mesa: add/update comments in _mesa_copy_buffer_subdata()
[mesa.git] / src / mesa / drivers / dri / i965 / brw_fs_reg_allocate.cpp
index 2dda8acb38765e400517ce7c7fa2a59efe8916ba..3f875cc63d93bbeca944184004ab1dead3db5a59 100644 (file)
  *
  */
 
-extern "C" {
-
-#include <sys/types.h>
-
-#include "main/macros.h"
-#include "main/shaderobj.h"
-#include "main/uniforms.h"
-#include "program/prog_parameter.h"
-#include "program/prog_print.h"
-#include "program/prog_optimize.h"
-#include "program/register_allocate.h"
-#include "program/sampler.h"
-#include "program/hash_table.h"
-#include "brw_context.h"
-#include "brw_eu.h"
-#include "brw_wm.h"
-#include "talloc.h"
-}
 #include "brw_fs.h"
-#include "../glsl/glsl_types.h"
-#include "../glsl/ir_optimization.h"
-#include "../glsl/ir_print_visitor.h"
+#include "glsl/glsl_types.h"
+#include "glsl/ir_optimization.h"
+#include "glsl/ir_print_visitor.h"
 
 static void
-assign_reg(int *reg_hw_locations, fs_reg *reg)
+assign_reg(int *reg_hw_locations, fs_reg *reg, int reg_width)
 {
-   if (reg->file == GRF && reg->reg != 0) {
+   if (reg->file == GRF) {
       assert(reg->reg_offset >= 0);
-      reg->hw_reg = reg_hw_locations[reg->reg] + reg->reg_offset;
-      reg->reg = 0;
+      reg->reg = reg_hw_locations[reg->reg] + reg->reg_offset * reg_width;
+      reg->reg_offset = 0;
    }
 }
 
 void
 fs_visitor::assign_regs_trivial()
 {
-   int last_grf = 0;
-   int hw_reg_mapping[this->virtual_grf_next];
+   int hw_reg_mapping[this->virtual_grf_next + 1];
    int i;
+   int reg_width = c->dispatch_width / 8;
 
-   hw_reg_mapping[0] = 0;
-   hw_reg_mapping[1] = this->first_non_payload_grf;
-   for (i = 2; i < this->virtual_grf_next; i++) {
+   /* Note that compressed instructions require alignment to 2 registers. */
+   hw_reg_mapping[0] = ALIGN(this->first_non_payload_grf, reg_width);
+   for (i = 1; i <= this->virtual_grf_next; i++) {
       hw_reg_mapping[i] = (hw_reg_mapping[i - 1] +
-                          this->virtual_grf_sizes[i - 1]);
+                          this->virtual_grf_sizes[i - 1] * reg_width);
    }
-   last_grf = hw_reg_mapping[i - 1] + this->virtual_grf_sizes[i - 1];
+   this->grf_used = hw_reg_mapping[this->virtual_grf_next];
+
+   foreach_list(node, &this->instructions) {
+      fs_inst *inst = (fs_inst *)node;
 
-   foreach_iter(exec_list_iterator, iter, this->instructions) {
-      fs_inst *inst = (fs_inst *)iter.get();
+      assign_reg(hw_reg_mapping, &inst->dst, reg_width);
+      assign_reg(hw_reg_mapping, &inst->src[0], reg_width);
+      assign_reg(hw_reg_mapping, &inst->src[1], reg_width);
+   }
 
-      assign_reg(hw_reg_mapping, &inst->dst);
-      assign_reg(hw_reg_mapping, &inst->src[0]);
-      assign_reg(hw_reg_mapping, &inst->src[1]);
+   if (this->grf_used >= BRW_MAX_GRF) {
+      fail("Ran out of regs on trivial allocator (%d/%d)\n",
+          this->grf_used, BRW_MAX_GRF);
    }
 
-   this->grf_used = last_grf + 1;
 }
 
-void
+static void
+brw_alloc_reg_set_for_classes(struct brw_context *brw,
+                             int *class_sizes,
+                             int class_count,
+                             int reg_width,
+                             int base_reg_count)
+{
+   struct intel_context *intel = &brw->intel;
+
+   /* Compute the total number of registers across all classes. */
+   int ra_reg_count = 0;
+   for (int i = 0; i < class_count; i++) {
+      ra_reg_count += base_reg_count - (class_sizes[i] - 1);
+   }
+
+   ralloc_free(brw->wm.ra_reg_to_grf);
+   brw->wm.ra_reg_to_grf = ralloc_array(brw, uint8_t, ra_reg_count);
+   ralloc_free(brw->wm.regs);
+   brw->wm.regs = ra_alloc_reg_set(ra_reg_count);
+   ralloc_free(brw->wm.classes);
+   brw->wm.classes = ralloc_array(brw, int, class_count + 1);
+
+   brw->wm.aligned_pairs_class = -1;
+
+   /* Now, add the registers to their classes, and add the conflicts
+    * between them and the base GRF registers (and also each other).
+    */
+   int reg = 0;
+   int pairs_base_reg = 0;
+   int pairs_reg_count = 0;
+   for (int i = 0; i < class_count; i++) {
+      int class_reg_count = base_reg_count - (class_sizes[i] - 1);
+      brw->wm.classes[i] = ra_alloc_reg_class(brw->wm.regs);
+
+      /* Save this off for the aligned pair class at the end. */
+      if (class_sizes[i] == 2) {
+        pairs_base_reg = reg;
+        pairs_reg_count = class_reg_count;
+      }
+
+      for (int j = 0; j < class_reg_count; j++) {
+        ra_class_add_reg(brw->wm.regs, brw->wm.classes[i], reg);
+
+        brw->wm.ra_reg_to_grf[reg] = j;
+
+        for (int base_reg = j;
+             base_reg < j + class_sizes[i];
+             base_reg++) {
+           ra_add_transitive_reg_conflict(brw->wm.regs, base_reg, reg);
+        }
+
+        reg++;
+      }
+   }
+   assert(reg == ra_reg_count);
+
+   /* Add a special class for aligned pairs, which we'll put delta_x/y
+    * in on gen5 so that we can do PLN.
+    */
+   if (brw->has_pln && reg_width == 1 && intel->gen < 6) {
+      brw->wm.aligned_pairs_class = ra_alloc_reg_class(brw->wm.regs);
+
+      for (int i = 0; i < pairs_reg_count; i++) {
+        if ((brw->wm.ra_reg_to_grf[pairs_base_reg + i] & 1) == 0) {
+           ra_class_add_reg(brw->wm.regs, brw->wm.aligned_pairs_class,
+                            pairs_base_reg + i);
+        }
+      }
+      class_count++;
+   }
+
+   ra_set_finalize(brw->wm.regs);
+}
+
+bool
 fs_visitor::assign_regs()
 {
-   int last_grf = 0;
-   int hw_reg_mapping[this->virtual_grf_next + 1];
-   int base_reg_count = BRW_MAX_GRF - this->first_non_payload_grf;
+   /* Most of this allocation was written for a reg_width of 1
+    * (dispatch_width == 8).  In extending to 16-wide, the code was
+    * left in place and it was converted to have the hardware
+    * registers it's allocating be contiguous physical pairs of regs
+    * for reg_width == 2.
+    */
+   int reg_width = c->dispatch_width / 8;
+   int hw_reg_mapping[this->virtual_grf_next];
+   int first_assigned_grf = ALIGN(this->first_non_payload_grf, reg_width);
+   int base_reg_count = (BRW_MAX_GRF - first_assigned_grf) / reg_width;
    int class_sizes[base_reg_count];
    int class_count = 0;
-   int aligned_pair_class = -1;
+
+   calculate_live_intervals();
 
    /* Set up the register classes.
     *
@@ -109,7 +177,7 @@ fs_visitor::assign_regs()
        */
       class_sizes[class_count++] = 2;
    }
-   for (int r = 1; r < this->virtual_grf_next; r++) {
+   for (int r = 0; r < this->virtual_grf_next; r++) {
       int i;
 
       for (i = 0; i < class_count; i++) {
@@ -118,148 +186,240 @@ fs_visitor::assign_regs()
       }
       if (i == class_count) {
         if (this->virtual_grf_sizes[r] >= base_reg_count) {
-           fprintf(stderr, "Object too large to register allocate.\n");
-           this->fail = true;
+           fail("Object too large to register allocate.\n");
         }
 
         class_sizes[class_count++] = this->virtual_grf_sizes[r];
       }
    }
 
-   int ra_reg_count = 0;
-   int class_base_reg[class_count];
-   int class_reg_count[class_count];
-   int classes[class_count + 1];
-
-   for (int i = 0; i < class_count; i++) {
-      class_base_reg[i] = ra_reg_count;
-      class_reg_count[i] = base_reg_count - (class_sizes[i] - 1);
-      ra_reg_count += class_reg_count[i];
-   }
-
-   struct ra_regs *regs = ra_alloc_reg_set(ra_reg_count);
-   for (int i = 0; i < class_count; i++) {
-      classes[i] = ra_alloc_reg_class(regs);
-
-      for (int i_r = 0; i_r < class_reg_count[i]; i_r++) {
-        ra_class_add_reg(regs, classes[i], class_base_reg[i] + i_r);
-      }
-
-      /* Add conflicts between our contiguous registers aliasing
-       * base regs and other register classes' contiguous registers
-       * that alias base regs, or the base regs themselves for classes[0].
-       */
-      for (int c = 0; c <= i; c++) {
-        for (int i_r = 0; i_r < class_reg_count[i]; i_r++) {
-           for (int c_r = MAX2(0, i_r - (class_sizes[c] - 1));
-                c_r < MIN2(class_reg_count[c], i_r + class_sizes[i]);
-                c_r++) {
-
-              if (0) {
-                 printf("%d/%d conflicts %d/%d\n",
-                        class_sizes[i], this->first_non_payload_grf + i_r,
-                        class_sizes[c], this->first_non_payload_grf + c_r);
-              }
-
-              ra_add_reg_conflict(regs,
-                                  class_base_reg[i] + i_r,
-                                  class_base_reg[c] + c_r);
-           }
-        }
-      }
-   }
-
-   /* Add a special class for aligned pairs, which we'll put delta_x/y
-    * in on gen5 so that we can do PLN.
-    */
-   if (brw->has_pln && intel->gen < 6) {
-      int reg_count = (base_reg_count - 1) / 2;
-      int unaligned_pair_class = 1;
-      assert(class_sizes[unaligned_pair_class] == 2);
-
-      aligned_pair_class = class_count;
-      classes[aligned_pair_class] = ra_alloc_reg_class(regs);
-      class_sizes[aligned_pair_class] = 2;
-      class_base_reg[aligned_pair_class] = 0;
-      class_reg_count[aligned_pair_class] = 0;
-      int start = (this->first_non_payload_grf & 1) ? 1 : 0;
-
-      for (int i = 0; i < reg_count; i++) {
-        ra_class_add_reg(regs, classes[aligned_pair_class],
-                         class_base_reg[unaligned_pair_class] + i * 2 + start);
-      }
-      class_count++;
-   }
-
-   ra_set_finalize(regs);
+   brw_alloc_reg_set_for_classes(brw, class_sizes, class_count,
+                                reg_width, base_reg_count);
 
-   struct ra_graph *g = ra_alloc_interference_graph(regs,
+   struct ra_graph *g = ra_alloc_interference_graph(brw->wm.regs,
                                                    this->virtual_grf_next);
-   /* Node 0 is just a placeholder to keep virtual_grf[] mapping 1:1
-    * with nodes.
-    */
-   ra_set_node_class(g, 0, classes[0]);
 
-   for (int i = 1; i < this->virtual_grf_next; i++) {
+   for (int i = 0; i < this->virtual_grf_next; i++) {
       for (int c = 0; c < class_count; c++) {
         if (class_sizes[c] == this->virtual_grf_sizes[i]) {
-           if (aligned_pair_class >= 0 &&
-               this->delta_x.reg == i) {
-              ra_set_node_class(g, i, classes[aligned_pair_class]);
+            /* Special case: on pre-GEN6 hardware that supports PLN, the
+             * second operand of a PLN instruction needs to be an
+             * even-numbered register, so we have a special register class
+             * wm_aligned_pairs_class to handle this case.  pre-GEN6 always
+             * uses this->delta_x[BRW_WM_PERSPECTIVE_PIXEL_BARYCENTRIC] as the
+             * second operand of a PLN instruction (since it doesn't support
+             * any other interpolation modes).  So all we need to do is find
+             * that register and set it to the appropriate class.
+             */
+           if (brw->wm.aligned_pairs_class >= 0 &&
+               this->delta_x[BRW_WM_PERSPECTIVE_PIXEL_BARYCENTRIC].reg == i) {
+              ra_set_node_class(g, i, brw->wm.aligned_pairs_class);
            } else {
-              ra_set_node_class(g, i, classes[c]);
+              ra_set_node_class(g, i, brw->wm.classes[c]);
            }
            break;
         }
       }
 
-      for (int j = 1; j < i; j++) {
+      for (int j = 0; j < i; j++) {
         if (virtual_grf_interferes(i, j)) {
            ra_add_node_interference(g, i, j);
         }
       }
    }
 
-   /* FINISHME: Handle spilling */
    if (!ra_allocate_no_spills(g)) {
-      fprintf(stderr, "Failed to allocate registers.\n");
-      this->fail = true;
-      return;
+      /* Failed to allocate registers.  Spill a reg, and the caller will
+       * loop back into here to try again.
+       */
+      int reg = choose_spill_reg(g);
+
+      if (reg == -1) {
+        fail("no register to spill\n");
+      } else if (intel->gen >= 7) {
+        fail("no spilling support on gen7 yet\n");
+      } else if (c->dispatch_width == 16) {
+        fail("no spilling support on 16-wide yet\n");
+      } else {
+        spill_reg(reg);
+      }
+
+
+      ralloc_free(g);
+
+      return false;
    }
 
    /* Get the chosen virtual registers for each node, and map virtual
     * regs in the register classes back down to real hardware reg
     * numbers.
     */
-   hw_reg_mapping[0] = 0; /* unused */
-   for (int i = 1; i < this->virtual_grf_next; i++) {
+   this->grf_used = first_assigned_grf;
+   for (int i = 0; i < this->virtual_grf_next; i++) {
       int reg = ra_get_node_reg(g, i);
-      int hw_reg = -1;
 
-      for (int c = 0; c < class_count; c++) {
-        if (reg >= class_base_reg[c] &&
-            reg < class_base_reg[c] + class_reg_count[c]) {
-           hw_reg = reg - class_base_reg[c];
-           break;
+      hw_reg_mapping[i] = (first_assigned_grf +
+                          brw->wm.ra_reg_to_grf[reg] * reg_width);
+      this->grf_used = MAX2(this->grf_used,
+                           hw_reg_mapping[i] + this->virtual_grf_sizes[i] *
+                           reg_width);
+   }
+
+   foreach_list(node, &this->instructions) {
+      fs_inst *inst = (fs_inst *)node;
+
+      assign_reg(hw_reg_mapping, &inst->dst, reg_width);
+      assign_reg(hw_reg_mapping, &inst->src[0], reg_width);
+      assign_reg(hw_reg_mapping, &inst->src[1], reg_width);
+   }
+
+   ralloc_free(g);
+
+   return true;
+}
+
+void
+fs_visitor::emit_unspill(fs_inst *inst, fs_reg dst, uint32_t spill_offset)
+{
+   int size = virtual_grf_sizes[dst.reg];
+   dst.reg_offset = 0;
+
+   for (int chan = 0; chan < size; chan++) {
+      fs_inst *unspill_inst = new(mem_ctx) fs_inst(FS_OPCODE_UNSPILL,
+                                                  dst);
+      dst.reg_offset++;
+      unspill_inst->offset = spill_offset + chan * REG_SIZE;
+      unspill_inst->ir = inst->ir;
+      unspill_inst->annotation = inst->annotation;
+
+      /* Choose a MRF that won't conflict with an MRF that's live across the
+       * spill.  Nothing else will make it up to MRF 14/15.
+       */
+      unspill_inst->base_mrf = 14;
+      unspill_inst->mlen = 1; /* header contains offset */
+      inst->insert_before(unspill_inst);
+   }
+}
+
+int
+fs_visitor::choose_spill_reg(struct ra_graph *g)
+{
+   float loop_scale = 1.0;
+   float spill_costs[this->virtual_grf_next];
+   bool no_spill[this->virtual_grf_next];
+
+   for (int i = 0; i < this->virtual_grf_next; i++) {
+      spill_costs[i] = 0.0;
+      no_spill[i] = false;
+   }
+
+   /* Calculate costs for spilling nodes.  Call it a cost of 1 per
+    * spill/unspill we'll have to do, and guess that the insides of
+    * loops run 10 times.
+    */
+   foreach_list(node, &this->instructions) {
+      fs_inst *inst = (fs_inst *)node;
+
+      for (unsigned int i = 0; i < 3; i++) {
+        if (inst->src[i].file == GRF) {
+           int size = virtual_grf_sizes[inst->src[i].reg];
+           spill_costs[inst->src[i].reg] += size * loop_scale;
         }
       }
 
-      assert(hw_reg >= 0);
-      hw_reg_mapping[i] = this->first_non_payload_grf + hw_reg;
-      last_grf = MAX2(last_grf,
-                     hw_reg_mapping[i] + this->virtual_grf_sizes[i] - 1);
-   }
+      if (inst->dst.file == GRF) {
+        int size = virtual_grf_sizes[inst->dst.reg];
+        spill_costs[inst->dst.reg] += size * loop_scale;
+      }
 
-   foreach_iter(exec_list_iterator, iter, this->instructions) {
-      fs_inst *inst = (fs_inst *)iter.get();
+      switch (inst->opcode) {
+
+      case BRW_OPCODE_DO:
+        loop_scale *= 10;
+        break;
+
+      case BRW_OPCODE_WHILE:
+        loop_scale /= 10;
+        break;
+
+      case FS_OPCODE_SPILL:
+        if (inst->src[0].file == GRF)
+           no_spill[inst->src[0].reg] = true;
+        break;
+
+      case FS_OPCODE_UNSPILL:
+        if (inst->dst.file == GRF)
+           no_spill[inst->dst.reg] = true;
+        break;
+
+      default:
+        break;
+      }
+   }
 
-      assign_reg(hw_reg_mapping, &inst->dst);
-      assign_reg(hw_reg_mapping, &inst->src[0]);
-      assign_reg(hw_reg_mapping, &inst->src[1]);
+   for (int i = 0; i < this->virtual_grf_next; i++) {
+      if (!no_spill[i])
+        ra_set_node_spill_cost(g, i, spill_costs[i]);
    }
 
-   this->grf_used = last_grf + 1;
+   return ra_get_best_spill_node(g);
+}
+
+void
+fs_visitor::spill_reg(int spill_reg)
+{
+   int size = virtual_grf_sizes[spill_reg];
+   unsigned int spill_offset = c->last_scratch;
+   assert(ALIGN(spill_offset, 16) == spill_offset); /* oword read/write req. */
+   c->last_scratch += size * REG_SIZE;
+
+   /* Generate spill/unspill instructions for the objects being
+    * spilled.  Right now, we spill or unspill the whole thing to a
+    * virtual grf of the same size.  For most instructions, though, we
+    * could just spill/unspill the GRF being accessed.
+    */
+   foreach_list(node, &this->instructions) {
+      fs_inst *inst = (fs_inst *)node;
+
+      for (unsigned int i = 0; i < 3; i++) {
+        if (inst->src[i].file == GRF &&
+            inst->src[i].reg == spill_reg) {
+           inst->src[i].reg = virtual_grf_alloc(size);
+           emit_unspill(inst, inst->src[i], spill_offset);
+        }
+      }
+
+      if (inst->dst.file == GRF &&
+         inst->dst.reg == spill_reg) {
+        inst->dst.reg = virtual_grf_alloc(size);
+
+        /* Since we spill/unspill the whole thing even if we access
+         * just a component, we may need to unspill before the
+         * instruction we're spilling for.
+         */
+        if (size != 1 || inst->predicated) {
+           emit_unspill(inst, inst->dst, spill_offset);
+        }
+
+        fs_reg spill_src = inst->dst;
+        spill_src.reg_offset = 0;
+        spill_src.abs = false;
+        spill_src.negate = false;
+        spill_src.smear = -1;
+
+        for (int chan = 0; chan < size; chan++) {
+           fs_inst *spill_inst = new(mem_ctx) fs_inst(FS_OPCODE_SPILL,
+                                                      reg_null_f, spill_src);
+           spill_src.reg_offset++;
+           spill_inst->offset = spill_offset + chan * REG_SIZE;
+           spill_inst->ir = inst->ir;
+           spill_inst->annotation = inst->annotation;
+           spill_inst->base_mrf = 14;
+           spill_inst->mlen = 2; /* header, value */
+           inst->insert_after(spill_inst);
+        }
+      }
+   }
 
-   talloc_free(g);
-   talloc_free(regs);
+   this->live_intervals_valid = false;
 }