i965: Add non-mutating helper functions to modify the register offset.
[mesa.git] / src / mesa / drivers / dri / i965 / brw_fs.h
index b75314cd665121ec245179500c9f7514f8a42005..ce5050bd41aac2848482e3c7a8ce51ae324e98e7 100644 (file)
@@ -47,37 +47,24 @@ extern "C" {
 #include "brw_wm.h"
 #include "brw_shader.h"
 }
+#include "gen8_generator.h"
 #include "glsl/glsl_types.h"
 #include "glsl/ir.h"
 
+#define MAX_SAMPLER_MESSAGE_SIZE 11
+
 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();
 
@@ -93,27 +80,35 @@ public:
    bool equals(const fs_reg &r) const;
    bool is_zero() const;
    bool is_one() const;
+   bool is_null() const;
+   bool is_valid_3src() const;
+   bool is_contiguous() const;
+   fs_reg retype(uint32_t type);
+   fs_reg &apply_stride(unsigned stride);
 
-   /** 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;
    /**
-    * For virtual registers, this is a hardware register offset from
-    * the start of the register block (for example, a constant index
-    * in an array access).
+    * Offset from the start of the contiguous register block.
+    *
+    * For pre-register-allocation GRFs, this is in units of a float per pixel
+    * (1 hardware register for SIMD8 mode, or 2 registers for SIMD16 mode).
+    * For uniforms, this is in units of 1 float.
     */
    int reg_offset;
    /** Register type.  BRW_REGISTER_TYPE_* */
    int type;
    bool negate;
    bool abs;
-   bool sechalf;
    struct brw_reg fixed_hw_reg;
-   int smear; /* -1, or a channel of the reg to smear to all channels. */
+
+   /** Smear a channel of the reg to all channels. */
+   fs_reg &set_smear(unsigned subreg);
 
    /** Value for file == IMM */
    union {
@@ -122,24 +117,55 @@ public:
       float f;
    } imm;
 
+   /**
+    * Offset in bytes from the start of the register.  Values up to a
+    * backend_reg::reg_offset unit are valid.
+    */
+   int subreg_offset;
+
+   /** Register region horizontal stride */
+   int stride;
+
    fs_reg *reladdr;
 };
 
+static inline fs_reg
+offset(fs_reg reg, unsigned delta)
+{
+   assert(delta == 0 || (reg.file != HW_REG && reg.file != IMM));
+   reg.reg_offset += delta;
+   return reg;
+}
+
+static inline fs_reg
+byte_offset(fs_reg reg, unsigned delta)
+{
+   assert(delta == 0 || (reg.file != HW_REG && reg.file != IMM));
+   reg.subreg_offset += delta;
+   return reg;
+}
+
+/**
+ * Get either of the 8-component halves of a 16-component register.
+ *
+ * Note: this also works if \c reg represents a SIMD16 pair of registers.
+ */
+static inline fs_reg
+half(const fs_reg &reg, unsigned idx)
+{
+   assert(idx < 2);
+   assert(idx == 0 || (reg.file != HW_REG && reg.file != IMM));
+   return byte_offset(reg, 8 * idx * reg.stride * type_sz(reg.type));
+}
+
 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 ip_record : public exec_node {
 public:
-   static void* operator new(size_t size, void *ctx)
-   {
-      void *node;
-
-      node = rzalloc_size(ctx, size);
-      assert(node != NULL);
-
-      return node;
-   }
+   DECLARE_RALLOC_CXX_OPERATORS(ip_record)
 
    ip_record(int ip)
    {
@@ -151,17 +177,7 @@ public:
 
 class fs_inst : public backend_instruction {
 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 = rzalloc_size(ctx, size);
-      assert(node != NULL);
-
-      return node;
-   }
+   DECLARE_RALLOC_CXX_OPERATORS(fs_inst)
 
    void init();
 
@@ -174,11 +190,13 @@ 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);
+
+   bool reads_flag();
+   bool writes_flag();
 
    fs_reg dst;
    fs_reg src[3];
@@ -191,6 +209,7 @@ public:
    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;
@@ -222,7 +241,7 @@ public:
 
    fs_visitor(struct brw_context *brw,
               struct brw_wm_compile *c,
-              struct gl_shader_program *prog,
+              struct gl_shader_program *shader_prog,
               struct gl_fragment_program *fp,
               unsigned dispatch_width);
    ~fs_visitor();
@@ -248,7 +267,10 @@ 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);
@@ -284,6 +306,19 @@ public:
    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);
+   fs_inst *SEL(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,
@@ -291,17 +326,19 @@ public:
                                           fs_reg reg);
 
    exec_list VARYING_PULL_CONSTANT_LOAD(fs_reg dst, fs_reg surf_index,
-                                        fs_reg offset);
+                                        fs_reg varying_offset,
+                                        uint32_t const_offset);
 
    bool run();
+   void assign_binding_table_offsets();
    void setup_payload_gen4();
    void setup_payload_gen6();
-   void setup_paramvalues_refs();
    void assign_curb_setup();
    void calculate_urb_setup();
    void assign_urb_setup();
-   bool assign_regs();
+   bool assign_regs(bool allow_spilling);
    void assign_regs_trivial();
+   void get_used_mrfs(bool *mrf_used);
    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,
@@ -312,7 +349,9 @@ public:
    void compact_virtual_grfs();
    void move_uniform_array_access_to_pull_constants();
    void setup_pull_constants();
+   void invalidate_live_intervals();
    void calculate_live_intervals();
+   void calculate_register_pressure();
    bool opt_algebraic();
    bool opt_cse();
    bool opt_cse_local(bblock_t *block, exec_list *aeb);
@@ -322,46 +361,63 @@ public:
    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(bool post_reg_alloc);
+   void schedule_instructions(instruction_scheduler_mode mode);
+   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 emit_dummy_fs();
    fs_reg *emit_fragcoord_interpolation(ir_variable *ir);
    fs_inst *emit_linterp(const fs_reg &attr, const fs_reg &interp,
                          glsl_interp_qualifier interpolation_mode,
-                         bool is_centroid);
+                         bool is_centroid, bool is_sample);
    fs_reg *emit_frontfacing_interpolation(ir_variable *ir);
+   fs_reg *emit_samplepos_setup(ir_variable *ir);
+   fs_reg *emit_sampleid_setup(ir_variable *ir);
+   fs_reg *emit_samplemaskin_setup(ir_variable *ir);
    fs_reg *emit_general_interpolation(ir_variable *ir);
    void emit_interpolation_setup_gen4();
    void emit_interpolation_setup_gen6();
+   void compute_sample_position(fs_reg dst, fs_reg int_sample_pos);
    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,
                              fs_reg shadow_comp, fs_reg lod, fs_reg lod2);
    fs_inst *emit_texture_gen5(ir_texture *ir, fs_reg dst, fs_reg coordinate,
-                             fs_reg shadow_comp, fs_reg lod, fs_reg lod2);
+                              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,
-                             fs_reg shadow_comp, fs_reg lod, fs_reg lod2);
+                              fs_reg shadow_comp, fs_reg lod, fs_reg lod2,
+                              fs_reg sample_index, fs_reg mcs, int sampler);
+   fs_reg emit_mcs_fetch(ir_texture *ir, fs_reg coordinate, int sampler);
+   void emit_gen6_gather_wa(uint8_t wa, fs_reg dst);
+   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();
+   bool opt_peephole_sel();
+   bool opt_peephole_predicated_break();
+   bool opt_saturate_propagation();
    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();
@@ -387,6 +443,7 @@ public:
                     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_alpha_test();
    void emit_fb_writes();
 
    void emit_shader_time_begin();
@@ -394,6 +451,13 @@ public:
    void emit_shader_time_write(enum shader_time_shader_type type,
                                fs_reg value);
 
+   void emit_untyped_atomic(unsigned atomic_op, unsigned surf_index,
+                            fs_reg dst, fs_reg offset, fs_reg src0,
+                            fs_reg src1);
+
+   void emit_untyped_surface_read(unsigned surf_index, fs_reg dst,
+                                  fs_reg offset);
+
    bool try_rewrite_rhs_to_dst(ir_assignment *ir,
                               fs_reg dst,
                               fs_reg src,
@@ -407,29 +471,29 @@ public:
    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);
 
-   void dump_instructions();
-   void dump_instruction(fs_inst *inst);
+   virtual void dump_instructions();
+   void dump_instruction(backend_instruction *inst);
 
-   const struct gl_fragment_program *fp;
+   void visit_atomic_counter_intrinsic(ir_call *ir);
+
+   struct gl_fragment_program *fp;
    struct brw_wm_compile *c;
+   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;
+
+   int *regs_live_at_ip;
 
    /* This is the map from UNIFORM hw_reg + reg_offset as generated by
     * the visitor to the packed uniform number after
@@ -437,16 +501,17 @@ public:
     * uniform index.
     */
    int *params_remap;
+   int nr_params_remap;
 
    struct hash_table *variable_ht;
    fs_reg frag_depth;
+   fs_reg sample_mask;
    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;
@@ -471,11 +536,11 @@ public:
    fs_reg shader_start_time;
 
    int grf_used;
+   bool spilled_any_registers;
 
    const unsigned dispatch_width; /**< 8 or 16 */
 
    int force_uncompressed_stack;
-   int force_sechalf_stack;
 };
 
 /**
@@ -495,11 +560,13 @@ public:
 
    const unsigned *generate_assembly(exec_list *simd8_instructions,
                                      exec_list *simd16_instructions,
-                                     unsigned *assembly_size);
+                                     unsigned *assembly_size,
+                                     FILE *dump_file = NULL);
 
 private:
-   void generate_code(exec_list *instructions);
+   void generate_code(exec_list *instructions, FILE *dump_file);
    void generate_fb_write(fs_inst *inst);
+   void generate_blorp_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);
@@ -521,34 +588,76 @@ private:
    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_scratch_write(fs_inst *inst, struct brw_reg src);
+   void generate_scratch_read(fs_inst *inst, struct brw_reg dst);
+   void generate_scratch_read_gen7(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 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_omask(fs_inst *inst,
+                           struct brw_reg dst,
+                           struct brw_reg sample_mask);
+
+   void generate_set_sample_id(fs_inst *inst,
+                               struct brw_reg dst,
+                               struct brw_reg src0,
+                               struct brw_reg src1);
+
+   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 generate_untyped_atomic(fs_inst *inst,
+                                struct brw_reg dst,
+                                struct brw_reg atomic_op,
+                                struct brw_reg surf_index);
+
+   void generate_untyped_surface_read(fs_inst *inst,
+                                      struct brw_reg dst,
+                                      struct brw_reg surf_index);
+
    void patch_discard_jumps_to_fb_writes();
 
    struct brw_context *brw;
-   struct intel_context *intel;
    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 */
@@ -558,6 +667,70 @@ private:
    void *mem_ctx;
 };
 
+/**
+ * The fragment shader code generator.
+ *
+ * Translates FS IR to actual i965 assembly code.
+ */
+class gen8_fs_generator : public gen8_generator
+{
+public:
+   gen8_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);
+   ~gen8_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_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(fs_inst *inst, struct brw_reg dst, struct brw_reg src);
+   void generate_math2(fs_inst *inst, struct brw_reg dst,
+                       struct brw_reg src0, struct brw_reg src1);
+   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_scratch_write(fs_inst *inst, struct brw_reg src);
+   void generate_scratch_read(fs_inst *inst, struct brw_reg dst);
+   void generate_scratch_read_gen7(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_varying_pull_constant_load(fs_inst *inst,
+                                            struct brw_reg dst,
+                                            struct brw_reg index,
+                                            struct brw_reg offset);
+   void generate_mov_dispatch_to_flags(fs_inst *ir);
+   void generate_set_simd4x2_offset(fs_inst *ir,
+                                    struct brw_reg dst,
+                                    struct brw_reg offset);
+   void generate_discard_jump(fs_inst *ir);
+
+   void patch_discard_jumps_to_fb_writes();
+
+   void mark_surface_used(unsigned surf_index);
+
+   struct brw_wm_compile *c;
+   const struct gl_fragment_program *fp;
+
+   unsigned dispatch_width; /** 8 or 16 */
+
+   bool dual_source_output;
+
+   exec_list discard_halt_patches;
+};
+
 bool brw_do_channel_expressions(struct exec_list *instructions);
 bool brw_do_vector_splitting(struct exec_list *instructions);
 bool brw_fs_precompile(struct gl_context *ctx, struct gl_shader_program *prog);
+
+struct brw_reg brw_reg_from_fs_reg(fs_reg *reg);