c263edeSDiana Picus       TODO(loc, "multiple results not supported yet");
2254c263edeSDiana Picus     }
2264c263edeSDiana Picus 
2274c263edeSDiana Picus     llvm::SmallVector<mlir::Type> trailingInTys;
2284c263edeSDiana Picus     llvm::SmallVector<mlir::Value> trailingOpers;
2294c263edeSDiana Picus     for (auto e : llvm::enumerate(
2304c263edeSDiana Picus              llvm::zip(fnTy.getInputs().drop_front(dropFront),
2314c263edeSDiana Picus                        callOp.getOperands().drop_front(dropFront)))) {
2324c263edeSDiana Picus       mlir::Type ty = std::get<0>(e.value());
2334c263edeSDiana Picus       mlir::Value oper = std::get<1>(e.value());
2344c263edeSDiana Picus       unsigned index = e.index();
2354c263edeSDiana Picus       llvm::TypeSwitch<mlir::Type>(ty)
23644e58509SEric Schweitz           .template Case<fir::BoxCharType>([&](fir::BoxCharType boxTy) {
2374c263edeSDiana Picus             bool sret;
2384c263edeSDiana Picus             if constexpr (std::is_same_v<std::decay_t<A>, fir::CallOp>) {
239149ad3d5SShraiysh Vaishay               sret = callOp.getCallee() &&
24058ceae95SRiver Riddle                      functionArgIsSRet(
24158ceae95SRiver Riddle                          index, getModule().lookupSymbol<mlir::func::FuncOp>(
242149ad3d5SShraiysh Vaishay                                     *callOp.getCallee()));
2434c263edeSDiana Picus             } else {
2444c263edeSDiana Picus               // TODO: dispatch case; how do we put arguments on a call?
2454c263edeSDiana Picus               // We cannot put both an sret and the dispatch object first.
2464c263edeSDiana Picus               sret = false;
2474c263edeSDiana Picus               TODO(loc, "dispatch + sret not supported yet");
2484c263edeSDiana Picus             }
2494c263edeSDiana Picus             auto m = specifics->boxcharArgumentType(boxTy.getEleTy(), sret);
25044e58509SEric Schweitz             auto unbox = rewriter->create<fir::UnboxCharOp>(
25144e58509SEric Schweitz                 loc, std::get<mlir::Type>(m[0]), std::get<mlir::Type>(m[1]),
25244e58509SEric Schweitz                 oper);
2534c263edeSDiana Picus             // unboxed CHARACTER arguments
2544c263edeSDiana Picus             for (auto e : llvm::enumerate(m)) {
2554c263edeSDiana Picus               unsigned idx = e.index();
25644e58509SEric Schweitz               auto attr =
25744e58509SEric Schweitz                   std::get<fir::CodeGenSpecifics::Attributes>(e.value());
2584c263edeSDiana Picus               auto argTy = std::get<mlir::Type>(e.value());
2594c263edeSDiana Picus               if (attr.isAppend()) {
2604c263edeSDiana Picus                 trailingInTys.push_back(argTy);
2614c263edeSDiana Picus                 trailingOpers.push_back(unbox.getResult(idx));
2624c263edeSDiana Picus               } else {
2634c263edeSDiana Picus                 newInTys.push_back(argTy);
2644c263edeSDiana Picus                 newOpers.push_back(unbox.getResult(idx));
2654c263edeSDiana Picus               }
2664c263edeSDiana Picus             }
2674c263edeSDiana Picus           })
26865431d3aSDiana Picus           .template Case<fir::ComplexType>([&](fir::ComplexType cmplx) {
26965431d3aSDiana Picus             rewriteCallComplexInputType(cmplx, oper, newInTys, newOpers);
27065431d3aSDiana Picus           })
27165431d3aSDiana Picus           .template Case<mlir::ComplexType>([&](mlir::ComplexType cmplx) {
27265431d3aSDiana Picus             rewriteCallComplexInputType(cmplx, oper, newInTys, newOpers);
27365431d3aSDiana Picus           })
274416e503aSJean Perier           .template Case<mlir::TupleType>([&](mlir::TupleType tuple) {
27544e58509SEric Schweitz             if (fir::isCharacterProcedureTuple(tuple)) {
276416e503aSJean Perier               mlir::ModuleOp module = getModule();
277416e503aSJean Perier               if constexpr (std::is_same_v<std::decay_t<A>, fir::CallOp>) {
278149ad3d5SShraiysh Vaishay                 if (callOp.getCallee()) {
279416e503aSJean Perier                   llvm::StringRef charProcAttr =
28044e58509SEric Schweitz                       fir::getCharacterProcedureDummyAttrName();
281416e503aSJean Perier                   // The charProcAttr attribute is only used as a safety to
282416e503aSJean Perier                   // confirm that this is a dummy procedure and should be split.
283416e503aSJean Perier                   // It cannot be used to match because attributes are not
284416e503aSJean Perier                   // available in case of indirect calls.
28558ceae95SRiver Riddle                   auto funcOp = module.lookupSymbol<mlir::func::FuncOp>(
28658ceae95SRiver Riddle                       *callOp.getCallee());
287416e503aSJean Perier                   if (funcOp &&
288416e503aSJean Perier                       !funcOp.template getArgAttrOfType<mlir::UnitAttr>(
289416e503aSJean Perier                           index, charProcAttr))
290416e503aSJean Perier                     mlir::emitError(loc, "tuple argument will be split even "
291416e503aSJean Perier                                          "though it does not have the `" +
292416e503aSJean Perier                                              charProcAttr + "` attribute");
293416e503aSJean Perier                 }
294416e503aSJean Perier               }
295416e503aSJean Perier               mlir::Type funcPointerType = tuple.getType(0);
296416e503aSJean Perier               mlir::Type lenType = tuple.getType(1);
297906784a3SJean Perier               fir::KindMapping kindMap = fir::getKindMapping(module);
298906784a3SJean Perier               fir::FirOpBuilder builder(*rewriter, kindMap);
299416e503aSJean Perier               auto [funcPointer, len] =
30044e58509SEric Schweitz                   fir::factory::extractCharacterProcedureTuple(builder, loc,
30144e58509SEric Schweitz                                                                oper);
302416e503aSJean Perier               newInTys.push_back(funcPointerType);
303416e503aSJean Perier               newOpers.push_back(funcPointer);
304416e503aSJean Perier               trailingInTys.push_back(lenType);
305416e503aSJean Perier               trailingOpers.push_back(len);
306416e503aSJean Perier             } else {
307416e503aSJean Perier               newInTys.push_back(tuple);
308416e503aSJean Perier               newOpers.push_back(oper);
309416e503aSJean Perier             }
310416e503aSJean Perier           })
3114c263edeSDiana Picus           .Default([&](mlir::Type ty) {
3124c263edeSDiana Picus             newInTys.push_back(ty);
3134c263edeSDiana Picus             newOpers.push_back(oper);
3144c263edeSDiana Picus           });
3154c263edeSDiana Picus     }
3164c263edeSDiana Picus     newInTys.insert(newInTys.end(), trailingInTys.begin(), trailingInTys.end());
3174c263edeSDiana Picus     newOpers.insert(newOpers.end(), trailingOpers.begin(), trailingOpers.end());
3184c263edeSDiana Picus     if constexpr (std::is_same_v<std::decay_t<A>, fir::CallOp>) {
3194c263edeSDiana Picus       fir::CallOp newCall;
32086b8c1d9SKazu Hirata       if (callOp.getCallee()) {
321*009ab172SKazu Hirata         newCall =
322*009ab172SKazu Hirata             rewriter->create<A>(loc, *callOp.getCallee(), newResTys, newOpers);
3234c263edeSDiana Picus       } else {
3244c263edeSDiana Picus         // Force new type on the input operand.
3254c263edeSDiana Picus         newOpers[0].setType(mlir::FunctionType::get(
3264c263edeSDiana Picus             callOp.getContext(),
3274c263edeSDiana Picus             mlir::TypeRange{newInTys}.drop_front(dropFront), newResTys));
3284c263edeSDiana Picus         newCall = rewriter->create<A>(loc, newResTys, newOpers);
3294c263edeSDiana Picus       }
3304c263edeSDiana Picus       LLVM_DEBUG(llvm::dbgs() << "replacing call with " << newCall << '\n');
3315413bf1bSKazu Hirata       if (wrap)
3324c263edeSDiana Picus         replaceOp(callOp, (*wrap)(newCall.getOperation()));
3334c263edeSDiana Picus       else
3344c263edeSDiana Picus         replaceOp(callOp, newCall.getResults());
3354c263edeSDiana Picus     } else {
3364c263edeSDiana Picus       // A is fir::DispatchOp
3374c263edeSDiana Picus       TODO(loc, "dispatch not implemented");
3384c263edeSDiana Picus     }
3394c263edeSDiana Picus   }
34065431d3aSDiana Picus 
34165431d3aSDiana Picus   // Result type fixup for fir::ComplexType and mlir::ComplexType
34265431d3aSDiana Picus   template <typename A, typename B>
lowerComplexSignatureRes(mlir::Location loc,A cmplx,B & newResTys,B & newInTys)3430c1cf585SEric Schweitz   void lowerComplexSignatureRes(mlir::Location loc, A cmplx, B &newResTys,
3440c1cf585SEric Schweitz                                 B &newInTys) {
34565431d3aSDiana Picus     if (noComplexConversion) {
34665431d3aSDiana Picus       newResTys.push_back(cmplx);
34765431d3aSDiana Picus     } else {
3480c1cf585SEric Schweitz       for (auto &tup :
3490c1cf585SEric Schweitz            specifics->complexReturnType(loc, cmplx.getElementType())) {
35065431d3aSDiana Picus         auto argTy = std::get<mlir::Type>(tup);
35144e58509SEric Schweitz         if (std::get<fir::CodeGenSpecifics::Attributes>(tup).isSRet())
35265431d3aSDiana Picus           newInTys.push_back(argTy);
35365431d3aSDiana Picus         else
35465431d3aSDiana Picus           newResTys.push_back(argTy);
35565431d3aSDiana Picus       }
35665431d3aSDiana Picus     }
35765431d3aSDiana Picus   }
35865431d3aSDiana Picus 
35965431d3aSDiana Picus   // Argument type fixup for fir::ComplexType and mlir::ComplexType
36065431d3aSDiana Picus   template <typename A, typename B>
lowerComplexSignatureArg(mlir::Location loc,A cmplx,B & newInTys)3610c1cf585SEric Schweitz   void lowerComplexSignatureArg(mlir::Location loc, A cmplx, B &newInTys) {
36265431d3aSDiana Picus     if (noComplexConversion)
36365431d3aSDiana Picus       newInTys.push_back(cmplx);
36465431d3aSDiana Picus     else
3650c1cf585SEric Schweitz       for (auto &tup :
3660c1cf585SEric Schweitz            specifics->complexArgumentType(loc, cmplx.getElementType()))
36765431d3aSDiana Picus         newInTys.push_back(std::get<mlir::Type>(tup));
36865431d3aSDiana Picus   }
36965431d3aSDiana Picus 
3703fd250d2SDiana Picus   /// Taking the address of a function. Modify the signature as needed.
convertAddrOp(fir::AddrOfOp addrOp)37144e58509SEric Schweitz   void convertAddrOp(fir::AddrOfOp addrOp) {
3723fd250d2SDiana Picus     rewriter->setInsertionPoint(addrOp);
3733fd250d2SDiana Picus     auto addrTy = addrOp.getType().cast<mlir::FunctionType>();
3743fd250d2SDiana Picus     llvm::SmallVector<mlir::Type> newResTys;
3753fd250d2SDiana Picus     llvm::SmallVector<mlir::Type> newInTys;
3760c1cf585SEric Schweitz     auto loc = addrOp.getLoc();
3773fd250d2SDiana Picus     for (mlir::Type ty : addrTy.getResults()) {
3783fd250d2SDiana Picus       llvm::TypeSwitch<mlir::Type>(ty)
3793fd250d2SDiana Picus           .Case<fir::ComplexType>([&](fir::ComplexType ty) {
3800c1cf585SEric Schweitz             lowerComplexSignatureRes(loc, ty, newResTys, newInTys);
3813fd250d2SDiana Picus           })
3823fd250d2SDiana Picus           .Case<mlir::ComplexType>([&](mlir::ComplexType ty) {
3830c1cf585SEric Schweitz             lowerComplexSignatureRes(loc, ty, newResTys, newInTys);
3843fd250d2SDiana Picus           })
3853fd250d2SDiana Picus           .Default([&](mlir::Type ty) { newResTys.push_back(ty); });
3863fd250d2SDiana Picus     }
3873fd250d2SDiana Picus     llvm::SmallVector<mlir::Type> trailingInTys;
3883fd250d2SDiana Picus     for (mlir::Type ty : addrTy.getInputs()) {
3893fd250d2SDiana Picus       llvm::TypeSwitch<mlir::Type>(ty)
39044e58509SEric Schweitz           .Case<fir::BoxCharType>([&](auto box) {
3913fd250d2SDiana Picus             if (noCharacterConversion) {
3923fd250d2SDiana Picus               newInTys.push_back(box);
3933fd250d2SDiana Picus             } else {
3943fd250d2SDiana Picus               for (auto &tup : specifics->boxcharArgumentType(box.getEleTy())) {
39544e58509SEric Schweitz                 auto attr = std::get<fir::CodeGenSpecifics::Attributes>(tup);
3963fd250d2SDiana Picus                 auto argTy = std::get<mlir::Type>(tup);
3973fd250d2SDiana Picus                 llvm::SmallVector<mlir::Type> &vec =
3983fd250d2SDiana Picus                     attr.isAppend() ? trailingInTys : newInTys;
3993fd250d2SDiana Picus                 vec.push_back(argTy);
4003fd250d2SDiana Picus               }
4013fd250d2SDiana Picus             }
4023fd250d2SDiana Picus           })
4033fd250d2SDiana Picus           .Case<fir::ComplexType>([&](fir::ComplexType ty) {
4040c1cf585SEric Schweitz             lowerComplexSignatureArg(loc, ty, newInTys);
4053fd250d2SDiana Picus           })
4063fd250d2SDiana Picus           .Case<mlir::ComplexType>([&](mlir::ComplexType ty) {
4070c1cf585SEric Schweitz             lowerComplexSignatureArg(loc, ty, newInTys);
4083fd250d2SDiana Picus           })
409416e503aSJean Perier           .Case<mlir::TupleType>([&](mlir::TupleType tuple) {
41044e58509SEric Schweitz             if (fir::isCharacterProcedureTuple(tuple)) {
411416e503aSJean Perier               newInTys.push_back(tuple.getType(0));
412416e503aSJean Perier               trailingInTys.push_back(tuple.getType(1));
413416e503aSJean Perier             } else {
414416e503aSJean Perier               newInTys.push_back(ty);
415416e503aSJean Perier             }
416416e503aSJean Perier           })
4173fd250d2SDiana Picus           .Default([&](mlir::Type ty) { newInTys.push_back(ty); });
4183fd250d2SDiana Picus     }
4193fd250d2SDiana Picus     // append trailing input types
4203fd250d2SDiana Picus     newInTys.insert(newInTys.end(), trailingInTys.begin(), trailingInTys.end());
4213fd250d2SDiana Picus     // replace this op with a new one with the updated signature
4223fd250d2SDiana Picus     auto newTy = rewriter->getFunctionType(newInTys, newResTys);
42344e58509SEric Schweitz     auto newOp = rewriter->create<fir::AddrOfOp>(addrOp.getLoc(), newTy,
42444e58509SEric Schweitz                                                  addrOp.getSymbol());
4253fd250d2SDiana Picus     replaceOp(addrOp, newOp.getResult());
4263fd250d2SDiana Picus   }
4273fd250d2SDiana Picus 
4284c263edeSDiana Picus   /// Convert the type signatures on all the functions present in the module.
4294c263edeSDiana Picus   /// As the type signature is being changed, this must also update the
4304c263edeSDiana Picus   /// function itself to use any new arguments, etc.
convertTypes(mlir::ModuleOp mod)4314c263edeSDiana Picus   mlir::LogicalResult convertTypes(mlir::ModuleOp mod) {
43258ceae95SRiver Riddle     for (auto fn : mod.getOps<mlir::func::FuncOp>())
4334c263edeSDiana Picus       convertSignature(fn);
4344c263edeSDiana Picus     return mlir::success();
4354c263edeSDiana Picus   }
4364c263edeSDiana Picus 
4374c263edeSDiana Picus   /// If the signature does not need any special target-specific converions,
4384c263edeSDiana Picus   /// then it is considered portable for any target, and this function will
4394c263edeSDiana Picus   /// return `true`. Otherwise, the signature is not portable and `false` is
4404c263edeSDiana Picus   /// returned.
hasPortableSignature(mlir::Type signature)4414c263edeSDiana Picus   bool hasPortableSignature(mlir::Type signature) {
4424c263edeSDiana Picus     assert(signature.isa<mlir::FunctionType>());
4434c263edeSDiana Picus     auto func = signature.dyn_cast<mlir::FunctionType>();
4444c263edeSDiana Picus     for (auto ty : func.getResults())
44544e58509SEric Schweitz       if ((ty.isa<fir::BoxCharType>() && !noCharacterConversion) ||
44644e58509SEric Schweitz           (fir::isa_complex(ty) && !noComplexConversion)) {
4474c263edeSDiana Picus         LLVM_DEBUG(llvm::dbgs() << "rewrite " << signature << " for target\n");
4484c263edeSDiana Picus         return false;
4494c263edeSDiana Picus       }
4504c263edeSDiana Picus     for (auto ty : func.getInputs())
45144e58509SEric Schweitz       if (((ty.isa<fir::BoxCharType>() || fir::isCharacterProcedureTuple(ty)) &&
452416e503aSJean Perier            !noCharacterConversion) ||
45344e58509SEric Schweitz           (fir::isa_complex(ty) && !noComplexConversion)) {
4544c263edeSDiana Picus         LLVM_DEBUG(llvm::dbgs() << "rewrite " << signature << " for target\n");
4554c263edeSDiana Picus         return false;
4564c263edeSDiana Picus       }
4574c263edeSDiana Picus     return true;
4584c263edeSDiana Picus   }
4594c263edeSDiana Picus 
460fe252f8eSValentin Clement   /// Determine if the signature has host associations. The host association
461fe252f8eSValentin Clement   /// argument may need special target specific rewriting.
hasHostAssociations(mlir::func::FuncOp func)46258ceae95SRiver Riddle   static bool hasHostAssociations(mlir::func::FuncOp func) {
463fe252f8eSValentin Clement     std::size_t end = func.getFunctionType().getInputs().size();
464fe252f8eSValentin Clement     for (std::size_t i = 0; i < end; ++i)
46544e58509SEric Schweitz       if (func.getArgAttrOfType<mlir::UnitAttr>(i, fir::getHostAssocAttrName()))
466fe252f8eSValentin Clement         return true;
467fe252f8eSValentin Clement     return false;
468fe252f8eSValentin Clement   }
469fe252f8eSValentin Clement 
4704c263edeSDiana Picus   /// Rewrite the signatures and body of the `FuncOp`s in the module for
4714c263edeSDiana Picus   /// the immediately subsequent target code gen.
convertSignature(mlir::func::FuncOp func)47258ceae95SRiver Riddle   void convertSignature(mlir::func::FuncOp func) {
4734a3460a7SRiver Riddle     auto funcTy = func.getFunctionType().cast<mlir::FunctionType>();
474fe252f8eSValentin Clement     if (hasPortableSignature(funcTy) && !hasHostAssociations(func))
4754c263edeSDiana Picus       return;
4764c263edeSDiana Picus     llvm::SmallVector<mlir::Type> newResTys;
4774c263edeSDiana Picus     llvm::SmallVector<mlir::Type> newInTys;
4784c263edeSDiana Picus     llvm::SmallVector<FixupTy> fixups;
4794c263edeSDiana Picus 
4804c263edeSDiana Picus     // Convert return value(s)
4814c263edeSDiana Picus     for (auto ty : funcTy.getResults())
48265431d3aSDiana Picus       llvm::TypeSwitch<mlir::Type>(ty)
48365431d3aSDiana Picus           .Case<fir::ComplexType>([&](fir::ComplexType cmplx) {
48465431d3aSDiana Picus             if (noComplexConversion)
48565431d3aSDiana Picus               newResTys.push_back(cmplx);
48665431d3aSDiana Picus             else
48765431d3aSDiana Picus               doComplexReturn(func, cmplx, newResTys, newInTys, fixups);
48865431d3aSDiana Picus           })
48965431d3aSDiana Picus           .Case<mlir::ComplexType>([&](mlir::ComplexType cmplx) {
49065431d3aSDiana Picus             if (noComplexConversion)
49165431d3aSDiana Picus               newResTys.push_back(cmplx);
49265431d3aSDiana Picus             else
49365431d3aSDiana Picus               doComplexReturn(func, cmplx, newResTys, newInTys, fixups);
49465431d3aSDiana Picus           })
49565431d3aSDiana Picus           .Default([&](mlir::Type ty) { newResTys.push_back(ty); });
4964c263edeSDiana Picus 
4974c263edeSDiana Picus     // Convert arguments
4984c263edeSDiana Picus     llvm::SmallVector<mlir::Type> trailingTys;
4994c263edeSDiana Picus     for (auto e : llvm::enumerate(funcTy.getInputs())) {
5004c263edeSDiana Picus       auto ty = e.value();
5014c263edeSDiana Picus       unsigned index = e.index();
5024c263edeSDiana Picus       llvm::TypeSwitch<mlir::Type>(ty)
50344e58509SEric Schweitz           .Case<fir::BoxCharType>([&](fir::BoxCharType boxTy) {
5044c263edeSDiana Picus             if (noCharacterConversion) {
5054c263edeSDiana Picus               newInTys.push_back(boxTy);
5064c263edeSDiana Picus             } else {
5074c263edeSDiana Picus               // Convert a CHARACTER argument type. This can involve separating
5084c263edeSDiana Picus               // the pointer and the LEN into two arguments and moving the LEN
5094c263edeSDiana Picus               // argument to the end of the arg list.
5104c263edeSDiana Picus               bool sret = functionArgIsSRet(index, func);
5114c263edeSDiana Picus               for (auto e : llvm::enumerate(specifics->boxcharArgumentType(
5124c263edeSDiana Picus                        boxTy.getEleTy(), sret))) {
5134c263edeSDiana Picus                 auto &tup = e.value();
5144c263edeSDiana Picus                 auto index = e.index();
51544e58509SEric Schweitz                 auto attr = std::get<fir::CodeGenSpecifics::Attributes>(tup);
5164c263edeSDiana Picus                 auto argTy = std::get<mlir::Type>(tup);
5174c263edeSDiana Picus                 if (attr.isAppend()) {
5184c263edeSDiana Picus                   trailingTys.push_back(argTy);
5194c263edeSDiana Picus                 } else {
5204c263edeSDiana Picus                   if (sret) {
5214c263edeSDiana Picus                     fixups.emplace_back(FixupTy::Codes::CharPair,
5224c263edeSDiana Picus                                         newInTys.size(), index);
5234c263edeSDiana Picus                   } else {
5244c263edeSDiana Picus                     fixups.emplace_back(FixupTy::Codes::Trailing,
5254c263edeSDiana Picus                                         newInTys.size(), trailingTys.size());
5264c263edeSDiana Picus                   }
5274c263edeSDiana Picus                   newInTys.push_back(argTy);
5284c263edeSDiana Picus                 }
5294c263edeSDiana Picus               }
5304c263edeSDiana Picus             }
5314c263edeSDiana Picus           })
53265431d3aSDiana Picus           .Case<fir::ComplexType>([&](fir::ComplexType cmplx) {
53365431d3aSDiana Picus             if (noComplexConversion)
53465431d3aSDiana Picus               newInTys.push_back(cmplx);
53565431d3aSDiana Picus             else
53665431d3aSDiana Picus               doComplexArg(func, cmplx, newInTys, fixups);
53765431d3aSDiana Picus           })
53865431d3aSDiana Picus           .Case<mlir::ComplexType>([&](mlir::ComplexType cmplx) {
53965431d3aSDiana Picus             if (noComplexConversion)
54065431d3aSDiana Picus               newInTys.push_back(cmplx);
54165431d3aSDiana Picus             else
54265431d3aSDiana Picus               doComplexArg(func, cmplx, newInTys, fixups);
54365431d3aSDiana Picus           })
544416e503aSJean Perier           .Case<mlir::TupleType>([&](mlir::TupleType tuple) {
54544e58509SEric Schweitz             if (fir::isCharacterProcedureTuple(tuple)) {
546416e503aSJean Perier               fixups.emplace_back(FixupTy::Codes::TrailingCharProc,
547416e503aSJean Perier                                   newInTys.size(), trailingTys.size());
548416e503aSJean Perier               newInTys.push_back(tuple.getType(0));
549416e503aSJean Perier               trailingTys.push_back(tuple.getType(1));
550416e503aSJean Perier             } else {
551416e503aSJean Perier               newInTys.push_back(ty);
552416e503aSJean Perier             }
553416e503aSJean Perier           })
5544c263edeSDiana Picus           .Default([&](mlir::Type ty) { newInTys.push_back(ty); });
555fe252f8eSValentin Clement       if (func.getArgAttrOfType<mlir::UnitAttr>(index,
55644e58509SEric Schweitz                                                 fir::getHostAssocAttrName())) {
557fe252f8eSValentin Clement         func.setArgAttr(index, "llvm.nest", rewriter->getUnitAttr());
558fe252f8eSValentin Clement       }
5594c263edeSDiana Picus     }
5604c263edeSDiana Picus 
5614c263edeSDiana Picus     if (!func.empty()) {
5624c263edeSDiana Picus       // If the function has a body, then apply the fixups to the arguments and
5634c263edeSDiana Picus       // return ops as required. These fixups are done in place.
5644c263edeSDiana Picus       auto loc = func.getLoc();
5654c263edeSDiana Picus       const auto fixupSize = fixups.size();
5664a3460a7SRiver Riddle       const auto oldArgTys = func.getFunctionType().getInputs();
5674c263edeSDiana Picus       int offset = 0;
5684c263edeSDiana Picus       for (std::remove_const_t<decltype(fixupSize)> i = 0; i < fixupSize; ++i) {
5694c263edeSDiana Picus         const auto &fixup = fixups[i];
5704c263edeSDiana Picus         switch (fixup.code) {
57165431d3aSDiana Picus         case FixupTy::Codes::ArgumentAsLoad: {
57265431d3aSDiana Picus           // Argument was pass-by-value, but is now pass-by-reference and
57365431d3aSDiana Picus           // possibly with a different element type.
574e084679fSRiver Riddle           auto newArg = func.front().insertArgument(fixup.index,
575e084679fSRiver Riddle                                                     newInTys[fixup.index], loc);
57665431d3aSDiana Picus           rewriter->setInsertionPointToStart(&func.front());
57744e58509SEric Schweitz           auto oldArgTy =
57844e58509SEric Schweitz               fir::ReferenceType::get(oldArgTys[fixup.index - offset]);
57944e58509SEric Schweitz           auto cast = rewriter->create<fir::ConvertOp>(loc, oldArgTy, newArg);
58065431d3aSDiana Picus           auto load = rewriter->create<fir::LoadOp>(loc, cast);
58165431d3aSDiana Picus           func.getArgument(fixup.index + 1).replaceAllUsesWith(load);
58265431d3aSDiana Picus           func.front().eraseArgument(fixup.index + 1);
58365431d3aSDiana Picus         } break;
58465431d3aSDiana Picus         case FixupTy::Codes::ArgumentType: {
58565431d3aSDiana Picus           // Argument is pass-by-value, but its type has likely been modified to
58665431d3aSDiana Picus           // suit the target ABI convention.
587e084679fSRiver Riddle           auto newArg = func.front().insertArgument(fixup.index,
588e084679fSRiver Riddle                                                     newInTys[fixup.index], loc);
58965431d3aSDiana Picus           rewriter->setInsertionPointToStart(&func.front());
59065431d3aSDiana Picus           auto mem =
59165431d3aSDiana Picus               rewriter->create<fir::AllocaOp>(loc, newInTys[fixup.index]);
59265431d3aSDiana Picus           rewriter->create<fir::StoreOp>(loc, newArg, mem);
59344e58509SEric Schweitz           auto oldArgTy =
59444e58509SEric Schweitz               fir::ReferenceType::get(oldArgTys[fixup.index - offset]);
59544e58509SEric Schweitz           auto cast = rewriter->create<fir::ConvertOp>(loc, oldArgTy, mem);
59665431d3aSDiana Picus           mlir::Value load = rewriter->create<fir::LoadOp>(loc, cast);
59765431d3aSDiana Picus           func.getArgument(fixup.index + 1).replaceAllUsesWith(load);
59865431d3aSDiana Picus           func.front().eraseArgument(fixup.index + 1);
59965431d3aSDiana Picus           LLVM_DEBUG(llvm::dbgs()
60065431d3aSDiana Picus                      << "old argument: " << oldArgTy.getEleTy()
60165431d3aSDiana Picus                      << ", repl: " << load << ", new argument: "
60265431d3aSDiana Picus                      << func.getArgument(fixup.index).getType() << '\n');
60365431d3aSDiana Picus         } break;
6044c263edeSDiana Picus         case FixupTy::Codes::CharPair: {
6054c263edeSDiana Picus           // The FIR boxchar argument has been split into a pair of distinct
6064c263edeSDiana Picus           // arguments that are in juxtaposition to each other.
607e084679fSRiver Riddle           auto newArg = func.front().insertArgument(fixup.index,
608e084679fSRiver Riddle                                                     newInTys[fixup.index], loc);
6094c263edeSDiana Picus           if (fixup.second == 1) {
6104c263edeSDiana Picus             rewriter->setInsertionPointToStart(&func.front());
6114c263edeSDiana Picus             auto boxTy = oldArgTys[fixup.index - offset - fixup.second];
61244e58509SEric Schweitz             auto box = rewriter->create<fir::EmboxCharOp>(
6134c263edeSDiana Picus                 loc, boxTy, func.front().getArgument(fixup.index - 1), newArg);
6144c263edeSDiana Picus             func.getArgument(fixup.index + 1).replaceAllUsesWith(box);
6154c263edeSDiana Picus             func.front().eraseArgument(fixup.index + 1);
6164c263edeSDiana Picus             offset++;
6174c263edeSDiana Picus           }
6184c263edeSDiana Picus         } break;
61965431d3aSDiana Picus         case FixupTy::Codes::ReturnAsStore: {
62065431d3aSDiana Picus           // The value being returned is now being returned in memory (callee
62165431d3aSDiana Picus           // stack space) through a hidden reference argument.
622e084679fSRiver Riddle           auto newArg = func.front().insertArgument(fixup.index,
623e084679fSRiver Riddle                                                     newInTys[fixup.index], loc);
62465431d3aSDiana Picus           offset++;
62523aa5a74SRiver Riddle           func.walk([&](mlir::func::ReturnOp ret) {
62665431d3aSDiana Picus             rewriter->setInsertionPoint(ret);
62765431d3aSDiana Picus             auto oldOper = ret.getOperand(0);
62844e58509SEric Schweitz             auto oldOperTy = fir::ReferenceType::get(oldOper.getType());
62944e58509SEric Schweitz             auto cast =
63044e58509SEric Schweitz                 rewriter->create<fir::ConvertOp>(loc, oldOperTy, newArg);
63165431d3aSDiana Picus             rewriter->create<fir::StoreOp>(loc, oldOper, cast);
63223aa5a74SRiver Riddle             rewriter->create<mlir::func::ReturnOp>(loc);
63365431d3aSDiana Picus             ret.erase();
63465431d3aSDiana Picus           });
63565431d3aSDiana Picus         } break;
63665431d3aSDiana Picus         case FixupTy::Codes::ReturnType: {
63765431d3aSDiana Picus           // The function is still returning a value, but its type has likely
63865431d3aSDiana Picus           // changed to suit the target ABI convention.
63923aa5a74SRiver Riddle           func.walk([&](mlir::func::ReturnOp ret) {
64065431d3aSDiana Picus             rewriter->setInsertionPoint(ret);
64165431d3aSDiana Picus             auto oldOper = ret.getOperand(0);
64244e58509SEric Schweitz             auto oldOperTy = fir::ReferenceType::get(oldOper.getType());
64365431d3aSDiana Picus             auto mem =
64465431d3aSDiana Picus                 rewriter->create<fir::AllocaOp>(loc, newResTys[fixup.index]);
64544e58509SEric Schweitz             auto cast = rewriter->create<fir::ConvertOp>(loc, oldOperTy, mem);
64665431d3aSDiana Picus             rewriter->create<fir::StoreOp>(loc, oldOper, cast);
64765431d3aSDiana Picus             mlir::Value load = rewriter->create<fir::LoadOp>(loc, mem);
64823aa5a74SRiver Riddle             rewriter->create<mlir::func::ReturnOp>(loc, load);
64965431d3aSDiana Picus             ret.erase();
65065431d3aSDiana Picus           });
65165431d3aSDiana Picus         } break;
65265431d3aSDiana Picus         case FixupTy::Codes::Split: {
65365431d3aSDiana Picus           // The FIR argument has been split into a pair of distinct arguments
65465431d3aSDiana Picus           // that are in juxtaposition to each other. (For COMPLEX value.)
655e084679fSRiver Riddle           auto newArg = func.front().insertArgument(fixup.index,
656e084679fSRiver Riddle                                                     newInTys[fixup.index], loc);
65765431d3aSDiana Picus           if (fixup.second == 1) {
65865431d3aSDiana Picus             rewriter->setInsertionPointToStart(&func.front());
65965431d3aSDiana Picus             auto cplxTy = oldArgTys[fixup.index - offset - fixup.second];
66044e58509SEric Schweitz             auto undef = rewriter->create<fir::UndefOp>(loc, cplxTy);
6619b5bb511SValentin Clement             auto iTy = rewriter->getIntegerType(32);
6629b5bb511SValentin Clement             auto zero = rewriter->getIntegerAttr(iTy, 0);
6639b5bb511SValentin Clement             auto one = rewriter->getIntegerAttr(iTy, 1);
66444e58509SEric Schweitz             auto cplx1 = rewriter->create<fir::InsertValueOp>(
66565431d3aSDiana Picus                 loc, cplxTy, undef, func.front().getArgument(fixup.index - 1),
66665431d3aSDiana Picus                 rewriter->getArrayAttr(zero));
66744e58509SEric Schweitz             auto cplx = rewriter->create<fir::InsertValueOp>(
66865431d3aSDiana Picus                 loc, cplxTy, cplx1, newArg, rewriter->getArrayAttr(one));
66965431d3aSDiana Picus             func.getArgument(fixup.index + 1).replaceAllUsesWith(cplx);
67065431d3aSDiana Picus             func.front().eraseArgument(fixup.index + 1);
67165431d3aSDiana Picus             offset++;
67265431d3aSDiana Picus           }
67365431d3aSDiana Picus         } break;
6744c263edeSDiana Picus         case FixupTy::Codes::Trailing: {
6754c263edeSDiana Picus           // The FIR argument has been split into a pair of distinct arguments.
6764c263edeSDiana Picus           // The first part of the pair appears in the original argument
6774c263edeSDiana Picus           // position. The second part of the pair is appended after all the
6784c263edeSDiana Picus           // original arguments. (Boxchar arguments.)
679e084679fSRiver Riddle           auto newBufArg = func.front().insertArgument(
680e084679fSRiver Riddle               fixup.index, newInTys[fixup.index], loc);
681e084679fSRiver Riddle           auto newLenArg =
682e084679fSRiver Riddle               func.front().addArgument(trailingTys[fixup.second], loc);
6834c263edeSDiana Picus           auto boxTy = oldArgTys[fixup.index - offset];
6844c263edeSDiana Picus           rewriter->setInsertionPointToStart(&func.front());
68544e58509SEric Schweitz           auto box = rewriter->create<fir::EmboxCharOp>(loc, boxTy, newBufArg,
68644e58509SEric Schweitz                                                         newLenArg);
6874c263edeSDiana Picus           func.getArgument(fixup.index + 1).replaceAllUsesWith(box);
6884c263edeSDiana Picus           func.front().eraseArgument(fixup.index + 1);
6894c263edeSDiana Picus         } break;
690416e503aSJean Perier         case FixupTy::Codes::TrailingCharProc: {
691fe252f8eSValentin Clement           // The FIR character procedure argument tuple must be split into a
692416e503aSJean Perier           // pair of distinct arguments. The first part of the pair appears in
693416e503aSJean Perier           // the original argument position. The second part of the pair is
694416e503aSJean Perier           // appended after all the original arguments.
695416e503aSJean Perier           auto newProcPointerArg = func.front().insertArgument(
696416e503aSJean Perier               fixup.index, newInTys[fixup.index], loc);
697416e503aSJean Perier           auto newLenArg =
698416e503aSJean Perier               func.front().addArgument(trailingTys[fixup.second], loc);
699416e503aSJean Perier           auto tupleType = oldArgTys[fixup.index - offset];
700416e503aSJean Perier           rewriter->setInsertionPointToStart(&func.front());
701906784a3SJean Perier           fir::KindMapping kindMap = fir::getKindMapping(getModule());
702906784a3SJean Perier           fir::FirOpBuilder builder(*rewriter, kindMap);
70344e58509SEric Schweitz           auto tuple = fir::factory::createCharacterProcedureTuple(
704416e503aSJean Perier               builder, loc, tupleType, newProcPointerArg, newLenArg);
705416e503aSJean Perier           func.getArgument(fixup.index + 1).replaceAllUsesWith(tuple);
706416e503aSJean Perier           func.front().eraseArgument(fixup.index + 1);
707416e503aSJean Perier         } break;
7084c263edeSDiana Picus         }
7094c263edeSDiana Picus       }
7104c263edeSDiana Picus     }
7114c263edeSDiana Picus 
7124c263edeSDiana Picus     // Set the new type and finalize the arguments, etc.
7134c263edeSDiana Picus     newInTys.insert(newInTys.end(), trailingTys.begin(), trailingTys.end());
7144c263edeSDiana Picus     auto newFuncTy =
7154c263edeSDiana Picus         mlir::FunctionType::get(func.getContext(), newInTys, newResTys);
7164c263edeSDiana Picus     LLVM_DEBUG(llvm::dbgs() << "new func: " << newFuncTy << '\n');
7174c263edeSDiana Picus     func.setType(newFuncTy);
7184c263edeSDiana Picus 
7194c263edeSDiana Picus     for (auto &fixup : fixups)
7204c263edeSDiana Picus       if (fixup.finalizer)
7214c263edeSDiana Picus         (*fixup.finalizer)(func);
7224c263edeSDiana Picus   }
7234c263edeSDiana Picus 
functionArgIsSRet(unsigned index,mlir::func::FuncOp func)72458ceae95SRiver Riddle   inline bool functionArgIsSRet(unsigned index, mlir::func::FuncOp func) {
7254c263edeSDiana Picus     if (auto attr = func.getArgAttrOfType<mlir::UnitAttr>(index, "llvm.sret"))
7264c263edeSDiana Picus       return true;
7274c263edeSDiana Picus     return false;
7284c263edeSDiana Picus   }
7294c263edeSDiana Picus 
73065431d3aSDiana Picus   /// Convert a complex return value. This can involve converting the return
73165431d3aSDiana Picus   /// value to a "hidden" first argument or packing the complex into a wide
73265431d3aSDiana Picus   /// GPR.
73365431d3aSDiana Picus   template <typename A, typename B, typename C>
doComplexReturn(mlir::func::FuncOp func,A cmplx,B & newResTys,B & newInTys,C & fixups)73458ceae95SRiver Riddle   void doComplexReturn(mlir::func::FuncOp func, A cmplx, B &newResTys,
73558ceae95SRiver Riddle                        B &newInTys, C &fixups) {
73665431d3aSDiana Picus     if (noComplexConversion) {
73765431d3aSDiana Picus       newResTys.push_back(cmplx);
73865431d3aSDiana Picus       return;
73965431d3aSDiana Picus     }
7400c1cf585SEric Schweitz     auto m =
7410c1cf585SEric Schweitz         specifics->complexReturnType(func.getLoc(), cmplx.getElementType());
74265431d3aSDiana Picus     assert(m.size() == 1);
74365431d3aSDiana Picus     auto &tup = m[0];
74444e58509SEric Schweitz     auto attr = std::get<fir::CodeGenSpecifics::Attributes>(tup);
74565431d3aSDiana Picus     auto argTy = std::get<mlir::Type>(tup);
74665431d3aSDiana Picus     if (attr.isSRet()) {
74765431d3aSDiana Picus       unsigned argNo = newInTys.size();
7481906188fSValentin Clement       if (auto align = attr.getAlignment())
7491906188fSValentin Clement         fixups.emplace_back(
7501906188fSValentin Clement             FixupTy::Codes::ReturnAsStore, argNo, [=](mlir::func::FuncOp func) {
7511906188fSValentin Clement               func.setArgAttr(argNo, "llvm.sret", rewriter->getUnitAttr());
7521906188fSValentin Clement               func.setArgAttr(argNo, "llvm.align",
7531906188fSValentin Clement                               rewriter->getIntegerAttr(
7541906188fSValentin Clement                                   rewriter->getIntegerType(32), align));
7551906188fSValentin Clement             });
7561906188fSValentin Clement       else
75765431d3aSDiana Picus         fixups.emplace_back(
75858ceae95SRiver Riddle             FixupTy::Codes::ReturnAsStore, argNo, [=](mlir::func::FuncOp func) {
75965431d3aSDiana Picus               func.setArgAttr(argNo, "llvm.sret", rewriter->getUnitAttr());
76065431d3aSDiana Picus             });
76165431d3aSDiana Picus       newInTys.push_back(argTy);
76265431d3aSDiana Picus       return;
7631906188fSValentin Clement     } else {
7641906188fSValentin Clement       if (auto align = attr.getAlignment())
7651906188fSValentin Clement         fixups.emplace_back(FixupTy::Codes::ReturnType, newResTys.size(),
7661906188fSValentin Clement                             [=](mlir::func::FuncOp func) {
7671906188fSValentin Clement                               func.setArgAttr(
7681906188fSValentin Clement                                   newResTys.size(), "llvm.align",
7691906188fSValentin Clement                                   rewriter->getIntegerAttr(
7701906188fSValentin Clement                                       rewriter->getIntegerType(32), align));
7711906188fSValentin Clement                             });
7721906188fSValentin Clement       else
77365431d3aSDiana Picus         fixups.emplace_back(FixupTy::Codes::ReturnType, newResTys.size());
7741906188fSValentin Clement     }
77565431d3aSDiana Picus     newResTys.push_back(argTy);
77665431d3aSDiana Picus   }
77765431d3aSDiana Picus 
77865431d3aSDiana Picus   /// Convert a complex argument value. This can involve storing the value to
77965431d3aSDiana Picus   /// a temporary memory location or factoring the value into two distinct
78065431d3aSDiana Picus   /// arguments.
78165431d3aSDiana Picus   template <typename A, typename B, typename C>
doComplexArg(mlir::func::FuncOp func,A cmplx,B & newInTys,C & fixups)78258ceae95SRiver Riddle   void doComplexArg(mlir::func::FuncOp func, A cmplx, B &newInTys, C &fixups) {
78365431d3aSDiana Picus     if (noComplexConversion) {
78465431d3aSDiana Picus       newInTys.push_back(cmplx);
78565431d3aSDiana Picus       return;
78665431d3aSDiana Picus     }
7870c1cf585SEric Schweitz     auto m =
7880c1cf585SEric Schweitz         specifics->complexArgumentType(func.getLoc(), cmplx.getElementType());
78965431d3aSDiana Picus     const auto fixupCode =
79065431d3aSDiana Picus         m.size() > 1 ? FixupTy::Codes::Split : FixupTy::Codes::ArgumentType;
79165431d3aSDiana Picus     for (auto e : llvm::enumerate(m)) {
79265431d3aSDiana Picus       auto &tup = e.value();
79365431d3aSDiana Picus       auto index = e.index();
79444e58509SEric Schweitz       auto attr = std::get<fir::CodeGenSpecifics::Attributes>(tup);
79565431d3aSDiana Picus       auto argTy = std::get<mlir::Type>(tup);
79665431d3aSDiana Picus       auto argNo = newInTys.size();
79765431d3aSDiana Picus       if (attr.isByVal()) {
79865431d3aSDiana Picus         if (auto align = attr.getAlignment())
79965431d3aSDiana Picus           fixups.emplace_back(
80058ceae95SRiver Riddle               FixupTy::Codes::ArgumentAsLoad, argNo,
80158ceae95SRiver Riddle               [=](mlir::func::FuncOp func) {
80265431d3aSDiana Picus                 func.setArgAttr(argNo, "llvm.byval", rewriter->getUnitAttr());
80365431d3aSDiana Picus                 func.setArgAttr(argNo, "llvm.align",
80465431d3aSDiana Picus                                 rewriter->getIntegerAttr(
80565431d3aSDiana Picus                                     rewriter->getIntegerType(32), align));
80665431d3aSDiana Picus               });
80765431d3aSDiana Picus         else
80865431d3aSDiana Picus           fixups.emplace_back(FixupTy::Codes::ArgumentAsLoad, newInTys.size(),
80958ceae95SRiver Riddle                               [=](mlir::func::FuncOp func) {
81065431d3aSDiana Picus                                 func.setArgAttr(argNo, "llvm.byval",
81165431d3aSDiana Picus                                                 rewriter->getUnitAttr());
81265431d3aSDiana Picus                               });
81365431d3aSDiana Picus       } else {
81465431d3aSDiana Picus         if (auto align = attr.getAlignment())
81558ceae95SRiver Riddle           fixups.emplace_back(
81658ceae95SRiver Riddle               fixupCode, argNo, index, [=](mlir::func::FuncOp func) {
81758ceae95SRiver Riddle                 func.setArgAttr(argNo, "llvm.align",
81858ceae95SRiver Riddle                                 rewriter->getIntegerAttr(
81958ceae95SRiver Riddle                                     rewriter->getIntegerType(32), align));
82065431d3aSDiana Picus               });
82165431d3aSDiana Picus         else
82265431d3aSDiana Picus           fixups.emplace_back(fixupCode, argNo, index);
82365431d3aSDiana Picus       }
82465431d3aSDiana Picus       newInTys.push_back(argTy);
82565431d3aSDiana Picus     }
82665431d3aSDiana Picus   }
82765431d3aSDiana Picus 
8284c263edeSDiana Picus private:
8294c263edeSDiana Picus   // Replace `op` and remove it.
replaceOp(mlir::Operation * op,mlir::ValueRange newValues)8304c263edeSDiana Picus   void replaceOp(mlir::Operation *op, mlir::ValueRange newValues) {
8314c263edeSDiana Picus     op->replaceAllUsesWith(newValues);
8324c263edeSDiana Picus     op->dropAllReferences();
8334c263edeSDiana Picus     op->erase();
8344c263edeSDiana Picus   }
8354c263edeSDiana Picus 
setMembers(fir::CodeGenSpecifics * s,mlir::OpBuilder * r)83644e58509SEric Schweitz   inline void setMembers(fir::CodeGenSpecifics *s, mlir::OpBuilder *r) {
8374c263edeSDiana Picus     specifics = s;
8384c263edeSDiana Picus     rewriter = r;
8394c263edeSDiana Picus   }
8404c263edeSDiana Picus 
clearMembers()8414c263edeSDiana Picus   inline void clearMembers() { setMembers(nullptr, nullptr); }
8424c263edeSDiana Picus 
84344e58509SEric Schweitz   fir::CodeGenSpecifics *specifics = nullptr;
84444e58509SEric Schweitz   mlir::OpBuilder *rewriter = nullptr;
8454c263edeSDiana Picus }; // namespace
8464c263edeSDiana Picus } // namespace
8474c263edeSDiana Picus 
8484c263edeSDiana Picus std::unique_ptr<mlir::OperationPass<mlir::ModuleOp>>
createFirTargetRewritePass(const fir::TargetRewriteOptions & options)84944e58509SEric Schweitz fir::createFirTargetRewritePass(const fir::TargetRewriteOptions &options) {
8504c263edeSDiana Picus   return std::make_unique<TargetRewrite>(options);
8514c263edeSDiana Picus }
852