i965/nir/vec4: Implement linear interpolation
[mesa.git] / src / mesa / drivers / dri / i965 / brw_vec4_gs_visitor.cpp
index b135f616ae1c6323dd615e5fb2a950ccb34956fe..704644e7429c4b29a7558f7ea155d88131412aa8 100644 (file)
  */
 
 #include "brw_vec4_gs_visitor.h"
+#include "gen6_gs_visitor.h"
 
 const unsigned MAX_GS_INPUT_VERTICES = 6;
 
 namespace brw {
 
-vec4_gs_visitor::vec4_gs_visitor(struct brw_context *brw,
+vec4_gs_visitor::vec4_gs_visitor(const struct brw_compiler *compiler,
+                                 void *log_data,
                                  struct brw_gs_compile *c,
                                  struct gl_shader_program *prog,
-                                 struct brw_shader *shader,
                                  void *mem_ctx,
-                                 bool no_spills)
-   : vec4_visitor(brw, &c->base, &c->gp->program.Base, &c->key.base,
-                  &c->prog_data.base, prog, shader, mem_ctx,
-                  INTEL_DEBUG & DEBUG_GS, no_spills),
+                                 bool no_spills,
+                                 int shader_time_index)
+   : vec4_visitor(compiler, log_data,
+                  &c->gp->program.Base, &c->key.base,
+                  &c->prog_data.base, prog, MESA_SHADER_GEOMETRY, mem_ctx,
+                  no_spills, shader_time_index),
      c(c)
 {
 }
 
 
 dst_reg *
-vec4_gs_visitor::make_reg_for_system_value(ir_variable *ir)
+vec4_gs_visitor::make_reg_for_system_value(int location,
+                                           const glsl_type *type)
 {
-   /* Geometry shaders don't use any system values. */
-   assert(!"Unreached");
-   return NULL;
+   dst_reg *reg = new(mem_ctx) dst_reg(this, type);
+
+   switch (location) {
+   case SYSTEM_VALUE_INVOCATION_ID:
+      this->current_annotation = "initialize gl_InvocationID";
+      emit(GS_OPCODE_GET_INSTANCE_ID, *reg);
+      break;
+   default:
+      unreachable("not reached");
+   }
+
+   return reg;
 }
 
 
@@ -92,10 +105,11 @@ vec4_gs_visitor::setup_payload()
 {
    int attribute_map[BRW_VARYING_SLOT_COUNT * MAX_GS_INPUT_VERTICES];
 
-   /* If we are in dual instanced mode, then attributes are going to be
-    * interleaved, so one register contains two attribute slots.
+   /* If we are in dual instanced or single mode, then attributes are going
+    * to be interleaved, so one register contains two attribute slots.
     */
-   int attributes_per_reg = c->prog_data.dual_instanced_dispatch ? 2 : 1;
+   int attributes_per_reg =
+      c->prog_data.base.dispatch_mode == DISPATCH_MODE_4X2_DUAL_OBJECT ? 1 : 2;
 
    /* If a geometry shader tries to read from an input that wasn't written by
     * the vertex shader, that produces undefined results, but it shouldn't
@@ -120,8 +134,7 @@ vec4_gs_visitor::setup_payload()
 
    reg = setup_varying_inputs(reg, attribute_map, attributes_per_reg);
 
-   lower_attributes_to_hw_regs(attribute_map,
-                               c->prog_data.dual_instanced_dispatch);
+   lower_attributes_to_hw_regs(attribute_map, attributes_per_reg > 1);
 
    this->first_non_payload_grf = reg;
 }
@@ -140,7 +153,7 @@ vec4_gs_visitor::emit_prolog()
     */
    this->current_annotation = "clear r0.2";
    dst_reg r0(retype(brw_vec4_grf(0, 0), BRW_REGISTER_TYPE_UD));
-   vec4_instruction *inst = emit(GS_OPCODE_SET_DWORD_2_IMMED, r0, 0u);
+   vec4_instruction *inst = emit(GS_OPCODE_SET_DWORD_2, r0, 0u);
    inst->force_writemask_all = true;
 
    /* Create a virtual register to hold the vertex count */
@@ -199,7 +212,7 @@ void
 vec4_gs_visitor::emit_program_code()
 {
    /* We don't support NV_geometry_program4. */
-   assert(!"Unreached");
+   unreachable("Unreached");
 }
 
 
@@ -267,6 +280,13 @@ vec4_gs_visitor::emit_urb_write_opcode(bool complete)
 
    vec4_instruction *inst = emit(GS_OPCODE_URB_WRITE);
    inst->offset = c->prog_data.control_data_header_size_hwords;
+
+   /* We need to increment Global Offset by 1 to make room for Broadwell's
+    * extra "Vertex Count" payload at the beginning of the URB entry.
+    */
+   if (devinfo->gen >= 8)
+      inst->offset++;
+
    inst->urb_write_flags = BRW_URB_WRITE_PER_SLOT_OFFSET;
    return inst;
 }
@@ -283,7 +303,7 @@ vec4_gs_visitor::compute_array_stride(ir_dereference_array *ir)
     * setup_attributes() will remap our accesses to the actual input array.
     */
    ir_dereference_variable *deref_var = ir->array->as_dereference_variable();
-   if (deref_var && deref_var->var->mode == ir_var_shader_in)
+   if (deref_var && deref_var->var->data.mode == ir_var_shader_in)
       return BRW_VARYING_SLOT_COUNT;
    else
       return vec4_visitor::compute_array_stride(ir);
@@ -329,90 +349,141 @@ vec4_gs_visitor::emit_control_data_bits()
    if (c->control_data_header_size_bits > 128)
       urb_write_flags = urb_write_flags | BRW_URB_WRITE_PER_SLOT_OFFSET;
 
-   /* If vertex_count is 0, then no control data bits have been accumulated
-    * yet, so we should do nothing.
+   /* If we are using either channel masks or a per-slot offset, then we
+    * need to figure out which DWORD we are trying to write to, using the
+    * formula:
+    *
+    *     dword_index = (vertex_count - 1) * bits_per_vertex / 32
+    *
+    * Since bits_per_vertex is a power of two, and is known at compile
+    * time, this can be optimized to:
+    *
+    *     dword_index = (vertex_count - 1) >> (6 - log2(bits_per_vertex))
     */
-   emit(CMP(dst_null_d(), this->vertex_count, 0u, BRW_CONDITIONAL_NEQ));
-   emit(IF(BRW_PREDICATE_NORMAL));
-   {
-      /* If we are using either channel masks or a per-slot offset, then we
-       * need to figure out which DWORD we are trying to write to, using the
-       * formula:
-       *
-       *     dword_index = (vertex_count - 1) * bits_per_vertex / 32
-       *
-       * Since bits_per_vertex is a power of two, and is known at compile
-       * time, this can be optimized to:
-       *
-       *     dword_index = (vertex_count - 1) >> (6 - log2(bits_per_vertex))
+   src_reg dword_index(this, glsl_type::uint_type);
+   if (urb_write_flags) {
+      src_reg prev_count(this, glsl_type::uint_type);
+      emit(ADD(dst_reg(prev_count), this->vertex_count, 0xffffffffu));
+      unsigned log2_bits_per_vertex =
+         _mesa_fls(c->control_data_bits_per_vertex);
+      emit(SHR(dst_reg(dword_index), prev_count,
+               (uint32_t) (6 - log2_bits_per_vertex)));
+   }
+
+   /* Start building the URB write message.  The first MRF gets a copy of
+    * R0.
+    */
+   int base_mrf = 1;
+   dst_reg mrf_reg(MRF, base_mrf);
+   src_reg r0(retype(brw_vec8_grf(0, 0), BRW_REGISTER_TYPE_UD));
+   vec4_instruction *inst = emit(MOV(mrf_reg, r0));
+   inst->force_writemask_all = true;
+
+   if (urb_write_flags & BRW_URB_WRITE_PER_SLOT_OFFSET) {
+      /* Set the per-slot offset to dword_index / 4, to that we'll write to
+       * the appropriate OWORD within the control data header.
        */
-      src_reg dword_index(this, glsl_type::uint_type);
-      if (urb_write_flags) {
-         src_reg prev_count(this, glsl_type::uint_type);
-         emit(ADD(dst_reg(prev_count), this->vertex_count, 0xffffffffu));
-         unsigned log2_bits_per_vertex =
-            _mesa_fls(c->control_data_bits_per_vertex);
-         emit(SHR(dst_reg(dword_index), prev_count,
-                  (uint32_t) (6 - log2_bits_per_vertex)));
-      }
+      src_reg per_slot_offset(this, glsl_type::uint_type);
+      emit(SHR(dst_reg(per_slot_offset), dword_index, 2u));
+      emit(GS_OPCODE_SET_WRITE_OFFSET, mrf_reg, per_slot_offset, 1u);
+   }
 
-      /* Start building the URB write message.  The first MRF gets a copy of
-       * R0.
+   if (urb_write_flags & BRW_URB_WRITE_USE_CHANNEL_MASKS) {
+      /* Set the channel masks to 1 << (dword_index % 4), so that we'll
+       * write to the appropriate DWORD within the OWORD.  We need to do
+       * this computation with force_writemask_all, otherwise garbage data
+       * from invocation 0 might clobber the mask for invocation 1 when
+       * GS_OPCODE_PREPARE_CHANNEL_MASKS tries to OR the two masks
+       * together.
        */
-      int base_mrf = 1;
-      dst_reg mrf_reg(MRF, base_mrf);
-      src_reg r0(retype(brw_vec8_grf(0, 0), BRW_REGISTER_TYPE_UD));
-      vec4_instruction *inst = emit(MOV(mrf_reg, r0));
+      src_reg channel(this, glsl_type::uint_type);
+      inst = emit(AND(dst_reg(channel), dword_index, 3u));
       inst->force_writemask_all = true;
-
-      if (urb_write_flags & BRW_URB_WRITE_PER_SLOT_OFFSET) {
-         /* Set the per-slot offset to dword_index / 4, to that we'll write to
-          * the appropriate OWORD within the control data header.
-          */
-         src_reg per_slot_offset(this, glsl_type::uint_type);
-         emit(SHR(dst_reg(per_slot_offset), dword_index, 2u));
-         emit(GS_OPCODE_SET_WRITE_OFFSET, mrf_reg, per_slot_offset, 1u);
-      }
-
-      if (urb_write_flags & BRW_URB_WRITE_USE_CHANNEL_MASKS) {
-         /* Set the channel masks to 1 << (dword_index % 4), so that we'll
-          * write to the appropriate DWORD within the OWORD.  We need to do
-          * this computation with force_writemask_all, otherwise garbage data
-          * from invocation 0 might clobber the mask for invocation 1 when
-          * GS_OPCODE_PREPARE_CHANNEL_MASKS tries to OR the two masks
-          * together.
-          */
-         src_reg channel(this, glsl_type::uint_type);
-         inst = emit(AND(dst_reg(channel), dword_index, 3u));
-         inst->force_writemask_all = true;
-         src_reg one(this, glsl_type::uint_type);
-         inst = emit(MOV(dst_reg(one), 1u));
-         inst->force_writemask_all = true;
-         src_reg channel_mask(this, glsl_type::uint_type);
-         inst = emit(SHL(dst_reg(channel_mask), one, channel));
-         inst->force_writemask_all = true;
-         emit(GS_OPCODE_PREPARE_CHANNEL_MASKS, dst_reg(channel_mask));
-         emit(GS_OPCODE_SET_CHANNEL_MASKS, mrf_reg, channel_mask);
-      }
-
-      /* Store the control data bits in the message payload and send it. */
-      dst_reg mrf_reg2(MRF, base_mrf + 1);
-      inst = emit(MOV(mrf_reg2, this->control_data_bits));
+      src_reg one(this, glsl_type::uint_type);
+      inst = emit(MOV(dst_reg(one), 1u));
+      inst->force_writemask_all = true;
+      src_reg channel_mask(this, glsl_type::uint_type);
+      inst = emit(SHL(dst_reg(channel_mask), one, channel));
       inst->force_writemask_all = true;
-      inst = emit(GS_OPCODE_URB_WRITE);
-      inst->urb_write_flags = urb_write_flags;
-      inst->base_mrf = base_mrf;
-      inst->mlen = 2;
+      emit(GS_OPCODE_PREPARE_CHANNEL_MASKS, dst_reg(channel_mask),
+                                            channel_mask);
+      emit(GS_OPCODE_SET_CHANNEL_MASKS, mrf_reg, channel_mask);
    }
-   emit(BRW_OPCODE_ENDIF);
+
+   /* Store the control data bits in the message payload and send it. */
+   dst_reg mrf_reg2(MRF, base_mrf + 1);
+   inst = emit(MOV(mrf_reg2, this->control_data_bits));
+   inst->force_writemask_all = true;
+   inst = emit(GS_OPCODE_URB_WRITE);
+   inst->urb_write_flags = urb_write_flags;
+   /* We need to increment Global Offset by 256-bits to make room for
+    * Broadwell's extra "Vertex Count" payload at the beginning of the
+    * URB entry.  Since this is an OWord message, Global Offset is counted
+    * in 128-bit units, so we must set it to 2.
+    */
+   if (devinfo->gen >= 8)
+      inst->offset = 2;
+   inst->base_mrf = base_mrf;
+   inst->mlen = 2;
 }
 
+void
+vec4_gs_visitor::set_stream_control_data_bits(unsigned stream_id)
+{
+   /* control_data_bits |= stream_id << ((2 * (vertex_count - 1)) % 32) */
+
+   /* Note: we are calling this *before* increasing vertex_count, so
+    * this->vertex_count == vertex_count - 1 in the formula above.
+    */
+
+   /* Stream mode uses 2 bits per vertex */
+   assert(c->control_data_bits_per_vertex == 2);
+
+   /* Must be a valid stream */
+   assert(stream_id >= 0 && stream_id < MAX_VERTEX_STREAMS);
+
+   /* Control data bits are initialized to 0 so we don't have to set any
+    * bits when sending vertices to stream 0.
+    */
+   if (stream_id == 0)
+      return;
+
+   /* reg::sid = stream_id */
+   src_reg sid(this, glsl_type::uint_type);
+   emit(MOV(dst_reg(sid), stream_id));
+
+   /* reg:shift_count = 2 * (vertex_count - 1) */
+   src_reg shift_count(this, glsl_type::uint_type);
+   emit(SHL(dst_reg(shift_count), this->vertex_count, 1u));
+
+   /* Note: we're relying on the fact that the GEN SHL instruction only pays
+    * attention to the lower 5 bits of its second source argument, so on this
+    * architecture, stream_id << 2 * (vertex_count - 1) is equivalent to
+    * stream_id << ((2 * (vertex_count - 1)) % 32).
+    */
+   src_reg mask(this, glsl_type::uint_type);
+   emit(SHL(dst_reg(mask), sid, shift_count));
+   emit(OR(dst_reg(this->control_data_bits), this->control_data_bits, mask));
+}
 
 void
-vec4_gs_visitor::visit(ir_emit_vertex *)
+vec4_gs_visitor::visit(ir_emit_vertex *ir)
 {
    this->current_annotation = "emit vertex: safety check";
 
+   /* Haswell and later hardware ignores the "Render Stream Select" bits
+    * from the 3DSTATE_STREAMOUT packet when the SOL stage is disabled,
+    * and instead sends all primitives down the pipeline for rasterization.
+    * If the SOL stage is enabled, "Render Stream Select" is honored and
+    * primitives bound to non-zero streams are discarded after stream output.
+    *
+    * Since the only purpose of primives sent to non-zero streams is to
+    * be recorded by transform feedback, we can simply discard all geometry
+    * bound to these streams when transform feedback is disabled.
+    */
+   if (ir->stream_id() > 0 && shader_prog->TransformFeedback.NumVarying == 0)
+      return;
+
    /* To ensure that we don't output more vertices than the shader specified
     * using max_vertices, do the logic inside a conditional of the form "if
     * (vertex_count < MAX)"
@@ -453,9 +524,17 @@ vec4_gs_visitor::visit(ir_emit_vertex *)
             emit(AND(dst_null_d(), this->vertex_count,
                      (uint32_t) (32 / c->control_data_bits_per_vertex - 1)));
          inst->conditional_mod = BRW_CONDITIONAL_Z;
+
          emit(IF(BRW_PREDICATE_NORMAL));
          {
+            /* If vertex_count is 0, then no control data bits have been
+             * accumulated yet, so we skip emitting them.
+             */
+            emit(CMP(dst_null_d(), this->vertex_count, 0u,
+                     BRW_CONDITIONAL_NEQ));
+            emit(IF(BRW_PREDICATE_NORMAL));
             emit_control_data_bits();
+            emit(BRW_OPCODE_ENDIF);
 
             /* Reset control_data_bits to 0 so we can start accumulating a new
              * batch.
@@ -473,6 +552,17 @@ vec4_gs_visitor::visit(ir_emit_vertex *)
       this->current_annotation = "emit vertex: vertex data";
       emit_vertex();
 
+      /* In stream mode we have to set control data bits for all vertices
+       * unless we have disabled control data bits completely (which we do
+       * do for GL_POINTS outputs that don't use streams).
+       */
+      if (c->control_data_header_size_bits > 0 &&
+          c->prog_data.control_data_format ==
+             GEN7_GS_CONTROL_DATA_FORMAT_GSCTL_SID) {
+          this->current_annotation = "emit vertex: Stream control data bits";
+          set_stream_control_data_bits(ir->stream_id());
+      }
+
       this->current_annotation = "emit vertex: increment vertex count";
       emit(ADD(dst_reg(this->vertex_count), this->vertex_count,
                src_reg(1u)));
@@ -533,6 +623,20 @@ vec4_gs_visitor::visit(ir_end_primitive *)
    emit(OR(dst_reg(this->control_data_bits), this->control_data_bits, mask));
 }
 
+static const unsigned *
+generate_assembly(struct brw_context *brw,
+                  struct gl_shader_program *shader_prog,
+                  struct gl_program *prog,
+                  struct brw_vue_prog_data *prog_data,
+                  void *mem_ctx,
+                  const cfg_t *cfg,
+                  unsigned *final_assembly_size)
+{
+   vec4_generator g(brw->intelScreen->compiler, brw,
+                    shader_prog, prog, prog_data, mem_ctx,
+                    INTEL_DEBUG & DEBUG_GS, "geometry", "GS");
+   return g.generate_assembly(cfg, final_assembly_size);
+}
 
 extern "C" const unsigned *
 brw_gs_emit(struct brw_context *brw,
@@ -541,31 +645,87 @@ brw_gs_emit(struct brw_context *brw,
             void *mem_ctx,
             unsigned *final_assembly_size)
 {
-   struct brw_shader *shader =
-      (brw_shader *) prog->_LinkedShaders[MESA_SHADER_GEOMETRY];
-
    if (unlikely(INTEL_DEBUG & DEBUG_GS)) {
-      printf("GLSL IR for native geometry shader %d:\n", prog->Name);
-      _mesa_print_ir(shader->ir, NULL);
-      printf("\n\n");
+      struct brw_shader *shader =
+         (brw_shader *) prog->_LinkedShaders[MESA_SHADER_GEOMETRY];
+
+      brw_dump_ir("geometry", prog, &shader->base, NULL);
    }
 
-   /* Assume the geometry shader will use DUAL_OBJECT dispatch for now. */
-   c->prog_data.dual_instanced_dispatch = false;
+   int st_index = -1;
+   if (INTEL_DEBUG & DEBUG_SHADER_TIME)
+      st_index = brw_get_shader_time_index(brw, prog, NULL, ST_GS);
 
-   vec4_gs_visitor v(brw, c, prog, shader, mem_ctx, false /* no_spills */);
-   if (!v.run()) {
-      prog->LinkStatus = false;
-      ralloc_strcat(&prog->InfoLog, v.fail_msg);
-      return NULL;
+   if (brw->gen >= 7) {
+      /* Compile the geometry shader in DUAL_OBJECT dispatch mode, if we can do
+       * so without spilling. If the GS invocations count > 1, then we can't use
+       * dual object mode.
+       */
+      if (c->prog_data.invocations <= 1 &&
+          likely(!(INTEL_DEBUG & DEBUG_NO_DUAL_OBJECT_GS))) {
+         c->prog_data.base.dispatch_mode = DISPATCH_MODE_4X2_DUAL_OBJECT;
+
+         vec4_gs_visitor v(brw->intelScreen->compiler, brw,
+                           c, prog, mem_ctx, true /* no_spills */, st_index);
+         if (v.run(NULL /* clip planes */)) {
+            return generate_assembly(brw, prog, &c->gp->program.Base,
+                                     &c->prog_data.base, mem_ctx, v.cfg,
+                                     final_assembly_size);
+         }
+      }
    }
 
-   vec4_generator g(brw, prog, &c->gp->program.Base, &c->prog_data.base,
-                    mem_ctx, INTEL_DEBUG & DEBUG_GS);
-   const unsigned *generated =
-      g.generate_assembly(&v.instructions, final_assembly_size);
+   /* Either we failed to compile in DUAL_OBJECT mode (probably because it
+    * would have required spilling) or DUAL_OBJECT mode is disabled.  So fall
+    * back to DUAL_INSTANCED or SINGLE mode, which consumes fewer registers.
+    *
+    * FIXME: Single dispatch mode requires that the driver can handle
+    * interleaving of input registers, but this is already supported (dual
+    * instance mode has the same requirement). However, to take full advantage
+    * of single dispatch mode to reduce register pressure we would also need to
+    * do interleaved outputs, but currently, the vec4 visitor and generator
+    * classes do not support this, so at the moment register pressure in
+    * single and dual instance modes is the same.
+    *
+    * From the Ivy Bridge PRM, Vol2 Part1 7.2.1.1 "3DSTATE_GS"
+    * "If InstanceCount>1, DUAL_OBJECT mode is invalid. Software will likely
+    * want to use DUAL_INSTANCE mode for higher performance, but SINGLE mode
+    * is also supported. When InstanceCount=1 (one instance per object) software
+    * can decide which dispatch mode to use. DUAL_OBJECT mode would likely be
+    * the best choice for performance, followed by SINGLE mode."
+    *
+    * So SINGLE mode is more performant when invocations == 1 and DUAL_INSTANCE
+    * mode is more performant when invocations > 1. Gen6 only supports
+    * SINGLE mode.
+    */
+   if (c->prog_data.invocations <= 1 || brw->gen < 7)
+      c->prog_data.base.dispatch_mode = DISPATCH_MODE_4X1_SINGLE;
+   else
+      c->prog_data.base.dispatch_mode = DISPATCH_MODE_4X2_DUAL_INSTANCE;
+
+   vec4_gs_visitor *gs = NULL;
+   const unsigned *ret = NULL;
+
+   if (brw->gen >= 7)
+      gs = new vec4_gs_visitor(brw->intelScreen->compiler, brw,
+                               c, prog, mem_ctx, false /* no_spills */,
+                               st_index);
+   else
+      gs = new gen6_gs_visitor(brw->intelScreen->compiler, brw,
+                               c, prog, mem_ctx, false /* no_spills */,
+                               st_index);
+
+   if (!gs->run(NULL /* clip planes */)) {
+      prog->LinkStatus = false;
+      ralloc_strcat(&prog->InfoLog, gs->fail_msg);
+   } else {
+      ret = generate_assembly(brw, prog, &c->gp->program.Base,
+                              &c->prog_data.base, mem_ctx, gs->cfg,
+                              final_assembly_size);
+   }
 
-   return generated;
+   delete gs;
+   return ret;
 }