aco: fix assembly of FLAT/GLOBAL atomics
[mesa.git] / src / amd / compiler / aco_assembler.cpp
index 8e44050b653c317e411f83dcb1b030a2afa2d884..c9b5ca1068447a351264e9aee50de56891731a85 100644 (file)
@@ -1,14 +1,17 @@
-#include <map>
+#include <vector>
+#include <algorithm>
 
 #include "aco_ir.h"
 #include "common/sid.h"
+#include "ac_shader_util.h"
+#include "util/u_math.h"
 
 namespace aco {
 
 struct asm_context {
    Program *program;
    enum chip_class chip_class;
-   std::map<int, SOPP_instruction*> branches;
+   std::vector<std::pair<int, SOPP_instruction*>> branches;
    std::vector<unsigned> constaddrs;
    const int16_t* opcode;
    // TODO: keep track of branch instructions referring blocks
@@ -19,6 +22,8 @@ struct asm_context {
       else if (chip_class == GFX10)
          opcode = &instr_info.opcode_gfx10[0];
    }
+
+   int subvector_begin_pos = -1;
 };
 
 void emit_instruction(asm_context& ctx, std::vector<uint32_t>& out, Instruction* instr)
@@ -79,14 +84,30 @@ void emit_instruction(asm_context& ctx, std::vector<uint32_t>& out, Instruction*
       break;
    }
    case Format::SOPK: {
+      SOPK_instruction *sopk = static_cast<SOPK_instruction*>(instr);
+
+      if (instr->opcode == aco_opcode::s_subvector_loop_begin) {
+         assert(ctx.chip_class >= GFX10);
+         assert(ctx.subvector_begin_pos == -1);
+         ctx.subvector_begin_pos = out.size();
+      } else if (instr->opcode == aco_opcode::s_subvector_loop_end) {
+         assert(ctx.chip_class >= GFX10);
+         assert(ctx.subvector_begin_pos != -1);
+         /* Adjust s_subvector_loop_begin instruction to the address after the end  */
+         out[ctx.subvector_begin_pos] |= (out.size() - ctx.subvector_begin_pos);
+         /* Adjust s_subvector_loop_end instruction to the address after the beginning  */
+         sopk->imm = (uint16_t)(ctx.subvector_begin_pos - (int)out.size());
+         ctx.subvector_begin_pos = -1;
+      }
+
       uint32_t encoding = (0b1011 << 28);
       encoding |= opcode << 23;
       encoding |=
          !instr->definitions.empty() && !(instr->definitions[0].physReg() == scc) ?
          instr->definitions[0].physReg() << 16 :
-         !instr->operands.empty() && !(instr->operands[0].physReg() == scc) ?
+         !instr->operands.empty() && instr->operands[0].physReg() <= 127 ?
          instr->operands[0].physReg() << 16 : 0;
-      encoding |= static_cast<SOPK_instruction*>(instr)->imm;
+      encoding |= sopk->imm;
       out.push_back(encoding);
       break;
    }
@@ -116,7 +137,7 @@ void emit_instruction(asm_context& ctx, std::vector<uint32_t>& out, Instruction*
       encoding |= opcode << 16;
       encoding |= (uint16_t) sopp->imm;
       if (sopp->block != -1)
-         ctx.branches.insert({out.size(), sopp});
+         ctx.branches.emplace_back(out.size(), sopp);
       out.push_back(encoding);
       break;
    }
@@ -149,10 +170,10 @@ void emit_instruction(asm_context& ctx, std::vector<uint32_t>& out, Instruction*
       }
 
       if (is_load || instr->operands.size() >= 3) { /* SDATA */
-         encoding |= (is_load ? instr->definitions[0].physReg().reg : instr->operands[2].physReg().reg) << 6;
+         encoding |= (is_load ? instr->definitions[0].physReg() : instr->operands[2].physReg()) << 6;
       }
       if (instr->operands.size() >= 1) { /* SBASE */
-         encoding |= instr->operands[0].physReg().reg >> 1;
+         encoding |= instr->operands[0].physReg() >> 1;
       }
 
       out.push_back(encoding);
@@ -192,25 +213,27 @@ void emit_instruction(asm_context& ctx, std::vector<uint32_t>& out, Instruction*
    case Format::VOP2: {
       uint32_t encoding = 0;
       encoding |= opcode << 25;
-      encoding |= (0xFF & instr->definitions[0].physReg().reg) << 17;
-      encoding |= (0xFF & instr->operands[1].physReg().reg) << 9;
-      encoding |= instr->operands[0].physReg().reg;
+      encoding |= (0xFF & instr->definitions[0].physReg()) << 17;
+      encoding |= (0xFF & instr->operands[1].physReg()) << 9;
+      encoding |= instr->operands[0].physReg();
       out.push_back(encoding);
       break;
    }
    case Format::VOP1: {
       uint32_t encoding = (0b0111111 << 25);
-      encoding |= (0xFF & instr->definitions[0].physReg().reg) << 17;
+      if (!instr->definitions.empty())
+         encoding |= (0xFF & instr->definitions[0].physReg()) << 17;
       encoding |= opcode << 9;
-      encoding |= instr->operands[0].physReg().reg;
+      if (!instr->operands.empty())
+         encoding |= instr->operands[0].physReg();
       out.push_back(encoding);
       break;
    }
    case Format::VOPC: {
       uint32_t encoding = (0b0111110 << 25);
       encoding |= opcode << 17;
-      encoding |= (0xFF & instr->operands[1].physReg().reg) << 9;
-      encoding |= instr->operands[0].physReg().reg;
+      encoding |= (0xFF & instr->operands[1].physReg()) << 9;
+      encoding |= instr->operands[0].physReg();
       out.push_back(encoding);
       break;
    }
@@ -225,14 +248,14 @@ void emit_instruction(asm_context& ctx, std::vector<uint32_t>& out, Instruction*
       }
 
       assert(encoding);
-      encoding |= (0xFF & instr->definitions[0].physReg().reg) << 18;
+      encoding |= (0xFF & instr->definitions[0].physReg()) << 18;
       encoding |= opcode << 16;
       encoding |= interp->attribute << 10;
       encoding |= interp->component << 8;
       if (instr->opcode == aco_opcode::v_interp_mov_f32)
          encoding |= (0x3 & instr->operands[0].constantValue());
       else
-         encoding |= (0xFF & instr->operands[0].physReg().reg);
+         encoding |= (0xFF & instr->operands[0].physReg());
       out.push_back(encoding);
       break;
    }
@@ -256,7 +279,7 @@ void emit_instruction(asm_context& ctx, std::vector<uint32_t>& out, Instruction*
       encoding |= (0xFF & reg) << 16;
       reg = instr->operands.size() >= 2 && !(instr->operands[1].physReg() == m0) ? instr->operands[1].physReg() : 0;
       encoding |= (0xFF & reg) << 8;
-      encoding |= (0xFF & instr->operands[0].physReg().reg);
+      encoding |= (0xFF & instr->operands[0].physReg());
       out.push_back(encoding);
       break;
    }
@@ -264,42 +287,66 @@ void emit_instruction(asm_context& ctx, std::vector<uint32_t>& out, Instruction*
       MUBUF_instruction* mubuf = static_cast<MUBUF_instruction*>(instr);
       uint32_t encoding = (0b111000 << 26);
       encoding |= opcode << 18;
-      encoding |= (mubuf->slc ? 1 : 0) << 17;
       encoding |= (mubuf->lds ? 1 : 0) << 16;
       encoding |= (mubuf->glc ? 1 : 0) << 14;
       encoding |= (mubuf->idxen ? 1 : 0) << 13;
       encoding |= (mubuf->offen ? 1 : 0) << 12;
+      if (ctx.chip_class <= GFX9) {
+         assert(!mubuf->dlc); /* Device-level coherent is not supported on GFX9 and lower */
+         encoding |= (mubuf->slc ? 1 : 0) << 17;
+      } else if (ctx.chip_class >= GFX10) {
+         encoding |= (mubuf->dlc ? 1 : 0) << 15;
+      }
       encoding |= 0x0FFF & mubuf->offset;
       out.push_back(encoding);
       encoding = 0;
+      if (ctx.chip_class >= GFX10) {
+         encoding |= (mubuf->slc ? 1 : 0) << 22;
+      }
       encoding |= instr->operands[2].physReg() << 24;
       encoding |= (mubuf->tfe ? 1 : 0) << 23;
       encoding |= (instr->operands[1].physReg() >> 2) << 16;
-      unsigned reg = instr->operands.size() > 3 ? instr->operands[3].physReg() : instr->definitions[0].physReg().reg;
+      unsigned reg = instr->operands.size() > 3 ? instr->operands[3].physReg() : instr->definitions[0].physReg();
       encoding |= (0xFF & reg) << 8;
-      encoding |= (0xFF & instr->operands[0].physReg().reg);
+      encoding |= (0xFF & instr->operands[0].physReg());
       out.push_back(encoding);
       break;
    }
    case Format::MTBUF: {
       MTBUF_instruction* mtbuf = static_cast<MTBUF_instruction*>(instr);
+
+      uint32_t img_format = ac_get_tbuffer_format(ctx.chip_class, mtbuf->dfmt, mtbuf->nfmt);
       uint32_t encoding = (0b111010 << 26);
-      encoding |= opcode << 15;
+      assert(img_format <= 0x7F);
+      assert(!mtbuf->dlc || ctx.chip_class >= GFX10);
+      encoding |= (mtbuf->dlc ? 1 : 0) << 15; /* DLC bit replaces one bit of the OPCODE on GFX10 */
       encoding |= (mtbuf->glc ? 1 : 0) << 14;
       encoding |= (mtbuf->idxen ? 1 : 0) << 13;
       encoding |= (mtbuf->offen ? 1 : 0) << 12;
       encoding |= 0x0FFF & mtbuf->offset;
-      encoding |= (0xF & mtbuf->dfmt) << 19;
-      encoding |= (0x7 & mtbuf->nfmt) << 23;
+      encoding |= (img_format << 19); /* Handles both the GFX10 FORMAT and the old NFMT+DFMT */
+
+      if (ctx.chip_class <= GFX9) {
+         encoding |= opcode << 15;
+      } else {
+         encoding |= (opcode & 0x07) << 16; /* 3 LSBs of 4-bit OPCODE */
+      }
+
       out.push_back(encoding);
       encoding = 0;
-      encoding |= instr->operands[2].physReg().reg << 24;
+
+      encoding |= instr->operands[2].physReg() << 24;
       encoding |= (mtbuf->tfe ? 1 : 0) << 23;
       encoding |= (mtbuf->slc ? 1 : 0) << 22;
-      encoding |= (instr->operands[1].physReg().reg >> 2) << 16;
-      unsigned reg = instr->operands.size() > 3 ? instr->operands[3].physReg().reg : instr->definitions[0].physReg().reg;
+      encoding |= (instr->operands[1].physReg() >> 2) << 16;
+      unsigned reg = instr->operands.size() > 3 ? instr->operands[3].physReg() : instr->definitions[0].physReg();
       encoding |= (0xFF & reg) << 8;
-      encoding |= (0xFF & instr->operands[0].physReg().reg);
+      encoding |= (0xFF & instr->operands[0].physReg());
+
+      if (ctx.chip_class >= GFX10) {
+         encoding |= (((opcode & 0x08) >> 4) << 21); /* MSB of 4-bit OPCODE */
+      }
+
       out.push_back(encoding);
       break;
    }
@@ -310,22 +357,36 @@ void emit_instruction(asm_context& ctx, std::vector<uint32_t>& out, Instruction*
       encoding |= opcode << 18;
       encoding |= mimg->lwe ? 1 << 17 : 0;
       encoding |= mimg->tfe ? 1 << 16 : 0;
-      encoding |= mimg->r128 ? 1 << 15 : 0;
-      encoding |= mimg->da ? 1 << 14 : 0;
       encoding |= mimg->glc ? 1 << 13 : 0;
       encoding |= mimg->unrm ? 1 << 12 : 0;
+      if (ctx.chip_class <= GFX9) {
+         assert(!mimg->dlc); /* Device-level coherent is not supported on GFX9 and lower */
+         assert(!mimg->r128);
+         encoding |= mimg->a16 ? 1 << 15 : 0;
+         encoding |= mimg->da ? 1 << 14 : 0;
+      } else {
+         encoding |= mimg->r128 ? 1 << 15 : 0; /* GFX10: A16 moved to 2nd word, R128 replaces it in 1st word */
+         encoding |= mimg->dim << 3; /* GFX10: dimensionality instead of declare array */
+         encoding |= mimg->dlc ? 1 << 7 : 0;
+      }
       encoding |= (0xF & mimg->dmask) << 8;
       out.push_back(encoding);
-      encoding = (0xFF & instr->operands[0].physReg().reg); /* VADDR */
+      encoding = (0xFF & instr->operands[0].physReg()); /* VADDR */
       if (!instr->definitions.empty()) {
-         encoding |= (0xFF & instr->definitions[0].physReg().reg) << 8; /* VDATA */
+         encoding |= (0xFF & instr->definitions[0].physReg()) << 8; /* VDATA */
       } else if (instr->operands.size() == 4) {
-         encoding |= (0xFF & instr->operands[3].physReg().reg) << 8; /* VDATA */
+         encoding |= (0xFF & instr->operands[3].physReg()) << 8; /* VDATA */
       }
       encoding |= (0x1F & (instr->operands[1].physReg() >> 2)) << 16; /* T# (resource) */
       if (instr->operands.size() > 2)
          encoding |= (0x1F & (instr->operands[2].physReg() >> 2)) << 21; /* sampler */
-      // TODO VEGA: D16
+
+      assert(!mimg->d16 || ctx.chip_class >= GFX9);
+      encoding |= mimg->d16 ? 1 << 15 : 0;
+      if (ctx.chip_class >= GFX10) {
+         encoding |= mimg->a16 ? 1 << 14 : 0; /* GFX10: A16 still exists, but is in a different place */
+      }
+
       out.push_back(encoding);
       break;
    }
@@ -335,26 +396,46 @@ void emit_instruction(asm_context& ctx, std::vector<uint32_t>& out, Instruction*
       FLAT_instruction *flat = static_cast<FLAT_instruction*>(instr);
       uint32_t encoding = (0b110111 << 26);
       encoding |= opcode << 18;
-      encoding |= flat->offset & 0x1fff;
+      if (ctx.chip_class <= GFX9) {
+         assert(flat->offset <= 0x1fff);
+         encoding |= flat->offset & 0x1fff;
+      } else if (instr->format == Format::FLAT) {
+         /* GFX10 has a 12-bit immediate OFFSET field,
+          * but it has a hw bug: it ignores the offset, called FlatSegmentOffsetBug
+          */
+         assert(flat->offset == 0);
+      } else {
+         assert(flat->offset <= 0xfff);
+         encoding |= flat->offset & 0xfff;
+      }
       if (instr->format == Format::SCRATCH)
          encoding |= 1 << 14;
       else if (instr->format == Format::GLOBAL)
          encoding |= 2 << 14;
       encoding |= flat->lds ? 1 << 13 : 0;
-      encoding |= flat->glc ? 1 << 13 : 0;
-      encoding |= flat->slc ? 1 << 13 : 0;
+      encoding |= flat->glc ? 1 << 16 : 0;
+      encoding |= flat->slc ? 1 << 17 : 0;
+      if (ctx.chip_class >= GFX10) {
+         assert(!flat->nv);
+         encoding |= flat->dlc ? 1 << 12 : 0;
+      } else {
+         assert(!flat->dlc);
+      }
       out.push_back(encoding);
-      encoding = (0xFF & instr->operands[0].physReg().reg);
+      encoding = (0xFF & instr->operands[0].physReg());
       if (!instr->definitions.empty())
-         encoding |= (0xFF & instr->definitions[0].physReg().reg) << 24;
-      else
-         encoding |= (0xFF & instr->operands[2].physReg().reg) << 8;
+         encoding |= (0xFF & instr->definitions[0].physReg()) << 24;
+      if (instr->operands.size() >= 3)
+         encoding |= (0xFF & instr->operands[2].physReg()) << 8;
       if (!instr->operands[1].isUndefined()) {
-         assert(instr->operands[1].physReg() != 0x7f);
+         assert(ctx.chip_class >= GFX10 || instr->operands[1].physReg() != 0x7F);
          assert(instr->format != Format::FLAT);
          encoding |= instr->operands[1].physReg() << 16;
       } else if (instr->format != Format::FLAT) {
-         encoding |= 0x7F << 16;
+         if (ctx.chip_class <= GFX9)
+            encoding |= 0x7F << 16;
+         else
+            encoding |= sgpr_null << 16;
       }
       encoding |= flat->nv ? 1 << 23 : 0;
       out.push_back(encoding);
@@ -362,17 +443,23 @@ void emit_instruction(asm_context& ctx, std::vector<uint32_t>& out, Instruction*
    }
    case Format::EXP: {
       Export_instruction* exp = static_cast<Export_instruction*>(instr);
-      uint32_t encoding = (0b110001 << 26);
+      uint32_t encoding;
+      if (ctx.chip_class <= GFX9) {
+         encoding = (0b110001 << 26);
+      } else if (ctx.chip_class >= GFX10) {
+         encoding = (0b111110 << 26);
+      }
+
       encoding |= exp->valid_mask ? 0b1 << 12 : 0;
       encoding |= exp->done ? 0b1 << 11 : 0;
       encoding |= exp->compressed ? 0b1 << 10 : 0;
       encoding |= exp->dest << 4;
       encoding |= exp->enabled_mask;
       out.push_back(encoding);
-      encoding = 0xFF & exp->operands[0].physReg().reg;
-      encoding |= (0xFF & exp->operands[1].physReg().reg) << 8;
-      encoding |= (0xFF & exp->operands[2].physReg().reg) << 16;
-      encoding |= (0xFF & exp->operands[3].physReg().reg) << 24;
+      encoding = 0xFF & exp->operands[0].physReg();
+      encoding |= (0xFF & exp->operands[1].physReg()) << 8;
+      encoding |= (0xFF & exp->operands[2].physReg()) << 16;
+      encoding |= (0xFF & exp->operands[3].physReg()) << 24;
       out.push_back(encoding);
       break;
    }
@@ -383,24 +470,37 @@ void emit_instruction(asm_context& ctx, std::vector<uint32_t>& out, Instruction*
       if ((uint16_t) instr->format & (uint16_t) Format::VOP3A) {
          VOP3A_instruction* vop3 = static_cast<VOP3A_instruction*>(instr);
 
-         if ((uint16_t) instr->format & (uint16_t) Format::VOP2)
+         if ((uint16_t) instr->format & (uint16_t) Format::VOP2) {
             opcode = opcode + 0x100;
-         else if ((uint16_t) instr->format & (uint16_t) Format::VOP1)
-            opcode = opcode + 0x140;
-         else if ((uint16_t) instr->format & (uint16_t) Format::VOPC)
+         } else if ((uint16_t) instr->format & (uint16_t) Format::VOP1) {
+            if (ctx.chip_class <= GFX9) {
+               opcode = opcode + 0x140;
+            } else {
+               /* RDNA ISA doc says this is 0x140, but that doesn't work  */
+               opcode = opcode + 0x180;
+            }
+         } else if ((uint16_t) instr->format & (uint16_t) Format::VOPC) {
             opcode = opcode + 0x0;
-         else if ((uint16_t) instr->format & (uint16_t) Format::VINTRP)
+         } else if ((uint16_t) instr->format & (uint16_t) Format::VINTRP) {
             opcode = opcode + 0x270;
+         }
+
+         uint32_t encoding;
+         if (ctx.chip_class <= GFX9) {
+            encoding = (0b110100 << 26);
+         } else if (ctx.chip_class == GFX10) {
+            encoding = (0b110101 << 26);
+         }
 
-         // TODO: op_sel
-         uint32_t encoding = (0b110100 << 26);
          encoding |= opcode << 16;
          encoding |= (vop3->clamp ? 1 : 0) << 15;
          for (unsigned i = 0; i < 3; i++)
             encoding |= vop3->abs[i] << (8+i);
+         for (unsigned i = 0; i < 4; i++)
+            encoding |= vop3->opsel[i] << (11+i);
          if (instr->definitions.size() == 2)
             encoding |= instr->definitions[1].physReg() << 8;
-         encoding |= (0xFF & instr->definitions[0].physReg().reg);
+         encoding |= (0xFF & instr->definitions[0].physReg());
          out.push_back(encoding);
          encoding = 0;
          if (instr->opcode == aco_opcode::v_interp_mov_f32) {
@@ -413,7 +513,6 @@ void emit_instruction(asm_context& ctx, std::vector<uint32_t>& out, Instruction*
          for (unsigned i = 0; i < 3; i++)
             encoding |= vop3->neg[i] << (29+i);
          out.push_back(encoding);
-         return;
 
       } else if (instr->isDPP()){
          /* first emit the instruction without the DPP operand */
@@ -430,12 +529,13 @@ void emit_instruction(asm_context& ctx, std::vector<uint32_t>& out, Instruction*
          encoding |= dpp->neg[0] << 20;
          encoding |= dpp->bound_ctrl << 19;
          encoding |= dpp->dpp_ctrl << 8;
-         encoding |= (0xFF) & dpp_op.physReg().reg;
+         encoding |= (0xFF) & dpp_op.physReg();
          out.push_back(encoding);
          return;
       } else {
          unreachable("unimplemented instruction format");
       }
+      break;
    }
 
    /* append literal dword */
@@ -515,10 +615,54 @@ void fix_exports(asm_context& ctx, std::vector<uint32_t>& out, Program* program)
    }
 }
 
+static void fix_branches_gfx10(asm_context& ctx, std::vector<uint32_t>& out)
+{
+   /* Branches with an offset of 0x3f are buggy on GFX10, we workaround by inserting NOPs if needed. */
+   bool gfx10_3f_bug = false;
+
+   do {
+      auto buggy_branch_it = std::find_if(ctx.branches.begin(), ctx.branches.end(), [&ctx](const auto &branch) -> bool {
+         return ((int)ctx.program->blocks[branch.second->block].offset - branch.first - 1) == 0x3f;
+      });
+
+      gfx10_3f_bug = buggy_branch_it != ctx.branches.end();
+
+      if (gfx10_3f_bug) {
+         /* Insert an s_nop after the branch */
+         constexpr uint32_t s_nop_0 = 0xbf800000u;
+         int s_nop_pos = buggy_branch_it->first + 1;
+         auto out_pos = std::next(out.begin(), s_nop_pos);
+         out.insert(out_pos, s_nop_0);
+
+         /* Update the offset of each affected block */
+         for (Block& block : ctx.program->blocks) {
+            if (block.offset > (unsigned)buggy_branch_it->first)
+               block.offset++;
+         }
+
+         /* Update the branches following the current one */
+         for (auto branch_it = std::next(buggy_branch_it); branch_it != ctx.branches.end(); ++branch_it)
+            branch_it->first++;
+
+         /* Find first constant address after the inserted instruction */
+         auto caddr_it = std::find_if(ctx.constaddrs.begin(), ctx.constaddrs.end(), [s_nop_pos](const int &caddr_pos) -> bool {
+            return caddr_pos >= s_nop_pos;
+         });
+
+         /* Update the locations of constant addresses */
+         for (; caddr_it != ctx.constaddrs.end(); ++caddr_it)
+            (*caddr_it)++;
+
+      }
+   } while (gfx10_3f_bug);
+}
+
 void fix_branches(asm_context& ctx, std::vector<uint32_t>& out)
 {
-   for (std::pair<int, SOPP_instruction*> branch : ctx.branches)
-   {
+   if (ctx.chip_class >= GFX10)
+      fix_branches_gfx10(ctx, out);
+
+   for (std::pair<int, SOPP_instruction*> &branch : ctx.branches) {
       int offset = (int)ctx.program->blocks[branch.second->block].offset - branch.first - 1;
       out[branch.first] |= (uint16_t) offset;
    }
@@ -544,16 +688,26 @@ unsigned emit_program(Program* program,
    }
 
    fix_branches(ctx, code);
+
+   unsigned exec_size = code.size() * sizeof(uint32_t);
+
+   if (program->chip_class >= GFX10) {
+      /* Pad output with s_code_end so instruction prefetching doesn't cause
+       * page faults */
+      unsigned final_size = align(code.size() + 3 * 16, 16);
+      while (code.size() < final_size)
+         code.push_back(0xbf9f0000u);
+   }
+
    fix_constaddrs(ctx, code);
 
-   unsigned constant_data_offset = code.size() * sizeof(uint32_t);
    while (program->constant_data.size() % 4u)
       program->constant_data.push_back(0);
    /* Copy constant data */
    code.insert(code.end(), (uint32_t*)program->constant_data.data(),
                (uint32_t*)(program->constant_data.data() + program->constant_data.size()));
 
-   return constant_data_offset;
+   return exec_size;
 }
 
 }