Merge remote-tracking branch 'origin/master' into pipe-video
[mesa.git] / src / gallium / drivers / nv50 / nv50_pc_optimize.c
index 4b1cd56fc13671755be6de0ff8c7338331ae8dda..d72b23c137a74cd61b32ea0f5acd0266c89c07ee 100644 (file)
@@ -20,8 +20,6 @@
  * SOFTWARE.
  */
 
-/* #define NV50PC_DEBUG */
-
 #include "nv50_pc.h"
 
 #define DESCEND_ARBITRARY(j, f)                                 \
@@ -82,6 +80,8 @@ inst_commutation_legal(struct nv_instruction *a,
 static INLINE boolean
 inst_cullable(struct nv_instruction *nvi)
 {
+   if (nvi->opcode == NV_OP_STA)
+      return FALSE;
    return (!(nvi->is_terminator || nvi->is_join ||
              nvi->target ||
              nvi->fixed ||
@@ -94,14 +94,17 @@ nvi_isnop(struct nv_instruction *nvi)
    if (nvi->opcode == NV_OP_EXPORT || nvi->opcode == NV_OP_UNDEF)
       return TRUE;
 
-   if (nvi->fixed ||
-       nvi->is_terminator ||
-       nvi->flags_src ||
+   /* NOTE: 'fixed' now only means that it shouldn't be optimized away,
+    *  but we can still remove it if it is a no-op move.
+    */
+   if (/* nvi->fixed || */
+       /* nvi->flags_src || */ /* cond. MOV to same register is still NOP */
        nvi->flags_def ||
+       nvi->is_terminator ||
        nvi->is_join)
       return FALSE;
 
-   if (nvi->def[0]->join->reg.id < 0)
+   if (nvi->def[0] && nvi->def[0]->join->reg.id < 0)
       return TRUE;
 
    if (nvi->opcode != NV_OP_MOV && nvi->opcode != NV_OP_SELECT)
@@ -111,7 +114,7 @@ nvi_isnop(struct nv_instruction *nvi)
       return FALSE;
 
    if (nvi->src[0]->value->join->reg.id < 0) {
-      NV50_DBGMSG("nvi_isnop: orphaned value detected\n");
+      NV50_DBGMSG(PROG_IR, "nvi_isnop: orphaned value detected\n");
       return TRUE;
    }
 
@@ -140,8 +143,9 @@ nv_pc_pass_pre_emission(void *priv, struct nv_basic_block *b)
    int j;
    uint size, n32 = 0;
 
+   /* find first non-empty block emitted before b */
    for (j = pc->num_blocks - 1; j >= 0 && !pc->bb_list[j]->bin_size; --j);
-   if (j >= 0) {
+   for (; j >= 0; --j) {
       in = pc->bb_list[j];
 
       /* check for no-op branches (BRA $PC+8) */
@@ -155,6 +159,9 @@ nv_pc_pass_pre_emission(void *priv, struct nv_basic_block *b)
          nv_nvi_delete(in->exit);
       }
       b->bin_pos = in->bin_pos + in->bin_size;
+
+      if (in->bin_size) /* no more no-op branches to b */
+         break;
    }
 
    pc->bb_list[pc->num_blocks++] = b;
@@ -192,7 +199,7 @@ nv_pc_pass_pre_emission(void *priv, struct nv_basic_block *b)
    }
 
    if (!b->entry) {
-      NV50_DBGMSG("block %p is now empty\n", b);
+      NV50_DBGMSG(PROG_IR, "block %p is now empty\n", b);
    } else
    if (!b->exit->is_long) {
       assert(n32);
@@ -210,23 +217,34 @@ nv_pc_pass_pre_emission(void *priv, struct nv_basic_block *b)
    pc->bin_size += b->bin_size *= 4;
 }
 
-int
-nv_pc_exec_pass2(struct nv_pc *pc)
+static int
+nv_pc_pass2(struct nv_pc *pc, struct nv_basic_block *root)
 {
    struct nv_pass pass;
 
    pass.pc = pc;
 
    pc->pass_seq++;
-   nv_pass_flatten(&pass, pc->root);
 
-   NV50_DBGMSG("preparing %u blocks for emission\n", pc->num_blocks);
+   nv_pass_flatten(&pass, root);
+
+   nv_pc_pass_in_order(root, nv_pc_pass_pre_emission, pc);
+
+   return 0;
+}
+
+int
+nv_pc_exec_pass2(struct nv_pc *pc)
+{
+   int i, ret;
 
-   pc->bb_list = CALLOC(pc->num_blocks, sizeof(struct nv_basic_block *));
-   pc->num_blocks = 0;
+   NV50_DBGMSG(PROG_IR, "preparing %u blocks for emission\n", pc->num_blocks);
 
-   nv_pc_pass_in_order(pc->root, nv_pc_pass_pre_emission, pc);
+   pc->num_blocks = 0; /* will reorder bb_list */
 
+   for (i = 0; i < pc->num_subroutines + 1; ++i)
+      if (pc->root[i] && (ret = nv_pc_pass2(pc, pc->root[i])))
+         return ret;
    return 0;
 }
 
@@ -264,11 +282,8 @@ check_swap_src_0_1(struct nv_instruction *nvi)
       return;
    assert(src0 && src1);
 
-   if (src1->value->reg.file == NV_FILE_IMM) {
-      /* should only be present from folding a constant MUL part of a MAD */
-      assert(nvi->opcode == NV_OP_ADD);
+   if (src1->value->reg.file == NV_FILE_IMM)
       return;
-   }
 
    if (is_cmem_load(src0->value->insn)) {
       if (!is_cmem_load(src1->value->insn)) {
@@ -286,7 +301,7 @@ check_swap_src_0_1(struct nv_instruction *nvi)
    }
 
    if (nvi->opcode == NV_OP_SET && nvi->src[0] != src0)
-      nvi->set_cond = cc_swapped[nvi->set_cond];
+      nvi->set_cond = (nvi->set_cond & ~7) | cc_swapped[nvi->set_cond & 7];
 }
 
 static int
@@ -305,21 +320,25 @@ nv_pass_fold_stores(struct nv_pass *ctx, struct nv_basic_block *b)
          continue;
 
       nvi = sti->src[0]->value->insn;
-      if (!nvi || nvi->opcode == NV_OP_PHI)
+      if (!nvi || nvi->opcode == NV_OP_PHI || nv_is_vector_op(nvi->opcode))
          continue;
       assert(nvi->def[0] == sti->src[0]->value);
 
+      if (nvi->opcode == NV_OP_SELECT)
+         continue;
       if (nvi->def[0]->refc > 1)
          continue;
 
       /* cannot write to $oX when using immediate */
       for (j = 0; j < 4 && nvi->src[j]; ++j)
-         if (nvi->src[j]->value->reg.file == NV_FILE_IMM)
+         if (nvi->src[j]->value->reg.file == NV_FILE_IMM ||
+             nvi->src[j]->value->reg.file == NV_FILE_MEM_L)
             break;
       if (j < 4 && nvi->src[j])
          continue;
 
       nvi->def[0] = sti->def[0];
+      nvi->def[0]->insn = nvi;
       nvi->fixed = sti->fixed;
 
       nv_nvi_delete(sti);
@@ -358,10 +377,13 @@ nv_pass_fold_loads(struct nv_pass *ctx, struct nv_basic_block *b)
          if (j == 0 && ld->src[4]) /* can't load shared mem */
             continue;
 
-         /* fold it ! */ /* XXX: ref->insn */
+         /* fold it ! */
          nv_reference(ctx->pc, &nvi->src[j], ld->src[0]->value);
          if (ld->src[4])
             nv_reference(ctx->pc, &nvi->src[4], ld->src[4]->value);
+
+         if (!nv_nvi_refcount(ld))
+            nv_nvi_delete(ld);
       }
    }
    DESCEND_ARBITRARY(j, nv_pass_fold_loads);
@@ -369,6 +391,7 @@ nv_pass_fold_loads(struct nv_pass *ctx, struct nv_basic_block *b)
    return 0;
 }
 
+/* NOTE: Assumes loads have not yet been folded. */
 static int
 nv_pass_lower_mods(struct nv_pass *ctx, struct nv_basic_block *b)
 {
@@ -383,14 +406,7 @@ nv_pass_lower_mods(struct nv_pass *ctx, struct nv_basic_block *b)
          nvi->src[1]->mod ^= NV_MOD_NEG;
       }
 
-      /* should not put any modifiers on NEG and ABS */
-      assert(nvi->opcode != NV_MOD_NEG || !nvi->src[0]->mod);
-      assert(nvi->opcode != NV_MOD_ABS || !nvi->src[0]->mod);
-
-      for (j = 0; j < 4; ++j) {
-         if (!nvi->src[j])
-            break;
-
+      for (j = 0; j < 4 && nvi->src[j]; ++j) {
          mi = nvi->src[j]->value->insn;
          if (!mi)
             continue;
@@ -402,16 +418,32 @@ nv_pass_lower_mods(struct nv_pass *ctx, struct nv_basic_block *b)
          if (mi->opcode == NV_OP_ABS) mod = NV_MOD_ABS;
          else
             continue;
+         assert(!(mod & mi->src[0]->mod & NV_MOD_NEG));
+
+         mod |= mi->src[0]->mod;
+
+         if (mi->flags_def || mi->flags_src)
+            continue;
 
-         if (nvi->opcode == NV_OP_ABS)
+         if ((nvi->opcode == NV_OP_ABS) || (nvi->src[j]->mod & NV_MOD_ABS)) {
+            /* abs neg [abs] = abs */
             mod &= ~(NV_MOD_NEG | NV_MOD_ABS);
-         else
-         if (nvi->opcode == NV_OP_NEG && mod == NV_MOD_NEG) {
-            nvi->opcode = NV_OP_MOV;
+         } else
+         if ((nvi->opcode == NV_OP_NEG) && (mod & NV_MOD_NEG)) {
+            /* neg as opcode and modifier on same insn cannot occur */
+            /* neg neg abs = abs, neg neg = identity */
+            assert(j == 0);
+            if (mod & NV_MOD_ABS)
+               nvi->opcode = NV_OP_ABS;
+            else
+            if (nvi->flags_def)
+               nvi->opcode = NV_OP_CVT;
+            else
+               nvi->opcode = NV_OP_MOV;
             mod = 0;
          }
 
-         if (!(nv50_supported_src_mods(nvi->opcode, j) & mod))
+         if ((nv50_supported_src_mods(nvi->opcode, j) & mod) != mod)
             continue;
 
          nv_reference(ctx->pc, &nvi->src[j], mi->src[0]->value);
@@ -422,11 +454,15 @@ nv_pass_lower_mods(struct nv_pass *ctx, struct nv_basic_block *b)
       if (nvi->opcode == NV_OP_SAT) {
          mi = nvi->src[0]->value->insn;
 
-         if ((mi->opcode == NV_OP_MAD) && !mi->flags_def) {
-            mi->saturate = 1;
-            mi->def[0] = nvi->def[0];
-            nv_nvi_delete(nvi);
-         }
+         if (mi->opcode != NV_OP_ADD && mi->opcode != NV_OP_MAD)
+            continue;
+         if (mi->flags_def || mi->def[0]->refc > 1)
+            continue;
+
+         mi->saturate = 1;
+         mi->def[0] = nvi->def[0];
+         mi->def[0]->insn = mi;
+         nv_nvi_delete(nvi);
       }
    }
    DESCEND_ARBITRARY(j, nv_pass_lower_mods);
@@ -436,22 +472,6 @@ nv_pass_lower_mods(struct nv_pass *ctx, struct nv_basic_block *b)
 
 #define SRC_IS_MUL(s) ((s)->insn && (s)->insn->opcode == NV_OP_MUL)
 
-static struct nv_value *
-find_immediate(struct nv_ref *ref)
-{
-   struct nv_value *src;
-
-   if (!ref)
-      return NULL;
-
-   src = ref->value;
-   while (src->insn && src->insn->opcode == NV_OP_MOV) {
-      assert(!src->insn->src[0]->mod);
-      src = src->insn->src[0]->value;
-   }
-   return (src->reg.file == NV_FILE_IMM) ? src : NULL;
-}
-
 static void
 modifiers_apply(uint32_t *val, ubyte type, ubyte mod)
 {
@@ -504,7 +524,7 @@ constant_expression(struct nv_pc *pc, struct nv_instruction *nvi,
    u1.u32 = src1->reg.imm.u32;
 
    modifiers_apply(&u0.u32, type, nvi->src[0]->mod);
-   modifiers_apply(&u0.u32, type, nvi->src[1]->mod);
+   modifiers_apply(&u1.u32, type, nvi->src[1]->mod);
 
    switch (nvi->opcode) {
    case NV_OP_MAD:
@@ -533,9 +553,9 @@ constant_expression(struct nv_pc *pc, struct nv_instruction *nvi,
       break;
    case NV_OP_SUB:
       switch (type) {
-      case NV_TYPE_F32: u.f32 = u0.f32 - u1.f32;
-      case NV_TYPE_U32: u.u32 = u0.u32 - u1.u32;
-      case NV_TYPE_S32: u.s32 = u0.s32 - u1.s32;
+      case NV_TYPE_F32: u.f32 = u0.f32 - u1.f32; break;
+      case NV_TYPE_U32: u.u32 = u0.u32 - u1.u32; break;
+      case NV_TYPE_S32: u.s32 = u0.s32 - u1.s32; break;
       default:
          assert(0);
          break;
@@ -559,6 +579,11 @@ constant_expression(struct nv_pc *pc, struct nv_instruction *nvi,
       nvi->src[0] = nvi->src[2];
       nvi->src[2] = NULL;
       nvi->opcode = NV_OP_ADD;
+
+      if (val->reg.imm.u32 == 0) {
+         nvi->src[1] = NULL;
+         nvi->opcode = NV_OP_MOV;
+      }
    }
 }
 
@@ -649,6 +674,15 @@ constant_operand(struct nv_pc *pc,
    default:
       break;
    }
+
+   if (nvi->opcode == NV_OP_MOV && nvi->flags_def) {
+      struct nv_instruction *cvt = new_instruction_at(pc, nvi, NV_OP_CVT);
+
+      nv_reference(pc, &cvt->src[0], nvi->def[0]);
+
+      cvt->flags_def = nvi->flags_def;
+      nvi->flags_def = NULL;
+   }
 }
 
 static int
@@ -663,8 +697,8 @@ nv_pass_lower_arith(struct nv_pass *ctx, struct nv_basic_block *b)
 
       next = nvi->next;
 
-      src0 = find_immediate(nvi->src[0]);
-      src1 = find_immediate(nvi->src[1]);
+      src0 = nvcg_find_immediate(nvi->src[0]);
+      src1 = nvcg_find_immediate(nvi->src[1]);
 
       if (src0 && src1)
          constant_expression(ctx->pc, nvi, src0, src1);
@@ -691,6 +725,10 @@ nv_pass_lower_arith(struct nv_pass *ctx, struct nv_basic_block *b)
       else
          continue;
 
+      /* could have an immediate from above constant_*  */
+      if (src0->reg.file != NV_FILE_GPR || src1->reg.file != NV_FILE_GPR)
+         continue;
+
       nvi->opcode = NV_OP_MAD;
       mod = nvi->src[(src == src0) ? 0 : 1]->mod;
       nv_reference(ctx->pc, &nvi->src[(src == src0) ? 0 : 1], NULL);
@@ -711,7 +749,7 @@ nv_pass_lower_arith(struct nv_pass *ctx, struct nv_basic_block *b)
 
 struct load_record {
    struct load_record *next;
-   uint64_t data;
+   uint64_t data[2];
    struct nv_value *value;
 };
 
@@ -730,12 +768,13 @@ struct nv_pass_reld_elim {
    int alloc;
 };
 
+/* TODO: properly handle loads from l[] memory in the presence of stores */
 static int
 nv_pass_reload_elim(struct nv_pass_reld_elim *ctx, struct nv_basic_block *b)
 {
    struct load_record **rec, *it;
    struct nv_instruction *ld, *next;
-   uint64_t data;
+   uint64_t data[2];
    struct nv_value *val;
    int j;
 
@@ -747,11 +786,13 @@ nv_pass_reload_elim(struct nv_pass_reld_elim *ctx, struct nv_basic_block *b)
       rec = NULL;
 
       if (ld->opcode == NV_OP_LINTERP || ld->opcode == NV_OP_PINTERP) {
-         data = val->reg.id;
+         data[0] = val->reg.id;
+         data[1] = 0;
          rec = &ctx->mem_v;
       } else
       if (ld->opcode == NV_OP_LDA) {
-         data = val->reg.id;
+         data[0] = val->reg.id;
+         data[1] = ld->src[4] ? ld->src[4]->value->n : ~0ULL;
          if (val->reg.file >= NV_FILE_MEM_C(0) &&
              val->reg.file <= NV_FILE_MEM_C(15))
             rec = &ctx->mem_c[val->reg.file - NV_FILE_MEM_C(0)];
@@ -763,7 +804,8 @@ nv_pass_reload_elim(struct nv_pass_reld_elim *ctx, struct nv_basic_block *b)
             rec = &ctx->mem_l;
       } else
       if ((ld->opcode == NV_OP_MOV) && (val->reg.file == NV_FILE_IMM)) {
-         data = val->reg.imm.u32;
+         data[0] = val->reg.imm.u32;
+         data[1] = 0;
          rec = &ctx->imm;
       }
 
@@ -771,20 +813,22 @@ nv_pass_reload_elim(struct nv_pass_reld_elim *ctx, struct nv_basic_block *b)
          continue;
 
       for (it = *rec; it; it = it->next)
-         if (it->data == data)
+         if (it->data[0] == data[0] && it->data[1] == data[1])
             break;
 
       if (it) {
          if (ld->def[0]->reg.id >= 0)
             it->value = ld->def[0];
          else
+         if (!ld->fixed)
             nvcg_replace_value(ctx->pc, ld->def[0], it->value);
       } else {
          if (ctx->alloc == LOAD_RECORD_POOL_SIZE)
             continue;
          it = &ctx->pool[ctx->alloc++];
          it->next = *rec;
-         it->data = data;
+         it->data[0] = data[0];
+         it->data[1] = data[1];
          it->value = ld->def[0];
          *rec = it;
       }
@@ -920,7 +964,8 @@ nv_pass_flatten(struct nv_pass *ctx, struct nv_basic_block *b)
 
    if (bb_is_if_else_endif(b)) {
 
-      NV50_DBGMSG("pass_flatten: IF/ELSE/ENDIF construct at BB:%i\n", b->id);
+      NV50_DBGMSG(PROG_IR,
+                  "pass_flatten: IF/ELSE/ENDIF construct at BB:%i\n", b->id);
 
       for (n0 = 0, nvi = b->out[0]->entry; nvi; nvi = nvi->next, ++n0)
          if (!nv50_nvi_can_predicate(nvi))
@@ -929,7 +974,7 @@ nv_pass_flatten(struct nv_pass *ctx, struct nv_basic_block *b)
          for (n1 = 0, nvi = b->out[1]->entry; nvi; nvi = nvi->next, ++n1)
             if (!nv50_nvi_can_predicate(nvi))
                break;
-#ifdef NV50_PC_DEBUG
+#if NV50_DEBUG & NV50_DEBUG_PROG_IR
          if (nvi) {
             debug_printf("cannot predicate: "); nv_print_instruction(nvi);
          }
@@ -951,7 +996,9 @@ nv_pass_flatten(struct nv_pass *ctx, struct nv_basic_block *b)
          if (b->exit && b->exit->opcode == NV_OP_JOINAT)
             nv_nvi_delete(b->exit);
 
-         if ((nvi = b->out[0]->out[0]->entry)) {
+         i = (b->out[0]->out_kind[0] == CFG_EDGE_LOOP_LEAVE) ? 1 : 0;
+
+         if ((nvi = b->out[0]->out[i]->entry)) {
             nvi->is_join = 0;
             if (nvi->opcode == NV_OP_JOIN)
                nv_nvi_delete(nvi);
@@ -977,10 +1024,11 @@ nv_pass_cse(struct nv_pass *ctx, struct nv_basic_block *b)
       for (ir = entry; ir; ir = next) {
          next = ir->next;
          for (ik = entry; ik != ir; ik = ik->next) {
-            if (ir->opcode != ik->opcode)
+            if (ir->opcode != ik->opcode || ir->fixed)
                continue;
 
-            if (ik->opcode == NV_OP_LDA ||
+            if (!ir->def[0] || !ik->def[0] ||
+                ik->opcode == NV_OP_LDA ||
                 ik->opcode == NV_OP_STA ||
                 ik->opcode == NV_OP_MOV ||
                 nv_is_vector_op(ik->opcode))
@@ -993,8 +1041,6 @@ nv_pass_cse(struct nv_pass *ctx, struct nv_basic_block *b)
                 ik->flags_def || ir->flags_def)
                continue; /* and also not with flags, for now */
 
-            assert(ik->def[0] && ir->def[0]);
-
             if (ik->def[0]->reg.file == NV_FILE_OUT ||
                 ir->def[0]->reg.file == NV_FILE_OUT ||
                 !values_equal(ik->def[0], ir->def[0]))
@@ -1034,8 +1080,8 @@ nv_pass_cse(struct nv_pass *ctx, struct nv_basic_block *b)
    return 0;
 }
 
-int
-nv_pc_exec_pass0(struct nv_pc *pc)
+static int
+nv_pc_pass0(struct nv_pc *pc, struct nv_basic_block *root)
 {
    struct nv_pass_reld_elim *reldelim;
    struct nv_pass pass;
@@ -1049,35 +1095,37 @@ nv_pc_exec_pass0(struct nv_pc *pc)
     * to whether sources are supported memory loads.
     */
    pc->pass_seq++;
-   ret = nv_pass_lower_arith(&pass, pc->root);
+   ret = nv_pass_lower_arith(&pass, root);
    if (ret)
       return ret;
 
    pc->pass_seq++;
-   ret = nv_pass_fold_loads(&pass, pc->root);
+   ret = nv_pass_lower_mods(&pass, root);
    if (ret)
       return ret;
 
    pc->pass_seq++;
-   ret = nv_pass_fold_stores(&pass, pc->root);
+   ret = nv_pass_fold_loads(&pass, root);
    if (ret)
       return ret;
 
-   reldelim = CALLOC_STRUCT(nv_pass_reld_elim);
-   reldelim->pc = pc;
    pc->pass_seq++;
-   ret = nv_pass_reload_elim(reldelim, pc->root);
-   FREE(reldelim);
+   ret = nv_pass_fold_stores(&pass, root);
    if (ret)
       return ret;
 
-   pc->pass_seq++;
-   ret = nv_pass_cse(&pass, pc->root);
-   if (ret)
-      return ret;
+   if (pc->opt_reload_elim) {
+      reldelim = CALLOC_STRUCT(nv_pass_reld_elim);
+      reldelim->pc = pc;
+      pc->pass_seq++;
+      ret = nv_pass_reload_elim(reldelim, root);
+      FREE(reldelim);
+      if (ret)
+         return ret;
+   }
 
    pc->pass_seq++;
-   ret = nv_pass_lower_mods(&pass, pc->root);
+   ret = nv_pass_cse(&pass, root);
    if (ret)
       return ret;
 
@@ -1085,14 +1133,25 @@ nv_pc_exec_pass0(struct nv_pc *pc)
    do {
       dce.removed = 0;
       pc->pass_seq++;
-      ret = nv_pass_dce(&dce, pc->root);
+      ret = nv_pass_dce(&dce, root);
       if (ret)
          return ret;
    } while (dce.removed);
 
-   ret = nv_pass_tex_mask(&pass, pc->root);
+   ret = nv_pass_tex_mask(&pass, root);
    if (ret)
       return ret;
 
    return ret;
 }
+
+int
+nv_pc_exec_pass0(struct nv_pc *pc)
+{
+   int i, ret;
+
+   for (i = 0; i < pc->num_subroutines + 1; ++i)
+      if (pc->root[i] && (ret = nv_pc_pass0(pc, pc->root[i])))
+         return ret;
+   return 0;
+}