nir: Transform expressions of b2f(a) and b2f(b) to a || b
[mesa.git] / src / compiler / nir / nir_opt_algebraic.py
index 21b9acecbe2f4993663cfb250753afa1bbe34d3a..5ba469f5f65b90dc05faeb23e30aea30364757a2 100644 (file)
@@ -23,6 +23,9 @@
 # Authors:
 #    Jason Ekstrand (jason@jlekstrand.net)
 
+from __future__ import print_function
+
+from collections import OrderedDict
 import nir_algebraic
 import itertools
 
@@ -163,6 +166,25 @@ optimizations = [
 
    (('fge', ('fneg', ('b2f', a)), 0.0), ('inot', a)),
 
+   (('fne', ('fadd', ('b2f', a), ('b2f', b)), 0.0), ('ior', a, b)),
+   (('fne', ('fmax', ('b2f', a), ('b2f', b)), 0.0), ('ior', a, b)),
+   (('fne', ('bcsel', a, 1.0, ('b2f', b))   , 0.0), ('ior', a, b)),
+   (('fne', ('b2f', a), ('fneg', ('b2f', b))),      ('ior', a, b)),
+
+   # -(b2f(a) + b2f(b)) < 0
+   # 0 < b2f(a) + b2f(b)
+   # 0 != b2f(a) + b2f(b)       b2f must be 0 or 1, so the sum is non-negative
+   # a || b
+   (('flt', ('fneg', ('fadd', ('b2f', a), ('b2f', b))), 0.0), ('ior', a, b)),
+   (('flt', 0.0, ('fadd', ('b2f', a), ('b2f', b))), ('ior', a, b)),
+
+   # 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
+   # breaks that apart.
+   (('flt', ('fmin', c, ('fneg', ('fadd', ('b2f', a), ('b2f', b)))), 0.0),
+    ('ior', ('flt', c, 0.0), ('ior', a, b))),
+
    (('~flt', ('fadd', a, b), a), ('flt', b, 0.0)),
    (('~fge', ('fadd', a, b), a), ('fge', b, 0.0)),
    (('~feq', ('fadd', a, b), a), ('feq', b, 0.0)),
@@ -190,11 +212,28 @@ optimizations = [
    (('ieq', ('b2i', a), 0),   ('inot', a)),
    (('ine', ('b2i', a), 0),   a),
 
+   (('fne', ('u2f32', a), 0.0), ('ine', a, 0)),
+   (('feq', ('u2f32', a), 0.0), ('ieq', a, 0)),
+   (('fge', ('u2f32', a), 0.0), True),
+   (('fge', 0.0, ('u2f32', a)), ('uge', 0, a)),    # ieq instead?
+   (('flt', ('u2f32', a), 0.0), False),
+   (('flt', 0.0, ('u2f32', a)), ('ult', 0, a)),    # ine instead?
+   (('fne', ('i2f32', a), 0.0), ('ine', a, 0)),
+   (('feq', ('i2f32', a), 0.0), ('ieq', a, 0)),
+   (('fge', ('i2f32', a), 0.0), ('ige', a, 0)),
+   (('fge', 0.0, ('i2f32', a)), ('ige', 0, a)),
+   (('flt', ('i2f32', a), 0.0), ('ilt', a, 0)),
+   (('flt', 0.0, ('i2f32', a)), ('ilt', 0, a)),
+
    # 0.0 < fabs(a)
    # fabs(a) > 0.0
    # fabs(a) != 0.0 because fabs(a) must be >= 0
    # a != 0.0
-   (('flt', 0.0, ('fabs', a)), ('fne', a, 0.0)),
+   (('~flt', 0.0, ('fabs', a)), ('fne', a, 0.0)),
+
+   # -fabs(a) < 0.0
+   # fabs(a) > 0.0
+   (('~flt', ('fneg', ('fabs', a)), 0.0), ('fne', a, 0.0)),
 
    (('fmax',                        ('b2f(is_used_once)', a),           ('b2f', b)),           ('b2f', ('ior', a, b))),
    (('fmax', ('fneg(is_used_once)', ('b2f(is_used_once)', a)), ('fneg', ('b2f', b))), ('fneg', ('b2f', ('ior', a, b)))),
@@ -219,6 +258,11 @@ optimizations = [
    (('~bcsel', ('fge', b, a), b, a), ('fmax', a, b)),
    (('bcsel', ('inot', a), b, c), ('bcsel', a, c, b)),
    (('bcsel', a, ('bcsel', a, b, c), d), ('bcsel', a, b, d)),
+   (('bcsel', a, b, ('bcsel', a, c, d)), ('bcsel', a, b, d)),
+   (('bcsel', a, ('bcsel', b, c, d), ('bcsel(is_used_once)', b, c, 'e')), ('bcsel', b, c, ('bcsel', a, d, 'e'))),
+   (('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)),
    (('fmin', a, a), a),
    (('fmax', a, a), a),
@@ -226,6 +270,8 @@ optimizations = [
    (('imax', a, a), a),
    (('umin', a, a), a),
    (('umax', a, a), a),
+   (('fmax', a, ('fneg', a)), ('fabs', a)),
+   (('imax', a, ('ineg', a)), ('iabs', a)),
    (('fmin', a, ('fneg', a)), ('fneg', ('fabs', a))),
    (('imin', a, ('ineg', a)), ('ineg', ('iabs', a))),
    (('fmin', a, ('fneg', ('fabs', a))), ('fneg', ('fabs', a))),
@@ -282,6 +328,11 @@ optimizations = [
    (('iand', ('uge(is_used_once)', a, b), ('uge', a, c)), ('uge', a, ('umax', b, c))),
    (('iand', ('uge(is_used_once)', a, c), ('uge', b, c)), ('uge', ('umin', a, b), c)),
 
+   (('ior', 'a@bool', ('ieq', a, False)), True),
+   (('ior', 'a@bool', ('inot', a)), True),
+
+   (('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))
    # transformations occur before constant propagation and loop-unrolling.
    (('~flt', a, ('fmax', b, a)), ('flt', a, b)),
@@ -290,6 +341,8 @@ optimizations = [
    (('~fge', ('fmax', a, b), a), True),
    (('~flt', a, ('fmin', b, a)), False),
    (('~flt', ('fmax', a, b), a), False),
+   (('~fge', a, ('fmax', b, a)), ('fge', a, b)),
+   (('~fge', ('fmin', a, b), a), ('fge', b, a)),
 
    (('ilt', a, ('imax', b, a)), ('ilt', a, b)),
    (('ilt', ('imin', a, b), a), ('ilt', b, a)),
@@ -299,7 +352,23 @@ optimizations = [
    (('ult', ('umin', a, b), a), ('ult', b, a)),
    (('uge', a, ('umin', b, a)), True),
    (('uge', ('umax', a, b), a), True),
-
+   (('ilt', a, ('imin', b, a)), False),
+   (('ilt', ('imax', a, b), a), False),
+   (('ige', a, ('imax', b, a)), ('ige', a, b)),
+   (('ige', ('imin', a, b), a), ('ige', b, a)),
+   (('ult', a, ('umin', b, a)), False),
+   (('ult', ('umax', a, b), a), False),
+   (('uge', a, ('umax', b, a)), ('uge', a, b)),
+   (('uge', ('umin', a, b), a), ('uge', b, a)),
+
+   (('ilt', '#a', ('imax', '#b', c)), ('ior', ('ilt', a, b), ('ilt', a, c))),
+   (('ilt', ('imin', '#a', b), '#c'), ('ior', ('ilt', a, c), ('ilt', b, c))),
+   (('ige', '#a', ('imin', '#b', c)), ('ior', ('ige', a, b), ('ige', a, c))),
+   (('ige', ('imax', '#a', b), '#c'), ('ior', ('ige', a, c), ('ige', b, c))),
+   (('ult', '#a', ('umax', '#b', c)), ('ior', ('ult', a, b), ('ult', a, c))),
+   (('ult', ('umin', '#a', b), '#c'), ('ior', ('ult', a, c), ('ult', b, c))),
+   (('uge', '#a', ('umin', '#b', c)), ('ior', ('uge', a, b), ('uge', a, c))),
+   (('uge', ('umax', '#a', b), '#c'), ('ior', ('uge', a, c), ('uge', b, c))),
    (('ilt', '#a', ('imin', '#b', c)), ('iand', ('ilt', a, b), ('ilt', a, c))),
    (('ilt', ('imax', '#a', b), '#c'), ('iand', ('ilt', a, c), ('ilt', b, c))),
    (('ige', '#a', ('imax', '#b', c)), ('iand', ('ige', a, b), ('ige', a, c))),
@@ -349,6 +418,10 @@ optimizations = [
    (('ixor', a, a), 0),
    (('ixor', a, 0), a),
    (('inot', ('inot', a)), a),
+   (('ior', ('iand', a, b), b), b),
+   (('ior', ('ior', a, b), b), ('ior', a, b)),
+   (('iand', ('ior', a, b), b), b),
+   (('iand', ('iand', a, b), b), ('iand', a, b)),
    # DeMorgan's Laws
    (('iand', ('inot', a), ('inot', b)), ('inot', ('ior',  a, b))),
    (('ior',  ('inot', a), ('inot', b)), ('inot', ('iand', a, b))),
@@ -421,6 +494,15 @@ optimizations = [
    (('i2b', ('iabs', a)), ('i2b', a)),
    (('fabs', ('b2f', a)), ('b2f', a)),
    (('iabs', ('b2i', a)), ('b2i', a)),
+   (('inot', ('f2b', a)), ('feq', a, 0.0)),
+
+   # Ironically, mark these as imprecise because removing the conversions may
+   # preserve more precision than doing the conversions (e.g.,
+   # uint(float(0x81818181u)) == 0x81818200).
+   (('~f2i32', ('i2f32', 'a@32')), a),
+   (('~f2i32', ('u2f32', 'a@32')), a),
+   (('~f2u32', ('i2f32', 'a@32')), a),
+   (('~f2u32', ('u2f32', 'a@32')), a),
 
    # Packing and then unpacking does nothing
    (('unpack_64_2x32_split_x', ('pack_64_2x32_split', a, b)), a),
@@ -494,6 +576,20 @@ optimizations = [
               ('bfi', ('bfm', 'bits', 'offset'), 'insert', 'base')),
     'options->lower_bitfield_insert'),
 
+   # Alternative lowering that doesn't rely on bfi.
+   (('bitfield_insert', 'base', 'insert', 'offset', 'bits'),
+    ('bcsel', ('ilt', 31, 'bits'),
+     'insert',
+     ('ior',
+      ('iand', 'base', ('inot', ('bfm', 'bits', 'offset'))),
+      ('iand', ('ishl', 'insert', 'offset'), ('bfm', 'bits', 'offset')))),
+    'options->lower_bitfield_insert_to_shifts'),
+
+   # bfm lowering -- note that the NIR opcode is undefined if either arg is 32.
+   (('bfm', 'bits', 'offset'),
+    ('ishl', ('isub', ('ishl', 1, 'bits'), 1), 'offset'),
+    'options->lower_bfm'),
+
    (('ibitfield_extract', 'value', 'offset', 'bits'),
     ('bcsel', ('ilt', 31, 'bits'), 'value',
               ('ibfe', 'value', 'offset', 'bits')),
@@ -504,6 +600,30 @@ optimizations = [
               ('ubfe', 'value', 'offset', 'bits')),
     'options->lower_bitfield_extract'),
 
+   (('ibitfield_extract', 'value', 'offset', 'bits'),
+    ('bcsel', ('ieq', 0, 'bits'),
+     0,
+     ('ishr',
+       ('ishl', 'value', ('isub', ('isub', 32, 'bits'), 'offset')),
+       ('isub', 32, 'bits'))),
+    'options->lower_bitfield_extract_to_shifts'),
+
+   (('ubitfield_extract', 'value', 'offset', 'bits'),
+    ('iand',
+     ('ushr', 'value', 'offset'),
+     ('bcsel', ('ieq', 'bits', 32),
+      0xffffffff,
+      ('bfm', 'bits', 0))),
+    'options->lower_bitfield_extract_to_shifts'),
+
+   (('ifind_msb', 'value'),
+    ('ufind_msb', ('bcsel', ('ilt', 'value', 0), ('inot', 'value'), 'value')),
+    'options->lower_ifind_msb'),
+
+   (('find_lsb', 'value'),
+    ('ufind_msb', ('iand', 'value', ('ineg', 'value'))),
+    'options->lower_find_lsb'),
+
    (('extract_i8', a, 'b@32'),
     ('ishr', ('ishl', a, ('imul', ('isub', 3, b), 8)), 24),
     'options->lower_extract_byte'),
@@ -569,7 +689,7 @@ optimizations = [
      'options->lower_unpack_snorm_4x8'),
 ]
 
-invert = {'feq': 'fne', 'fne': 'feq', 'fge': 'flt', 'flt': 'fge' }
+invert = OrderedDict([('feq', 'fne'), ('fne', 'feq'), ('fge', 'flt'), ('flt', 'fge')])
 
 for left, right in list(itertools.combinations(invert.keys(), 2)) + zip(invert.keys(), invert.keys()):
    optimizations.append((('inot', ('ior(is_used_once)', (left, a, b), (right, c, d))),
@@ -731,8 +851,8 @@ late_optimizations = [
    (('b2f@32', a), ('iand', a, 1.0), 'options->lower_b2f'),
 ]
 
-print nir_algebraic.AlgebraicPass("nir_opt_algebraic", optimizations).render()
-print nir_algebraic.AlgebraicPass("nir_opt_algebraic_before_ffma",
-                                  before_ffma_optimizations).render()
-print nir_algebraic.AlgebraicPass("nir_opt_algebraic_late",
-                                  late_optimizations).render()
+print(nir_algebraic.AlgebraicPass("nir_opt_algebraic", optimizations).render())
+print(nir_algebraic.AlgebraicPass("nir_opt_algebraic_before_ffma",
+                                  before_ffma_optimizations).render())
+print(nir_algebraic.AlgebraicPass("nir_opt_algebraic_late",
+                                  late_optimizations).render())