i965: Replace HW_REG with ARF/FIXED_GRF.
[mesa.git] / src / mesa / drivers / dri / i965 / brw_fs_reg_allocate.cpp
index cd78816b9f254a07f5903cc3515788ac0c23d30b..1b61f9fe01c8b55f84730086596b19b69bdf569b 100644 (file)
@@ -27,7 +27,7 @@
 
 #include "brw_fs.h"
 #include "brw_cfg.h"
-#include "glsl/glsl_types.h"
+#include "glsl/nir/glsl_types.h"
 #include "glsl/ir_optimization.h"
 
 using namespace brw;
@@ -35,8 +35,8 @@ using namespace brw;
 static void
 assign_reg(unsigned *reg_hw_locations, fs_reg *reg)
 {
-   if (reg->file == GRF) {
-      reg->reg = reg_hw_locations[reg->reg] + reg->reg_offset;
+   if (reg->file == VGRF) {
+      reg->nr = reg_hw_locations[reg->nr] + reg->reg_offset;
       reg->reg_offset = 0;
    }
 }
@@ -73,11 +73,20 @@ fs_visitor::assign_regs_trivial()
 }
 
 static void
-brw_alloc_reg_set(struct brw_compiler *compiler, int reg_width)
+brw_alloc_reg_set(struct brw_compiler *compiler, int dispatch_width)
 {
    const struct brw_device_info *devinfo = compiler->devinfo;
    int base_reg_count = BRW_MAX_GRF;
-   int index = reg_width - 1;
+   int index = (dispatch_width / 8) - 1;
+
+   if (dispatch_width > 8 && devinfo->gen >= 7) {
+      /* For IVB+, we don't need the PLN hacks or the even-reg alignment in
+       * SIMD16.  Therefore, we can use the exact same register sets for
+       * SIMD16 as we do for SIMD8 and we don't need to recalculate them.
+       */
+      compiler->fs_reg_sets[index] = compiler->fs_reg_sets[0];
+      return;
+   }
 
    /* The registers used to make up almost all values handled in the compiler
     * are a scalar value occupying a single register (or 2 registers in the
@@ -121,7 +130,7 @@ brw_alloc_reg_set(struct brw_compiler *compiler, int reg_width)
    /* Compute the total number of registers across all classes. */
    int ra_reg_count = 0;
    for (int i = 0; i < class_count; i++) {
-      if (devinfo->gen <= 5 && reg_width == 2) {
+      if (devinfo->gen <= 5 && dispatch_width == 16) {
          /* From the G45 PRM:
           *
           * In order to reduce the hardware complexity, the following
@@ -147,7 +156,7 @@ brw_alloc_reg_set(struct brw_compiler *compiler, int reg_width)
    }
 
    uint8_t *ra_reg_to_grf = ralloc_array(compiler, uint8_t, ra_reg_count);
-   struct ra_regs *regs = ra_alloc_reg_set(compiler, ra_reg_count);
+   struct ra_regs *regs = ra_alloc_reg_set(compiler, ra_reg_count, false);
    if (devinfo->gen >= 6)
       ra_set_allocate_round_robin(regs);
    int *classes = ralloc_array(compiler, int, class_count);
@@ -168,7 +177,7 @@ brw_alloc_reg_set(struct brw_compiler *compiler, int reg_width)
    int pairs_reg_count = 0;
    for (int i = 0; i < class_count; i++) {
       int class_reg_count;
-      if (devinfo->gen <= 5 && reg_width == 2) {
+      if (devinfo->gen <= 5 && dispatch_width == 16) {
          class_reg_count = (base_reg_count - (class_sizes[i] - 1)) / 2;
 
          /* See comment below.  The only difference here is that we are
@@ -214,7 +223,7 @@ brw_alloc_reg_set(struct brw_compiler *compiler, int reg_width)
          pairs_reg_count = class_reg_count;
       }
 
-      if (devinfo->gen <= 5 && reg_width == 2) {
+      if (devinfo->gen <= 5 && dispatch_width == 16) {
          for (int j = 0; j < class_reg_count; j++) {
             ra_class_add_reg(regs, classes[i], reg);
 
@@ -223,7 +232,7 @@ brw_alloc_reg_set(struct brw_compiler *compiler, int reg_width)
             for (int base_reg = j;
                  base_reg < j + (class_sizes[i] + 1) / 2;
                  base_reg++) {
-               ra_add_transitive_reg_conflict(regs, base_reg, reg);
+               ra_add_reg_conflict(regs, base_reg, reg);
             }
 
             reg++;
@@ -237,7 +246,7 @@ brw_alloc_reg_set(struct brw_compiler *compiler, int reg_width)
             for (int base_reg = j;
                  base_reg < j + class_sizes[i];
                  base_reg++) {
-               ra_add_transitive_reg_conflict(regs, base_reg, reg);
+               ra_add_reg_conflict(regs, base_reg, reg);
             }
 
             reg++;
@@ -246,10 +255,16 @@ brw_alloc_reg_set(struct brw_compiler *compiler, int reg_width)
    }
    assert(reg == ra_reg_count);
 
+   /* Applying transitivity to all of the base registers gives us the
+    * appropreate register conflict relationships everywhere.
+    */
+   for (int reg = 0; reg < base_reg_count; reg++)
+      ra_make_reg_conflicts_transitive(regs, reg);
+
    /* Add a special class for aligned pairs, which we'll put delta_xy
     * in on Gen <= 6 so that we can do PLN.
     */
-   if (devinfo->has_pln && reg_width == 1 && devinfo->gen <= 6) {
+   if (devinfo->has_pln && dispatch_width == 8 && devinfo->gen <= 6) {
       aligned_pairs_class = ra_alloc_reg_class(regs);
 
       for (int i = 0; i < pairs_reg_count; i++) {
@@ -287,8 +302,8 @@ brw_alloc_reg_set(struct brw_compiler *compiler, int reg_width)
 void
 brw_fs_alloc_reg_sets(struct brw_compiler *compiler)
 {
-   brw_alloc_reg_set(compiler, 1);
-   brw_alloc_reg_set(compiler, 2);
+   brw_alloc_reg_set(compiler, 8);
+   brw_alloc_reg_set(compiler, 16);
 }
 
 static int
@@ -315,33 +330,15 @@ count_to_loop_end(const bblock_t *block)
    unreachable("not reached");
 }
 
-/**
- * Sets up interference between thread payload registers and the virtual GRFs
- * to be allocated for program temporaries.
- *
- * We want to be able to reallocate the payload for our virtual GRFs, notably
- * because the setup coefficients for a full set of 16 FS inputs takes up 8 of
- * our 128 registers.
- *
- * The layout of the payload registers is:
- *
- * 0..payload.num_regs-1: fixed function setup (including bary coordinates).
- * payload.num_regs..payload.num_regs+curb_read_lengh-1: uniform data
- * payload.num_regs+curb_read_lengh..first_non_payload_grf-1: setup coefficients.
- *
- * And we have payload_node_count nodes covering these registers in order
- * (note that in SIMD16, a node is two registers).
- */
-void
-fs_visitor::setup_payload_interference(struct ra_graph *g,
-                                       int payload_node_count,
-                                       int first_payload_node)
+void fs_visitor::calculate_payload_ranges(int payload_node_count,
+                                          int *payload_last_use_ip)
 {
    int loop_depth = 0;
    int loop_end_ip = 0;
 
-   int payload_last_use_ip[payload_node_count];
-   memset(payload_last_use_ip, 0, sizeof(payload_last_use_ip));
+   for (int i = 0; i < payload_node_count; i++)
+      payload_last_use_ip[i] = -1;
+
    int ip = 0;
    foreach_block_and_inst(block, fs_inst, inst, cfg) {
       switch (inst->opcode) {
@@ -369,43 +366,25 @@ fs_visitor::setup_payload_interference(struct ra_graph *g,
       else
          use_ip = ip;
 
-      /* Note that UNIFORM args have been turned into FIXED_HW_REG by
+      /* Note that UNIFORM args have been turned into FIXED_GRF by
        * assign_curbe_setup(), and interpolation uses fixed hardware regs from
        * the start (see interp_reg()).
        */
       for (int i = 0; i < inst->sources; i++) {
-         if (inst->src[i].file == HW_REG &&
-             inst->src[i].fixed_hw_reg.file == BRW_GENERAL_REGISTER_FILE) {
-            int node_nr = inst->src[i].fixed_hw_reg.nr;
+         if (inst->src[i].file == FIXED_GRF) {
+            int node_nr = inst->src[i].nr;
             if (node_nr >= payload_node_count)
                continue;
 
-            payload_last_use_ip[node_nr] = use_ip;
+            for (int j = 0; j < inst->regs_read(i); j++) {
+               payload_last_use_ip[node_nr + j] = use_ip;
+               assert(node_nr + j < payload_node_count);
+            }
          }
       }
 
       /* Special case instructions which have extra implied registers used. */
       switch (inst->opcode) {
-      case FS_OPCODE_LINTERP:
-         /* On gen6+ in SIMD16, there are 4 adjacent registers used by
-          * PLN's sourcing of the deltas, while we list only the first one
-          * in the arguments.  Pre-gen6, the deltas are computed in normal
-          * VGRFs.
-          */
-         if (devinfo->gen >= 6) {
-            int delta_x_arg = 0;
-            if (inst->src[delta_x_arg].file == HW_REG &&
-                inst->src[delta_x_arg].fixed_hw_reg.file ==
-                BRW_GENERAL_REGISTER_FILE) {
-               for (int i = 1; i < 4; ++i) {
-                  int node = inst->src[delta_x_arg].fixed_hw_reg.nr + i;
-                  assert(node < payload_node_count);
-                  payload_last_use_ip[node] = use_ip;
-               }
-            }
-         }
-         break;
-
       case CS_OPCODE_CS_TERMINATE:
          payload_last_use_ip[0] = use_ip;
          break;
@@ -426,8 +405,38 @@ fs_visitor::setup_payload_interference(struct ra_graph *g,
 
       ip++;
    }
+}
+
+
+/**
+ * Sets up interference between thread payload registers and the virtual GRFs
+ * to be allocated for program temporaries.
+ *
+ * We want to be able to reallocate the payload for our virtual GRFs, notably
+ * because the setup coefficients for a full set of 16 FS inputs takes up 8 of
+ * our 128 registers.
+ *
+ * The layout of the payload registers is:
+ *
+ * 0..payload.num_regs-1: fixed function setup (including bary coordinates).
+ * payload.num_regs..payload.num_regs+curb_read_lengh-1: uniform data
+ * payload.num_regs+curb_read_lengh..first_non_payload_grf-1: setup coefficients.
+ *
+ * And we have payload_node_count nodes covering these registers in order
+ * (note that in SIMD16, a node is two registers).
+ */
+void
+fs_visitor::setup_payload_interference(struct ra_graph *g,
+                                       int payload_node_count,
+                                       int first_payload_node)
+{
+   int payload_last_use_ip[payload_node_count];
+   calculate_payload_ranges(payload_node_count, payload_last_use_ip);
 
    for (int i = 0; i < payload_node_count; i++) {
+      if (payload_last_use_ip[i] == -1)
+         continue;
+
       /* Mark the payload node as interfering with any virtual grf that is
        * live between the start of the program and our last use of the payload
        * node.
@@ -475,14 +484,14 @@ get_used_mrfs(fs_visitor *v, bool *mrf_used)
 {
    int reg_width = v->dispatch_width / 8;
 
-   memset(mrf_used, 0, BRW_MAX_MRF * sizeof(bool));
+   memset(mrf_used, 0, BRW_MAX_MRF(v->devinfo->gen) * sizeof(bool));
 
    foreach_block_and_inst(block, fs_inst, inst, v->cfg) {
       if (inst->dst.file == MRF) {
-         int reg = inst->dst.reg & ~BRW_MRF_COMPR4;
+         int reg = inst->dst.nr & ~BRW_MRF_COMPR4;
          mrf_used[reg] = true;
          if (reg_width == 2) {
-            if (inst->dst.reg & BRW_MRF_COMPR4) {
+            if (inst->dst.nr & BRW_MRF_COMPR4) {
                mrf_used[reg + 4] = true;
             } else {
                mrf_used[reg + 1] = true;
@@ -506,11 +515,11 @@ static void
 setup_mrf_hack_interference(fs_visitor *v, struct ra_graph *g,
                             int first_mrf_node, int *first_used_mrf)
 {
-   bool mrf_used[BRW_MAX_MRF];
+   bool mrf_used[BRW_MAX_MRF(v->devinfo->gen)];
    get_used_mrfs(v, mrf_used);
 
-   *first_used_mrf = BRW_MAX_MRF;
-   for (int i = 0; i < BRW_MAX_MRF; i++) {
+   *first_used_mrf = BRW_MAX_MRF(v->devinfo->gen);
+   for (int i = 0; i < BRW_MAX_MRF(v->devinfo->gen); i++) {
       /* Mark each MRF reg node as being allocated to its physical register.
        *
        * The alternative would be to have per-physical-register classes, which
@@ -535,7 +544,6 @@ setup_mrf_hack_interference(fs_visitor *v, struct ra_graph *g,
 bool
 fs_visitor::assign_regs(bool allow_spilling)
 {
-   struct brw_compiler *compiler = brw->intelScreen->compiler;
    /* Most of this allocation was written for a reg_width of 1
     * (dispatch_width == 8).  In extending to SIMD16, the code was
     * left in place and it was converted to have the hardware
@@ -575,8 +583,8 @@ fs_visitor::assign_regs(bool allow_spilling)
        * that register and set it to the appropriate class.
        */
       if (compiler->fs_reg_sets[rsi].aligned_pairs_class >= 0 &&
-          this->delta_xy[BRW_WM_PERSPECTIVE_PIXEL_BARYCENTRIC].file == GRF &&
-          this->delta_xy[BRW_WM_PERSPECTIVE_PIXEL_BARYCENTRIC].reg == i) {
+          this->delta_xy[BRW_WM_PERSPECTIVE_PIXEL_BARYCENTRIC].file == VGRF &&
+          this->delta_xy[BRW_WM_PERSPECTIVE_PIXEL_BARYCENTRIC].nr == i) {
          c = compiler->fs_reg_sets[rsi].aligned_pairs_class;
       }
 
@@ -591,7 +599,7 @@ fs_visitor::assign_regs(bool allow_spilling)
 
    setup_payload_interference(g, payload_node_count, first_payload_node);
    if (devinfo->gen >= 7) {
-      int first_used_mrf = BRW_MAX_MRF;
+      int first_used_mrf = BRW_MAX_MRF(devinfo->gen);
       setup_mrf_hack_interference(this, g, first_mrf_hack_node,
                                   &first_used_mrf);
 
@@ -607,16 +615,16 @@ fs_visitor::assign_regs(bool allow_spilling)
           * highest register that works.
           */
          if (inst->eot) {
-            int size = alloc.sizes[inst->src[0].reg];
+            int size = alloc.sizes[inst->src[0].nr];
             int reg = compiler->fs_reg_sets[rsi].class_to_ra_reg_range[size] - 1;
 
             /* If something happened to spill, we want to push the EOT send
              * register early enough in the register file that we don't
              * conflict with any used MRF hack registers.
              */
-            reg -= BRW_MAX_MRF - first_used_mrf;
+            reg -= BRW_MAX_MRF(devinfo->gen) - first_used_mrf;
 
-            ra_set_node_reg(g, inst->src[0].reg, reg);
+            ra_set_node_reg(g, inst->src[0].nr, reg);
             break;
          }
       }
@@ -635,19 +643,19 @@ fs_visitor::assign_regs(bool allow_spilling)
        * destination interfere.
        */
       foreach_block_and_inst(block, fs_inst, inst, cfg) {
-         if (inst->dst.file != GRF)
+         if (inst->dst.file != VGRF)
             continue;
 
          for (int i = 0; i < inst->sources; ++i) {
-            if (inst->src[i].file == GRF) {
-               ra_add_node_interference(g, inst->dst.reg, inst->src[i].reg);
+            if (inst->src[i].file == VGRF) {
+               ra_add_node_interference(g, inst->dst.nr, inst->src[i].nr);
             }
          }
       }
    }
 
    /* Debug of register spilling: Go spill everything. */
-   if (unlikely(INTEL_DEBUG & DEBUG_SPILL)) {
+   if (unlikely(INTEL_DEBUG & DEBUG_SPILL_FS)) {
       int reg = choose_spill_reg(g);
 
       if (reg != -1) {
@@ -707,10 +715,8 @@ fs_visitor::emit_unspill(bblock_t *block, fs_inst *inst, fs_reg dst,
                          uint32_t spill_offset, int count)
 {
    int reg_size = 1;
-   if (dispatch_width == 16 && count % 2 == 0) {
+   if (dispatch_width == 16 && count % 2 == 0)
       reg_size = 2;
-      dst.width = 16;
-   }
 
    const fs_builder ibld = bld.annotate(inst->annotation, inst->ir)
                               .group(reg_size * 8, 0)
@@ -727,7 +733,7 @@ fs_visitor::emit_unspill(bblock_t *block, fs_inst *inst, fs_reg dst,
       unspill_inst->regs_written = reg_size;
 
       if (!gen7_read) {
-         unspill_inst->base_mrf = 14;
+         unspill_inst->base_mrf = FIRST_SPILL_MRF(devinfo->gen) + 1;
          unspill_inst->mlen = 1; /* header contains offset */
       }
 
@@ -741,9 +747,9 @@ fs_visitor::emit_spill(bblock_t *block, fs_inst *inst, fs_reg src,
                        uint32_t spill_offset, int count)
 {
    int reg_size = 1;
-   int spill_base_mrf = 14;
+   int spill_base_mrf = FIRST_SPILL_MRF(devinfo->gen) + 1;
    if (dispatch_width == 16 && count % 2 == 0) {
-      spill_base_mrf = 13;
+      spill_base_mrf = FIRST_SPILL_MRF(devinfo->gen);
       reg_size = 2;
    }
 
@@ -753,7 +759,7 @@ fs_visitor::emit_spill(bblock_t *block, fs_inst *inst, fs_reg src,
 
    for (int i = 0; i < count / reg_size; i++) {
       fs_inst *spill_inst =
-         ibld.emit(SHADER_OPCODE_GEN4_SCRATCH_WRITE, bld.null_reg_f(), src);
+         ibld.emit(SHADER_OPCODE_GEN4_SCRATCH_WRITE, ibld.null_reg_f(), src);
       src.reg_offset += reg_size;
       spill_inst->offset = spill_offset + i * reg_size * REG_SIZE;
       spill_inst->mlen = 1 + reg_size; /* header, value */
@@ -779,8 +785,8 @@ fs_visitor::choose_spill_reg(struct ra_graph *g)
     */
    foreach_block_and_inst(block, fs_inst, inst, cfg) {
       for (unsigned int i = 0; i < inst->sources; i++) {
-        if (inst->src[i].file == GRF) {
-           spill_costs[inst->src[i].reg] += loop_scale;
+        if (inst->src[i].file == VGRF) {
+            spill_costs[inst->src[i].nr] += loop_scale;
 
             /* Register spilling logic assumes full-width registers; smeared
              * registers have a width of 1 so if we try to spill them we'll
@@ -790,16 +796,16 @@ fs_visitor::choose_spill_reg(struct ra_graph *g)
              * register pressure anyhow.
              */
             if (!inst->src[i].is_contiguous()) {
-               no_spill[inst->src[i].reg] = true;
+               no_spill[inst->src[i].nr] = true;
             }
         }
       }
 
-      if (inst->dst.file == GRF) {
-        spill_costs[inst->dst.reg] += inst->regs_written * loop_scale;
+      if (inst->dst.file == VGRF) {
+         spill_costs[inst->dst.nr] += inst->regs_written * loop_scale;
 
          if (!inst->dst.is_contiguous()) {
-            no_spill[inst->dst.reg] = true;
+            no_spill[inst->dst.nr] = true;
          }
       }
 
@@ -814,14 +820,14 @@ fs_visitor::choose_spill_reg(struct ra_graph *g)
         break;
 
       case SHADER_OPCODE_GEN4_SCRATCH_WRITE:
-        if (inst->src[0].file == GRF)
-           no_spill[inst->src[0].reg] = true;
+        if (inst->src[0].file == VGRF)
+            no_spill[inst->src[0].nr] = true;
         break;
 
       case SHADER_OPCODE_GEN4_SCRATCH_READ:
       case SHADER_OPCODE_GEN7_SCRATCH_READ:
-        if (inst->dst.file == GRF)
-           no_spill[inst->dst.reg] = true;
+        if (inst->dst.file == VGRF)
+            no_spill[inst->dst.nr] = true;
         break;
 
       default:
@@ -843,7 +849,8 @@ fs_visitor::spill_reg(int spill_reg)
    int size = alloc.sizes[spill_reg];
    unsigned int spill_offset = last_scratch;
    assert(ALIGN(spill_offset, 16) == spill_offset); /* oword read/write req. */
-   int spill_base_mrf = dispatch_width > 8 ? 13 : 14;
+   int spill_base_mrf = dispatch_width > 8 ? FIRST_SPILL_MRF(devinfo->gen) :
+                                             FIRST_SPILL_MRF(devinfo->gen) + 1;
 
    /* Spills may use MRFs 13-15 in the SIMD16 case.  Our texturing is done
     * using up to 11 MRFs starting from either m1 or m2, and fb writes can use
@@ -853,10 +860,10 @@ fs_visitor::spill_reg(int spill_reg)
     * SIMD16 mode, because we'd stomp the FB writes.
     */
    if (!spilled_any_registers) {
-      bool mrf_used[BRW_MAX_MRF];
+      bool mrf_used[BRW_MAX_MRF(devinfo->gen)];
       get_used_mrfs(this, mrf_used);
 
-      for (int i = spill_base_mrf; i < BRW_MAX_MRF; i++) {
+      for (int i = spill_base_mrf; i < BRW_MAX_MRF(devinfo->gen); i++) {
          if (mrf_used[i]) {
             fail("Register spilling not supported with m%d used", i);
           return;
@@ -875,14 +882,14 @@ fs_visitor::spill_reg(int spill_reg)
     */
    foreach_block_and_inst (block, fs_inst, inst, cfg) {
       for (unsigned int i = 0; i < inst->sources; i++) {
-        if (inst->src[i].file == GRF &&
-            inst->src[i].reg == spill_reg) {
+        if (inst->src[i].file == VGRF &&
+             inst->src[i].nr == spill_reg) {
             int regs_read = inst->regs_read(i);
             int subset_spill_offset = (spill_offset +
                                        REG_SIZE * inst->src[i].reg_offset);
-            fs_reg unspill_dst(GRF, alloc.allocate(regs_read));
+            fs_reg unspill_dst(VGRF, alloc.allocate(regs_read));
 
-            inst->src[i].reg = unspill_dst.reg;
+            inst->src[i].nr = unspill_dst.nr;
             inst->src[i].reg_offset = 0;
 
             emit_unspill(block, inst, unspill_dst, subset_spill_offset,
@@ -890,13 +897,13 @@ fs_visitor::spill_reg(int spill_reg)
         }
       }
 
-      if (inst->dst.file == GRF &&
-         inst->dst.reg == spill_reg) {
+      if (inst->dst.file == VGRF &&
+          inst->dst.nr == spill_reg) {
          int subset_spill_offset = (spill_offset +
                                     REG_SIZE * inst->dst.reg_offset);
-         fs_reg spill_src(GRF, alloc.allocate(inst->regs_written));
+         fs_reg spill_src(VGRF, alloc.allocate(inst->regs_written));
 
-         inst->dst.reg = spill_src.reg;
+         inst->dst.nr = spill_src.nr;
          inst->dst.reg_offset = 0;
 
          /* If we're immediately spilling the register, we should not use