intel/compiler: validate region restrictions for half-float conversions
[mesa.git] / src / intel / compiler / brw_eu_validate.c
index 26fe2922f0df6a6e25d288ee3a444d133c2a4ce1..54bffb3af0367c97320e555b0aebc65fbf76b6c6 100644 (file)
@@ -102,6 +102,18 @@ inst_is_send(const struct gen_device_info *devinfo, const brw_inst *inst)
    }
 }
 
+static bool
+inst_is_split_send(const struct gen_device_info *devinfo, const brw_inst *inst)
+{
+   switch (brw_inst_opcode(devinfo, inst)) {
+   case BRW_OPCODE_SENDS:
+   case BRW_OPCODE_SENDSC:
+      return true;
+   default:
+      return false;
+   }
+}
+
 static unsigned
 signed_type(unsigned type)
 {
@@ -248,6 +260,12 @@ sources_not_null(const struct gen_device_info *devinfo,
    if (num_sources == 3)
       return (struct string){};
 
+   /* Nothing to test.  Split sends can only encode a file in sources that are
+    * allowed to be NULL.
+    */
+   if (inst_is_split_send(devinfo, inst))
+      return (struct string){};
+
    if (num_sources >= 1)
       ERROR_IF(src0_is_null(devinfo, inst), "src0 is null");
 
@@ -263,7 +281,41 @@ send_restrictions(const struct gen_device_info *devinfo,
 {
    struct string error_msg = { .str = NULL, .len = 0 };
 
-   if (brw_inst_opcode(devinfo, inst) == BRW_OPCODE_SEND) {
+   if (inst_is_split_send(devinfo, inst)) {
+      ERROR_IF(brw_inst_send_src1_reg_file(devinfo, inst) == BRW_ARCHITECTURE_REGISTER_FILE &&
+               brw_inst_send_src1_reg_nr(devinfo, inst) != BRW_ARF_NULL,
+               "src1 of split send must be a GRF or NULL");
+
+      ERROR_IF(brw_inst_eot(devinfo, inst) &&
+               brw_inst_src0_da_reg_nr(devinfo, inst) < 112,
+               "send with EOT must use g112-g127");
+      ERROR_IF(brw_inst_eot(devinfo, inst) &&
+               brw_inst_send_src1_reg_file(devinfo, inst) == BRW_GENERAL_REGISTER_FILE &&
+               brw_inst_send_src1_reg_nr(devinfo, inst) < 112,
+               "send with EOT must use g112-g127");
+
+      if (brw_inst_send_src1_reg_file(devinfo, inst) == BRW_GENERAL_REGISTER_FILE) {
+         /* Assume minimums if we don't know */
+         unsigned mlen = 1;
+         if (!brw_inst_send_sel_reg32_desc(devinfo, inst)) {
+            const uint32_t desc = brw_inst_send_desc(devinfo, inst);
+            mlen = brw_message_desc_mlen(devinfo, desc);
+         }
+
+         unsigned ex_mlen = 1;
+         if (!brw_inst_send_sel_reg32_ex_desc(devinfo, inst)) {
+            const uint32_t ex_desc = brw_inst_send_ex_desc(devinfo, inst);
+            ex_mlen = brw_message_ex_desc_ex_mlen(devinfo, ex_desc);
+         }
+         const unsigned src0_reg_nr = brw_inst_src0_da_reg_nr(devinfo, inst);
+         const unsigned src1_reg_nr = brw_inst_send_src1_reg_nr(devinfo, inst);
+         ERROR_IF((src0_reg_nr <= src1_reg_nr &&
+                   src1_reg_nr < src0_reg_nr + mlen) ||
+                  (src1_reg_nr <= src0_reg_nr &&
+                   src0_reg_nr < src1_reg_nr + ex_mlen),
+                   "split send payloads must not overlap");
+      }
+   } else if (inst_is_send(devinfo, inst)) {
       ERROR_IF(brw_inst_src0_address_mode(devinfo, inst) != BRW_ADDRESS_DIRECT,
                "send must use direct addressing");
 
@@ -296,6 +348,17 @@ is_unsupported_inst(const struct gen_device_info *devinfo,
    return brw_opcode_desc(devinfo, brw_inst_opcode(devinfo, inst)) == NULL;
 }
 
+/**
+ * Returns whether a combination of two types would qualify as mixed float
+ * operation mode
+ */
+static inline bool
+types_are_mixed_float(enum brw_reg_type t0, enum brw_reg_type t1)
+{
+   return (t0 == BRW_REGISTER_TYPE_F && t1 == BRW_REGISTER_TYPE_HF) ||
+          (t1 == BRW_REGISTER_TYPE_F && t0 == BRW_REGISTER_TYPE_HF);
+}
+
 static enum brw_reg_type
 execution_type_for_type(enum brw_reg_type type)
 {
@@ -338,20 +401,24 @@ execution_type(const struct gen_device_info *devinfo, const brw_inst *inst)
    enum brw_reg_type src0_exec_type, src1_exec_type;
 
    /* Execution data type is independent of destination data type, except in
-    * mixed F/HF instructions on CHV and SKL+.
+    * mixed F/HF instructions.
     */
    enum brw_reg_type dst_exec_type = brw_inst_dst_type(devinfo, inst);
 
    src0_exec_type = execution_type_for_type(brw_inst_src0_type(devinfo, inst));
    if (num_sources == 1) {
-      if ((devinfo->gen >= 9 || devinfo->is_cherryview) &&
-          src0_exec_type == BRW_REGISTER_TYPE_HF) {
+      if (src0_exec_type == BRW_REGISTER_TYPE_HF)
          return dst_exec_type;
-      }
       return src0_exec_type;
    }
 
    src1_exec_type = execution_type_for_type(brw_inst_src1_type(devinfo, inst));
+   if (types_are_mixed_float(src0_exec_type, src1_exec_type) ||
+       types_are_mixed_float(src0_exec_type, dst_exec_type) ||
+       types_are_mixed_float(src1_exec_type, dst_exec_type)) {
+      return BRW_REGISTER_TYPE_F;
+   }
+
    if (src0_exec_type == src1_exec_type)
       return src0_exec_type;
 
@@ -379,18 +446,7 @@ execution_type(const struct gen_device_info *devinfo, const brw_inst *inst)
        src1_exec_type == BRW_REGISTER_TYPE_DF)
       return BRW_REGISTER_TYPE_DF;
 
-   if (devinfo->gen >= 9 || devinfo->is_cherryview) {
-      if (dst_exec_type == BRW_REGISTER_TYPE_F ||
-          src0_exec_type == BRW_REGISTER_TYPE_F ||
-          src1_exec_type == BRW_REGISTER_TYPE_F) {
-         return BRW_REGISTER_TYPE_F;
-      } else {
-         return BRW_REGISTER_TYPE_HF;
-      }
-   }
-
-   assert(src0_exec_type == BRW_REGISTER_TYPE_F);
-   return BRW_REGISTER_TYPE_F;
+   unreachable("not reached");
 }
 
 /**
@@ -413,6 +469,66 @@ is_packed(unsigned vstride, unsigned width, unsigned hstride)
    return false;
 }
 
+/**
+ * Returns whether an instruction is an explicit or implicit conversion
+ * to/from half-float.
+ */
+static bool
+is_half_float_conversion(const struct gen_device_info *devinfo,
+                         const brw_inst *inst)
+{
+   enum brw_reg_type dst_type = brw_inst_dst_type(devinfo, inst);
+
+   unsigned num_sources = num_sources_from_inst(devinfo, inst);
+   enum brw_reg_type src0_type = brw_inst_src0_type(devinfo, inst);
+
+   if (dst_type != src0_type &&
+       (dst_type == BRW_REGISTER_TYPE_HF || src0_type == BRW_REGISTER_TYPE_HF)) {
+      return true;
+   } else if (num_sources > 1) {
+      enum brw_reg_type src1_type = brw_inst_src1_type(devinfo, inst);
+      return dst_type != src1_type &&
+            (dst_type == BRW_REGISTER_TYPE_HF ||
+             src1_type == BRW_REGISTER_TYPE_HF);
+   }
+
+   return false;
+}
+
+/*
+ * Returns whether an instruction is using mixed float operation mode
+ */
+static bool
+is_mixed_float(const struct gen_device_info *devinfo, const brw_inst *inst)
+{
+   if (devinfo->gen < 8)
+      return false;
+
+   if (inst_is_send(devinfo, inst))
+      return false;
+
+   unsigned opcode = brw_inst_opcode(devinfo, inst);
+   const struct opcode_desc *desc = brw_opcode_desc(devinfo, opcode);
+   if (desc->ndst == 0)
+      return false;
+
+   /* FIXME: support 3-src instructions */
+   unsigned num_sources = num_sources_from_inst(devinfo, inst);
+   assert(num_sources < 3);
+
+   enum brw_reg_type dst_type = brw_inst_dst_type(devinfo, inst);
+   enum brw_reg_type src0_type = brw_inst_src0_type(devinfo, inst);
+
+   if (num_sources == 1)
+      return types_are_mixed_float(src0_type, dst_type);
+
+   enum brw_reg_type src1_type = brw_inst_src1_type(devinfo, inst);
+
+   return types_are_mixed_float(src0_type, src1_type) ||
+          types_are_mixed_float(src0_type, dst_type) ||
+          types_are_mixed_float(src1_type, dst_type);
+}
+
 /**
  * Checks restrictions listed in "General Restrictions Based on Operand Types"
  * in the "Register Region Restrictions" section.
@@ -483,7 +599,100 @@ general_restrictions_based_on_operand_types(const struct gen_device_info *devinf
        exec_type_size == 8 && dst_type_size == 4)
       dst_type_size = 8;
 
-   if (exec_type_size > dst_type_size) {
+   if (is_half_float_conversion(devinfo, inst)) {
+      /**
+       * A helper to validate used in the validation of the following restriction
+       * from the BDW+ PRM, Volume 2a, Command Reference, Instructions - MOV:
+       *
+       *    "There is no direct conversion from HF to DF or DF to HF.
+       *     There is no direct conversion from HF to Q/UQ or Q/UQ to HF."
+       *
+       * Even if these restrictions are listed for the MOV instruction, we
+       * validate this more generally, since there is the possibility
+       * of implicit conversions from other instructions, such us implicit
+       * conversion from integer to HF with the ADD instruction in SKL+.
+       */
+      enum brw_reg_type src0_type = brw_inst_src0_type(devinfo, inst);
+      enum brw_reg_type src1_type = num_sources > 1 ?
+                                    brw_inst_src1_type(devinfo, inst) : 0;
+      ERROR_IF(dst_type == BRW_REGISTER_TYPE_HF &&
+               (type_sz(src0_type) == 8 ||
+                (num_sources > 1 && type_sz(src1_type) == 8)),
+               "There are no direct conversions between 64-bit types and HF");
+
+      ERROR_IF(type_sz(dst_type) == 8 &&
+               (src0_type == BRW_REGISTER_TYPE_HF ||
+                (num_sources > 1 && src1_type == BRW_REGISTER_TYPE_HF)),
+               "There are no direct conversions between 64-bit types and HF");
+
+      /* From the BDW+ PRM:
+       *
+       *   "Conversion between Integer and HF (Half Float) must be
+       *    DWord-aligned and strided by a DWord on the destination."
+       *
+       * Also, the above restrictions seems to be expanded on CHV and SKL+ by:
+       *
+       *   "There is a relaxed alignment rule for word destinations. When
+       *    the destination type is word (UW, W, HF), destination data types
+       *    can be aligned to either the lowest word or the second lowest
+       *    word of the execution channel. This means the destination data
+       *    words can be either all in the even word locations or all in the
+       *    odd word locations."
+       *
+       * We do not implement the second rule as is though, since empirical
+       * testing shows inconsistencies:
+       *   - It suggests that packed 16-bit is not allowed, which is not true.
+       *   - It suggests that conversions from Q/DF to W (which need to be
+       *     64-bit aligned on the destination) are not possible, which is
+       *     not true.
+       *
+       * So from this rule we only validate the implication that conversions
+       * from F to HF need to be DWord strided (except in Align1 mixed
+       * float mode where packed fp16 destination is allowed so long as the
+       * destination is oword-aligned).
+       *
+       * Finally, we only validate this for Align1 because Align16 always
+       * requires packed destinations, so these restrictions can't possibly
+       * apply to Align16 mode.
+       */
+      if (brw_inst_access_mode(devinfo, inst) == BRW_ALIGN_1) {
+         if ((dst_type == BRW_REGISTER_TYPE_HF &&
+              (brw_reg_type_is_integer(src0_type) ||
+               (num_sources > 1 && brw_reg_type_is_integer(src1_type)))) ||
+             (brw_reg_type_is_integer(dst_type) &&
+              (src0_type == BRW_REGISTER_TYPE_HF ||
+               (num_sources > 1 && src1_type == BRW_REGISTER_TYPE_HF)))) {
+            ERROR_IF(dst_stride * dst_type_size != 4,
+                     "Conversions between integer and half-float must be "
+                     "strided by a DWord on the destination");
+
+            unsigned subreg = brw_inst_dst_da1_subreg_nr(devinfo, inst);
+            ERROR_IF(subreg % 4 != 0,
+                     "Conversions between integer and half-float must be "
+                     "aligned to a DWord on the destination");
+         } else if ((devinfo->is_cherryview || devinfo->gen >= 9) &&
+                    dst_type == BRW_REGISTER_TYPE_HF) {
+            unsigned subreg = brw_inst_dst_da1_subreg_nr(devinfo, inst);
+            ERROR_IF(dst_stride != 2 &&
+                     !(is_mixed_float(devinfo, inst) &&
+                       dst_stride == 1 && subreg % 16 == 0),
+                     "Conversions to HF must have either all words in even "
+                     "word locations or all words in odd word locations or "
+                     "be mixed-float with Oword-aligned packed destination");
+         }
+      }
+   }
+
+   /* There are special regioning rules for mixed-float mode in CHV and SKL that
+    * override the general rule for the ratio of sizes of the destination type
+    * and the execution type. We will add validation for those in a later patch.
+    */
+   bool validate_dst_size_and_exec_size_ratio =
+      !is_mixed_float(devinfo, inst) ||
+      !(devinfo->is_cherryview || devinfo->gen >= 9);
+
+   if (validate_dst_size_and_exec_size_ratio &&
+       exec_type_size > dst_type_size) {
       if (!(dst_type_is_byte && inst_is_raw_move(devinfo, inst))) {
          ERROR_IF(dst_stride * dst_type_size != exec_type_size,
                   "Destination stride must be equal to the ratio of the sizes "
@@ -533,6 +742,12 @@ general_restrictions_on_region_parameters(const struct gen_device_info *devinfo,
    if (num_sources == 3)
       return (struct string){};
 
+   /* Split sends don't have the bits in the instruction to encode regions so
+    * there's nothing to check.
+    */
+   if (inst_is_split_send(devinfo, inst))
+      return (struct string){};
+
    if (brw_inst_access_mode(devinfo, inst) == BRW_ALIGN_16) {
       if (desc->ndst != 0 && !dst_is_null(devinfo, inst))
          ERROR_IF(brw_inst_dst_hstride(devinfo, inst) != BRW_HORIZONTAL_STRIDE_1,
@@ -1123,6 +1338,10 @@ special_requirements_for_handling_double_precision_data_types(
    if (num_sources == 3 || num_sources == 0)
       return (struct string){};
 
+   /* Split sends don't have types so there's no doubles there. */
+   if (inst_is_split_send(devinfo, inst))
+      return (struct string){};
+
    enum brw_reg_type exec_type = execution_type(devinfo, inst);
    unsigned exec_type_size = brw_reg_type_to_size(exec_type);