i965/gs: Add a case to brwNewProgram() for geometry shaders.
[mesa.git] / src / mesa / drivers / dri / i965 / brw_fs_reg_allocate.cpp
index 747c5fc6293bbe5f55e219c681941505e93dbbab..b9102d97e1fe4bef710cff82c431207ca2169740 100644 (file)
@@ -28,7 +28,6 @@
 #include "brw_fs.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, int reg_width)
@@ -45,7 +44,7 @@ fs_visitor::assign_regs_trivial()
 {
    int hw_reg_mapping[this->virtual_grf_count + 1];
    int i;
-   int reg_width = c->dispatch_width / 8;
+   int reg_width = dispatch_width / 8;
 
    /* Note that compressed instructions require alignment to 2 registers. */
    hw_reg_mapping[0] = ALIGN(this->first_non_payload_grf, reg_width);
@@ -72,9 +71,11 @@ fs_visitor::assign_regs_trivial()
 }
 
 static void
-brw_alloc_reg_set(struct brw_context *brw, int reg_width, int base_reg_count)
+brw_alloc_reg_set(struct brw_context *brw, int reg_width)
 {
-   struct intel_context *intel = &brw->intel;
+   int base_reg_count = BRW_MAX_GRF / reg_width;
+   int index = reg_width - 1;
+
    /* 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
     * case of 16-wide, which is handled by dividing base_reg_count by 2 and
@@ -87,14 +88,15 @@ brw_alloc_reg_set(struct brw_context *brw, int reg_width, int base_reg_count)
     * less some day.
     *
     * Additionally, on gen5 we need aligned pairs of registers for the PLN
-    * instruction.
+    * instruction, and on gen4 we need 8 contiguous regs for workaround simd16
+    * texturing.
     *
-    * So we have a need for classes for 1, 2, and 4 registers currently, and
-    * we add in '3' to make indexing the array easier (since we'll probably
-    * want it for texturing later).
+    * So we have a need for classes for 1, 2, 4, and 8 registers currently,
+    * and we add in '3' to make indexing the array easier for the common case
+    * (since we'll probably want it for texturing later).
     */
-   const int class_sizes[4] = {1, 2, 3, 4};
-   const int class_count = 4;
+   const int class_count = 5;
+   const int class_sizes[class_count] = {1, 2, 3, 4, 8};
 
    /* Compute the total number of registers across all classes. */
    int ra_reg_count = 0;
@@ -102,14 +104,12 @@ brw_alloc_reg_set(struct brw_context *brw, int reg_width, int base_reg_count)
       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(brw, ra_reg_count);
-   ralloc_free(brw->wm.classes);
-   brw->wm.classes = ralloc_array(brw, int, class_count + 1);
-
-   brw->wm.aligned_pairs_class = -1;
+   uint8_t *ra_reg_to_grf = ralloc_array(brw, uint8_t, ra_reg_count);
+   struct ra_regs *regs = ra_alloc_reg_set(brw, ra_reg_count);
+   if (brw->gen >= 6)
+      ra_set_allocate_round_robin(regs);
+   int *classes = ralloc_array(brw, int, class_count);
+   int 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).
@@ -119,7 +119,7 @@ brw_alloc_reg_set(struct brw_context *brw, int reg_width, int base_reg_count)
    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);
+      classes[i] = ra_alloc_reg_class(regs);
 
       /* Save this off for the aligned pair class at the end. */
       if (class_sizes[i] == 2) {
@@ -128,14 +128,14 @@ brw_alloc_reg_set(struct brw_context *brw, int reg_width, int base_reg_count)
       }
 
       for (int j = 0; j < class_reg_count; j++) {
-        ra_class_add_reg(brw->wm.regs, brw->wm.classes[i], reg);
+        ra_class_add_reg(regs, classes[i], reg);
 
-        brw->wm.ra_reg_to_grf[reg] = j;
+        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);
+           ra_add_transitive_reg_conflict(regs, base_reg, reg);
         }
 
         reg++;
@@ -146,18 +146,243 @@ brw_alloc_reg_set(struct brw_context *brw, int reg_width, int base_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);
+   if (brw->has_pln && reg_width == 1 && brw->gen < 6) {
+      aligned_pairs_class = ra_alloc_reg_class(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);
+        if ((ra_reg_to_grf[pairs_base_reg + i] & 1) == 0) {
+           ra_class_add_reg(regs, aligned_pairs_class, pairs_base_reg + i);
         }
       }
    }
 
-   ra_set_finalize(brw->wm.regs, NULL);
+   ra_set_finalize(regs, NULL);
+
+   brw->wm.reg_sets[index].regs = regs;
+   brw->wm.reg_sets[index].classes = classes;
+   brw->wm.reg_sets[index].ra_reg_to_grf = ra_reg_to_grf;
+   brw->wm.reg_sets[index].aligned_pairs_class = aligned_pairs_class;
+}
+
+void
+brw_fs_alloc_reg_sets(struct brw_context *brw)
+{
+   brw_alloc_reg_set(brw, 1);
+   brw_alloc_reg_set(brw, 2);
+}
+
+int
+count_to_loop_end(fs_inst *do_inst)
+{
+   int depth = 1;
+   int ip = 1;
+   for (fs_inst *inst = (fs_inst *)do_inst->next;
+        depth > 0;
+        inst = (fs_inst *)inst->next) {
+      switch (inst->opcode) {
+      case BRW_OPCODE_DO:
+         depth++;
+         break;
+      case BRW_OPCODE_WHILE:
+         depth--;
+         break;
+      default:
+         break;
+      }
+      ip++;
+   }
+   return 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..nr_payload_regs-1: fixed function setup (including bary coordinates).
+ * nr_payload_regs..nr_payload_regs+curb_read_lengh-1: uniform data
+ * nr_payload_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 16-wide, a node is two registers).
+ */
+void
+fs_visitor::setup_payload_interference(struct ra_graph *g,
+                                       int payload_node_count,
+                                       int first_payload_node)
+{
+   int reg_width = dispatch_width / 8;
+   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));
+   int ip = 0;
+   foreach_list(node, &this->instructions) {
+      fs_inst *inst = (fs_inst *)node;
+
+      switch (inst->opcode) {
+      case BRW_OPCODE_DO:
+         loop_depth++;
+
+         /* Since payload regs are deffed only at the start of the shader
+          * execution, any uses of the payload within a loop mean the live
+          * interval extends to the end of the outermost loop.  Find the ip of
+          * the end now.
+          */
+         if (loop_depth == 1)
+            loop_end_ip = ip + count_to_loop_end(inst);
+         break;
+      case BRW_OPCODE_WHILE:
+         loop_depth--;
+         break;
+      default:
+         break;
+      }
+
+      int use_ip;
+      if (loop_depth > 0)
+         use_ip = loop_end_ip;
+      else
+         use_ip = ip;
+
+      /* Note that UNIFORM args have been turned into FIXED_HW_REG by
+       * assign_curbe_setup(), and interpolation uses fixed hardware regs from
+       * the start (see interp_reg()).
+       */
+      for (int i = 0; i < 3; 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 / reg_width;
+            if (node_nr >= payload_node_count)
+               continue;
+
+            payload_last_use_ip[node_nr] = use_ip;
+         }
+      }
+
+      /* Special case instructions which have extra implied registers used. */
+      switch (inst->opcode) {
+      case FS_OPCODE_FB_WRITE:
+         /* We could omit this for the !inst->header_present case, except that
+          * the simulator apparently incorrectly reads from g0/g1 instead of
+          * sideband.  It also really freaks out driver developers to see g0
+          * used in unusual places, so just always reserve it.
+          */
+         payload_last_use_ip[0 / reg_width] = use_ip;
+         payload_last_use_ip[1 / reg_width] = use_ip;
+         break;
+
+      case FS_OPCODE_LINTERP:
+         /* On gen6+ in 16-wide, there are 4 adjacent registers (so 2 nodes)
+          * used by PLN's sourcing of the deltas, while we list only the first
+          * two in the arguments (1 node).  Pre-gen6, the deltas are computed
+          * in normal VGRFs.
+          */
+         if (brw->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) {
+               int sechalf_node = (inst->src[delta_x_arg].fixed_hw_reg.nr /
+                                   reg_width) + 1;
+               assert(sechalf_node < payload_node_count);
+               payload_last_use_ip[sechalf_node] = use_ip;
+            }
+         }
+         break;
+
+      default:
+         break;
+      }
+
+      ip++;
+   }
+
+   for (int i = 0; i < payload_node_count; i++) {
+      /* 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.
+       */
+      for (int j = 0; j < this->virtual_grf_count; j++) {
+         /* Note that we use a <= comparison, unlike virtual_grf_interferes(),
+          * in order to not have to worry about the uniform issue described in
+          * calculate_live_intervals().
+          */
+         if (this->virtual_grf_start[j] <= payload_last_use_ip[i]) {
+            ra_add_node_interference(g, first_payload_node + i, j);
+         }
+      }
+   }
+
+   for (int i = 0; i < payload_node_count; i++) {
+      /* Mark each payload node as being allocated to its physical register.
+       *
+       * The alternative would be to have per-physical-register classes, which
+       * would just be silly.
+       */
+      ra_set_node_reg(g, first_payload_node + i, i);
+   }
+}
+
+/**
+ * Sets interference between virtual GRFs and usage of the high GRFs for SEND
+ * messages (treated as MRFs in code generation).
+ */
+void
+fs_visitor::setup_mrf_hack_interference(struct ra_graph *g, int first_mrf_node)
+{
+   int mrf_count = BRW_MAX_GRF - GEN7_MRF_HACK_START;
+   int reg_width = dispatch_width / 8;
+
+   /* Identify all the MRFs used in the program. */
+   bool mrf_used[mrf_count];
+   memset(mrf_used, 0, sizeof(mrf_used));
+   foreach_list(node, &this->instructions) {
+      fs_inst *inst = (fs_inst *)node;
+
+      if (inst->dst.file == MRF) {
+         int reg = inst->dst.reg & ~BRW_MRF_COMPR4;
+         mrf_used[reg] = true;
+         if (reg_width == 2) {
+            if (inst->dst.reg & BRW_MRF_COMPR4) {
+               mrf_used[reg + 4] = true;
+            } else {
+               mrf_used[reg + 1] = true;
+            }
+         }
+      }
+
+      if (inst->mlen > 0) {
+        for (int i = 0; i < implied_mrf_writes(inst); i++) {
+            mrf_used[inst->base_mrf + i] = true;
+         }
+      }
+   }
+
+   for (int i = 0; i < mrf_count; i++) {
+      /* Mark each payload reg node as being allocated to its physical register.
+       *
+       * The alternative would be to have per-physical-register classes, which
+       * would just be silly.
+       */
+      ra_set_node_reg(g, first_mrf_node + i,
+                      (GEN7_MRF_HACK_START + i) / reg_width);
+
+      /* Since we don't have any live/dead analysis on the MRFs, just mark all
+       * that are used as conflicting with all virtual GRFs.
+       */
+      if (mrf_used[i]) {
+         for (int j = 0; j < this->virtual_grf_count; j++) {
+            ra_add_node_interference(g, first_mrf_node + i, j);
+         }
+      }
+   }
 }
 
 bool
@@ -169,23 +394,34 @@ fs_visitor::assign_regs()
     * registers it's allocating be contiguous physical pairs of regs
     * for reg_width == 2.
     */
-   int reg_width = c->dispatch_width / 8;
+   int reg_width = dispatch_width / 8;
    int hw_reg_mapping[this->virtual_grf_count];
-   int first_assigned_grf = ALIGN(this->first_non_payload_grf, reg_width);
-   int base_reg_count = (max_grf - first_assigned_grf) / reg_width;
-
+   int payload_node_count = (ALIGN(this->first_non_payload_grf, reg_width) /
+                            reg_width);
+   int rsi = reg_width - 1; /* Which brw->wm.reg_sets[] to use */
    calculate_live_intervals();
 
-   brw_alloc_reg_set(brw, reg_width, base_reg_count);
-
-   struct ra_graph *g = ra_alloc_interference_graph(brw->wm.regs,
-                                                   this->virtual_grf_count);
+   int node_count = this->virtual_grf_count;
+   int first_payload_node = node_count;
+   node_count += payload_node_count;
+   int first_mrf_hack_node = node_count;
+   if (brw->gen >= 7)
+      node_count += BRW_MAX_GRF - GEN7_MRF_HACK_START;
+   struct ra_graph *g = ra_alloc_interference_graph(brw->wm.reg_sets[rsi].regs,
+                                                    node_count);
 
    for (int i = 0; i < this->virtual_grf_count; i++) {
-      assert(this->virtual_grf_sizes[i] >= 1 &&
-             this->virtual_grf_sizes[i] <= 4 &&
-             "Register allocation relies on split_virtual_grfs()");
-      int c = brw->wm.classes[this->virtual_grf_sizes[i] - 1];
+      int size = this->virtual_grf_sizes[i];
+      int c;
+
+      if (size == 8) {
+         c = 4;
+      } else {
+         assert(size >= 1 &&
+                size <= 4 &&
+                "Register allocation relies on split_virtual_grfs()");
+         c = brw->wm.reg_sets[rsi].classes[size - 1];
+      }
 
       /* Special case: on pre-GEN6 hardware that supports PLN, the
        * second operand of a PLN instruction needs to be an
@@ -196,9 +432,9 @@ fs_visitor::assign_regs()
        * 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 &&
+      if (brw->wm.reg_sets[rsi].aligned_pairs_class >= 0 &&
           this->delta_x[BRW_WM_PERSPECTIVE_PIXEL_BARYCENTRIC].reg == i) {
-         c = brw->wm.aligned_pairs_class;
+         c = brw->wm.reg_sets[rsi].aligned_pairs_class;
       }
 
       ra_set_node_class(g, i, c);
@@ -210,6 +446,10 @@ fs_visitor::assign_regs()
       }
    }
 
+   setup_payload_interference(g, payload_node_count, first_payload_node);
+   if (brw->gen >= 7)
+      setup_mrf_hack_interference(g, first_mrf_hack_node);
+
    if (!ra_allocate_no_spills(g)) {
       /* Failed to allocate registers.  Spill a reg, and the caller will
        * loop back into here to try again.
@@ -217,8 +457,9 @@ fs_visitor::assign_regs()
       int reg = choose_spill_reg(g);
 
       if (reg == -1) {
-        fail("no register to spill\n");
-      } else if (c->dispatch_width == 16) {
+         fail("no register to spill:\n");
+         dump_instructions();
+      } else if (dispatch_width == 16) {
         fail("Failure to register allocate.  Reduce number of live scalar "
               "values to avoid this.");
       } else {
@@ -235,12 +476,11 @@ fs_visitor::assign_regs()
     * regs in the register classes back down to real hardware reg
     * numbers.
     */
-   this->grf_used = first_assigned_grf;
+   this->grf_used = payload_node_count * reg_width;
    for (int i = 0; i < this->virtual_grf_count; i++) {
       int reg = ra_get_node_reg(g, i);
 
-      hw_reg_mapping[i] = (first_assigned_grf +
-                          brw->wm.ra_reg_to_grf[reg] * reg_width);
+      hw_reg_mapping[i] = brw->wm.reg_sets[rsi].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);
@@ -313,7 +553,7 @@ fs_visitor::choose_spill_reg(struct ra_graph *g)
       }
 
       if (inst->dst.file == GRF) {
-        spill_costs[inst->dst.reg] += inst->regs_written() * loop_scale;
+        spill_costs[inst->dst.reg] += inst->regs_written * loop_scale;
 
          if (inst->dst.smear >= 0) {
             no_spill[inst->dst.reg] = true;
@@ -382,7 +622,7 @@ fs_visitor::spill_reg(int spill_reg)
          inst->dst.reg == spill_reg) {
          int subset_spill_offset = (spill_offset +
                                     REG_SIZE * inst->dst.reg_offset);
-         inst->dst.reg = virtual_grf_alloc(inst->regs_written());
+         inst->dst.reg = virtual_grf_alloc(inst->regs_written);
          inst->dst.reg_offset = 0;
 
         /* If our write is going to affect just part of the
@@ -391,7 +631,7 @@ fs_visitor::spill_reg(int spill_reg)
          */
         if (inst->predicate || inst->force_uncompressed || inst->force_sechalf) {
             fs_reg unspill_reg = inst->dst;
-            for (int chan = 0; chan < inst->regs_written(); chan++) {
+            for (int chan = 0; chan < inst->regs_written; chan++) {
                emit_unspill(inst, unspill_reg,
                             subset_spill_offset + REG_SIZE * chan);
                unspill_reg.reg_offset++;
@@ -404,7 +644,7 @@ fs_visitor::spill_reg(int spill_reg)
         spill_src.negate = false;
         spill_src.smear = -1;
 
-        for (int chan = 0; chan < inst->regs_written(); chan++) {
+        for (int chan = 0; chan < inst->regs_written; chan++) {
            fs_inst *spill_inst = new(mem_ctx) fs_inst(FS_OPCODE_SPILL,
                                                       reg_null_f, spill_src);
            spill_src.reg_offset++;