nir/algebraic: add optimization pattern for ('ult', a, ('and', b, a)) and friends.
[mesa.git] / src / compiler / nir / nir_opt_algebraic.py
index 42cf76730710efb30132f9f70a5f33d00d9e179a..36e576b7eff89edd84ce9716b13944440539716c 100644 (file)
@@ -35,6 +35,7 @@ a = 'a'
 b = 'b'
 c = 'c'
 d = 'd'
+e = 'e'
 
 # Written in the form (<search>, <replace>) where <search> is an expression
 # and <replace> is either an expression or a value.  An expression is
@@ -68,8 +69,10 @@ d = 'd'
 
 optimizations = [
 
-   (('imul', a, '#b@32(is_pos_power_of_two)'), ('ishl', a, ('find_lsb', b))),
-   (('imul', a, '#b@32(is_neg_power_of_two)'), ('ineg', ('ishl', a, ('find_lsb', ('iabs', b))))),
+   (('imul', a, '#b@32(is_pos_power_of_two)'), ('ishl', a, ('find_lsb', b)), '!options->lower_bitshift'),
+   (('imul', a, '#b@32(is_neg_power_of_two)'), ('ineg', ('ishl', a, ('find_lsb', ('iabs', b)))), '!options->lower_bitshift'),
+   (('ishl', a, '#b@32'), ('imul', a, ('ishl', 1, b)), 'options->lower_bitshift'),
+
    (('unpack_64_2x32_split_x', ('imul_2x32_64(is_used_once)', a, b)), ('imul', a, b)),
    (('unpack_64_2x32_split_x', ('umul_2x32_64(is_used_once)', a, b)), ('imul', a, b)),
    (('imul_2x32_64', a, b), ('pack_64_2x32_split', ('imul', a, b), ('imul_high', a, b)), 'options->lower_mul_2x32_64'),
@@ -78,7 +81,7 @@ optimizations = [
    (('idiv', a, 1), a),
    (('umod', a, 1), 0),
    (('imod', a, 1), 0),
-   (('udiv', a, '#b@32(is_pos_power_of_two)'), ('ushr', a, ('find_lsb', b))),
+   (('udiv', a, '#b@32(is_pos_power_of_two)'), ('ushr', a, ('find_lsb', b)), '!options->lower_bitshift'),
    (('idiv', a, '#b@32(is_pos_power_of_two)'), ('imul', ('isign', a), ('ushr', ('iabs', a), ('find_lsb', b))), 'options->lower_idiv'),
    (('idiv', a, '#b@32(is_neg_power_of_two)'), ('ineg', ('imul', ('isign', a), ('ushr', ('iabs', a), ('find_lsb', ('iabs', b))))), 'options->lower_idiv'),
    (('umod', a, '#b(is_pos_power_of_two)'),    ('iand', a, ('isub', b, 1))),
@@ -104,6 +107,7 @@ optimizations = [
    (('iadd', a, ('iadd', ('ineg', a), b)), b),
    (('~fadd', ('fneg', a), ('fadd', a, b)), b),
    (('~fadd', a, ('fadd', ('fneg', a), b)), b),
+   (('fadd', ('fsat', a), ('fsat', ('fneg', a))), ('fsat', ('fabs', a))),
    (('~fmul', a, 0.0), 0.0),
    (('imul', a, 0), 0),
    (('umul_unorm_4x8', a, 0), 0),
@@ -118,32 +122,51 @@ optimizations = [
    (('fmul', ('fsign', a), ('fmul', a, a)), ('fmul', ('fabs', a), a)),
    (('fmul', ('fmul', ('fsign', a), a), a), ('fmul', ('fabs', a), a)),
    (('~ffma', 0.0, a, b), b),
-   (('~ffma', a, 0.0, b), b),
    (('~ffma', a, b, 0.0), ('fmul', a, b)),
-   (('ffma', a, 1.0, b), ('fadd', a, b)),
    (('ffma', 1.0, a, b), ('fadd', a, b)),
+   (('ffma', -1.0, a, b), ('fadd', ('fneg', a), b)),
    (('~flrp', a, b, 0.0), a),
    (('~flrp', a, b, 1.0), b),
    (('~flrp', a, a, b), a),
    (('~flrp', 0.0, a, b), ('fmul', a, b)),
+
+   # flrp(a, a + b, c) => a + flrp(0, b, c) => a + (b * c)
+   (('~flrp', a, ('fadd(is_used_once)', a, b), c), ('fadd', ('fmul', b, c), a)),
+   (('~flrp@32', a, ('fadd', a, b), c), ('fadd', ('fmul', b, c), a), 'options->lower_flrp32'),
+   (('~flrp@64', a, ('fadd', a, b), c), ('fadd', ('fmul', b, c), a), 'options->lower_flrp64'),
+
+   (('~flrp@32', ('fadd', a, b), ('fadd', a, c), d), ('fadd', ('flrp', b, c, d), a), 'options->lower_flrp32'),
+   (('~flrp@64', ('fadd', a, b), ('fadd', a, c), d), ('fadd', ('flrp', b, c, d), a), 'options->lower_flrp64'),
+
+   (('~flrp@32', a, ('fmul(is_used_once)', a, b), c), ('fmul', ('flrp', 1.0, b, c), a), 'options->lower_flrp32'),
+   (('~flrp@64', a, ('fmul(is_used_once)', a, b), c), ('fmul', ('flrp', 1.0, b, c), a), 'options->lower_flrp64'),
+
+   (('~flrp', ('fmul(is_used_once)', a, b), ('fmul(is_used_once)', a, c), d), ('fmul', ('flrp', b, c, d), a)),
+
    (('~flrp', a, b, ('b2f', 'c@1')), ('bcsel', c, b, a), 'options->lower_flrp32'),
    (('~flrp', a, 0.0, c), ('fadd', ('fmul', ('fneg', a), c), a)),
-   (('flrp@16', a, b, c), ('fadd', ('fmul', c, ('fsub', b, a)), a), 'options->lower_flrp16'),
-   (('flrp@32', a, b, c), ('fadd', ('fmul', c, ('fsub', b, a)), a), 'options->lower_flrp32'),
-   (('flrp@64', a, b, c), ('fadd', ('fmul', c, ('fsub', b, a)), a), 'options->lower_flrp64'),
+   (('ftrunc', a), ('bcsel', ('flt', a, 0.0), ('fneg', ('ffloor', ('fabs', a))), ('ffloor', ('fabs', a))), 'options->lower_ftrunc'),
    (('ffloor', a), ('fsub', a, ('ffract', a)), 'options->lower_ffloor'),
    (('fadd', a, ('fneg', ('ffract', a))), ('ffloor', a), '!options->lower_ffloor'),
    (('ffract', a), ('fsub', a, ('ffloor', a)), 'options->lower_ffract'),
    (('fceil', a), ('fneg', ('ffloor', ('fneg', a))), 'options->lower_fceil'),
-   (('~fadd', ('fmul', a, ('fadd', 1.0, ('fneg', ('b2f', 'c@1')))), ('fmul', b, ('b2f', c))), ('bcsel', c, b, a), 'options->lower_flrp32'),
-   (('~fadd@32', ('fmul', a, ('fadd', 1.0, ('fneg',         c ))), ('fmul', b,         c )), ('flrp', a, b, c), '!options->lower_flrp32'),
-   (('~fadd@64', ('fmul', a, ('fadd', 1.0, ('fneg',         c ))), ('fmul', b,         c )), ('flrp', a, b, c), '!options->lower_flrp64'),
+   (('~fadd',    ('fmul', a,          ('fadd', 1.0, ('fneg', ('b2f', 'c@1')))), ('fmul', b, ('b2f',  c))), ('bcsel', c, b, a), 'options->lower_flrp32'),
+   (('~fadd@32', ('fmul', a,          ('fadd', 1.0, ('fneg',          c   ) )), ('fmul', b,          c )), ('flrp', a, b, c), '!options->lower_flrp32'),
+   (('~fadd@64', ('fmul', a,          ('fadd', 1.0, ('fneg',          c   ) )), ('fmul', b,          c )), ('flrp', a, b, c), '!options->lower_flrp64'),
+   # These are the same as the previous three rules, but it depends on
+   # 1-fsat(x) <=> fsat(1-x).  See below.
+   (('~fadd@32', ('fmul', a, ('fsat', ('fadd', 1.0, ('fneg',          c   )))), ('fmul', b, ('fsat', c))), ('flrp', a, b, ('fsat', c)), '!options->lower_flrp32'),
+   (('~fadd@64', ('fmul', a, ('fsat', ('fadd', 1.0, ('fneg',          c   )))), ('fmul', b, ('fsat', c))), ('flrp', a, b, ('fsat', c)), '!options->lower_flrp64'),
+
    (('~fadd', a, ('fmul', ('b2f', 'c@1'), ('fadd', b, ('fneg', a)))), ('bcsel', c, b, a), 'options->lower_flrp32'),
    (('~fadd@32', a, ('fmul',         c , ('fadd', b, ('fneg', a)))), ('flrp', a, b, c), '!options->lower_flrp32'),
    (('~fadd@64', a, ('fmul',         c , ('fadd', b, ('fneg', a)))), ('flrp', a, b, c), '!options->lower_flrp64'),
    (('ffma', a, b, c), ('fadd', ('fmul', a, b), c), 'options->lower_ffma'),
    (('~fadd', ('fmul', a, b), c), ('ffma', a, b, c), 'options->fuse_ffma'),
 
+   (('~fmul', ('fadd', ('iand', ('ineg', ('b2i32', 'a@bool')), ('fmul', b, c)), '#d'), '#e'),
+    ('bcsel', a, ('fmul', ('fadd', ('fmul', b, c), d), e), ('fmul', d, e))),
+
    (('fdot4', ('vec4', a, b,   c,   1.0), d), ('fdph',  ('vec3', a, b, c), d)),
    (('fdot4', ('vec4', a, 0.0, 0.0, 0.0), b), ('fmul', a, b)),
    (('fdot4', ('vec4', a, b,   0.0, 0.0), c), ('fdot2', ('vec2', a, b), c)),
@@ -152,6 +175,11 @@ optimizations = [
    (('fdot3', ('vec3', a, 0.0, 0.0), b), ('fmul', a, b)),
    (('fdot3', ('vec3', a, b,   0.0), c), ('fdot2', ('vec2', a, b), c)),
 
+   # If x >= 0 and x <= 1: fsat(1 - x) == 1 - fsat(x) trivially
+   # If x < 0: 1 - fsat(x) => 1 - 0 => 1 and fsat(1 - x) => fsat(> 1) => 1
+   # If x > 1: 1 - fsat(x) => 1 - 1 => 0 and fsat(1 - x) => fsat(< 0) => 0
+   (('~fadd', ('fneg(is_used_once)', ('fsat(is_used_once)', 'a(is_not_fmul)')), 1.0), ('fsat', ('fadd', 1.0, ('fneg', a)))),
+
    # (a * #b + #c) << #d
    # ((a * #b) << #d) + (#c << #d)
    # (a * (#b << #d)) + (#c << #d)
@@ -174,6 +202,32 @@ optimizations = [
    (('inot', ('ieq', a, b)), ('ine', a, b)),
    (('inot', ('ine', a, b)), ('ieq', a, b)),
 
+   # This helps some shaders because, after some optimizations, they end up
+   # with patterns like (-a < -b) || (b < a).  In an ideal world, this sort of
+   # matching would be handled by CSE.
+   (('flt', ('fneg', a), ('fneg', b)), ('flt', b, a)),
+   (('fge', ('fneg', a), ('fneg', b)), ('fge', b, a)),
+   (('feq', ('fneg', a), ('fneg', b)), ('feq', b, a)),
+   (('fne', ('fneg', a), ('fneg', b)), ('fne', b, a)),
+   (('flt', ('fneg', a), -1.0), ('flt', 1.0, a)),
+   (('flt', -1.0, ('fneg', a)), ('flt', a, 1.0)),
+   (('fge', ('fneg', a), -1.0), ('fge', 1.0, a)),
+   (('fge', -1.0, ('fneg', a)), ('fge', a, 1.0)),
+   (('fne', ('fneg', a), -1.0), ('fne', 1.0, a)),
+   (('feq', -1.0, ('fneg', a)), ('feq', a, 1.0)),
+
+   (('flt', ('fsat(is_used_once)', a), '#b(is_gt_0_and_lt_1)'), ('flt', a, b)),
+   (('flt', '#b(is_gt_0_and_lt_1)', ('fsat(is_used_once)', a)), ('flt', b, a)),
+   (('fge', ('fsat(is_used_once)', a), '#b(is_gt_0_and_lt_1)'), ('fge', a, b)),
+   (('fge', '#b(is_gt_0_and_lt_1)', ('fsat(is_used_once)', a)), ('fge', b, a)),
+   (('feq', ('fsat(is_used_once)', a), '#b(is_gt_0_and_lt_1)'), ('feq', a, b)),
+   (('fne', ('fsat(is_used_once)', a), '#b(is_gt_0_and_lt_1)'), ('fne', a, b)),
+
+   (('fge', ('fsat(is_used_once)', a), 1.0), ('fge', a, 1.0)),
+   (('flt', ('fsat(is_used_once)', a), 1.0), ('flt', a, 1.0)),
+   (('fge', 0.0, ('fsat(is_used_once)', a)), ('fge', 0.0, a)),
+   (('flt', 0.0, ('fsat(is_used_once)', a)), ('flt', 0.0, a)),
+
    # 0.0 >= b2f(a)
    # b2f(a) <= 0.0
    # b2f(a) == 0.0 because b2f(a) can only be 0 or 1
@@ -217,6 +271,9 @@ optimizations = [
    (('fge', ('fneg', ('fadd', ('b2f', 'a@1'), ('b2f', 'b@1'))), 0.0), ('inot', ('ior', a, b))),
    (('fge', 0.0, ('fadd', ('b2f', 'a@1'), ('b2f', 'b@1'))), ('inot', ('ior', a, b))),
 
+   (('flt', a, ('fneg', a)), ('flt', a, 0.0)),
+   (('fge', a, ('fneg', a)), ('fge', a, 0.0)),
+
    # Some optimizations (below) convert things like (a < b || c < b) into
    # (min(a, c) < b).  However, this interfers with the previous optimizations
    # that try to remove comparisons with negated sums of b2f.  This just
@@ -312,7 +369,10 @@ optimizations = [
    (('bcsel', a, ('bcsel(is_used_once)', b, c, d), ('bcsel', b, c, 'e')), ('bcsel', b, c, ('bcsel', a, d, 'e'))),
    (('bcsel', a, ('bcsel', b, c, d), ('bcsel(is_used_once)', b, 'e', d)), ('bcsel', b, ('bcsel', a, c, 'e'), d)),
    (('bcsel', a, ('bcsel(is_used_once)', b, c, d), ('bcsel', b, 'e', d)), ('bcsel', b, ('bcsel', a, c, 'e'), d)),
-   (('bcsel', a, True, 'b@bool'), ('ior', a, b)),
+   (('bcsel', a, True, b), ('ior', a, b)),
+   (('bcsel', a, a, b), ('ior', a, b)),
+   (('bcsel', a, b, False), ('iand', a, b)),
+   (('bcsel', a, b, a), ('iand', a, b)),
    (('fmin', a, a), a),
    (('fmax', a, a), a),
    (('imin', a, a), a),
@@ -339,12 +399,18 @@ optimizations = [
    (('imax', a, ('iabs', a)), ('iabs', a)),
    (('fmax', a, ('fneg', a)), ('fabs', a)),
    (('imax', a, ('ineg', a)), ('iabs', a)),
+   (('~fmax', ('fabs', a), 0.0), ('fabs', a)),
    (('~fmin', ('fmax', a, 0.0), 1.0), ('fsat', a), '!options->lower_fsat'),
    (('~fmax', ('fmin', a, 1.0), 0.0), ('fsat', a), '!options->lower_fsat'),
+   (('~fmin', ('fmax', a, -1.0),  0.0), ('fneg', ('fsat', ('fneg', a))), '!options->lower_negate && !options->lower_fsat'),
+   (('~fmax', ('fmin', a,  0.0), -1.0), ('fneg', ('fsat', ('fneg', a))), '!options->lower_negate && !options->lower_fsat'),
    (('fsat', ('fsign', a)), ('b2f', ('flt', 0.0, a))),
    (('fsat', ('b2f', a)), ('b2f', a)),
    (('fsat', a), ('fmin', ('fmax', a, 0.0), 1.0), 'options->lower_fsat'),
    (('fsat', ('fsat', a)), ('fsat', a)),
+   (('fsat', ('fneg(is_used_once)', ('fadd(is_used_once)', a, b))), ('fsat', ('fadd', ('fneg', a), ('fneg', b))), '!options->lower_negate && !options->lower_fsat'),
+   (('fsat', ('fneg(is_used_once)', ('fmul(is_used_once)', a, b))), ('fsat', ('fmul', ('fneg', a), b)), '!options->lower_negate && !options->lower_fsat'),
+   (('fsat', ('fabs(is_used_once)', ('fmul(is_used_once)', a, b))), ('fsat', ('fmul', ('fabs', a), ('fabs', b))), '!options->lower_fsat'),
    (('fmin', ('fmax', ('fmin', ('fmax', a, b), c), b), c), ('fmin', ('fmax', a, b), c)),
    (('imin', ('imax', ('imin', ('imax', a, b), c), b), c), ('imin', ('imax', a, b), c)),
    (('umin', ('umax', ('umin', ('umax', a, b), c), b), c), ('umin', ('umax', a, b), c)),
@@ -390,9 +456,18 @@ optimizations = [
    (('ior', ('uge', 1, a), ('ieq', a, 2)), ('uge', 2, a)),
    (('ior', ('uge', 2, a), ('ieq', a, 3)), ('uge', 3, a)),
 
-   (('ior', 'a@bool', ('ieq', a, False)), True),
+   # The (i2f32, ...) part is an open-coded fsign.  When that is combined with
+   # the bcsel, it's basically copysign(1.0, a).  There is no copysign in NIR,
+   # so emit an open-coded version of that.
+   (('bcsel@32', ('feq', a, 0.0), 1.0, ('i2f32', ('iadd', ('b2i32', ('flt', 0.0, 'a@32')), ('ineg', ('b2i32', ('flt', 'a@32', 0.0)))))),
+    ('ior', 0x3f800000, ('iand', a, 0x80000000))),
+
+   (('ior', a, ('ieq', a, False)), True),
    (('ior', a, ('inot', a)), -1),
 
+   (('ine', ('ineg', ('b2i32', 'a@1')), ('ineg', ('b2i32', 'b@1'))), ('ine', a, b)),
+   (('b2i32', ('ine', 'a@1', 'b@1')), ('b2i32', ('ixor', a, b))),
+
    (('iand', ('ieq', 'a@32', 0), ('ieq', 'b@32', 0)), ('ieq', ('ior', 'a@32', 'b@32'), 0)),
 
    # These patterns can result when (a < b || a < c) => (a < min(b, c))
@@ -422,6 +497,10 @@ optimizations = [
    (('ult', ('umax', a, b), a), False),
    (('uge', a, ('umax', b, a)), ('uge', a, b)),
    (('uge', ('umin', a, b), a), ('uge', b, a)),
+   (('ult', a, ('iand', b, a)), False),
+   (('ult', ('ior', a, b), a), False),
+   (('uge', a, ('iand', b, a)), True),
+   (('uge', ('ior', a, b), a), True),
 
    (('ilt', '#a', ('imax', '#b', c)), ('ior', ('ilt', a, b), ('ilt', a, c))),
    (('ilt', ('imin', '#a', b), '#c'), ('ior', ('ilt', a, c), ('ilt', b, c))),
@@ -525,6 +604,7 @@ optimizations = [
    (('~flog2', ('frsq', a)), ('fmul', -0.5, ('flog2', a))),
    (('~flog2', ('fpow', a, b)), ('fmul', b, ('flog2', a))),
    (('~fmul', ('fexp2(is_used_once)', a), ('fexp2(is_used_once)', b)), ('fexp2', ('fadd', a, b))),
+   (('bcsel', ('flt', a, 0.0), 0.0, ('fsqrt', a)), ('fsqrt', ('fmax', a, 0.0))),
    # Division and reciprocal
    (('~fdiv', 1.0, a), ('frcp', a)),
    (('fdiv', a, b), ('fmul', a, ('frcp', b)), 'options->lower_fdiv'),
@@ -535,10 +615,10 @@ optimizations = [
    # Boolean simplifications
    (('i2b32(is_used_by_if)', a), ('ine32', a, 0)),
    (('i2b1(is_used_by_if)', a), ('ine', a, 0)),
-   (('ieq', 'a@bool', True), a),
-   (('ine(is_not_used_by_if)', 'a@bool', True), ('inot', a)),
-   (('ine', 'a@bool', False), a),
-   (('ieq(is_not_used_by_if)', 'a@bool', False), ('inot', 'a')),
+   (('ieq', a, True), a),
+   (('ine(is_not_used_by_if)', a, True), ('inot', a)),
+   (('ine', a, False), a),
+   (('ieq(is_not_used_by_if)', a, False), ('inot', 'a')),
    (('bcsel', a, True, False), a),
    (('bcsel', a, False, True), ('inot', a)),
    (('bcsel@32', a, 1.0, 0.0), ('b2f', a)),
@@ -548,9 +628,6 @@ optimizations = [
    (('bcsel', True, b, c), b),
    (('bcsel', False, b, c), c),
    (('bcsel', a, ('b2f(is_used_once)', 'b@32'), ('b2f', 'c@32')), ('b2f', ('bcsel', a, b, c))),
-   # The result of this should be hit by constant propagation and, in the
-   # next round of opt_algebraic, get picked up by one of the above two.
-   (('bcsel', '#a', b, c), ('bcsel', ('ine', 'a', 0), b, c)),
 
    (('bcsel', a, b, b), b),
    (('fcsel', a, b, b), b),
@@ -604,6 +681,15 @@ optimizations = [
    (('ilt', ('f2u', a), b), ('ilt', ('f2i', a), b)),
    (('ilt', b, ('f2u', a)), ('ilt', b, ('f2i', a))),
 
+   (('~fmin', ('fabs', a), 1.0), ('fsat', ('fabs', a)), '!options->lower_fsat'),
+
+   # The result of the multiply must be in [-1, 0], so the result of the ffma
+   # must be in [0, 1].
+   (('flt', ('fadd', ('fmul', ('fsat', a), ('fneg', ('fsat', a))), 1.0), 0.0), False),
+   (('flt', ('fadd', ('fneg', ('fmul', ('fsat', a), ('fsat', a))), 1.0), 0.0), False),
+   (('fmax', ('fadd', ('fmul', ('fsat', a), ('fneg', ('fsat', a))), 1.0), 0.0), ('fadd', ('fmul', ('fsat', a), ('fneg', ('fsat', a))), 1.0)),
+   (('fmax', ('fadd', ('fneg', ('fmul', ('fsat', a), ('fsat', a))), 1.0), 0.0), ('fadd', ('fneg', ('fmul', ('fsat', a), ('fsat', a))), 1.0)),
+
    # Packing and then unpacking does nothing
    (('unpack_64_2x32_split_x', ('pack_64_2x32_split', a, b)), a),
    (('unpack_64_2x32_split_y', ('pack_64_2x32_split', a, b)), b),
@@ -611,8 +697,10 @@ optimizations = [
                            ('unpack_64_2x32_split_y', a)), a),
 
    # Byte extraction
+   (('ushr', 'a@16',  8), ('extract_u8', a, 1), '!options->lower_extract_byte'),
    (('ushr', 'a@32', 24), ('extract_u8', a, 3), '!options->lower_extract_byte'),
    (('ushr', 'a@64', 56), ('extract_u8', a, 7), '!options->lower_extract_byte'),
+   (('ishr', 'a@16',  8), ('extract_i8', a, 1), '!options->lower_extract_byte'),
    (('ishr', 'a@32', 24), ('extract_i8', a, 3), '!options->lower_extract_byte'),
    (('ishr', 'a@64', 56), ('extract_i8', a, 7), '!options->lower_extract_byte'),
    (('iand', 0xff, a), ('extract_u8', a, 0), '!options->lower_extract_byte')
@@ -630,6 +718,7 @@ optimizations.extend([(('extract_u8', ('extract_u16', a, 1), 0), ('extract_u8',
 # After the ('extract_[iu]8', a, 3) patterns, above, trigger, there will be
 # patterns like those below.
 for op in ('extract_u8', 'extract_i8'):
+   optimizations.extend([((op, ('ishl', 'a@16',      8),     1), (op, a, 0))])
    optimizations.extend([((op, ('ishl', 'a@32', 24 - 8 * i), 3), (op, a, i)) for i in range(2, -1, -1)])
    optimizations.extend([((op, ('ishl', 'a@64', 56 - 8 * i), 7), (op, a, i)) for i in range(6, -1, -1)])
 
@@ -656,7 +745,7 @@ optimizations.extend([
    (('iabs', ('isub', 0, a)), ('iabs', a)),
 
    # Propagate negation up multiplication chains
-   (('fmul', ('fneg', a), b), ('fneg', ('fmul', a, b))),
+   (('fmul(is_used_by_non_fsat)', ('fneg', a), b), ('fneg', ('fmul', a, b))),
    (('imul', ('ineg', a), b), ('ineg', ('imul', a, b))),
 
    # Propagate constants up multiplication chains
@@ -686,10 +775,9 @@ optimizations.extend([
    (('bcsel', ('ine', a, -1), ('ifind_msb', a), -1), ('ifind_msb', a)),
 
    # Misc. lowering
-   (('fmod@16', a, b), ('fsub', a, ('fmul', b, ('ffloor', ('fdiv', a, b)))), 'options->lower_fmod16'),
-   (('fmod@32', a, b), ('fsub', a, ('fmul', b, ('ffloor', ('fdiv', a, b)))), 'options->lower_fmod32'),
-   (('fmod@64', a, b), ('fsub', a, ('fmul', b, ('ffloor', ('fdiv', a, b)))), 'options->lower_fmod64'),
-   (('frem', a, b), ('fsub', a, ('fmul', b, ('ftrunc', ('fdiv', a, b)))), 'options->lower_fmod32'),
+   (('fmod@16', a, b), ('fsub', a, ('fmul', b, ('ffloor', ('fdiv', a, b)))), 'options->lower_fmod'),
+   (('fmod@32', a, b), ('fsub', a, ('fmul', b, ('ffloor', ('fdiv', a, b)))), 'options->lower_fmod'),
+   (('frem', a, b), ('fsub', a, ('fmul', b, ('ftrunc', ('fdiv', a, b)))), 'options->lower_fmod'),
    (('uadd_carry@32', a, b), ('b2i', ('ult', ('iadd', a, b), a)), 'options->lower_uadd_carry'),
    (('usub_borrow@32', a, b), ('b2i', ('ult', a, b)), 'options->lower_usub_borrow'),
 
@@ -817,6 +905,7 @@ optimizations.extend([
      'options->lower_unpack_snorm_4x8'),
 
    (('isign', a), ('imin', ('imax', a, -1), 1), 'options->lower_isign'),
+   (('fsign', a), ('fsub', ('b2f', ('flt', 0.0, a)), ('b2f', ('flt', a, 0.0))), 'options->lower_fsign'),
 ])
 
 # bit_size dependent lowerings
@@ -860,6 +949,48 @@ for x, y in itertools.product(['f', 'u', 'i'], ['f', 'u', 'i']):
    x2yN = '{}2{}'.format(x, y)
    optimizations.append(((x2yN, (b2x, a)), (b2y, a)))
 
+# Optimize away x2xN(a@N)
+for t in ['int', 'uint', 'float']:
+   for N in type_sizes(t):
+      x2xN = '{0}2{0}{1}'.format(t[0], N)
+      aN = 'a@{0}'.format(N)
+      optimizations.append(((x2xN, aN), a))
+
+# Optimize x2xN(y2yM(a@P)) -> y2yN(a) for integers
+# In particular, we can optimize away everything except upcast of downcast and
+# upcasts where the type differs from the other cast
+for N, M in itertools.product(type_sizes('uint'), type_sizes('uint')):
+   if N < M:
+      # The outer cast is a down-cast.  It doesn't matter what the size of the
+      # argument of the inner cast is because we'll never been in the upcast
+      # of downcast case.  Regardless of types, we'll always end up with y2yN
+      # in the end.
+      for x, y in itertools.product(['i', 'u'], ['i', 'u']):
+         x2xN = '{0}2{0}{1}'.format(x, N)
+         y2yM = '{0}2{0}{1}'.format(y, M)
+         y2yN = '{0}2{0}{1}'.format(y, N)
+         optimizations.append(((x2xN, (y2yM, a)), (y2yN, a)))
+   elif N > M:
+      # If the outer cast is an up-cast, we have to be more careful about the
+      # size of the argument of the inner cast and with types.  In this case,
+      # the type is always the type of type up-cast which is given by the
+      # outer cast.
+      for P in type_sizes('uint'):
+         # We can't optimize away up-cast of down-cast.
+         if M < P:
+            continue
+
+         # Because we're doing down-cast of down-cast, the types always have
+         # to match between the two casts
+         for x in ['i', 'u']:
+            x2xN = '{0}2{0}{1}'.format(x, N)
+            x2xM = '{0}2{0}{1}'.format(x, M)
+            aP = 'a@{0}'.format(P)
+            optimizations.append(((x2xN, (x2xM, aP)), (x2xN, a)))
+   else:
+      # The N == M case is handled by other optimizations
+      pass
+
 def fexp2i(exp, bits):
    # We assume that exp is already in the right range.
    if bits == 16:
@@ -966,6 +1097,27 @@ for op in ['fadd', 'fmul', 'iadd', 'imul']:
       ((op, ('bcsel(is_used_once)', a, '#b', c), '#d'), ('bcsel', a, (op, b, d), (op, c, d)))
    ]
 
+# For derivatives in compute shaders, GLSL_NV_compute_shader_derivatives
+# states:
+#
+#     If neither layout qualifier is specified, derivatives in compute shaders
+#     return zero, which is consistent with the handling of built-in texture
+#     functions like texture() in GLSL 4.50 compute shaders.
+for op in ['fddx', 'fddx_fine', 'fddx_coarse',
+           'fddy', 'fddy_fine', 'fddy_coarse']:
+   optimizations += [
+      ((op, 'a'), 0.0, 'info->stage == MESA_SHADER_COMPUTE && info->cs.derivative_group == DERIVATIVE_GROUP_NONE')
+]
+
+# Some optimizations for ir3-specific instructions.
+optimizations += [
+   # 'al * bl': If either 'al' or 'bl' is zero, return zero.
+   (('umul_low', '#a(is_lower_half_zero)', 'b'), (0)),
+   # '(ah * bl) << 16 + c': If either 'ah' or 'bl' is zero, return 'c'.
+   (('imadsh_mix16', '#a@32(is_lower_half_zero)', 'b@32', 'c@32'), ('c')),
+   (('imadsh_mix16', 'a@32', '#b@32(is_upper_half_zero)', 'c@32'), ('c')),
+]
+
 # This section contains "late" optimizations that should be run before
 # creating ffmas and calling regular optimizations for the final time.
 # Optimizations should go here if they help code generation and conflict
@@ -985,6 +1137,10 @@ before_ffma_optimizations = [
    (('iadd', a, ('iadd', ('ineg', a), b)), b),
    (('~fadd', ('fneg', a), ('fadd', a, b)), b),
    (('~fadd', a, ('fadd', ('fneg', a), b)), b),
+
+   (('~flrp@32', ('fadd(is_used_once)', a, -1.0), ('fadd(is_used_once)', a,  1.0), d), ('fadd', ('flrp', -1.0,  1.0, d), a)),
+   (('~flrp@32', ('fadd(is_used_once)', a,  1.0), ('fadd(is_used_once)', a, -1.0), d), ('fadd', ('flrp',  1.0, -1.0, d), a)),
+   (('~flrp@32', ('fadd(is_used_once)', a, '#b'), ('fadd(is_used_once)', a, '#c'), d), ('fadd', ('fmul', d, ('fadd', c, ('fneg', b))), ('fadd', a, b))),
 ]
 
 # This section contains "late" optimizations that should be run after the
@@ -1001,21 +1157,59 @@ late_optimizations = [
    (('~feq', ('fadd', a, b), 0.0), ('feq', a, ('fneg', b))),
    (('~fne', ('fadd', a, b), 0.0), ('fne', a, ('fneg', b))),
 
+   # nir_lower_to_source_mods will collapse this, but its existence during the
+   # optimization loop can prevent other optimizations.
+   (('fneg', ('fneg', a)), a),
+
+   # These are duplicated from the main optimizations table.  The late
+   # patterns that rearrange expressions like x - .5 < 0 to x < .5 can create
+   # new patterns like these.  The patterns that compare with zero are removed
+   # because they are unlikely to be created in by anything in
+   # late_optimizations.
+   (('flt', ('fsat(is_used_once)', a), '#b(is_gt_0_and_lt_1)'), ('flt', a, b)),
+   (('flt', '#b(is_gt_0_and_lt_1)', ('fsat(is_used_once)', a)), ('flt', b, a)),
+   (('fge', ('fsat(is_used_once)', a), '#b(is_gt_0_and_lt_1)'), ('fge', a, b)),
+   (('fge', '#b(is_gt_0_and_lt_1)', ('fsat(is_used_once)', a)), ('fge', b, a)),
+   (('feq', ('fsat(is_used_once)', a), '#b(is_gt_0_and_lt_1)'), ('feq', a, b)),
+   (('fne', ('fsat(is_used_once)', a), '#b(is_gt_0_and_lt_1)'), ('fne', a, b)),
+
+   (('fge', ('fsat(is_used_once)', a), 1.0), ('fge', a, 1.0)),
+   (('flt', ('fsat(is_used_once)', a), 1.0), ('flt', a, 1.0)),
+
    (('~fge', ('fmin(is_used_once)', ('fadd(is_used_once)', a, b), ('fadd', c, d)), 0.0), ('iand', ('fge', a, ('fneg', b)), ('fge', c, ('fneg', d)))),
 
+   (('flt', ('fneg', a), ('fneg', b)), ('flt', b, a)),
+   (('fge', ('fneg', a), ('fneg', b)), ('fge', b, a)),
+   (('feq', ('fneg', a), ('fneg', b)), ('feq', b, a)),
+   (('fne', ('fneg', a), ('fneg', b)), ('fne', b, a)),
+   (('flt', ('fneg', a), -1.0), ('flt', 1.0, a)),
+   (('flt', -1.0, ('fneg', a)), ('flt', a, 1.0)),
+   (('fge', ('fneg', a), -1.0), ('fge', 1.0, a)),
+   (('fge', -1.0, ('fneg', a)), ('fge', a, 1.0)),
+   (('fne', ('fneg', a), -1.0), ('fne', 1.0, a)),
+   (('feq', -1.0, ('fneg', a)), ('feq', a, 1.0)),
+
+   (('ior', a, a), a),
+   (('iand', a, a), a),
+
+   (('~fadd', ('fneg(is_used_once)', ('fsat(is_used_once)', 'a(is_not_fmul)')), 1.0), ('fsat', ('fadd', 1.0, ('fneg', a)))),
+
    (('fdot2', a, b), ('fdot_replicated2', a, b), 'options->fdot_replicates'),
    (('fdot3', a, b), ('fdot_replicated3', a, b), 'options->fdot_replicates'),
    (('fdot4', a, b), ('fdot_replicated4', a, b), 'options->fdot_replicates'),
    (('fdph', a, b), ('fdph_replicated', a, b), 'options->fdot_replicates'),
 
-   (('b2f(is_used_more_than_once)', ('inot', 'a@1')), ('bcsel', a, 0.0, 1.0)),
-   (('fneg(is_used_more_than_once)', ('b2f', ('inot', 'a@1'))), ('bcsel', a, -0.0, -1.0)),
+   (('~flrp@32', ('fadd(is_used_once)', a, b), ('fadd(is_used_once)', a, c), d), ('fadd', ('flrp', b, c, d), a)),
+   (('~flrp@64', ('fadd(is_used_once)', a, b), ('fadd(is_used_once)', a, c), d), ('fadd', ('flrp', b, c, d), a)),
+
+   (('~fadd@32', 1.0, ('fmul(is_used_once)', c , ('fadd', b, -1.0 ))), ('fadd', ('fadd', 1.0, ('fneg', c)), ('fmul', b, c)), 'options->lower_flrp32'),
+   (('~fadd@64', 1.0, ('fmul(is_used_once)', c , ('fadd', b, -1.0 ))), ('fadd', ('fadd', 1.0, ('fneg', c)), ('fmul', b, c)), 'options->lower_flrp64'),
 
    # we do these late so that we don't get in the way of creating ffmas
    (('fmin', ('fadd(is_used_once)', '#c', a), ('fadd(is_used_once)', '#c', b)), ('fadd', c, ('fmin', a, b))),
    (('fmax', ('fadd(is_used_once)', '#c', a), ('fadd(is_used_once)', '#c', b)), ('fadd', c, ('fmax', a, b))),
 
-   (('bcsel', 'a@bool', 0, ('b2f32', ('inot', 'b@bool'))), ('b2f32', ('inot', ('ior', a, b)))),
+   (('bcsel', a, 0, ('b2f32', ('inot', 'b@bool'))), ('b2f32', ('inot', ('ior', a, b)))),
 ]
 
 print(nir_algebraic.AlgebraicPass("nir_opt_algebraic", optimizations).render())