i965: Make a brw_stage_prog_data for storing the SURF_INDEX information.
[mesa.git] / src / mesa / drivers / dri / i965 / brw_fs.h
index 246dcf0f4e46b8f5b87624865080b4bcd5690f38..b5aed23951b466ad207cd7c3a5ba08ef7c9b5c11 100644 (file)
@@ -45,38 +45,23 @@ extern "C" {
 #include "brw_context.h"
 #include "brw_eu.h"
 #include "brw_wm.h"
+#include "brw_shader.h"
 }
 #include "glsl/glsl_types.h"
 #include "glsl/ir.h"
 
-class fs_bblock;
+class bblock_t;
 namespace {
-   class acp_entry;
+   struct acp_entry;
 }
 
-enum register_file {
-   BAD_FILE,
-   ARF,
-   GRF,
-   MRF,
-   IMM,
-   FIXED_HW_REG, /* a struct brw_reg */
-   UNIFORM, /* prog_data->params[reg] */
-};
+namespace brw {
+   class fs_live_variables;
+}
 
 class fs_reg {
 public:
-   /* Callers of this ralloc-based new need not call delete. It's
-    * easier to just ralloc_free 'ctx' (or any of its ancestors). */
-   static void* operator new(size_t size, void *ctx)
-   {
-      void *node;
-
-      node = ralloc_size(ctx, size);
-      assert(node != NULL);
-
-      return node;
-   }
+   DECLARE_RALLOC_CXX_OPERATORS(fs_reg)
 
    void init();
 
@@ -90,11 +75,15 @@ public:
    fs_reg(class fs_visitor *v, const struct glsl_type *type);
 
    bool equals(const fs_reg &r) const;
+   bool is_zero() const;
+   bool is_one() const;
+   bool is_valid_3src() const;
+   fs_reg retype(uint32_t type);
 
-   /** Register file: ARF, GRF, MRF, IMM. */
+   /** Register file: GRF, MRF, IMM. */
    enum register_file file;
    /**
-    * Register number.  For ARF/MRF, it's the hardware register.  For
+    * Register number.  For MRF, it's the hardware register.  For
     * GRF, it's a virtual register number until register allocation
     */
    int reg;
@@ -118,25 +107,30 @@ public:
       uint32_t u;
       float f;
    } imm;
+
+   fs_reg *reladdr;
 };
 
 static const fs_reg reg_undef;
-static const fs_reg reg_null_f(ARF, BRW_ARF_NULL, BRW_REGISTER_TYPE_F);
-static const fs_reg reg_null_d(ARF, BRW_ARF_NULL, BRW_REGISTER_TYPE_D);
+static const fs_reg reg_null_f(retype(brw_null_reg(), BRW_REGISTER_TYPE_F));
+static const fs_reg reg_null_d(retype(brw_null_reg(), BRW_REGISTER_TYPE_D));
+static const fs_reg reg_null_ud(retype(brw_null_reg(), BRW_REGISTER_TYPE_UD));
 
-class fs_inst : public exec_node {
+class ip_record : public exec_node {
 public:
-   /* Callers of this ralloc-based new need not call delete. It's
-    * easier to just ralloc_free 'ctx' (or any of its ancestors). */
-   static void* operator new(size_t size, void *ctx)
+   DECLARE_RALLOC_CXX_OPERATORS(ip_record)
+
+   ip_record(int ip)
    {
-      void *node;
+      this->ip = ip;
+   }
 
-      node = rzalloc_size(ctx, size);
-      assert(node != NULL);
+   int ip;
+};
 
-      return node;
-   }
+class fs_inst : public backend_instruction {
+public:
+   DECLARE_RALLOC_CXX_OPERATORS(fs_inst)
 
    void init();
 
@@ -149,20 +143,23 @@ public:
            fs_reg src0, fs_reg src1,fs_reg src2);
 
    bool equals(fs_inst *inst);
-   int regs_written();
    bool overwrites_reg(const fs_reg &reg);
-   bool is_tex();
-   bool is_math();
+   bool is_send_from_grf();
+   bool is_partial_write();
+   int regs_read(fs_visitor *v, int arg);
 
-   enum opcode opcode; /* BRW_OPCODE_* or FS_OPCODE_* */
    fs_reg dst;
    fs_reg src[3];
    bool saturate;
-   bool predicated;
-   bool predicate_inverse;
    int conditional_mod; /**< BRW_CONDITIONAL_* */
 
+   /* Chooses which flag subregister (f0.0 or f0.1) is used for conditional
+    * mod and predication.
+    */
+   uint8_t flag_subreg;
+
    int mlen; /**< SEND message length */
+   int regs_written; /**< Number of vgrfs written by a SEND message, or 1 */
    int base_mrf; /**< First MRF in the SEND message, if mlen is nonzero. */
    uint32_t texture_offset; /**< Texture offset bitfield */
    int sampler;
@@ -172,22 +169,31 @@ public:
    bool shadow_compare;
    bool force_uncompressed;
    bool force_sechalf;
+   bool force_writemask_all;
    uint32_t offset; /* spill/unspill offset */
 
    /** @{
     * Annotation for the generated IR.  One of the two can be set.
     */
-   ir_instruction *ir;
+   const void *ir;
    const char *annotation;
    /** @} */
 };
 
-class fs_visitor : public ir_visitor
+/**
+ * The fragment shader front-end.
+ *
+ * Translates either GLSL IR or Mesa IR (for ARB_fragment_program) into FS IR.
+ */
+class fs_visitor : public backend_visitor
 {
 public:
 
-   fs_visitor(struct brw_wm_compile *c, struct gl_shader_program *prog,
-              struct brw_shader *shader);
+   fs_visitor(struct brw_context *brw,
+              struct brw_wm_compile *c,
+              struct gl_shader_program *shader_prog,
+              struct gl_fragment_program *fp,
+              unsigned dispatch_width);
    ~fs_visitor();
 
    fs_reg *variable_storage(ir_variable *var);
@@ -211,10 +217,17 @@ public:
    void visit(ir_call *ir);
    void visit(ir_function *ir);
    void visit(ir_function_signature *ir);
+   void visit(ir_emit_vertex *);
+   void visit(ir_end_primitive *);
 
+   uint32_t gather_channel(ir_texture *ir, int sampler);
    void swizzle_result(ir_texture *ir, fs_reg orig_val, int sampler);
 
+   bool can_do_source_mods(fs_inst *inst);
+
    fs_inst *emit(fs_inst inst);
+   fs_inst *emit(fs_inst *inst);
+   void emit(exec_list list);
 
    fs_inst *emit(enum opcode opcode);
    fs_inst *emit(enum opcode opcode, fs_reg dst);
@@ -223,78 +236,97 @@ public:
    fs_inst *emit(enum opcode opcode, fs_reg dst,
                  fs_reg src0, fs_reg src1, fs_reg src2);
 
+   fs_inst *MOV(fs_reg dst, fs_reg src);
+   fs_inst *NOT(fs_reg dst, fs_reg src);
+   fs_inst *RNDD(fs_reg dst, fs_reg src);
+   fs_inst *RNDE(fs_reg dst, fs_reg src);
+   fs_inst *RNDZ(fs_reg dst, fs_reg src);
+   fs_inst *FRC(fs_reg dst, fs_reg src);
+   fs_inst *ADD(fs_reg dst, fs_reg src0, fs_reg src1);
+   fs_inst *MUL(fs_reg dst, fs_reg src0, fs_reg src1);
+   fs_inst *MACH(fs_reg dst, fs_reg src0, fs_reg src1);
+   fs_inst *MAC(fs_reg dst, fs_reg src0, fs_reg src1);
+   fs_inst *SHL(fs_reg dst, fs_reg src0, fs_reg src1);
+   fs_inst *SHR(fs_reg dst, fs_reg src0, fs_reg src1);
+   fs_inst *ASR(fs_reg dst, fs_reg src0, fs_reg src1);
+   fs_inst *AND(fs_reg dst, fs_reg src0, fs_reg src1);
+   fs_inst *OR(fs_reg dst, fs_reg src0, fs_reg src1);
+   fs_inst *XOR(fs_reg dst, fs_reg src0, fs_reg src1);
+   fs_inst *IF(uint32_t predicate);
+   fs_inst *IF(fs_reg src0, fs_reg src1, uint32_t condition);
+   fs_inst *CMP(fs_reg dst, fs_reg src0, fs_reg src1,
+                uint32_t condition);
+   fs_inst *LRP(fs_reg dst, fs_reg a, fs_reg y, fs_reg x);
+   fs_inst *DEP_RESOLVE_MOV(int grf);
+   fs_inst *BFREV(fs_reg dst, fs_reg value);
+   fs_inst *BFE(fs_reg dst, fs_reg bits, fs_reg offset, fs_reg value);
+   fs_inst *BFI1(fs_reg dst, fs_reg bits, fs_reg offset);
+   fs_inst *BFI2(fs_reg dst, fs_reg bfi1_dst, fs_reg insert, fs_reg base);
+   fs_inst *FBH(fs_reg dst, fs_reg value);
+   fs_inst *FBL(fs_reg dst, fs_reg value);
+   fs_inst *CBIT(fs_reg dst, fs_reg value);
+   fs_inst *MAD(fs_reg dst, fs_reg c, fs_reg b, fs_reg a);
+   fs_inst *ADDC(fs_reg dst, fs_reg src0, fs_reg src1);
+   fs_inst *SUBB(fs_reg dst, fs_reg src0, fs_reg src1);
+
    int type_size(const struct glsl_type *type);
    fs_inst *get_instruction_generating_reg(fs_inst *start,
                                           fs_inst *end,
                                           fs_reg reg);
 
+   exec_list VARYING_PULL_CONSTANT_LOAD(fs_reg dst, fs_reg surf_index,
+                                        fs_reg varying_offset,
+                                        uint32_t const_offset);
+
    bool run();
-   void setup_paramvalues_refs();
+   void assign_binding_table_offsets();
+   void setup_payload_gen4();
+   void setup_payload_gen6();
    void assign_curb_setup();
    void calculate_urb_setup();
    void assign_urb_setup();
    bool assign_regs();
    void assign_regs_trivial();
+   void setup_payload_interference(struct ra_graph *g, int payload_reg_count,
+                                   int first_payload_node);
+   void setup_mrf_hack_interference(struct ra_graph *g,
+                                    int first_mrf_hack_node);
    int choose_spill_reg(struct ra_graph *g);
    void spill_reg(int spill_reg);
    void split_virtual_grfs();
+   void compact_virtual_grfs();
+   void move_uniform_array_access_to_pull_constants();
    void setup_pull_constants();
+   void invalidate_live_intervals();
    void calculate_live_intervals();
-   bool propagate_constants();
    bool opt_algebraic();
    bool opt_cse();
-   bool opt_cse_local(fs_bblock *block, exec_list *aeb);
+   bool opt_cse_local(bblock_t *block, exec_list *aeb);
    bool opt_copy_propagate();
    bool try_copy_propagate(fs_inst *inst, int arg, acp_entry *entry);
-   bool opt_copy_propagate_local(void *mem_ctx, fs_bblock *block,
-                                exec_list *acp);
+   bool try_constant_propagate(fs_inst *inst, acp_entry *entry);
+   bool opt_copy_propagate_local(void *mem_ctx, bblock_t *block,
+                                 exec_list *acp);
    bool register_coalesce();
    bool register_coalesce_2();
    bool compute_to_mrf();
    bool dead_code_eliminate();
+   bool dead_code_eliminate_local();
    bool remove_dead_constants();
    bool remove_duplicate_mrf_writes();
    bool virtual_grf_interferes(int a, int b);
-   void schedule_instructions();
+   void schedule_instructions(bool post_reg_alloc);
+   void insert_gen4_send_dependency_workarounds();
+   void insert_gen4_pre_send_dependency_workarounds(fs_inst *inst);
+   void insert_gen4_post_send_dependency_workarounds(fs_inst *inst);
    void fail(const char *msg, ...);
+   void lower_uniform_pull_constant_loads();
 
    void push_force_uncompressed();
    void pop_force_uncompressed();
    void push_force_sechalf();
    void pop_force_sechalf();
 
-   void generate_code();
-   void generate_fb_write(fs_inst *inst);
-   void generate_pixel_xy(struct brw_reg dst, bool is_x);
-   void generate_linterp(fs_inst *inst, struct brw_reg dst,
-                        struct brw_reg *src);
-   void generate_tex(fs_inst *inst, struct brw_reg dst, struct brw_reg src);
-   void generate_math1_gen7(fs_inst *inst,
-                           struct brw_reg dst,
-                           struct brw_reg src);
-   void generate_math2_gen7(fs_inst *inst,
-                           struct brw_reg dst,
-                           struct brw_reg src0,
-                           struct brw_reg src1);
-   void generate_math1_gen6(fs_inst *inst,
-                           struct brw_reg dst,
-                           struct brw_reg src);
-   void generate_math2_gen6(fs_inst *inst,
-                           struct brw_reg dst,
-                           struct brw_reg src0,
-                           struct brw_reg src1);
-   void generate_math_gen4(fs_inst *inst,
-                          struct brw_reg dst,
-                          struct brw_reg src);
-   void generate_discard(fs_inst *inst);
-   void generate_ddx(fs_inst *inst, struct brw_reg dst, struct brw_reg src);
-   void generate_ddy(fs_inst *inst, struct brw_reg dst, struct brw_reg src,
-                     bool negate_value);
-   void generate_spill(fs_inst *inst, struct brw_reg src);
-   void generate_unspill(fs_inst *inst, struct brw_reg dst);
-   void generate_pull_constant_load(fs_inst *inst, struct brw_reg dst);
-   void generate_mov_dispatch_to_flags();
-
    void emit_dummy_fs();
    fs_reg *emit_fragcoord_interpolation(ir_variable *ir);
    fs_inst *emit_linterp(const fs_reg &attr, const fs_reg &interp,
@@ -304,22 +336,61 @@ public:
    fs_reg *emit_general_interpolation(ir_variable *ir);
    void emit_interpolation_setup_gen4();
    void emit_interpolation_setup_gen6();
+   fs_reg rescale_texcoord(ir_texture *ir, fs_reg coordinate,
+                           bool is_rect, int sampler, int texunit);
    fs_inst *emit_texture_gen4(ir_texture *ir, fs_reg dst, fs_reg coordinate,
-                             int sampler);
+                             fs_reg shadow_comp, fs_reg lod, fs_reg lod2);
    fs_inst *emit_texture_gen5(ir_texture *ir, fs_reg dst, fs_reg coordinate,
-                             int sampler);
+                              fs_reg shadow_comp, fs_reg lod, fs_reg lod2,
+                              fs_reg sample_index);
    fs_inst *emit_texture_gen7(ir_texture *ir, fs_reg dst, fs_reg coordinate,
-                             int sampler);
+                              fs_reg shadow_comp, fs_reg lod, fs_reg lod2,
+                              fs_reg sample_index);
+   fs_reg fix_math_operand(fs_reg src);
    fs_inst *emit_math(enum opcode op, fs_reg dst, fs_reg src0);
    fs_inst *emit_math(enum opcode op, fs_reg dst, fs_reg src0, fs_reg src1);
+   void emit_lrp(fs_reg dst, fs_reg x, fs_reg y, fs_reg a);
+   void emit_minmax(uint32_t conditionalmod, fs_reg dst,
+                    fs_reg src0, fs_reg src1);
    bool try_emit_saturate(ir_expression *ir);
    bool try_emit_mad(ir_expression *ir, int mul_arg);
+   void try_replace_with_sel();
    void emit_bool_to_cond_code(ir_rvalue *condition);
    void emit_if_gen6(ir_if *ir);
-   void emit_unspill(fs_inst *inst, fs_reg reg, uint32_t spill_offset);
+   void emit_unspill(fs_inst *inst, fs_reg reg, uint32_t spill_offset,
+                     int count);
+
+   void emit_fragment_program_code();
+   void setup_fp_regs();
+   fs_reg get_fp_src_reg(const prog_src_register *src);
+   fs_reg get_fp_dst_reg(const prog_dst_register *dst);
+   void emit_fp_alu1(enum opcode opcode,
+                     const struct prog_instruction *fpi,
+                     fs_reg dst, fs_reg src);
+   void emit_fp_alu2(enum opcode opcode,
+                     const struct prog_instruction *fpi,
+                     fs_reg dst, fs_reg src0, fs_reg src1);
+   void emit_fp_scalar_write(const struct prog_instruction *fpi,
+                             fs_reg dst, fs_reg src);
+   void emit_fp_scalar_math(enum opcode opcode,
+                            const struct prog_instruction *fpi,
+                            fs_reg dst, fs_reg src);
+
+   void emit_fp_minmax(const struct prog_instruction *fpi,
+                       fs_reg dst, fs_reg src0, fs_reg src1);
+
+   void emit_fp_sop(uint32_t conditional_mod,
+                    const struct prog_instruction *fpi,
+                    fs_reg dst, fs_reg src0, fs_reg src1, fs_reg one);
 
    void emit_color_write(int target, int index, int first_color_mrf);
    void emit_fb_writes();
+
+   void emit_shader_time_begin();
+   void emit_shader_time_end();
+   void emit_shader_time_write(enum shader_time_shader_type type,
+                               fs_reg value);
+
    bool try_rewrite_rhs_to_dst(ir_assignment *ir,
                               fs_reg dst,
                               fs_reg src,
@@ -330,34 +401,27 @@ public:
    void resolve_ud_negate(fs_reg *reg);
    void resolve_bool_comparison(ir_rvalue *rvalue, fs_reg *reg);
 
+   fs_reg get_timestamp();
+
    struct brw_reg interp_reg(int location, int channel);
-   int setup_uniform_values(int loc, const glsl_type *type);
+   void setup_uniform_values(ir_variable *ir);
    void setup_builtin_uniform_values(ir_variable *ir);
    int implied_mrf_writes(fs_inst *inst);
 
-   struct brw_context *brw;
-   const struct gl_fragment_program *fp;
-   struct intel_context *intel;
-   struct gl_context *ctx;
+   void dump_instruction(backend_instruction *inst);
+
+   struct gl_fragment_program *fp;
    struct brw_wm_compile *c;
-   struct brw_compile *p;
-   struct brw_shader *shader;
-   struct gl_shader_program *prog;
-   void *mem_ctx;
-   exec_list instructions;
+   unsigned int sanity_param_count;
 
-   /* Delayed setup of c->prog_data.params[] due to realloc of
-    * ParamValues[] during compile.
-    */
-   int param_index[MAX_UNIFORMS * 4];
-   int param_offset[MAX_UNIFORMS * 4];
+   int param_size[MAX_UNIFORMS * 4];
 
    int *virtual_grf_sizes;
    int virtual_grf_count;
    int virtual_grf_array_size;
-   int *virtual_grf_def;
-   int *virtual_grf_use;
-   bool live_intervals_valid;
+   int *virtual_grf_start;
+   int *virtual_grf_end;
+   brw::fs_live_variables *live_intervals;
 
    /* This is the map from UNIFORM hw_reg + reg_offset as generated by
     * the visitor to the packed uniform number after
@@ -365,19 +429,23 @@ public:
     * uniform index.
     */
    int *params_remap;
+   int nr_params_remap;
 
    struct hash_table *variable_ht;
-   ir_variable *frag_depth;
+   fs_reg frag_depth;
    fs_reg outputs[BRW_MAX_DRAW_BUFFERS];
    unsigned output_components[BRW_MAX_DRAW_BUFFERS];
    fs_reg dual_src_output;
    int first_non_payload_grf;
+   /** Either BRW_MAX_GRF or GEN7_MRF_HACK_START */
    int max_grf;
-   int urb_setup[FRAG_ATTRIB_MAX];
+
+   fs_reg *fp_temp_regs;
+   fs_reg *fp_input_regs;
 
    /** @{ debug annotation info */
    const char *current_annotation;
-   ir_instruction *base_ir;
+   const void *base_ir;
    /** @} */
 
    bool failed;
@@ -392,14 +460,119 @@ public:
    fs_reg pixel_w;
    fs_reg delta_x[BRW_WM_BARYCENTRIC_INTERP_MODE_COUNT];
    fs_reg delta_y[BRW_WM_BARYCENTRIC_INTERP_MODE_COUNT];
-   fs_reg reg_null_cmp;
+   fs_reg shader_start_time;
 
    int grf_used;
 
+   const unsigned dispatch_width; /**< 8 or 16 */
+
    int force_uncompressed_stack;
    int force_sechalf_stack;
+};
+
+/**
+ * The fragment shader code generator.
+ *
+ * Translates FS IR to actual i965 assembly code.
+ */
+class fs_generator
+{
+public:
+   fs_generator(struct brw_context *brw,
+                struct brw_wm_compile *c,
+                struct gl_shader_program *prog,
+                struct gl_fragment_program *fp,
+                bool dual_source_output);
+   ~fs_generator();
+
+   const unsigned *generate_assembly(exec_list *simd8_instructions,
+                                     exec_list *simd16_instructions,
+                                     unsigned *assembly_size);
+
+private:
+   void generate_code(exec_list *instructions);
+   void generate_fb_write(fs_inst *inst);
+   void generate_pixel_xy(struct brw_reg dst, bool is_x);
+   void generate_linterp(fs_inst *inst, struct brw_reg dst,
+                        struct brw_reg *src);
+   void generate_tex(fs_inst *inst, struct brw_reg dst, struct brw_reg src);
+   void generate_math1_gen7(fs_inst *inst,
+                           struct brw_reg dst,
+                           struct brw_reg src);
+   void generate_math2_gen7(fs_inst *inst,
+                           struct brw_reg dst,
+                           struct brw_reg src0,
+                           struct brw_reg src1);
+   void generate_math1_gen6(fs_inst *inst,
+                           struct brw_reg dst,
+                           struct brw_reg src);
+   void generate_math2_gen6(fs_inst *inst,
+                           struct brw_reg dst,
+                           struct brw_reg src0,
+                           struct brw_reg src1);
+   void generate_math_gen4(fs_inst *inst,
+                          struct brw_reg dst,
+                          struct brw_reg src);
+   void generate_math_g45(fs_inst *inst,
+                         struct brw_reg dst,
+                         struct brw_reg src);
+   void generate_ddx(fs_inst *inst, struct brw_reg dst, struct brw_reg src);
+   void generate_ddy(fs_inst *inst, struct brw_reg dst, struct brw_reg src,
+                     bool negate_value);
+   void generate_spill(fs_inst *inst, struct brw_reg src);
+   void generate_unspill(fs_inst *inst, struct brw_reg dst);
+   void generate_uniform_pull_constant_load(fs_inst *inst, struct brw_reg dst,
+                                            struct brw_reg index,
+                                            struct brw_reg offset);
+   void generate_uniform_pull_constant_load_gen7(fs_inst *inst,
+                                                 struct brw_reg dst,
+                                                 struct brw_reg surf_index,
+                                                 struct brw_reg offset);
+   void generate_varying_pull_constant_load(fs_inst *inst, struct brw_reg dst,
+                                            struct brw_reg index,
+                                            struct brw_reg offset);
+   void generate_varying_pull_constant_load_gen7(fs_inst *inst,
+                                                 struct brw_reg dst,
+                                                 struct brw_reg index,
+                                                 struct brw_reg offset);
+   void generate_mov_dispatch_to_flags(fs_inst *inst);
+   void generate_set_simd4x2_offset(fs_inst *inst,
+                                    struct brw_reg dst,
+                                    struct brw_reg offset);
+   void generate_discard_jump(fs_inst *inst);
+
+   void generate_pack_half_2x16_split(fs_inst *inst,
+                                      struct brw_reg dst,
+                                      struct brw_reg x,
+                                      struct brw_reg y);
+   void generate_unpack_half_2x16_split(fs_inst *inst,
+                                        struct brw_reg dst,
+                                        struct brw_reg src);
+
+   void generate_shader_time_add(fs_inst *inst,
+                                 struct brw_reg payload,
+                                 struct brw_reg offset,
+                                 struct brw_reg value);
+
+   void mark_surface_used(unsigned surf_index);
+
+   void patch_discard_jumps_to_fb_writes();
 
-   class fs_bblock *bblock;
+   struct brw_context *brw;
+   struct gl_context *ctx;
+
+   struct brw_compile *p;
+   struct brw_wm_compile *c;
+
+   struct gl_shader_program *prog;
+   struct gl_shader *shader;
+   const struct gl_fragment_program *fp;
+
+   unsigned dispatch_width; /**< 8 or 16 */
+
+   exec_list discard_halt_patches;
+   bool dual_source_output;
+   void *mem_ctx;
 };
 
 bool brw_do_channel_expressions(struct exec_list *instructions);