freedreno/ir3: pass variant to postsched
[mesa.git] / src / freedreno / ir3 / ir3_shader.h
index b2d08fe95f3b8a0d2fc5e220a7eec8bcb8e3306e..2fe79ea7a0f3911b0e99af094916f5f0d4a5e1a0 100644 (file)
@@ -57,6 +57,7 @@ enum ir3_driver_param {
        /* vertex shader driver params: */
        IR3_DP_VTXID_BASE = 0,
        IR3_DP_VTXCNT_MAX = 1,
+       IR3_DP_INSTID_BASE = 2,
        /* user-clip-plane components, up to 8x vec4's: */
        IR3_DP_UCP0_X     = 4,
        /* .... */
@@ -67,13 +68,14 @@ enum ir3_driver_param {
 #define IR3_MAX_SHADER_BUFFERS   32
 #define IR3_MAX_SHADER_IMAGES    32
 #define IR3_MAX_SO_BUFFERS        4
+#define IR3_MAX_SO_STREAMS        4
 #define IR3_MAX_SO_OUTPUTS       64
-#define IR3_MAX_CONSTANT_BUFFERS 32
+#define IR3_MAX_UBO_PUSH_RANGES  32
 
 
 /**
  * Describes the layout of shader consts.  This includes:
- *   + Driver lowered UBO ranges
+ *   + User consts + driver lowered UBO ranges
  *   + SSBO sizes
  *   + Image sizes/dimensions
  *   + Driver params (ie. IR3_DP_*)
@@ -112,6 +114,7 @@ enum ir3_driver_param {
  */
 struct ir3_const_state {
        unsigned num_ubos;
+       unsigned num_reserved_user_consts;
        unsigned num_driver_params;   /* scalar */
 
        struct {
@@ -122,6 +125,8 @@ struct ir3_const_state {
                unsigned image_dims;
                unsigned driver_param;
                unsigned tfbo;
+               unsigned primitive_param;
+               unsigned primitive_map;
                unsigned immediate;
        } offsets;
 
@@ -181,9 +186,48 @@ struct ir3_stream_output_info {
        struct ir3_stream_output output[IR3_MAX_SO_OUTPUTS];
 };
 
+
+/**
+ * Starting from a4xx, HW supports pre-dispatching texture sampling
+ * instructions prior to scheduling a shader stage, when the
+ * coordinate maps exactly to an output of the previous stage.
+ */
+
+/**
+ * There is a limit in the number of pre-dispatches allowed for any
+ * given stage.
+ */
+#define IR3_MAX_SAMPLER_PREFETCH 4
+
+/**
+ * This is the output stream value for 'cmd', as used by blob. It may
+ * encode the return type (in 3 bits) but it hasn't been verified yet.
+ */
+#define IR3_SAMPLER_PREFETCH_CMD 0x4
+#define IR3_SAMPLER_BINDLESS_PREFETCH_CMD 0x6
+
+/**
+ * Stream output for texture sampling pre-dispatches.
+ */
+struct ir3_sampler_prefetch {
+       uint8_t src;
+       uint8_t samp_id;
+       uint8_t tex_id;
+       uint16_t samp_bindless_id;
+       uint16_t tex_bindless_id;
+       uint8_t dst;
+       uint8_t wrmask;
+       uint8_t half_precision;
+       uint8_t cmd;
+};
+
+
 /* Configuration key used to identify a shader variant.. different
  * shader variants can be used to implement features not supported
  * in hw (two sided color), binning-pass vertex shader, etc.
+ *
+ * When adding to this struct, please update ir3_shader_variant()'s debug
+ * output.
  */
 struct ir3_shader_key {
        union {
@@ -207,12 +251,24 @@ struct ir3_shader_key {
                        unsigned sample_shading : 1;
                        unsigned msaa           : 1;
                        unsigned color_two_side : 1;
-                       unsigned half_precision : 1;
                        /* used when shader needs to handle flat varyings (a4xx)
                         * for front/back color inputs to frag shader:
                         */
                        unsigned rasterflat : 1;
                        unsigned fclamp_color : 1;
+
+                       /* Indicates that this is a tessellation pipeline which requires a
+                        * whole different kind of vertex shader.  In case of
+                        * tessellation, this field also tells us which kind of output
+                        * topology the TES uses, which the TCS needs to know.
+                        */
+#define IR3_TESS_NONE          0
+#define IR3_TESS_TRIANGLES     1
+#define IR3_TESS_QUADS         2
+#define IR3_TESS_ISOLINES      3
+                       unsigned tessellation : 2;
+
+                       unsigned has_gs : 1;
                };
                uint32_t global;
        };
@@ -234,6 +290,21 @@ struct ir3_shader_key {
        uint16_t vastc_srgb, fastc_srgb;
 };
 
+static inline unsigned
+ir3_tess_mode(unsigned gl_tess_mode)
+{
+       switch (gl_tess_mode) {
+       case GL_ISOLINES:
+               return  IR3_TESS_ISOLINES;
+       case GL_TRIANGLES:
+               return IR3_TESS_TRIANGLES;
+       case GL_QUADS:
+               return IR3_TESS_QUADS;
+       default:
+               unreachable("bad tessmode");
+       }
+}
+
 static inline bool
 ir3_shader_key_equal(struct ir3_shader_key *a, struct ir3_shader_key *b)
 {
@@ -262,9 +333,6 @@ ir3_shader_key_changes_fs(struct ir3_shader_key *key, struct ir3_shader_key *las
        if (last_key->color_two_side != key->color_two_side)
                return true;
 
-       if (last_key->half_precision != key->half_precision)
-               return true;
-
        if (last_key->rasterflat != key->rasterflat)
                return true;
 
@@ -296,40 +364,6 @@ ir3_shader_key_changes_vs(struct ir3_shader_key *key, struct ir3_shader_key *las
        return false;
 }
 
-/* clears shader-key flags which don't apply to the given shader
- * stage
- */
-static inline void
-ir3_normalize_key(struct ir3_shader_key *key, gl_shader_stage type)
-{
-       switch (type) {
-       case MESA_SHADER_FRAGMENT:
-               if (key->has_per_samp) {
-                       key->vsaturate_s = 0;
-                       key->vsaturate_t = 0;
-                       key->vsaturate_r = 0;
-                       key->vastc_srgb = 0;
-                       key->vsamples = 0;
-               }
-               break;
-       case MESA_SHADER_VERTEX:
-               key->color_two_side = false;
-               key->half_precision = false;
-               key->rasterflat = false;
-               if (key->has_per_samp) {
-                       key->fsaturate_s = 0;
-                       key->fsaturate_t = 0;
-                       key->fsaturate_r = 0;
-                       key->fastc_srgb = 0;
-                       key->fsamples = 0;
-               }
-               break;
-       default:
-               /* TODO */
-               break;
-       }
-}
-
 /**
  * On a4xx+a5xx, Images share state with textures and SSBOs:
  *
@@ -354,12 +388,10 @@ ir3_normalize_key(struct ir3_shader_key *key, gl_shader_stage type)
  */
 struct ir3_ibo_mapping {
 #define IBO_INVALID 0xff
-       /* Maps logical SSBO state to hw state: */
-       uint8_t ssbo_to_ibo[IR3_MAX_SHADER_BUFFERS];
+       /* Maps logical SSBO state to hw tex state: */
        uint8_t ssbo_to_tex[IR3_MAX_SHADER_BUFFERS];
 
-       /* Maps logical Image state to hw state: */
-       uint8_t image_to_ibo[IR3_MAX_SHADER_IMAGES];
+       /* Maps logical Image state to hw tex state: */
        uint8_t image_to_tex[IR3_MAX_SHADER_IMAGES];
 
        /* Maps hw state back to logical SSBO or Image state:
@@ -368,10 +400,8 @@ struct ir3_ibo_mapping {
         * hw slot is used for SSBO state vs Image state.
         */
 #define IBO_SSBO    0x80
-       uint8_t ibo_to_image[32];
        uint8_t tex_to_image[32];
 
-       uint8_t num_ibo;
        uint8_t num_tex;    /* including real textures */
        uint8_t tex_base;   /* the number of real textures, ie. image/ssbo start here */
 };
@@ -399,6 +429,9 @@ struct ir3_shader_variant {
        struct ir3_info info;
        struct ir3 *ir;
 
+       /* The actual binary shader instructions, size given by info.sizedwords: */
+       uint32_t *bin;
+
        /* Levels of nesting of flow control:
         */
        unsigned branchstack;
@@ -426,7 +459,8 @@ struct ir3_shader_variant {
         *   + From the vert shader, we only need the output regid
         */
 
-       bool frag_coord, frag_face, color0_mrt;
+       bool frag_face, color0_mrt;
+       uint8_t fragcoord_compmask;
 
        /* NOTE: for input/outputs, slot is:
         *   gl_vert_attrib  - for VS inputs
@@ -440,7 +474,7 @@ struct ir3_shader_variant {
                uint8_t slot;
                uint8_t regid;
                bool    half : 1;
-       } outputs[16 + 2];  /* +POSITION +PSIZE */
+       } outputs[32 + 2];  /* +POSITION +PSIZE */
        bool writes_pos, writes_smask, writes_psize;
 
        /* attributes (VS) / varyings (FS):
@@ -451,7 +485,6 @@ struct ir3_shader_variant {
                uint8_t slot;
                uint8_t regid;
                uint8_t compmask;
-               uint8_t ncomp;
                /* location of input (ie. offset passed to bary.f, etc).  This
                 * matches the SP_VS_VPC_DST_REG.OUTLOCn value (a3xx and a4xx
                 * have the OUTLOCn value offset by 8, presumably to account
@@ -466,7 +499,7 @@ struct ir3_shader_variant {
                bool    use_ldlv   : 1;   /* internal to ir3_compiler_nir */
                bool    half       : 1;
                enum glsl_interp_mode interpolate;
-       } inputs[16 + 2];  /* +POSITION +FACE */
+       } inputs[32 + 2];  /* +POSITION +FACE */
 
        /* sum of input components (scalar).  For frag shaders, it only counts
         * the varying inputs:
@@ -493,12 +526,27 @@ struct ir3_shader_variant {
        /* do we have one or more SSBO instructions: */
        bool has_ssbo;
 
+       /* Which bindless resources are used, for filling out sp_xs_config */
+       bool bindless_tex;
+       bool bindless_samp;
+       bool bindless_ibo;
+       bool bindless_ubo;
+
        /* do we need derivatives: */
        bool need_pixlod;
 
-       /* do we have kill, image write, etc (which prevents early-z): */
+       bool need_fine_derivatives;
+
+       /* do we have image write, etc (which prevents early-z): */
        bool no_earlyz;
 
+       /* do we have kill, which also prevents early-z, but not necessarily
+        * early-lrz (as long as lrz-write is disabled, which must be handled
+        * outside of ir3.  Unlike other no_earlyz cases, kill doesn't have
+        * side effects that prevent early-lrz discard.
+        */
+       bool has_kill;
+
        bool per_samp;
 
        /* for astc srgb workaround, the number/base of additional
@@ -515,16 +563,39 @@ struct ir3_shader_variant {
        /* replicated here to avoid passing extra ptrs everywhere: */
        gl_shader_stage type;
        struct ir3_shader *shader;
+
+       /* texture sampler pre-dispatches */
+       uint32_t num_sampler_prefetch;
+       struct ir3_sampler_prefetch sampler_prefetch[IR3_MAX_SAMPLER_PREFETCH];
 };
 
+static inline const char *
+ir3_shader_stage(struct ir3_shader_variant *v)
+{
+       switch (v->type) {
+       case MESA_SHADER_VERTEX:     return v->binning_pass ? "BVERT" : "VERT";
+       case MESA_SHADER_TESS_CTRL:  return "TCS";
+       case MESA_SHADER_TESS_EVAL:  return "TES";
+       case MESA_SHADER_GEOMETRY:   return "GEOM";
+       case MESA_SHADER_FRAGMENT:   return "FRAG";
+       case MESA_SHADER_COMPUTE:    return "CL";
+       default:
+               unreachable("invalid type");
+               return NULL;
+       }
+}
+
 struct ir3_ubo_range {
-       uint32_t offset; /* start offset of this block in const register file */
+       uint32_t offset; /* start offset to push in the const register file */
+       uint32_t block; /* Which constant block */
        uint32_t start, end; /* range of block that's actually used */
+       uint16_t bindless_base; /* For bindless, which base register is used */
+       bool bindless;
 };
 
-struct ir3_ubo_analysis_state
-{
-       struct ir3_ubo_range range[IR3_MAX_CONSTANT_BUFFERS];
+struct ir3_ubo_analysis_state {
+       struct ir3_ubo_range range[IR3_MAX_UBO_PUSH_RANGES];
+       uint32_t num_enabled;
        uint32_t size;
        uint32_t lower_count;
        uint32_t cmdstream_size; /* for per-gen backend to stash required cmdstream size */
@@ -538,12 +609,20 @@ struct ir3_shader {
        uint32_t id;
        uint32_t variant_count;
 
-       /* so we know when we can disable TGSI related hacks: */
-       bool from_tgsi;
+       /* Set by freedreno after shader_state_create, so we can emit debug info
+        * when recompiling a shader at draw time.
+        */
+       bool initial_variants_done;
 
        struct ir3_compiler *compiler;
 
        struct ir3_ubo_analysis_state ubo_state;
+
+       /* Number of UBOs loaded by LDC, as opposed to LDG through pointers in
+        * ubo_state.
+        */
+       unsigned num_ubos;
+
        struct ir3_const_state const_state;
 
        struct nir_shader *nir;
@@ -551,12 +630,23 @@ struct ir3_shader {
 
        struct ir3_shader_variant *variants;
        mtx_t variants_lock;
+
+       uint32_t output_size; /* Size in dwords of all outputs for VS, size of entire patch for HS. */
+
+       /* Map from driver_location to byte offset in per-primitive storage */
+       unsigned output_loc[32];
+
+       /* Bitmask of bits of the shader key used by this shader.  Used to avoid
+        * recompiles for GL NOS that doesn't actually apply to the shader.
+        */
+       struct ir3_shader_key key_mask;
 };
 
 void * ir3_shader_assemble(struct ir3_shader_variant *v, uint32_t gpu_id);
 struct ir3_shader_variant * ir3_shader_get_variant(struct ir3_shader *shader,
                struct ir3_shader_key *key, bool binning_pass, bool *created);
-struct ir3_shader * ir3_shader_from_nir(struct ir3_compiler *compiler, nir_shader *nir);
+struct ir3_shader * ir3_shader_from_nir(struct ir3_compiler *compiler, nir_shader *nir,
+               unsigned reserved_user_consts, struct ir3_stream_output_info *stream_output);
 void ir3_shader_destroy(struct ir3_shader *shader);
 void ir3_shader_disasm(struct ir3_shader_variant *so, uint32_t *bin, FILE *out);
 uint64_t ir3_shader_outputs(const struct ir3_shader *so);
@@ -564,26 +654,22 @@ uint64_t ir3_shader_outputs(const struct ir3_shader *so);
 int
 ir3_glsl_type_size(const struct glsl_type *type, bool bindless);
 
-static inline const char *
-ir3_shader_stage(struct ir3_shader *shader)
-{
-       switch (shader->type) {
-       case MESA_SHADER_VERTEX:     return "VERT";
-       case MESA_SHADER_TESS_CTRL:  return "TCS";
-       case MESA_SHADER_TESS_EVAL:  return "TES";
-       case MESA_SHADER_GEOMETRY:   return "GEOM";
-       case MESA_SHADER_FRAGMENT:   return "FRAG";
-       case MESA_SHADER_COMPUTE:    return "CL";
-       default:
-               unreachable("invalid type");
-               return NULL;
-       }
-}
-
 /*
  * Helper/util:
  */
 
+/* clears shader-key flags which don't apply to the given shader.
+ */
+static inline void
+ir3_key_clear_unused(struct ir3_shader_key *key, struct ir3_shader *shader)
+{
+       uint32_t *key_bits = (uint32_t *)key;
+       uint32_t *key_mask = (uint32_t *)&shader->key_mask;
+       STATIC_ASSERT(sizeof(*key) % 4 == 0);
+       for (int i = 0; i < sizeof(*key) >> 2; i++)
+               key_bits[i] &= key_mask[i];
+}
+
 static inline int
 ir3_find_output(const struct ir3_shader_variant *so, gl_varying_slot slot)
 {
@@ -609,7 +695,7 @@ ir3_find_output(const struct ir3_shader_variant *so, gl_varying_slot slot)
        } else if (slot == VARYING_SLOT_COL1) {
                slot = VARYING_SLOT_BFC1;
        } else {
-               return 0;
+               return -1;
        }
 
        for (j = 0; j < so->outputs_count; j++)
@@ -618,7 +704,7 @@ ir3_find_output(const struct ir3_shader_variant *so, gl_varying_slot slot)
 
        debug_assert(0);
 
-       return 0;
+       return -1;
 }
 
 static inline int
@@ -631,35 +717,71 @@ ir3_next_varying(const struct ir3_shader_variant *so, int i)
 }
 
 struct ir3_shader_linkage {
+       /* Maximum location either consumed by the fragment shader or produced by
+        * the last geometry stage, i.e. the size required for each vertex in the
+        * VPC in DWORD's.
+        */
        uint8_t max_loc;
+
+       /* Number of entries in var. */
        uint8_t cnt;
+
+       /* Bitset of locations used, including ones which are only used by the FS.
+        */
+       uint32_t varmask[4];
+
+       /* Map from VS output to location. */
        struct {
                uint8_t regid;
                uint8_t compmask;
                uint8_t loc;
        } var[32];
+
+       /* location for fixed-function gl_PrimitiveID passthrough */
+       uint8_t primid_loc;
 };
 
 static inline void
-ir3_link_add(struct ir3_shader_linkage *l, uint8_t regid, uint8_t compmask, uint8_t loc)
+ir3_link_add(struct ir3_shader_linkage *l, uint8_t regid_, uint8_t compmask, uint8_t loc)
 {
-       int i = l->cnt++;
 
-       debug_assert(i < ARRAY_SIZE(l->var));
 
-       l->var[i].regid    = regid;
-       l->var[i].compmask = compmask;
-       l->var[i].loc      = loc;
+       for (int j = 0; j < util_last_bit(compmask); j++) {
+               uint8_t comploc = loc + j;
+               l->varmask[comploc / 32] |= 1 << (comploc % 32);
+       }
+
        l->max_loc = MAX2(l->max_loc, loc + util_last_bit(compmask));
+
+       if (regid_ != regid(63, 0)) {
+               int i = l->cnt++;
+               debug_assert(i < ARRAY_SIZE(l->var));
+
+               l->var[i].regid    = regid_;
+               l->var[i].compmask = compmask;
+               l->var[i].loc      = loc;
+       }
 }
 
 static inline void
 ir3_link_shaders(struct ir3_shader_linkage *l,
                const struct ir3_shader_variant *vs,
-               const struct ir3_shader_variant *fs)
+               const struct ir3_shader_variant *fs,
+               bool pack_vs_out)
 {
+       /* On older platforms, varmask isn't programmed at all, and it appears
+        * that the hardware generates a mask of used VPC locations using the VS
+        * output map, and hangs if a FS bary instruction references a location
+        * not in the list. This means that we need to have a dummy entry in the
+        * VS out map for things like gl_PointCoord which aren't written by the
+        * VS. Furthermore we can't use r63.x, so just pick a random register to
+        * use if there is no VS output.
+        */
+       const unsigned default_regid = pack_vs_out ? regid(63, 0) : regid(0, 0);
        int j = -1, k;
 
+       l->primid_loc = 0xff;
+
        while (l->cnt < ARRAY_SIZE(l->var)) {
                j = ir3_next_varying(fs, j);
 
@@ -671,7 +793,11 @@ ir3_link_shaders(struct ir3_shader_linkage *l,
 
                k = ir3_find_output(vs, fs->inputs[j].slot);
 
-               ir3_link_add(l, vs->outputs[k].regid,
+               if (k < 0 && fs->inputs[j].slot == VARYING_SLOT_PRIMITIVE_ID) {
+                       l->primid_loc = fs->inputs[j].inloc;
+               }
+
+               ir3_link_add(l, k >= 0 ? vs->outputs[k].regid : default_regid,
                        fs->inputs[j].compmask, fs->inputs[j].inloc);
        }
 }
@@ -690,6 +816,11 @@ ir3_find_output_regid(const struct ir3_shader_variant *so, unsigned slot)
        return regid(63, 0);
 }
 
+#define VARYING_SLOT_GS_HEADER_IR3                     (VARYING_SLOT_MAX + 0)
+#define VARYING_SLOT_GS_VERTEX_FLAGS_IR3       (VARYING_SLOT_MAX + 1)
+#define VARYING_SLOT_TCS_HEADER_IR3                    (VARYING_SLOT_MAX + 2)
+
+
 static inline uint32_t
 ir3_find_sysval_regid(const struct ir3_shader_variant *so, unsigned slot)
 {
@@ -709,4 +840,14 @@ ir3_shader_halfregs(const struct ir3_shader_variant *v)
        return (2 * (v->info.max_reg + 1)) + (v->info.max_half_reg + 1);
 }
 
+static inline uint32_t
+ir3_shader_nibo(const struct ir3_shader_variant *v)
+{
+       /* The dummy variant used in binning mode won't have an actual shader. */
+       if (!v->shader)
+               return 0;
+
+       return v->shader->nir->info.num_ssbos + v->shader->nir->info.num_images;
+}
+
 #endif /* IR3_SHADER_H_ */