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"
194c263edeSDiana Picus #include "flang/Lower/Todo.h"
20416e503aSJean Perier #include "flang/Optimizer/Builder/Character.h"
214c263edeSDiana Picus #include "flang/Optimizer/CodeGen/CodeGen.h"
224c263edeSDiana Picus #include "flang/Optimizer/Dialect/FIRDialect.h"
234c263edeSDiana Picus #include "flang/Optimizer/Dialect/FIROps.h"
24416e503aSJean Perier #include "flang/Optimizer/Dialect/FIROpsSupport.h"
254c263edeSDiana Picus #include "flang/Optimizer/Dialect/FIRType.h"
264c263edeSDiana Picus #include "flang/Optimizer/Support/FIRContext.h"
274c263edeSDiana Picus #include "mlir/Transforms/DialectConversion.h"
284c263edeSDiana Picus #include "llvm/ADT/STLExtras.h"
294c263edeSDiana Picus #include "llvm/ADT/TypeSwitch.h"
304c263edeSDiana Picus #include "llvm/Support/Debug.h"
314c263edeSDiana Picus 
324c263edeSDiana Picus using namespace fir;
334c263edeSDiana Picus 
344c263edeSDiana Picus #define DEBUG_TYPE "flang-target-rewrite"
354c263edeSDiana Picus 
364c263edeSDiana Picus namespace {
374c263edeSDiana Picus 
384c263edeSDiana Picus /// Fixups for updating a FuncOp's arguments and return values.
394c263edeSDiana Picus struct FixupTy {
4065431d3aSDiana Picus   enum class Codes {
4165431d3aSDiana Picus     ArgumentAsLoad,
4265431d3aSDiana Picus     ArgumentType,
4365431d3aSDiana Picus     CharPair,
4465431d3aSDiana Picus     ReturnAsStore,
4565431d3aSDiana Picus     ReturnType,
4665431d3aSDiana Picus     Split,
47416e503aSJean Perier     Trailing,
48416e503aSJean Perier     TrailingCharProc
4965431d3aSDiana Picus   };
504c263edeSDiana Picus 
514c263edeSDiana Picus   FixupTy(Codes code, std::size_t index, std::size_t second = 0)
524c263edeSDiana Picus       : code{code}, index{index}, second{second} {}
534c263edeSDiana Picus   FixupTy(Codes code, std::size_t index,
544c263edeSDiana Picus           std::function<void(mlir::FuncOp)> &&finalizer)
554c263edeSDiana Picus       : code{code}, index{index}, finalizer{finalizer} {}
564c263edeSDiana Picus   FixupTy(Codes code, std::size_t index, std::size_t second,
574c263edeSDiana Picus           std::function<void(mlir::FuncOp)> &&finalizer)
584c263edeSDiana Picus       : code{code}, index{index}, second{second}, finalizer{finalizer} {}
594c263edeSDiana Picus 
604c263edeSDiana Picus   Codes code;
614c263edeSDiana Picus   std::size_t index;
624c263edeSDiana Picus   std::size_t second{};
634c263edeSDiana Picus   llvm::Optional<std::function<void(mlir::FuncOp)>> finalizer{};
644c263edeSDiana Picus }; // namespace
654c263edeSDiana Picus 
664c263edeSDiana Picus /// Target-specific rewriting of the FIR. This is a prerequisite pass to code
674c263edeSDiana Picus /// generation that traverses the FIR and modifies types and operations to a
684c263edeSDiana Picus /// form that is appropriate for the specific target. LLVM IR has specific
694c263edeSDiana Picus /// idioms that are used for distinct target processor and ABI combinations.
704c263edeSDiana Picus class TargetRewrite : public TargetRewriteBase<TargetRewrite> {
714c263edeSDiana Picus public:
724c263edeSDiana Picus   TargetRewrite(const TargetRewriteOptions &options) {
734c263edeSDiana Picus     noCharacterConversion = options.noCharacterConversion;
7465431d3aSDiana Picus     noComplexConversion = options.noComplexConversion;
754c263edeSDiana Picus   }
764c263edeSDiana Picus 
774c263edeSDiana Picus   void runOnOperation() override final {
784c263edeSDiana Picus     auto &context = getContext();
794c263edeSDiana Picus     mlir::OpBuilder rewriter(&context);
804c263edeSDiana Picus 
814c263edeSDiana Picus     auto mod = getModule();
82010a10b7SValentin Clement     if (!forcedTargetTriple.empty())
834c263edeSDiana Picus       setTargetTriple(mod, forcedTargetTriple);
844c263edeSDiana Picus 
854c263edeSDiana Picus     auto specifics = CodeGenSpecifics::get(getOperation().getContext(),
864c263edeSDiana Picus                                            getTargetTriple(getOperation()),
874c263edeSDiana Picus                                            getKindMapping(getOperation()));
884c263edeSDiana Picus     setMembers(specifics.get(), &rewriter);
894c263edeSDiana Picus 
904c263edeSDiana Picus     // Perform type conversion on signatures and call sites.
914c263edeSDiana Picus     if (mlir::failed(convertTypes(mod))) {
924c263edeSDiana Picus       mlir::emitError(mlir::UnknownLoc::get(&context),
934c263edeSDiana Picus                       "error in converting types to target abi");
944c263edeSDiana Picus       signalPassFailure();
954c263edeSDiana Picus     }
964c263edeSDiana Picus 
974c263edeSDiana Picus     // Convert ops in target-specific patterns.
984c263edeSDiana Picus     mod.walk([&](mlir::Operation *op) {
994c263edeSDiana Picus       if (auto call = dyn_cast<fir::CallOp>(op)) {
1004c263edeSDiana Picus         if (!hasPortableSignature(call.getFunctionType()))
1014c263edeSDiana Picus           convertCallOp(call);
1024c263edeSDiana Picus       } else if (auto dispatch = dyn_cast<DispatchOp>(op)) {
1034c263edeSDiana Picus         if (!hasPortableSignature(dispatch.getFunctionType()))
1044c263edeSDiana Picus           convertCallOp(dispatch);
1053fd250d2SDiana Picus       } else if (auto addr = dyn_cast<AddrOfOp>(op)) {
1063fd250d2SDiana Picus         if (addr.getType().isa<mlir::FunctionType>() &&
1073fd250d2SDiana Picus             !hasPortableSignature(addr.getType()))
1083fd250d2SDiana Picus           convertAddrOp(addr);
1094c263edeSDiana Picus       }
1104c263edeSDiana Picus     });
1114c263edeSDiana Picus 
1124c263edeSDiana Picus     clearMembers();
1134c263edeSDiana Picus   }
1144c263edeSDiana Picus 
1154c263edeSDiana Picus   mlir::ModuleOp getModule() { return getOperation(); }
1164c263edeSDiana Picus 
11765431d3aSDiana Picus   template <typename A, typename B, typename C>
11865431d3aSDiana Picus   std::function<mlir::Value(mlir::Operation *)>
11965431d3aSDiana Picus   rewriteCallComplexResultType(A ty, B &newResTys, B &newInTys, C &newOpers) {
12065431d3aSDiana Picus     auto m = specifics->complexReturnType(ty.getElementType());
12165431d3aSDiana Picus     // Currently targets mandate COMPLEX is a single aggregate or packed
12265431d3aSDiana Picus     // scalar, including the sret case.
12365431d3aSDiana Picus     assert(m.size() == 1 && "target lowering of complex return not supported");
12465431d3aSDiana Picus     auto resTy = std::get<mlir::Type>(m[0]);
12565431d3aSDiana Picus     auto attr = std::get<CodeGenSpecifics::Attributes>(m[0]);
12665431d3aSDiana Picus     auto loc = mlir::UnknownLoc::get(resTy.getContext());
12765431d3aSDiana Picus     if (attr.isSRet()) {
12865431d3aSDiana Picus       assert(isa_ref_type(resTy));
12965431d3aSDiana Picus       mlir::Value stack =
13065431d3aSDiana Picus           rewriter->create<fir::AllocaOp>(loc, dyn_cast_ptrEleTy(resTy));
13165431d3aSDiana Picus       newInTys.push_back(resTy);
13265431d3aSDiana Picus       newOpers.push_back(stack);
13365431d3aSDiana Picus       return [=](mlir::Operation *) -> mlir::Value {
13465431d3aSDiana Picus         auto memTy = ReferenceType::get(ty);
13565431d3aSDiana Picus         auto cast = rewriter->create<ConvertOp>(loc, memTy, stack);
13665431d3aSDiana Picus         return rewriter->create<fir::LoadOp>(loc, cast);
13765431d3aSDiana Picus       };
13865431d3aSDiana Picus     }
13965431d3aSDiana Picus     newResTys.push_back(resTy);
14065431d3aSDiana Picus     return [=](mlir::Operation *call) -> mlir::Value {
14165431d3aSDiana Picus       auto mem = rewriter->create<fir::AllocaOp>(loc, resTy);
14265431d3aSDiana Picus       rewriter->create<fir::StoreOp>(loc, call->getResult(0), mem);
14365431d3aSDiana Picus       auto memTy = ReferenceType::get(ty);
14465431d3aSDiana Picus       auto cast = rewriter->create<ConvertOp>(loc, memTy, mem);
14565431d3aSDiana Picus       return rewriter->create<fir::LoadOp>(loc, cast);
14665431d3aSDiana Picus     };
14765431d3aSDiana Picus   }
14865431d3aSDiana Picus 
14965431d3aSDiana Picus   template <typename A, typename B, typename C>
15065431d3aSDiana Picus   void rewriteCallComplexInputType(A ty, mlir::Value oper, B &newInTys,
15165431d3aSDiana Picus                                    C &newOpers) {
15265431d3aSDiana Picus     auto m = specifics->complexArgumentType(ty.getElementType());
15365431d3aSDiana Picus     auto *ctx = ty.getContext();
15465431d3aSDiana Picus     auto loc = mlir::UnknownLoc::get(ctx);
15565431d3aSDiana Picus     if (m.size() == 1) {
15665431d3aSDiana Picus       // COMPLEX is a single aggregate
15765431d3aSDiana Picus       auto resTy = std::get<mlir::Type>(m[0]);
15865431d3aSDiana Picus       auto attr = std::get<CodeGenSpecifics::Attributes>(m[0]);
15965431d3aSDiana Picus       auto oldRefTy = 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);
16365431d3aSDiana Picus         newOpers.push_back(rewriter->create<ConvertOp>(loc, resTy, mem));
16465431d3aSDiana Picus       } else {
16565431d3aSDiana Picus         auto mem = rewriter->create<fir::AllocaOp>(loc, resTy);
16665431d3aSDiana Picus         auto cast = rewriter->create<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
174*9b5bb511SValentin 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();
179*9b5bb511SValentin Clement         auto idx = rewriter->getIntegerAttr(iTy, index);
18065431d3aSDiana Picus         auto val = rewriter->create<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>
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>) {
2024c263edeSDiana Picus       if (!callOp.callee().hasValue()) {
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) {
21565431d3aSDiana Picus             wrap = rewriteCallComplexResultType(cmplx, newResTys, newInTys,
21665431d3aSDiana Picus                                                 newOpers);
21765431d3aSDiana Picus           })
21865431d3aSDiana Picus           .template Case<mlir::ComplexType>([&](mlir::ComplexType cmplx) {
21965431d3aSDiana Picus             wrap = rewriteCallComplexResultType(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)
2364c263edeSDiana Picus           .template Case<BoxCharType>([&](BoxCharType boxTy) {
2374c263edeSDiana Picus             bool sret;
2384c263edeSDiana Picus             if constexpr (std::is_same_v<std::decay_t<A>, fir::CallOp>) {
2394c263edeSDiana Picus               sret = callOp.callee() &&
2404c263edeSDiana Picus                      functionArgIsSRet(index,
2414c263edeSDiana Picus                                        getModule().lookupSymbol<mlir::FuncOp>(
2424c263edeSDiana Picus                                            *callOp.callee()));
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);
2504c263edeSDiana Picus             auto unbox =
2514c263edeSDiana Picus                 rewriter->create<UnboxCharOp>(loc, std::get<mlir::Type>(m[0]),
2524c263edeSDiana Picus                                               std::get<mlir::Type>(m[1]), oper);
2534c263edeSDiana Picus             // unboxed CHARACTER arguments
2544c263edeSDiana Picus             for (auto e : llvm::enumerate(m)) {
2554c263edeSDiana Picus               unsigned idx = e.index();
2564c263edeSDiana Picus               auto attr = std::get<CodeGenSpecifics::Attributes>(e.value());
2574c263edeSDiana Picus               auto argTy = std::get<mlir::Type>(e.value());
2584c263edeSDiana Picus               if (attr.isAppend()) {
2594c263edeSDiana Picus                 trailingInTys.push_back(argTy);
2604c263edeSDiana Picus                 trailingOpers.push_back(unbox.getResult(idx));
2614c263edeSDiana Picus               } else {
2624c263edeSDiana Picus                 newInTys.push_back(argTy);
2634c263edeSDiana Picus                 newOpers.push_back(unbox.getResult(idx));
2644c263edeSDiana Picus               }
2654c263edeSDiana Picus             }
2664c263edeSDiana Picus           })
26765431d3aSDiana Picus           .template Case<fir::ComplexType>([&](fir::ComplexType cmplx) {
26865431d3aSDiana Picus             rewriteCallComplexInputType(cmplx, oper, newInTys, newOpers);
26965431d3aSDiana Picus           })
27065431d3aSDiana Picus           .template Case<mlir::ComplexType>([&](mlir::ComplexType cmplx) {
27165431d3aSDiana Picus             rewriteCallComplexInputType(cmplx, oper, newInTys, newOpers);
27265431d3aSDiana Picus           })
273416e503aSJean Perier           .template Case<mlir::TupleType>([&](mlir::TupleType tuple) {
274416e503aSJean Perier             if (factory::isCharacterProcedureTuple(tuple)) {
275416e503aSJean Perier               mlir::ModuleOp module = getModule();
276416e503aSJean Perier               if constexpr (std::is_same_v<std::decay_t<A>, fir::CallOp>) {
277416e503aSJean Perier                 if (callOp.callee()) {
278416e503aSJean Perier                   llvm::StringRef charProcAttr =
279416e503aSJean Perier                       fir::getCharacterProcedureDummyAttrName();
280416e503aSJean Perier                   // The charProcAttr attribute is only used as a safety to
281416e503aSJean Perier                   // confirm that this is a dummy procedure and should be split.
282416e503aSJean Perier                   // It cannot be used to match because attributes are not
283416e503aSJean Perier                   // available in case of indirect calls.
284416e503aSJean Perier                   auto funcOp =
285416e503aSJean Perier                       module.lookupSymbol<mlir::FuncOp>(*callOp.callee());
286416e503aSJean Perier                   if (funcOp &&
287416e503aSJean Perier                       !funcOp.template getArgAttrOfType<mlir::UnitAttr>(
288416e503aSJean Perier                           index, charProcAttr))
289416e503aSJean Perier                     mlir::emitError(loc, "tuple argument will be split even "
290416e503aSJean Perier                                          "though it does not have the `" +
291416e503aSJean Perier                                              charProcAttr + "` attribute");
292416e503aSJean Perier                 }
293416e503aSJean Perier               }
294416e503aSJean Perier               mlir::Type funcPointerType = tuple.getType(0);
295416e503aSJean Perier               mlir::Type lenType = tuple.getType(1);
296416e503aSJean Perier               FirOpBuilder builder(*rewriter, getKindMapping(module));
297416e503aSJean Perier               auto [funcPointer, len] =
298416e503aSJean Perier                   factory::extractCharacterProcedureTuple(builder, loc, oper);
299416e503aSJean Perier               newInTys.push_back(funcPointerType);
300416e503aSJean Perier               newOpers.push_back(funcPointer);
301416e503aSJean Perier               trailingInTys.push_back(lenType);
302416e503aSJean Perier               trailingOpers.push_back(len);
303416e503aSJean Perier             } else {
304416e503aSJean Perier               newInTys.push_back(tuple);
305416e503aSJean Perier               newOpers.push_back(oper);
306416e503aSJean Perier             }
307416e503aSJean Perier           })
3084c263edeSDiana Picus           .Default([&](mlir::Type ty) {
3094c263edeSDiana Picus             newInTys.push_back(ty);
3104c263edeSDiana Picus             newOpers.push_back(oper);
3114c263edeSDiana Picus           });
3124c263edeSDiana Picus     }
3134c263edeSDiana Picus     newInTys.insert(newInTys.end(), trailingInTys.begin(), trailingInTys.end());
3144c263edeSDiana Picus     newOpers.insert(newOpers.end(), trailingOpers.begin(), trailingOpers.end());
3154c263edeSDiana Picus     if constexpr (std::is_same_v<std::decay_t<A>, fir::CallOp>) {
3164c263edeSDiana Picus       fir::CallOp newCall;
3174c263edeSDiana Picus       if (callOp.callee().hasValue()) {
3184c263edeSDiana Picus         newCall = rewriter->create<A>(loc, callOp.callee().getValue(),
3194c263edeSDiana Picus                                       newResTys, newOpers);
3204c263edeSDiana Picus       } else {
3214c263edeSDiana Picus         // Force new type on the input operand.
3224c263edeSDiana Picus         newOpers[0].setType(mlir::FunctionType::get(
3234c263edeSDiana Picus             callOp.getContext(),
3244c263edeSDiana Picus             mlir::TypeRange{newInTys}.drop_front(dropFront), newResTys));
3254c263edeSDiana Picus         newCall = rewriter->create<A>(loc, newResTys, newOpers);
3264c263edeSDiana Picus       }
3274c263edeSDiana Picus       LLVM_DEBUG(llvm::dbgs() << "replacing call with " << newCall << '\n');
3284c263edeSDiana Picus       if (wrap.hasValue())
3294c263edeSDiana Picus         replaceOp(callOp, (*wrap)(newCall.getOperation()));
3304c263edeSDiana Picus       else
3314c263edeSDiana Picus         replaceOp(callOp, newCall.getResults());
3324c263edeSDiana Picus     } else {
3334c263edeSDiana Picus       // A is fir::DispatchOp
3344c263edeSDiana Picus       TODO(loc, "dispatch not implemented");
3354c263edeSDiana Picus     }
3364c263edeSDiana Picus   }
33765431d3aSDiana Picus 
33865431d3aSDiana Picus   // Result type fixup for fir::ComplexType and mlir::ComplexType
33965431d3aSDiana Picus   template <typename A, typename B>
34065431d3aSDiana Picus   void lowerComplexSignatureRes(A cmplx, B &newResTys, B &newInTys) {
34165431d3aSDiana Picus     if (noComplexConversion) {
34265431d3aSDiana Picus       newResTys.push_back(cmplx);
34365431d3aSDiana Picus     } else {
34465431d3aSDiana Picus       for (auto &tup : specifics->complexReturnType(cmplx.getElementType())) {
34565431d3aSDiana Picus         auto argTy = std::get<mlir::Type>(tup);
34665431d3aSDiana Picus         if (std::get<CodeGenSpecifics::Attributes>(tup).isSRet())
34765431d3aSDiana Picus           newInTys.push_back(argTy);
34865431d3aSDiana Picus         else
34965431d3aSDiana Picus           newResTys.push_back(argTy);
35065431d3aSDiana Picus       }
35165431d3aSDiana Picus     }
35265431d3aSDiana Picus   }
35365431d3aSDiana Picus 
35465431d3aSDiana Picus   // Argument type fixup for fir::ComplexType and mlir::ComplexType
35565431d3aSDiana Picus   template <typename A, typename B>
35665431d3aSDiana Picus   void lowerComplexSignatureArg(A cmplx, B &newInTys) {
35765431d3aSDiana Picus     if (noComplexConversion)
35865431d3aSDiana Picus       newInTys.push_back(cmplx);
35965431d3aSDiana Picus     else
36065431d3aSDiana Picus       for (auto &tup : specifics->complexArgumentType(cmplx.getElementType()))
36165431d3aSDiana Picus         newInTys.push_back(std::get<mlir::Type>(tup));
36265431d3aSDiana Picus   }
36365431d3aSDiana Picus 
3643fd250d2SDiana Picus   /// Taking the address of a function. Modify the signature as needed.
3653fd250d2SDiana Picus   void convertAddrOp(AddrOfOp addrOp) {
3663fd250d2SDiana Picus     rewriter->setInsertionPoint(addrOp);
3673fd250d2SDiana Picus     auto addrTy = addrOp.getType().cast<mlir::FunctionType>();
3683fd250d2SDiana Picus     llvm::SmallVector<mlir::Type> newResTys;
3693fd250d2SDiana Picus     llvm::SmallVector<mlir::Type> newInTys;
3703fd250d2SDiana Picus     for (mlir::Type ty : addrTy.getResults()) {
3713fd250d2SDiana Picus       llvm::TypeSwitch<mlir::Type>(ty)
3723fd250d2SDiana Picus           .Case<fir::ComplexType>([&](fir::ComplexType ty) {
3733fd250d2SDiana Picus             lowerComplexSignatureRes(ty, newResTys, newInTys);
3743fd250d2SDiana Picus           })
3753fd250d2SDiana Picus           .Case<mlir::ComplexType>([&](mlir::ComplexType ty) {
3763fd250d2SDiana Picus             lowerComplexSignatureRes(ty, newResTys, newInTys);
3773fd250d2SDiana Picus           })
3783fd250d2SDiana Picus           .Default([&](mlir::Type ty) { newResTys.push_back(ty); });
3793fd250d2SDiana Picus     }
3803fd250d2SDiana Picus     llvm::SmallVector<mlir::Type> trailingInTys;
3813fd250d2SDiana Picus     for (mlir::Type ty : addrTy.getInputs()) {
3823fd250d2SDiana Picus       llvm::TypeSwitch<mlir::Type>(ty)
3833fd250d2SDiana Picus           .Case<BoxCharType>([&](BoxCharType box) {
3843fd250d2SDiana Picus             if (noCharacterConversion) {
3853fd250d2SDiana Picus               newInTys.push_back(box);
3863fd250d2SDiana Picus             } else {
3873fd250d2SDiana Picus               for (auto &tup : specifics->boxcharArgumentType(box.getEleTy())) {
3883fd250d2SDiana Picus                 auto attr = std::get<CodeGenSpecifics::Attributes>(tup);
3893fd250d2SDiana Picus                 auto argTy = std::get<mlir::Type>(tup);
3903fd250d2SDiana Picus                 llvm::SmallVector<mlir::Type> &vec =
3913fd250d2SDiana Picus                     attr.isAppend() ? trailingInTys : newInTys;
3923fd250d2SDiana Picus                 vec.push_back(argTy);
3933fd250d2SDiana Picus               }
3943fd250d2SDiana Picus             }
3953fd250d2SDiana Picus           })
3963fd250d2SDiana Picus           .Case<fir::ComplexType>([&](fir::ComplexType ty) {
3973fd250d2SDiana Picus             lowerComplexSignatureArg(ty, newInTys);
3983fd250d2SDiana Picus           })
3993fd250d2SDiana Picus           .Case<mlir::ComplexType>([&](mlir::ComplexType ty) {
4003fd250d2SDiana Picus             lowerComplexSignatureArg(ty, newInTys);
4013fd250d2SDiana Picus           })
402416e503aSJean Perier           .Case<mlir::TupleType>([&](mlir::TupleType tuple) {
403416e503aSJean Perier             if (factory::isCharacterProcedureTuple(tuple)) {
404416e503aSJean Perier               newInTys.push_back(tuple.getType(0));
405416e503aSJean Perier               trailingInTys.push_back(tuple.getType(1));
406416e503aSJean Perier             } else {
407416e503aSJean Perier               newInTys.push_back(ty);
408416e503aSJean Perier             }
409416e503aSJean Perier           })
4103fd250d2SDiana Picus           .Default([&](mlir::Type ty) { newInTys.push_back(ty); });
4113fd250d2SDiana Picus     }
4123fd250d2SDiana Picus     // append trailing input types
4133fd250d2SDiana Picus     newInTys.insert(newInTys.end(), trailingInTys.begin(), trailingInTys.end());
4143fd250d2SDiana Picus     // replace this op with a new one with the updated signature
4153fd250d2SDiana Picus     auto newTy = rewriter->getFunctionType(newInTys, newResTys);
4163fd250d2SDiana Picus     auto newOp =
4173fd250d2SDiana Picus         rewriter->create<AddrOfOp>(addrOp.getLoc(), newTy, addrOp.symbol());
4183fd250d2SDiana Picus     replaceOp(addrOp, newOp.getResult());
4193fd250d2SDiana Picus   }
4203fd250d2SDiana Picus 
4214c263edeSDiana Picus   /// Convert the type signatures on all the functions present in the module.
4224c263edeSDiana Picus   /// As the type signature is being changed, this must also update the
4234c263edeSDiana Picus   /// function itself to use any new arguments, etc.
4244c263edeSDiana Picus   mlir::LogicalResult convertTypes(mlir::ModuleOp mod) {
4254c263edeSDiana Picus     for (auto fn : mod.getOps<mlir::FuncOp>())
4264c263edeSDiana Picus       convertSignature(fn);
4274c263edeSDiana Picus     return mlir::success();
4284c263edeSDiana Picus   }
4294c263edeSDiana Picus 
4304c263edeSDiana Picus   /// If the signature does not need any special target-specific converions,
4314c263edeSDiana Picus   /// then it is considered portable for any target, and this function will
4324c263edeSDiana Picus   /// return `true`. Otherwise, the signature is not portable and `false` is
4334c263edeSDiana Picus   /// returned.
4344c263edeSDiana Picus   bool hasPortableSignature(mlir::Type signature) {
4354c263edeSDiana Picus     assert(signature.isa<mlir::FunctionType>());
4364c263edeSDiana Picus     auto func = signature.dyn_cast<mlir::FunctionType>();
4374c263edeSDiana Picus     for (auto ty : func.getResults())
43865431d3aSDiana Picus       if ((ty.isa<BoxCharType>() && !noCharacterConversion) ||
43965431d3aSDiana Picus           (isa_complex(ty) && !noComplexConversion)) {
4404c263edeSDiana Picus         LLVM_DEBUG(llvm::dbgs() << "rewrite " << signature << " for target\n");
4414c263edeSDiana Picus         return false;
4424c263edeSDiana Picus       }
4434c263edeSDiana Picus     for (auto ty : func.getInputs())
444416e503aSJean Perier       if (((ty.isa<BoxCharType>() || factory::isCharacterProcedureTuple(ty)) &&
445416e503aSJean Perier            !noCharacterConversion) ||
44665431d3aSDiana Picus           (isa_complex(ty) && !noComplexConversion)) {
4474c263edeSDiana Picus         LLVM_DEBUG(llvm::dbgs() << "rewrite " << signature << " for target\n");
4484c263edeSDiana Picus         return false;
4494c263edeSDiana Picus       }
4504c263edeSDiana Picus     return true;
4514c263edeSDiana Picus   }
4524c263edeSDiana Picus 
4534c263edeSDiana Picus   /// Rewrite the signatures and body of the `FuncOp`s in the module for
4544c263edeSDiana Picus   /// the immediately subsequent target code gen.
4554c263edeSDiana Picus   void convertSignature(mlir::FuncOp func) {
4564c263edeSDiana Picus     auto funcTy = func.getType().cast<mlir::FunctionType>();
4574c263edeSDiana Picus     if (hasPortableSignature(funcTy))
4584c263edeSDiana Picus       return;
4594c263edeSDiana Picus     llvm::SmallVector<mlir::Type> newResTys;
4604c263edeSDiana Picus     llvm::SmallVector<mlir::Type> newInTys;
4614c263edeSDiana Picus     llvm::SmallVector<FixupTy> fixups;
4624c263edeSDiana Picus 
4634c263edeSDiana Picus     // Convert return value(s)
4644c263edeSDiana Picus     for (auto ty : funcTy.getResults())
46565431d3aSDiana Picus       llvm::TypeSwitch<mlir::Type>(ty)
46665431d3aSDiana Picus           .Case<fir::ComplexType>([&](fir::ComplexType cmplx) {
46765431d3aSDiana Picus             if (noComplexConversion)
46865431d3aSDiana Picus               newResTys.push_back(cmplx);
46965431d3aSDiana Picus             else
47065431d3aSDiana Picus               doComplexReturn(func, cmplx, newResTys, newInTys, fixups);
47165431d3aSDiana Picus           })
47265431d3aSDiana Picus           .Case<mlir::ComplexType>([&](mlir::ComplexType cmplx) {
47365431d3aSDiana Picus             if (noComplexConversion)
47465431d3aSDiana Picus               newResTys.push_back(cmplx);
47565431d3aSDiana Picus             else
47665431d3aSDiana Picus               doComplexReturn(func, cmplx, newResTys, newInTys, fixups);
47765431d3aSDiana Picus           })
47865431d3aSDiana Picus           .Default([&](mlir::Type ty) { newResTys.push_back(ty); });
4794c263edeSDiana Picus 
4804c263edeSDiana Picus     // Convert arguments
4814c263edeSDiana Picus     llvm::SmallVector<mlir::Type> trailingTys;
4824c263edeSDiana Picus     for (auto e : llvm::enumerate(funcTy.getInputs())) {
4834c263edeSDiana Picus       auto ty = e.value();
4844c263edeSDiana Picus       unsigned index = e.index();
4854c263edeSDiana Picus       llvm::TypeSwitch<mlir::Type>(ty)
4864c263edeSDiana Picus           .Case<BoxCharType>([&](BoxCharType boxTy) {
4874c263edeSDiana Picus             if (noCharacterConversion) {
4884c263edeSDiana Picus               newInTys.push_back(boxTy);
4894c263edeSDiana Picus             } else {
4904c263edeSDiana Picus               // Convert a CHARACTER argument type. This can involve separating
4914c263edeSDiana Picus               // the pointer and the LEN into two arguments and moving the LEN
4924c263edeSDiana Picus               // argument to the end of the arg list.
4934c263edeSDiana Picus               bool sret = functionArgIsSRet(index, func);
4944c263edeSDiana Picus               for (auto e : llvm::enumerate(specifics->boxcharArgumentType(
4954c263edeSDiana Picus                        boxTy.getEleTy(), sret))) {
4964c263edeSDiana Picus                 auto &tup = e.value();
4974c263edeSDiana Picus                 auto index = e.index();
4984c263edeSDiana Picus                 auto attr = std::get<CodeGenSpecifics::Attributes>(tup);
4994c263edeSDiana Picus                 auto argTy = std::get<mlir::Type>(tup);
5004c263edeSDiana Picus                 if (attr.isAppend()) {
5014c263edeSDiana Picus                   trailingTys.push_back(argTy);
5024c263edeSDiana Picus                 } else {
5034c263edeSDiana Picus                   if (sret) {
5044c263edeSDiana Picus                     fixups.emplace_back(FixupTy::Codes::CharPair,
5054c263edeSDiana Picus                                         newInTys.size(), index);
5064c263edeSDiana Picus                   } else {
5074c263edeSDiana Picus                     fixups.emplace_back(FixupTy::Codes::Trailing,
5084c263edeSDiana Picus                                         newInTys.size(), trailingTys.size());
5094c263edeSDiana Picus                   }
5104c263edeSDiana Picus                   newInTys.push_back(argTy);
5114c263edeSDiana Picus                 }
5124c263edeSDiana Picus               }
5134c263edeSDiana Picus             }
5144c263edeSDiana Picus           })
51565431d3aSDiana Picus           .Case<fir::ComplexType>([&](fir::ComplexType cmplx) {
51665431d3aSDiana Picus             if (noComplexConversion)
51765431d3aSDiana Picus               newInTys.push_back(cmplx);
51865431d3aSDiana Picus             else
51965431d3aSDiana Picus               doComplexArg(func, cmplx, newInTys, fixups);
52065431d3aSDiana Picus           })
52165431d3aSDiana Picus           .Case<mlir::ComplexType>([&](mlir::ComplexType cmplx) {
52265431d3aSDiana Picus             if (noComplexConversion)
52365431d3aSDiana Picus               newInTys.push_back(cmplx);
52465431d3aSDiana Picus             else
52565431d3aSDiana Picus               doComplexArg(func, cmplx, newInTys, fixups);
52665431d3aSDiana Picus           })
527416e503aSJean Perier           .Case<mlir::TupleType>([&](mlir::TupleType tuple) {
528416e503aSJean Perier             if (factory::isCharacterProcedureTuple(tuple)) {
529416e503aSJean Perier               fixups.emplace_back(FixupTy::Codes::TrailingCharProc,
530416e503aSJean Perier                                   newInTys.size(), trailingTys.size());
531416e503aSJean Perier               newInTys.push_back(tuple.getType(0));
532416e503aSJean Perier               trailingTys.push_back(tuple.getType(1));
533416e503aSJean Perier             } else {
534416e503aSJean Perier               newInTys.push_back(ty);
535416e503aSJean Perier             }
536416e503aSJean Perier           })
5374c263edeSDiana Picus           .Default([&](mlir::Type ty) { newInTys.push_back(ty); });
5384c263edeSDiana Picus     }
5394c263edeSDiana Picus 
5404c263edeSDiana Picus     if (!func.empty()) {
5414c263edeSDiana Picus       // If the function has a body, then apply the fixups to the arguments and
5424c263edeSDiana Picus       // return ops as required. These fixups are done in place.
5434c263edeSDiana Picus       auto loc = func.getLoc();
5444c263edeSDiana Picus       const auto fixupSize = fixups.size();
5454c263edeSDiana Picus       const auto oldArgTys = func.getType().getInputs();
5464c263edeSDiana Picus       int offset = 0;
5474c263edeSDiana Picus       for (std::remove_const_t<decltype(fixupSize)> i = 0; i < fixupSize; ++i) {
5484c263edeSDiana Picus         const auto &fixup = fixups[i];
5494c263edeSDiana Picus         switch (fixup.code) {
55065431d3aSDiana Picus         case FixupTy::Codes::ArgumentAsLoad: {
55165431d3aSDiana Picus           // Argument was pass-by-value, but is now pass-by-reference and
55265431d3aSDiana Picus           // possibly with a different element type.
553e084679fSRiver Riddle           auto newArg = func.front().insertArgument(fixup.index,
554e084679fSRiver Riddle                                                     newInTys[fixup.index], loc);
55565431d3aSDiana Picus           rewriter->setInsertionPointToStart(&func.front());
55665431d3aSDiana Picus           auto oldArgTy = ReferenceType::get(oldArgTys[fixup.index - offset]);
55765431d3aSDiana Picus           auto cast = rewriter->create<ConvertOp>(loc, oldArgTy, newArg);
55865431d3aSDiana Picus           auto load = rewriter->create<fir::LoadOp>(loc, cast);
55965431d3aSDiana Picus           func.getArgument(fixup.index + 1).replaceAllUsesWith(load);
56065431d3aSDiana Picus           func.front().eraseArgument(fixup.index + 1);
56165431d3aSDiana Picus         } break;
56265431d3aSDiana Picus         case FixupTy::Codes::ArgumentType: {
56365431d3aSDiana Picus           // Argument is pass-by-value, but its type has likely been modified to
56465431d3aSDiana Picus           // suit the target ABI convention.
565e084679fSRiver Riddle           auto newArg = func.front().insertArgument(fixup.index,
566e084679fSRiver Riddle                                                     newInTys[fixup.index], loc);
56765431d3aSDiana Picus           rewriter->setInsertionPointToStart(&func.front());
56865431d3aSDiana Picus           auto mem =
56965431d3aSDiana Picus               rewriter->create<fir::AllocaOp>(loc, newInTys[fixup.index]);
57065431d3aSDiana Picus           rewriter->create<fir::StoreOp>(loc, newArg, mem);
57165431d3aSDiana Picus           auto oldArgTy = ReferenceType::get(oldArgTys[fixup.index - offset]);
57265431d3aSDiana Picus           auto cast = rewriter->create<ConvertOp>(loc, oldArgTy, mem);
57365431d3aSDiana Picus           mlir::Value load = rewriter->create<fir::LoadOp>(loc, cast);
57465431d3aSDiana Picus           func.getArgument(fixup.index + 1).replaceAllUsesWith(load);
57565431d3aSDiana Picus           func.front().eraseArgument(fixup.index + 1);
57665431d3aSDiana Picus           LLVM_DEBUG(llvm::dbgs()
57765431d3aSDiana Picus                      << "old argument: " << oldArgTy.getEleTy()
57865431d3aSDiana Picus                      << ", repl: " << load << ", new argument: "
57965431d3aSDiana Picus                      << func.getArgument(fixup.index).getType() << '\n');
58065431d3aSDiana Picus         } break;
5814c263edeSDiana Picus         case FixupTy::Codes::CharPair: {
5824c263edeSDiana Picus           // The FIR boxchar argument has been split into a pair of distinct
5834c263edeSDiana Picus           // arguments that are in juxtaposition to each other.
584e084679fSRiver Riddle           auto newArg = func.front().insertArgument(fixup.index,
585e084679fSRiver Riddle                                                     newInTys[fixup.index], loc);
5864c263edeSDiana Picus           if (fixup.second == 1) {
5874c263edeSDiana Picus             rewriter->setInsertionPointToStart(&func.front());
5884c263edeSDiana Picus             auto boxTy = oldArgTys[fixup.index - offset - fixup.second];
5894c263edeSDiana Picus             auto box = rewriter->create<EmboxCharOp>(
5904c263edeSDiana Picus                 loc, boxTy, func.front().getArgument(fixup.index - 1), newArg);
5914c263edeSDiana Picus             func.getArgument(fixup.index + 1).replaceAllUsesWith(box);
5924c263edeSDiana Picus             func.front().eraseArgument(fixup.index + 1);
5934c263edeSDiana Picus             offset++;
5944c263edeSDiana Picus           }
5954c263edeSDiana Picus         } break;
59665431d3aSDiana Picus         case FixupTy::Codes::ReturnAsStore: {
59765431d3aSDiana Picus           // The value being returned is now being returned in memory (callee
59865431d3aSDiana Picus           // stack space) through a hidden reference argument.
599e084679fSRiver Riddle           auto newArg = func.front().insertArgument(fixup.index,
600e084679fSRiver Riddle                                                     newInTys[fixup.index], loc);
60165431d3aSDiana Picus           offset++;
60265431d3aSDiana Picus           func.walk([&](mlir::ReturnOp ret) {
60365431d3aSDiana Picus             rewriter->setInsertionPoint(ret);
60465431d3aSDiana Picus             auto oldOper = ret.getOperand(0);
60565431d3aSDiana Picus             auto oldOperTy = ReferenceType::get(oldOper.getType());
60665431d3aSDiana Picus             auto cast = rewriter->create<ConvertOp>(loc, oldOperTy, newArg);
60765431d3aSDiana Picus             rewriter->create<fir::StoreOp>(loc, oldOper, cast);
60865431d3aSDiana Picus             rewriter->create<mlir::ReturnOp>(loc);
60965431d3aSDiana Picus             ret.erase();
61065431d3aSDiana Picus           });
61165431d3aSDiana Picus         } break;
61265431d3aSDiana Picus         case FixupTy::Codes::ReturnType: {
61365431d3aSDiana Picus           // The function is still returning a value, but its type has likely
61465431d3aSDiana Picus           // changed to suit the target ABI convention.
61565431d3aSDiana Picus           func.walk([&](mlir::ReturnOp ret) {
61665431d3aSDiana Picus             rewriter->setInsertionPoint(ret);
61765431d3aSDiana Picus             auto oldOper = ret.getOperand(0);
61865431d3aSDiana Picus             auto oldOperTy = ReferenceType::get(oldOper.getType());
61965431d3aSDiana Picus             auto mem =
62065431d3aSDiana Picus                 rewriter->create<fir::AllocaOp>(loc, newResTys[fixup.index]);
62165431d3aSDiana Picus             auto cast = rewriter->create<ConvertOp>(loc, oldOperTy, mem);
62265431d3aSDiana Picus             rewriter->create<fir::StoreOp>(loc, oldOper, cast);
62365431d3aSDiana Picus             mlir::Value load = rewriter->create<fir::LoadOp>(loc, mem);
62465431d3aSDiana Picus             rewriter->create<mlir::ReturnOp>(loc, load);
62565431d3aSDiana Picus             ret.erase();
62665431d3aSDiana Picus           });
62765431d3aSDiana Picus         } break;
62865431d3aSDiana Picus         case FixupTy::Codes::Split: {
62965431d3aSDiana Picus           // The FIR argument has been split into a pair of distinct arguments
63065431d3aSDiana Picus           // that are in juxtaposition to each other. (For COMPLEX value.)
631e084679fSRiver Riddle           auto newArg = func.front().insertArgument(fixup.index,
632e084679fSRiver Riddle                                                     newInTys[fixup.index], loc);
63365431d3aSDiana Picus           if (fixup.second == 1) {
63465431d3aSDiana Picus             rewriter->setInsertionPointToStart(&func.front());
63565431d3aSDiana Picus             auto cplxTy = oldArgTys[fixup.index - offset - fixup.second];
63665431d3aSDiana Picus             auto undef = rewriter->create<UndefOp>(loc, cplxTy);
637*9b5bb511SValentin Clement             auto iTy = rewriter->getIntegerType(32);
638*9b5bb511SValentin Clement             auto zero = rewriter->getIntegerAttr(iTy, 0);
639*9b5bb511SValentin Clement             auto one = rewriter->getIntegerAttr(iTy, 1);
64065431d3aSDiana Picus             auto cplx1 = rewriter->create<InsertValueOp>(
64165431d3aSDiana Picus                 loc, cplxTy, undef, func.front().getArgument(fixup.index - 1),
64265431d3aSDiana Picus                 rewriter->getArrayAttr(zero));
64365431d3aSDiana Picus             auto cplx = rewriter->create<InsertValueOp>(
64465431d3aSDiana Picus                 loc, cplxTy, cplx1, newArg, rewriter->getArrayAttr(one));
64565431d3aSDiana Picus             func.getArgument(fixup.index + 1).replaceAllUsesWith(cplx);
64665431d3aSDiana Picus             func.front().eraseArgument(fixup.index + 1);
64765431d3aSDiana Picus             offset++;
64865431d3aSDiana Picus           }
64965431d3aSDiana Picus         } break;
6504c263edeSDiana Picus         case FixupTy::Codes::Trailing: {
6514c263edeSDiana Picus           // The FIR argument has been split into a pair of distinct arguments.
6524c263edeSDiana Picus           // The first part of the pair appears in the original argument
6534c263edeSDiana Picus           // position. The second part of the pair is appended after all the
6544c263edeSDiana Picus           // original arguments. (Boxchar arguments.)
655e084679fSRiver Riddle           auto newBufArg = func.front().insertArgument(
656e084679fSRiver Riddle               fixup.index, newInTys[fixup.index], loc);
657e084679fSRiver Riddle           auto newLenArg =
658e084679fSRiver Riddle               func.front().addArgument(trailingTys[fixup.second], loc);
6594c263edeSDiana Picus           auto boxTy = oldArgTys[fixup.index - offset];
6604c263edeSDiana Picus           rewriter->setInsertionPointToStart(&func.front());
6614c263edeSDiana Picus           auto box =
6624c263edeSDiana Picus               rewriter->create<EmboxCharOp>(loc, boxTy, newBufArg, newLenArg);
6634c263edeSDiana Picus           func.getArgument(fixup.index + 1).replaceAllUsesWith(box);
6644c263edeSDiana Picus           func.front().eraseArgument(fixup.index + 1);
6654c263edeSDiana Picus         } break;
666416e503aSJean Perier         case FixupTy::Codes::TrailingCharProc: {
667416e503aSJean Perier           // The FIR character procedure argument tuple has been split into a
668416e503aSJean Perier           // pair of distinct arguments. The first part of the pair appears in
669416e503aSJean Perier           // the original argument position. The second part of the pair is
670416e503aSJean Perier           // appended after all the original arguments.
671416e503aSJean Perier           auto newProcPointerArg = func.front().insertArgument(
672416e503aSJean Perier               fixup.index, newInTys[fixup.index], loc);
673416e503aSJean Perier           auto newLenArg =
674416e503aSJean Perier               func.front().addArgument(trailingTys[fixup.second], loc);
675416e503aSJean Perier           auto tupleType = oldArgTys[fixup.index - offset];
676416e503aSJean Perier           rewriter->setInsertionPointToStart(&func.front());
677416e503aSJean Perier           FirOpBuilder builder(*rewriter, getKindMapping(getModule()));
678416e503aSJean Perier           auto tuple = factory::createCharacterProcedureTuple(
679416e503aSJean Perier               builder, loc, tupleType, newProcPointerArg, newLenArg);
680416e503aSJean Perier           func.getArgument(fixup.index + 1).replaceAllUsesWith(tuple);
681416e503aSJean Perier           func.front().eraseArgument(fixup.index + 1);
682416e503aSJean Perier         } break;
6834c263edeSDiana Picus         }
6844c263edeSDiana Picus       }
6854c263edeSDiana Picus     }
6864c263edeSDiana Picus 
6874c263edeSDiana Picus     // Set the new type and finalize the arguments, etc.
6884c263edeSDiana Picus     newInTys.insert(newInTys.end(), trailingTys.begin(), trailingTys.end());
6894c263edeSDiana Picus     auto newFuncTy =
6904c263edeSDiana Picus         mlir::FunctionType::get(func.getContext(), newInTys, newResTys);
6914c263edeSDiana Picus     LLVM_DEBUG(llvm::dbgs() << "new func: " << newFuncTy << '\n');
6924c263edeSDiana Picus     func.setType(newFuncTy);
6934c263edeSDiana Picus 
6944c263edeSDiana Picus     for (auto &fixup : fixups)
6954c263edeSDiana Picus       if (fixup.finalizer)
6964c263edeSDiana Picus         (*fixup.finalizer)(func);
6974c263edeSDiana Picus   }
6984c263edeSDiana Picus 
6994c263edeSDiana Picus   inline bool functionArgIsSRet(unsigned index, mlir::FuncOp func) {
7004c263edeSDiana Picus     if (auto attr = func.getArgAttrOfType<mlir::UnitAttr>(index, "llvm.sret"))
7014c263edeSDiana Picus       return true;
7024c263edeSDiana Picus     return false;
7034c263edeSDiana Picus   }
7044c263edeSDiana Picus 
70565431d3aSDiana Picus   /// Convert a complex return value. This can involve converting the return
70665431d3aSDiana Picus   /// value to a "hidden" first argument or packing the complex into a wide
70765431d3aSDiana Picus   /// GPR.
70865431d3aSDiana Picus   template <typename A, typename B, typename C>
70965431d3aSDiana Picus   void doComplexReturn(mlir::FuncOp func, A cmplx, B &newResTys, B &newInTys,
71065431d3aSDiana Picus                        C &fixups) {
71165431d3aSDiana Picus     if (noComplexConversion) {
71265431d3aSDiana Picus       newResTys.push_back(cmplx);
71365431d3aSDiana Picus       return;
71465431d3aSDiana Picus     }
71565431d3aSDiana Picus     auto m = specifics->complexReturnType(cmplx.getElementType());
71665431d3aSDiana Picus     assert(m.size() == 1);
71765431d3aSDiana Picus     auto &tup = m[0];
71865431d3aSDiana Picus     auto attr = std::get<CodeGenSpecifics::Attributes>(tup);
71965431d3aSDiana Picus     auto argTy = std::get<mlir::Type>(tup);
72065431d3aSDiana Picus     if (attr.isSRet()) {
72165431d3aSDiana Picus       unsigned argNo = newInTys.size();
72265431d3aSDiana Picus       fixups.emplace_back(
72365431d3aSDiana Picus           FixupTy::Codes::ReturnAsStore, argNo, [=](mlir::FuncOp func) {
72465431d3aSDiana Picus             func.setArgAttr(argNo, "llvm.sret", rewriter->getUnitAttr());
72565431d3aSDiana Picus           });
72665431d3aSDiana Picus       newInTys.push_back(argTy);
72765431d3aSDiana Picus       return;
72865431d3aSDiana Picus     }
72965431d3aSDiana Picus     fixups.emplace_back(FixupTy::Codes::ReturnType, newResTys.size());
73065431d3aSDiana Picus     newResTys.push_back(argTy);
73165431d3aSDiana Picus   }
73265431d3aSDiana Picus 
73365431d3aSDiana Picus   /// Convert a complex argument value. This can involve storing the value to
73465431d3aSDiana Picus   /// a temporary memory location or factoring the value into two distinct
73565431d3aSDiana Picus   /// arguments.
73665431d3aSDiana Picus   template <typename A, typename B, typename C>
73765431d3aSDiana Picus   void doComplexArg(mlir::FuncOp func, A cmplx, B &newInTys, C &fixups) {
73865431d3aSDiana Picus     if (noComplexConversion) {
73965431d3aSDiana Picus       newInTys.push_back(cmplx);
74065431d3aSDiana Picus       return;
74165431d3aSDiana Picus     }
74265431d3aSDiana Picus     auto m = specifics->complexArgumentType(cmplx.getElementType());
74365431d3aSDiana Picus     const auto fixupCode =
74465431d3aSDiana Picus         m.size() > 1 ? FixupTy::Codes::Split : FixupTy::Codes::ArgumentType;
74565431d3aSDiana Picus     for (auto e : llvm::enumerate(m)) {
74665431d3aSDiana Picus       auto &tup = e.value();
74765431d3aSDiana Picus       auto index = e.index();
74865431d3aSDiana Picus       auto attr = std::get<CodeGenSpecifics::Attributes>(tup);
74965431d3aSDiana Picus       auto argTy = std::get<mlir::Type>(tup);
75065431d3aSDiana Picus       auto argNo = newInTys.size();
75165431d3aSDiana Picus       if (attr.isByVal()) {
75265431d3aSDiana Picus         if (auto align = attr.getAlignment())
75365431d3aSDiana Picus           fixups.emplace_back(
75465431d3aSDiana Picus               FixupTy::Codes::ArgumentAsLoad, argNo, [=](mlir::FuncOp func) {
75565431d3aSDiana Picus                 func.setArgAttr(argNo, "llvm.byval", rewriter->getUnitAttr());
75665431d3aSDiana Picus                 func.setArgAttr(argNo, "llvm.align",
75765431d3aSDiana Picus                                 rewriter->getIntegerAttr(
75865431d3aSDiana Picus                                     rewriter->getIntegerType(32), align));
75965431d3aSDiana Picus               });
76065431d3aSDiana Picus         else
76165431d3aSDiana Picus           fixups.emplace_back(FixupTy::Codes::ArgumentAsLoad, newInTys.size(),
76265431d3aSDiana Picus                               [=](mlir::FuncOp func) {
76365431d3aSDiana Picus                                 func.setArgAttr(argNo, "llvm.byval",
76465431d3aSDiana Picus                                                 rewriter->getUnitAttr());
76565431d3aSDiana Picus                               });
76665431d3aSDiana Picus       } else {
76765431d3aSDiana Picus         if (auto align = attr.getAlignment())
76865431d3aSDiana Picus           fixups.emplace_back(fixupCode, argNo, index, [=](mlir::FuncOp func) {
76965431d3aSDiana Picus             func.setArgAttr(
77065431d3aSDiana Picus                 argNo, "llvm.align",
77165431d3aSDiana Picus                 rewriter->getIntegerAttr(rewriter->getIntegerType(32), align));
77265431d3aSDiana Picus           });
77365431d3aSDiana Picus         else
77465431d3aSDiana Picus           fixups.emplace_back(fixupCode, argNo, index);
77565431d3aSDiana Picus       }
77665431d3aSDiana Picus       newInTys.push_back(argTy);
77765431d3aSDiana Picus     }
77865431d3aSDiana Picus   }
77965431d3aSDiana Picus 
7804c263edeSDiana Picus private:
7814c263edeSDiana Picus   // Replace `op` and remove it.
7824c263edeSDiana Picus   void replaceOp(mlir::Operation *op, mlir::ValueRange newValues) {
7834c263edeSDiana Picus     op->replaceAllUsesWith(newValues);
7844c263edeSDiana Picus     op->dropAllReferences();
7854c263edeSDiana Picus     op->erase();
7864c263edeSDiana Picus   }
7874c263edeSDiana Picus 
7884c263edeSDiana Picus   inline void setMembers(CodeGenSpecifics *s, mlir::OpBuilder *r) {
7894c263edeSDiana Picus     specifics = s;
7904c263edeSDiana Picus     rewriter = r;
7914c263edeSDiana Picus   }
7924c263edeSDiana Picus 
7934c263edeSDiana Picus   inline void clearMembers() { setMembers(nullptr, nullptr); }
7944c263edeSDiana Picus 
7954c263edeSDiana Picus   CodeGenSpecifics *specifics{};
7964c263edeSDiana Picus   mlir::OpBuilder *rewriter;
7974c263edeSDiana Picus }; // namespace
7984c263edeSDiana Picus } // namespace
7994c263edeSDiana Picus 
8004c263edeSDiana Picus std::unique_ptr<mlir::OperationPass<mlir::ModuleOp>>
8014c263edeSDiana Picus fir::createFirTargetRewritePass(const TargetRewriteOptions &options) {
8024c263edeSDiana Picus   return std::make_unique<TargetRewrite>(options);
8034c263edeSDiana Picus }
804