radeonsi: pass TGSI processor type to si_compile_llvm for dumping
[mesa.git] / src / gallium / drivers / radeonsi / si_shader.h
index d667baf402d6d57c119efab1a279def63dda09aa..b50b43c23907a56e7198aedb03ccf4cdca97e6a5 100644 (file)
  *      Christian König <christian.koenig@amd.com>
  */
 
+/* How linking shader inputs and outputs between vertex, tessellation, and
+ * geometry shaders works.
+ *
+ * Inputs and outputs between shaders are stored in a buffer. This buffer
+ * lives in LDS (typical case for tessellation), but it can also live
+ * in memory (ESGS). Each input or output has a fixed location within a vertex.
+ * The highest used input or output determines the stride between vertices.
+ *
+ * Since GS and tessellation are only possible in the OpenGL core profile,
+ * only these semantics are valid for per-vertex data:
+ *
+ *   Name             Location
+ *
+ *   POSITION         0
+ *   PSIZE            1
+ *   CLIPDIST0..1     2..3
+ *   CULLDIST0..1     (not implemented)
+ *   GENERIC0..31     4..35
+ *
+ * For example, a shader only writing GENERIC0 has the output stride of 5.
+ *
+ * Only these semantics are valid for per-patch data:
+ *
+ *   Name             Location
+ *
+ *   TESSOUTER        0
+ *   TESSINNER        1
+ *   PATCH0..29       2..31
+ *
+ * That's how independent shaders agree on input and output locations.
+ * The si_shader_io_get_unique_index function assigns the locations.
+ *
+ * For tessellation, other required information for calculating the input and
+ * output addresses like the vertex stride, the patch stride, and the offsets
+ * where per-vertex and per-patch data start, is passed to the shader via
+ * user data SGPRs. The offsets and strides are calculated at draw time and
+ * aren't available at compile time.
+ */
+
 #ifndef SI_SHADER_H
 #define SI_SHADER_H
 
 #include <llvm-c/Core.h> /* LLVMModuleRef */
+#include "tgsi/tgsi_scan.h"
+#include "si_state.h"
+
+struct radeon_shader_binary;
+struct radeon_shader_reloc;
 
-#define SI_SGPR_CONST          0
-#define SI_SGPR_SAMPLER                2
-#define SI_SGPR_RESOURCE       4
-#define SI_SGPR_RW_BUFFERS     6  /* rings (& stream-out, VS only) */
-#define SI_SGPR_VERTEX_BUFFER  8  /* VS only */
-#define SI_SGPR_START_INSTANCE 10 /* VS only */
+#define SI_SGPR_RW_BUFFERS     0  /* rings (& stream-out, VS only) */
+#define SI_SGPR_CONST_BUFFERS  2
+#define SI_SGPR_SAMPLER_STATES 4
+#define SI_SGPR_SAMPLER_VIEWS  6
+#define SI_SGPR_VERTEX_BUFFERS 8  /* VS only */
+#define SI_SGPR_BASE_VERTEX    10 /* VS only */
+#define SI_SGPR_START_INSTANCE 11 /* VS only */
+#define SI_SGPR_VS_STATE_BITS  12 /* VS(VS) only */
+#define SI_SGPR_LS_OUT_LAYOUT  12 /* VS(LS) only */
+#define SI_SGPR_TCS_OUT_OFFSETS        8  /* TCS & TES only */
+#define SI_SGPR_TCS_OUT_LAYOUT 9  /* TCS & TES only */
+#define SI_SGPR_TCS_IN_LAYOUT  10 /* TCS only */
 #define SI_SGPR_ALPHA_REF      8  /* PS only */
+#define SI_SGPR_PS_STATE_BITS  9  /* PS only */
 
-#define SI_VS_NUM_USER_SGPR    11
+#define SI_VS_NUM_USER_SGPR    13 /* API VS */
+#define SI_ES_NUM_USER_SGPR    12 /* API VS */
+#define SI_LS_NUM_USER_SGPR    13 /* API VS */
+#define SI_TCS_NUM_USER_SGPR   11
+#define SI_TES_NUM_USER_SGPR   10
 #define SI_GS_NUM_USER_SGPR    8
-#define SI_PS_NUM_USER_SGPR    9
+#define SI_GSCOPY_NUM_USER_SGPR        4
+#define SI_PS_NUM_USER_SGPR    10
 
 /* LLVM function parameter indices */
-#define SI_PARAM_CONST         0
-#define SI_PARAM_SAMPLER       1
-#define SI_PARAM_RESOURCE      2
-#define SI_PARAM_RW_BUFFERS    3
+#define SI_PARAM_RW_BUFFERS    0
+#define SI_PARAM_CONST_BUFFERS 1
+#define SI_PARAM_SAMPLER_STATES        2
+#define SI_PARAM_SAMPLER_VIEWS 3
 
 /* VS only parameters */
-#define SI_PARAM_VERTEX_BUFFER 4
-#define SI_PARAM_START_INSTANCE        5
+#define SI_PARAM_VERTEX_BUFFERS        4
+#define SI_PARAM_BASE_VERTEX   5
+#define SI_PARAM_START_INSTANCE        6
+/* [0] = clamp vertex color */
+#define SI_PARAM_VS_STATE_BITS 7
 /* the other VS parameters are assigned dynamically */
 
-/* ES only parameters */
-#define SI_PARAM_ES2GS_OFFSET  6
+/* Offsets where TCS outputs and TCS patch outputs live in LDS:
+ *   [0:15] = TCS output patch0 offset / 16, max = NUM_PATCHES * 32 * 32
+ *   [16:31] = TCS output patch0 offset for per-patch / 16, max = NUM_PATCHES*32*32* + 32*32
+ */
+#define SI_PARAM_TCS_OUT_OFFSETS 4 /* for TCS & TES */
+
+/* Layout of TCS outputs / TES inputs:
+ *   [0:12] = stride between output patches in dwords, num_outputs * num_vertices * 4, max = 32*32*4
+ *   [13:20] = stride between output vertices in dwords = num_inputs * 4, max = 32*4
+ *   [26:31] = gl_PatchVerticesIn, max = 32
+ */
+#define SI_PARAM_TCS_OUT_LAYOUT        5 /* for TCS & TES */
+
+/* Layout of LS outputs / TCS inputs
+ *   [0:12] = stride between patches in dwords = num_inputs * num_vertices * 4, max = 32*32*4
+ *   [13:20] = stride between vertices in dwords = num_inputs * 4, max = 32*4
+ */
+#define SI_PARAM_TCS_IN_LAYOUT 6 /* TCS only */
+#define SI_PARAM_LS_OUT_LAYOUT 7 /* same value as TCS_IN_LAYOUT, LS only */
+
+/* TCS only parameters. */
+#define SI_PARAM_TESS_FACTOR_OFFSET 7
+#define SI_PARAM_PATCH_ID      8
+#define SI_PARAM_REL_IDS       9
 
 /* GS only parameters */
 #define SI_PARAM_GS2VS_OFFSET  4
 
 /* PS only parameters */
 #define SI_PARAM_ALPHA_REF             4
-#define SI_PARAM_PRIM_MASK             5
-#define SI_PARAM_PERSP_SAMPLE          6
-#define SI_PARAM_PERSP_CENTER          7
-#define SI_PARAM_PERSP_CENTROID                8
-#define SI_PARAM_PERSP_PULL_MODEL      9
-#define SI_PARAM_LINEAR_SAMPLE         10
-#define SI_PARAM_LINEAR_CENTER         11
-#define SI_PARAM_LINEAR_CENTROID       12
-#define SI_PARAM_LINE_STIPPLE_TEX      13
-#define SI_PARAM_POS_X_FLOAT           14
-#define SI_PARAM_POS_Y_FLOAT           15
-#define SI_PARAM_POS_Z_FLOAT           16
-#define SI_PARAM_POS_W_FLOAT           17
-#define SI_PARAM_FRONT_FACE            18
-#define SI_PARAM_ANCILLARY             19
-#define SI_PARAM_SAMPLE_COVERAGE       20
-#define SI_PARAM_POS_FIXED_PT          21
+/* Bits:
+ * 0: force_persample_interp
+ */
+#define SI_PARAM_PS_STATE_BITS         5
+#define SI_PARAM_PRIM_MASK             6
+#define SI_PARAM_PERSP_SAMPLE          7
+#define SI_PARAM_PERSP_CENTER          8
+#define SI_PARAM_PERSP_CENTROID                9
+#define SI_PARAM_PERSP_PULL_MODEL      10
+#define SI_PARAM_LINEAR_SAMPLE         11
+#define SI_PARAM_LINEAR_CENTER         12
+#define SI_PARAM_LINEAR_CENTROID       13
+#define SI_PARAM_LINE_STIPPLE_TEX      14
+#define SI_PARAM_POS_X_FLOAT           15
+#define SI_PARAM_POS_Y_FLOAT           16
+#define SI_PARAM_POS_Z_FLOAT           17
+#define SI_PARAM_POS_W_FLOAT           18
+#define SI_PARAM_FRONT_FACE            19
+#define SI_PARAM_ANCILLARY             20
+#define SI_PARAM_SAMPLE_COVERAGE       21
+#define SI_PARAM_POS_FIXED_PT          22
 
 #define SI_NUM_PARAMS (SI_PARAM_POS_FIXED_PT + 1)
 
-struct si_shader_input {
-       unsigned                name;
-       int                     sid;
-       unsigned                param_offset;
-       unsigned                index;
-       unsigned                interpolate;
-       bool                    centroid;
-};
+struct si_shader;
 
-struct si_shader_output {
-       unsigned                name;
-       int                     sid;
-       unsigned                param_offset;
-       unsigned                index;
-       unsigned                usage;
-};
-
-struct si_pipe_shader;
-
-struct si_pipe_shader_selector {
-       struct si_pipe_shader *current;
+/* A shader selector is a gallium CSO and contains shader variants and
+ * binaries for one TGSI program. This can be shared by multiple contexts.
+ */
+struct si_shader_selector {
+       pipe_mutex              mutex;
+       struct si_shader        *first_variant; /* immutable after the first variant */
+       struct si_shader        *last_variant; /* mutable */
 
        struct tgsi_token       *tokens;
        struct pipe_stream_output_info  so;
-
-       unsigned        num_shaders;
+       struct tgsi_shader_info         info;
 
        /* PIPE_SHADER_[VERTEX|FRAGMENT|...] */
        unsigned        type;
 
-       /* 1 when the shader contains
-        * TGSI_PROPERTY_FS_COLOR0_WRITES_ALL_CBUFS, otherwise it's 0.
-        * Used to determine whether we need to include nr_cbufs in the key */
-       unsigned        fs_write_all;
-};
+       /* Whether the shader has to use a conditional assignment to
+        * choose between weights when emulating
+        * pipe_rasterizer_state::force_persample_interp.
+        * If false, "si_emit_spi_ps_input" will take care of it instead.
+        */
+       bool            forces_persample_interp_for_persp;
+       bool            forces_persample_interp_for_linear;
 
-struct si_shader {
-       unsigned                ninput;
-       struct si_shader_input  input[40];
-
-       unsigned                noutput;
-       struct si_shader_output output[40];
+       unsigned        esgs_itemsize;
+       unsigned        gs_input_verts_per_prim;
+       unsigned        gs_output_prim;
+       unsigned        gs_max_out_vertices;
+       unsigned        gs_num_invocations;
+       unsigned        max_gs_stream; /* count - 1 */
+       unsigned        gsvs_vertex_size;
+       unsigned        max_gsvs_emit_size;
 
-       /* geometry shader properties */
-       unsigned                gs_input_prim;
-       unsigned                gs_output_prim;
-       unsigned                gs_max_out_vertices;
-
-       unsigned                nparam;
-       bool                    uses_kill;
-       bool                    uses_instanceid;
-       bool                    fs_write_all;
-       bool                    vs_out_misc_write;
-       bool                    vs_out_point_size;
-       bool                    vs_out_edgeflag;
-       bool                    vs_out_layer;
-       unsigned                nr_pos_exports;
-       unsigned                clip_dist_write;
+       /* masks of "get_unique_index" bits */
+       uint64_t        outputs_written;
+       uint32_t        patch_outputs_written;
 };
 
+/* Valid shader configurations:
+ *
+ * API shaders       VS | TCS | TES | GS |pass| PS
+ * are compiled as:     |     |     |    |thru|
+ *                      |     |     |    |    |
+ * Only VS & PS:     VS | --  | --  | -- | -- | PS
+ * With GS:          ES | --  | --  | GS | VS | PS
+ * With Tessel.:     LS | HS  | VS  | -- | -- | PS
+ * With both:        LS | HS  | ES  | GS | VS | PS
+ */
+
 union si_shader_key {
        struct {
                unsigned        export_16bpc:8;
-               unsigned        nr_cbufs:4;
+               unsigned        last_cbuf:3;
                unsigned        color_two_side:1;
                unsigned        alpha_func:3;
-               unsigned        flatshade:1;
                unsigned        alpha_to_one:1;
+               unsigned        poly_stipple:1;
+               unsigned        poly_line_smoothing:1;
+               unsigned        clamp_color:1;
        } ps;
        struct {
-               unsigned        instance_divisors[PIPE_MAX_ATTRIBS];
-               unsigned        ucps_enabled:2;
-               unsigned        as_es:1;
+               unsigned        instance_divisors[SI_NUM_VERTEX_BUFFERS];
+               /* Mask of "get_unique_index" bits - which outputs are read
+                * by the next stage (needed by ES).
+                * This describes how outputs are laid out in memory. */
+               unsigned        as_es:1; /* export shader */
+               unsigned        as_ls:1; /* local shader */
+               unsigned        export_prim_id:1; /* when PS needs it and GS is disabled */
        } vs;
+       struct {
+               unsigned        prim_mode:3;
+       } tcs; /* tessellation control shader */
+       struct {
+               /* Mask of "get_unique_index" bits - which outputs are read
+                * by the next stage (needed by ES).
+                * This describes how outputs are laid out in memory. */
+               unsigned        as_es:1; /* export shader */
+               unsigned        export_prim_id:1; /* when PS needs it and GS is disabled */
+       } tes; /* tessellation evaluation shader */
 };
 
-struct si_pipe_shader {
-       struct si_pipe_shader_selector  *selector;
-       struct si_pipe_shader           *next_variant;
-       struct si_pipe_shader           *gs_copy_shader;
-       struct si_shader                shader;
+struct si_shader {
+       struct si_shader_selector       *selector;
+       struct si_shader                *next_variant;
+
+       struct si_shader                *gs_copy_shader;
        struct si_pm4_state             *pm4;
        struct r600_resource            *bo;
+       struct r600_resource            *scratch_bo;
+       struct radeon_shader_binary     binary;
        unsigned                        num_sgprs;
        unsigned                        num_vgprs;
        unsigned                        lds_size;
        unsigned                        spi_ps_input_ena;
+       unsigned                        float_mode;
+       unsigned                        scratch_bytes_per_wave;
        unsigned                        spi_shader_col_format;
+       unsigned                        spi_shader_z_format;
+       unsigned                        db_shader_control;
        unsigned                        cb_shader_mask;
-       bool                            cb0_is_integer;
-       unsigned                        sprite_coord_enable;
        union si_shader_key             key;
+
+       unsigned                nparam;
+       unsigned                vs_output_param_offset[PIPE_MAX_SHADER_OUTPUTS];
+       unsigned                ps_input_param_offset[PIPE_MAX_SHADER_INPUTS];
+       unsigned                ps_input_interpolate[PIPE_MAX_SHADER_INPUTS];
+       bool                    uses_instanceid;
+       unsigned                nr_pos_exports;
+       unsigned                nr_param_exports;
+       bool                    is_gs_copy_shader;
+       bool                    dx10_clamp_mode; /* convert NaNs to 0 */
+
+       unsigned                rsrc1;
+       unsigned                rsrc2;
 };
 
+static inline struct tgsi_shader_info *si_get_vs_info(struct si_context *sctx)
+{
+       if (sctx->gs_shader.cso)
+               return &sctx->gs_shader.cso->info;
+       else if (sctx->tes_shader.cso)
+               return &sctx->tes_shader.cso->info;
+       else if (sctx->vs_shader.cso)
+               return &sctx->vs_shader.cso->info;
+       else
+               return NULL;
+}
+
 static inline struct si_shader* si_get_vs_state(struct si_context *sctx)
 {
-       if (sctx->gs_shader)
-               return &sctx->gs_shader->current->gs_copy_shader->shader;
+       if (sctx->gs_shader.current)
+               return sctx->gs_shader.current->gs_copy_shader;
+       else if (sctx->tes_shader.current)
+               return sctx->tes_shader.current;
+       else
+               return sctx->vs_shader.current;
+}
+
+static inline bool si_vs_exports_prim_id(struct si_shader *shader)
+{
+       if (shader->selector->type == PIPE_SHADER_VERTEX)
+               return shader->key.vs.export_prim_id;
+       else if (shader->selector->type == PIPE_SHADER_TESS_EVAL)
+               return shader->key.tes.export_prim_id;
        else
-               return &sctx->vs_shader->current->shader;
+               return false;
 }
 
 /* radeonsi_shader.c */
-int si_pipe_shader_create(struct pipe_context *ctx, struct si_pipe_shader *shader);
-int si_pipe_shader_create(struct pipe_context *ctx, struct si_pipe_shader *shader);
-int si_compile_llvm(struct si_context *sctx, struct si_pipe_shader *shader,
-                                                       LLVMModuleRef mod);
-void si_pipe_shader_destroy(struct pipe_context *ctx, struct si_pipe_shader *shader);
+int si_shader_create(struct si_screen *sscreen, LLVMTargetMachineRef tm,
+                    struct si_shader *shader,
+                    struct pipe_debug_callback *debug);
+void si_dump_shader_key(unsigned shader, union si_shader_key *key, FILE *f);
+int si_compile_llvm(struct si_screen *sscreen, struct si_shader *shader,
+                   LLVMTargetMachineRef tm, LLVMModuleRef mod,
+                   struct pipe_debug_callback *debug, unsigned processor);
+void si_shader_destroy(struct si_shader *shader);
+unsigned si_shader_io_get_unique_index(unsigned semantic_name, unsigned index);
+int si_shader_binary_upload(struct si_screen *sscreen, struct si_shader *shader);
+int si_shader_binary_read(struct si_screen *sscreen, struct si_shader *shader,
+                         struct pipe_debug_callback *debug);
+void si_shader_apply_scratch_relocs(struct si_context *sctx,
+                       struct si_shader *shader,
+                       uint64_t scratch_va);
+void si_shader_binary_read_config(const struct si_screen *sscreen,
+                               struct si_shader *shader,
+                               unsigned symbol_offset);
 
 #endif