nir: Lower bitfield_extract.
[mesa.git] / src / glsl / nir / nir_opt_algebraic.py
index 169bb41b709206d7aa71738449016882491c9b13..7745b76f7ce8f11059679a6d8adebca19fc5a514 100644 (file)
@@ -36,9 +36,15 @@ d = 'd'
 # and <replace> is either an expression or a value.  An expression is
 # defined as a tuple of the form (<op>, <src0>, <src1>, <src2>, <src3>)
 # where each source is either an expression or a value.  A value can be
-# either a numeric constant or a string representing a variable name.  For
-# constants, you have to be careful to make sure that it is the right type
-# because python is unaware of the source and destination types of the
+# either a numeric constant or a string representing a variable name.
+#
+# Variable names are specified as "[#]name[@type]" where "#" inicates that
+# the given variable will only match constants and the type indicates that
+# the given variable will only match values from ALU instructions with the
+# given output type.
+#
+# For constants, you have to be careful to make sure that it is the right
+# type because python is unaware of the source and destination types of the
 # opcodes.
 
 optimizations = [
@@ -50,8 +56,20 @@ optimizations = [
    (('iabs', ('ineg', a)), ('iabs', a)),
    (('fadd', a, 0.0), a),
    (('iadd', a, 0), a),
+   (('usadd_4x8', a, 0), a),
+   (('usadd_4x8', a, ~0), ~0),
+   (('fadd', ('fmul', a, b), ('fmul', a, c)), ('fmul', a, ('fadd', b, c))),
+   (('iadd', ('imul', a, b), ('imul', a, c)), ('imul', a, ('iadd', b, c))),
+   (('fadd', ('fneg', a), a), 0.0),
+   (('iadd', ('ineg', a), a), 0),
+   (('iadd', ('ineg', a), ('iadd', a, b)), b),
+   (('iadd', a, ('iadd', ('ineg', a), b)), b),
+   (('fadd', ('fneg', a), ('fadd', a, b)), b),
+   (('fadd', a, ('fadd', ('fneg', a), b)), b),
    (('fmul', a, 0.0), 0.0),
    (('imul', a, 0), 0),
+   (('umul_unorm_4x8', a, 0), 0),
+   (('umul_unorm_4x8', a, ~0), a),
    (('fmul', a, 1.0), a),
    (('imul', a, 1), a),
    (('fmul', a, -1.0), ('fneg', a)),
@@ -65,11 +83,203 @@ optimizations = [
    (('flrp', a, b, 1.0), b),
    (('flrp', a, a, b), a),
    (('flrp', 0.0, a, b), ('fmul', a, b)),
-   (('fadd', ('fmul', a, b), c), ('ffma', a, b, c)),
+   (('flrp', a, b, c), ('fadd', ('fmul', c, ('fsub', b, a)), a), 'options->lower_flrp'),
+   (('ffract', a), ('fsub', a, ('ffloor', a)), 'options->lower_ffract'),
+   (('fadd', ('fmul', a, ('fadd', 1.0, ('fneg', c))), ('fmul', b, c)), ('flrp', a, b, c), '!options->lower_flrp'),
+   (('fadd', a, ('fmul', c, ('fadd', b, ('fneg', a)))), ('flrp', a, b, c), '!options->lower_flrp'),
+   (('ffma', a, b, c), ('fadd', ('fmul', a, b), c), 'options->lower_ffma'),
+   (('fadd', ('fmul', a, b), c), ('ffma', a, b, c), '!options->lower_ffma'),
+   # Comparison simplifications
+   (('inot', ('flt', a, b)), ('fge', a, b)),
+   (('inot', ('fge', a, b)), ('flt', a, b)),
+   (('inot', ('feq', a, b)), ('fne', a, b)),
+   (('inot', ('fne', a, b)), ('feq', a, b)),
+   (('inot', ('ilt', a, b)), ('ige', a, b)),
+   (('inot', ('ige', a, b)), ('ilt', a, b)),
+   (('inot', ('ieq', a, b)), ('ine', a, b)),
+   (('inot', ('ine', a, b)), ('ieq', a, b)),
    (('fge', ('fneg', ('fabs', a)), 0.0), ('feq', a, 0.0)),
-   (('fmin', ('fmax', a, 1.0), 0.0), ('fsat', a)),
-# This one may not be exact
+   (('bcsel', ('flt', a, b), a, b), ('fmin', a, b)),
+   (('bcsel', ('flt', a, b), b, a), ('fmax', a, b)),
+   (('bcsel', ('inot', 'a@bool'), b, c), ('bcsel', a, c, b)),
+   (('bcsel', a, ('bcsel', a, b, c), d), ('bcsel', a, b, d)),
+   (('fmin', a, a), a),
+   (('fmax', a, a), a),
+   (('imin', a, a), a),
+   (('imax', a, a), a),
+   (('umin', a, a), a),
+   (('umax', a, a), 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'),
+   (('fsat', a), ('fmin', ('fmax', a, 0.0), 1.0), 'options->lower_fsat'),
+   (('fsat', ('fsat', a)), ('fsat', a)),
+   (('fmin', ('fmax', ('fmin', ('fmax', a, 0.0), 1.0), 0.0), 1.0), ('fmin', ('fmax', a, 0.0), 1.0)),
+   (('ior', ('flt', a, b), ('flt', a, c)), ('flt', a, ('fmax', b, c))),
+   (('ior', ('flt', a, c), ('flt', b, c)), ('flt', ('fmin', a, b), c)),
+   (('ior', ('fge', a, b), ('fge', a, c)), ('fge', a, ('fmin', b, c))),
+   (('ior', ('fge', a, c), ('fge', b, c)), ('fge', ('fmax', a, b), c)),
+   (('slt', a, b), ('b2f', ('flt', a, b)), 'options->lower_scmp'),
+   (('sge', a, b), ('b2f', ('fge', a, b)), 'options->lower_scmp'),
+   (('seq', a, b), ('b2f', ('feq', a, b)), 'options->lower_scmp'),
+   (('sne', a, b), ('b2f', ('fne', a, b)), 'options->lower_scmp'),
+   (('fne', ('fneg', a), a), ('fne', a, 0.0)),
+   (('feq', ('fneg', a), a), ('feq', a, 0.0)),
+   # Emulating booleans
+   (('imul', ('b2i', a), ('b2i', b)), ('b2i', ('iand', a, b))),
+   (('fmul', ('b2f', a), ('b2f', b)), ('b2f', ('iand', a, b))),
+   (('fsat', ('fadd', ('b2f', a), ('b2f', b))), ('b2f', ('ior', a, b))),
+   (('iand', 'a@bool', 1.0), ('b2f', a)),
+   (('flt', ('fneg', ('b2f', a)), 0), a), # Generated by TGSI KILL_IF.
+   (('flt', ('fsub', 0.0, ('b2f', a)), 0), a), # Generated by TGSI KILL_IF.
+   # Comparison with the same args.  Note that these are not done for
+   # the float versions because NaN always returns false on float
+   # inequalities.
+   (('ilt', a, a), False),
+   (('ige', a, a), True),
+   (('ieq', a, a), True),
+   (('ine', a, a), False),
+   (('ult', a, a), False),
+   (('uge', a, a), True),
+   # Logical and bit operations
+   (('fand', a, 0.0), 0.0),
+   (('iand', a, a), a),
+   (('iand', a, ~0), a),
+   (('iand', a, 0), 0),
+   (('ior', a, a), a),
+   (('ior', a, 0), a),
+   (('fxor', a, a), 0.0),
+   (('ixor', a, a), 0),
+   (('inot', ('inot', a)), a),
+   # DeMorgan's Laws
+   (('iand', ('inot', a), ('inot', b)), ('inot', ('ior',  a, b))),
+   (('ior',  ('inot', a), ('inot', b)), ('inot', ('iand', a, b))),
+   # Shift optimizations
+   (('ishl', 0, a), 0),
+   (('ishl', a, 0), a),
+   (('ishr', 0, a), 0),
+   (('ishr', a, 0), a),
+   (('ushr', 0, a), 0),
+   (('ushr', a, 0), a),
+   # Exponential/logarithmic identities
+   (('fexp2', ('flog2', a)), a), # 2^lg2(a) = a
+   (('flog2', ('fexp2', a)), a), # lg2(2^a) = a
+   (('fpow', a, b), ('fexp2', ('fmul', ('flog2', a), b)), 'options->lower_fpow'), # a^b = 2^(lg2(a)*b)
+   (('fexp2', ('fmul', ('flog2', a), b)), ('fpow', a, b), '!options->lower_fpow'), # 2^(lg2(a)*b) = a^b
+   (('fpow', a, 1.0), a),
+   (('fpow', a, 2.0), ('fmul', a, a)),
+   (('fpow', a, 4.0), ('fmul', ('fmul', a, a), ('fmul', a, a))),
+   (('fpow', 2.0, a), ('fexp2', a)),
+   (('fpow', ('fpow', a, 2.2), 0.454545), a),
+   (('fpow', ('fabs', ('fpow', a, 2.2)), 0.454545), ('fabs', a)),
+   (('fsqrt', ('fexp2', a)), ('fexp2', ('fmul', 0.5, a))),
+   (('frcp', ('fexp2', a)), ('fexp2', ('fneg', a))),
+   (('frsq', ('fexp2', a)), ('fexp2', ('fmul', -0.5, a))),
+   (('flog2', ('fsqrt', a)), ('fmul', 0.5, ('flog2', a))),
+   (('flog2', ('frcp', a)), ('fneg', ('flog2', a))),
+   (('flog2', ('frsq', a)), ('fmul', -0.5, ('flog2', a))),
+   (('flog2', ('fpow', a, b)), ('fmul', b, ('flog2', a))),
+   (('fadd', ('flog2', a), ('flog2', b)), ('flog2', ('fmul', a, b))),
+   (('fadd', ('flog2', a), ('fneg', ('flog2', b))), ('flog2', ('fdiv', a, b))),
+   (('fmul', ('fexp2', a), ('fexp2', b)), ('fexp2', ('fadd', a, b))),
+   # Division and reciprocal
+   (('fdiv', 1.0, a), ('frcp', a)),
+   (('fdiv', a, b), ('fmul', a, ('frcp', b)), 'options->lower_fdiv'),
+   (('frcp', ('frcp', a)), a),
+   (('frcp', ('fsqrt', a)), ('frsq', a)),
+   (('fsqrt', a), ('frcp', ('frsq', a)), 'options->lower_fsqrt'),
+   (('frcp', ('frsq', a)), ('fsqrt', a), '!options->lower_fsqrt'),
+   # Boolean simplifications
+   (('ieq', 'a@bool', True), a),
+   (('ine', 'a@bool', True), ('inot', a)),
+   (('ine', 'a@bool', False), a),
+   (('ieq', 'a@bool', False), ('inot', 'a')),
+   (('bcsel', a, True, False), ('ine', a, 0)),
+   (('bcsel', a, False, True), ('ieq', a, 0)),
+   (('bcsel', True, b, c), b),
+   (('bcsel', False, b, c), 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),
+
+   # Conversions
+   (('i2b', ('b2i', a)), a),
+   (('f2i', ('ftrunc', a)), ('f2i', a)),
+   (('f2u', ('ftrunc', a)), ('f2u', a)),
+
+   # Subtracts
+   (('fsub', a, ('fsub', 0.0, b)), ('fadd', a, b)),
+   (('isub', a, ('isub', 0, b)), ('iadd', a, b)),
+   (('ussub_4x8', a, 0), a),
+   (('ussub_4x8', a, ~0), 0),
+   (('fsub', a, b), ('fadd', a, ('fneg', b)), 'options->lower_sub'),
+   (('isub', a, b), ('iadd', a, ('ineg', b)), 'options->lower_sub'),
+   (('fneg', a), ('fsub', 0.0, a), 'options->lower_negate'),
+   (('ineg', a), ('isub', 0, a), 'options->lower_negate'),
+   (('fadd', a, ('fsub', 0.0, b)), ('fsub', a, b)),
+   (('iadd', a, ('isub', 0, b)), ('isub', a, b)),
+   (('fabs', ('fsub', 0.0, a)), ('fabs', a)),
+   (('iabs', ('isub', 0, a)), ('iabs', a)),
+
+   # Misc. lowering
+   (('fmod', a, b), ('fsub', a, ('fmul', b, ('ffloor', ('fdiv', a, b)))), 'options->lower_fmod'),
+   (('uadd_carry', a, b), ('b2i', ('ult', ('iadd', a, b), a)), 'options->lower_uadd_carry'),
+   (('usub_borrow', a, b), ('b2i', ('ult', a, b)), 'options->lower_usub_borrow'),
+
+   (('bitfield_insert', 'base', 'insert', 'offset', 'bits'),
+    ('bcsel', ('ilt', 31, 'bits'), 'insert',
+              ('bfi', ('bfm', 'bits', 'offset'), 'insert', 'base')),
+    'options->lower_bitfield_insert'),
+
+   (('ibitfield_extract', 'value', 'offset', 'bits'),
+    ('bcsel', ('ilt', 31, 'bits'), 'value',
+              ('ibfe', 'value', 'offset', 'bits')),
+    'options->lower_bitfield_extract'),
+
+   (('ubitfield_extract', 'value', 'offset', 'bits'),
+    ('bcsel', ('ult', 31, 'bits'), 'value',
+              ('ubfe', 'value', 'offset', 'bits')),
+    'options->lower_bitfield_extract'),
+]
+
+# Add optimizations to handle the case where the result of a ternary is
+# compared to a constant.  This way we can take things like
+#
+# (a ? 0 : 1) > 0
+#
+# and turn it into
+#
+# a ? (0 > 0) : (1 > 0)
+#
+# which constant folding will eat for lunch.  The resulting ternary will
+# further get cleaned up by the boolean reductions above and we will be
+# left with just the original variable "a".
+for op in ['flt', 'fge', 'feq', 'fne',
+           'ilt', 'ige', 'ieq', 'ine', 'ult', 'uge']:
+   optimizations += [
+      ((op, ('bcsel', 'a', '#b', '#c'), '#d'),
+       ('bcsel', 'a', (op, 'b', 'd'), (op, 'c', 'd'))),
+      ((op, '#d', ('bcsel', a, '#b', '#c')),
+       ('bcsel', 'a', (op, 'd', 'b'), (op, 'd', 'c'))),
+   ]
+
+# This section contains "late" optimizations that should be run after the
+# regular optimizations have finished.  Optimizations should go here if
+# they help code generation but do not necessarily produce code that is
+# more easily optimizable.
+late_optimizations = [
+   (('flt', ('fadd', a, b), 0.0), ('flt', a, ('fneg', b))),
+   (('fge', ('fadd', a, b), 0.0), ('fge', a, ('fneg', b))),
    (('feq', ('fadd', a, b), 0.0), ('feq', a, ('fneg', b))),
+   (('fne', ('fadd', a, b), 0.0), ('fne', a, ('fneg', b))),
+   (('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'),
 ]
 
 print nir_algebraic.AlgebraicPass("nir_opt_algebraic", optimizations).render()
+print nir_algebraic.AlgebraicPass("nir_opt_algebraic_late",
+                                  late_optimizations).render()