i965: Remove cfg-invalidating parameter from invalidate_live_intervals.
[mesa.git] / src / mesa / drivers / dri / i965 / brw_vec4_reg_allocate.cpp
index d5fd21d99a4ff51daae3dfe641c4db420101a2f7..1ebebe0a8914b847a0d6884be9e3a5b84ee286cb 100644 (file)
  * IN THE SOFTWARE.
  */
 
+extern "C" {
+#include "main/macros.h"
+#include "util/register_allocate.h"
+} /* extern "C" */
+
 #include "brw_vec4.h"
-#include "../glsl/ir_print_visitor.h"
+#include "brw_vs.h"
+#include "brw_cfg.h"
 
 using namespace brw;
 
 namespace brw {
 
 static void
-assign(int *reg_hw_locations, reg *reg)
+assign(unsigned int *reg_hw_locations, backend_reg *reg)
 {
    if (reg->file == GRF) {
       reg->reg = reg_hw_locations[reg->reg];
    }
 }
 
-void
+bool
 vec4_visitor::reg_allocate_trivial()
 {
-   int hw_reg_mapping[this->virtual_grf_count];
+   unsigned int hw_reg_mapping[this->virtual_grf_count];
    bool virtual_grf_used[this->virtual_grf_count];
    int i;
    int next;
@@ -51,9 +57,7 @@ vec4_visitor::reg_allocate_trivial()
       virtual_grf_used[i] = false;
    }
 
-   foreach_iter(exec_list_iterator, iter, this->instructions) {
-      vec4_instruction *inst = (vec4_instruction *)iter.get();
-
+   foreach_in_list(vec4_instruction, inst, &instructions) {
       if (inst->dst.file == GRF)
         virtual_grf_used[inst->dst.reg] = true;
 
@@ -63,7 +67,6 @@ vec4_visitor::reg_allocate_trivial()
       }
    }
 
-   /* Note that compressed instructions require alignment to 2 registers. */
    hw_reg_mapping[0] = this->first_non_payload_grf;
    next = hw_reg_mapping[0] + this->virtual_grf_sizes[0];
    for (i = 1; i < this->virtual_grf_count; i++) {
@@ -74,25 +77,284 @@ vec4_visitor::reg_allocate_trivial()
    }
    prog_data->total_grf = next;
 
-   foreach_iter(exec_list_iterator, iter, this->instructions) {
-      vec4_instruction *inst = (vec4_instruction *)iter.get();
-
+   foreach_in_list(vec4_instruction, inst, &instructions) {
       assign(hw_reg_mapping, &inst->dst);
       assign(hw_reg_mapping, &inst->src[0]);
       assign(hw_reg_mapping, &inst->src[1]);
       assign(hw_reg_mapping, &inst->src[2]);
    }
 
-   if (prog_data->total_grf > BRW_MAX_GRF) {
+   if (prog_data->total_grf > max_grf) {
       fail("Ran out of regs on trivial allocator (%d/%d)\n",
-          prog_data->total_grf, BRW_MAX_GRF);
+          prog_data->total_grf, max_grf);
+      return false;
+   }
+
+   return true;
+}
+
+extern "C" void
+brw_vec4_alloc_reg_set(struct intel_screen *screen)
+{
+   int base_reg_count =
+      screen->devinfo->gen >= 7 ? GEN7_MRF_HACK_START : BRW_MAX_GRF;
+
+   /* After running split_virtual_grfs(), almost all VGRFs will be of size 1.
+    * SEND-from-GRF sources cannot be split, so we also need classes for each
+    * potential message length.
+    */
+   const int class_count = 2;
+   const int class_sizes[class_count] = {1, 2};
+
+   /* 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(screen->vec4_reg_set.ra_reg_to_grf);
+   screen->vec4_reg_set.ra_reg_to_grf = ralloc_array(screen, uint8_t, ra_reg_count);
+   ralloc_free(screen->vec4_reg_set.regs);
+   screen->vec4_reg_set.regs = ra_alloc_reg_set(screen, ra_reg_count);
+   if (screen->devinfo->gen >= 6)
+      ra_set_allocate_round_robin(screen->vec4_reg_set.regs);
+   ralloc_free(screen->vec4_reg_set.classes);
+   screen->vec4_reg_set.classes = ralloc_array(screen, int, class_count);
+
+   /* 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;
+   for (int i = 0; i < class_count; i++) {
+      int class_reg_count = base_reg_count - (class_sizes[i] - 1);
+      screen->vec4_reg_set.classes[i] = ra_alloc_reg_class(screen->vec4_reg_set.regs);
+
+      for (int j = 0; j < class_reg_count; j++) {
+        ra_class_add_reg(screen->vec4_reg_set.regs, screen->vec4_reg_set.classes[i], reg);
+
+        screen->vec4_reg_set.ra_reg_to_grf[reg] = j;
+
+        for (int base_reg = j;
+             base_reg < j + class_sizes[i];
+             base_reg++) {
+           ra_add_transitive_reg_conflict(screen->vec4_reg_set.regs, base_reg, reg);
+        }
+
+        reg++;
+      }
+   }
+   assert(reg == ra_reg_count);
+
+   ra_set_finalize(screen->vec4_reg_set.regs, NULL);
 }
 
 void
+vec4_visitor::setup_payload_interference(struct ra_graph *g,
+                                         int first_payload_node,
+                                         int reg_node_count)
+{
+   int payload_node_count = this->first_non_payload_grf;
+
+   for (int i = 0; i < payload_node_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_payload_node + i, i);
+
+      /* For now, just mark each payload node as interfering with every other
+       * node to be allocated.
+       */
+      for (int j = 0; j < reg_node_count; j++) {
+         ra_add_node_interference(g, first_payload_node + i, j);
+      }
+   }
+}
+
+bool
 vec4_visitor::reg_allocate()
 {
-   reg_allocate_trivial();
+   struct intel_screen *screen = brw->intelScreen;
+   unsigned int hw_reg_mapping[virtual_grf_count];
+   int payload_reg_count = this->first_non_payload_grf;
+
+   /* Using the trivial allocator can be useful in debugging undefined
+    * register access as a result of broken optimization passes.
+    */
+   if (0)
+      return reg_allocate_trivial();
+
+   calculate_live_intervals();
+
+   int node_count = virtual_grf_count;
+   int first_payload_node = node_count;
+   node_count += payload_reg_count;
+   struct ra_graph *g =
+      ra_alloc_interference_graph(screen->vec4_reg_set.regs, node_count);
+
+   for (int i = 0; i < virtual_grf_count; i++) {
+      int size = this->virtual_grf_sizes[i];
+      assert(size >= 1 && size <= 2 &&
+             "Register allocation relies on split_virtual_grfs().");
+      ra_set_node_class(g, i, screen->vec4_reg_set.classes[size - 1]);
+
+      for (int j = 0; j < i; j++) {
+        if (virtual_grf_interferes(i, j)) {
+           ra_add_node_interference(g, i, j);
+        }
+      }
+   }
+
+   setup_payload_interference(g, first_payload_node, node_count);
+
+   if (!ra_allocate(g)) {
+      /* 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 (this->no_spills) {
+         fail("Failure to register allocate.  Reduce number of live "
+              "values to avoid this.");
+      } else if (reg == -1) {
+         fail("no register to spill\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.
+    */
+   prog_data->total_grf = payload_reg_count;
+   for (int i = 0; i < virtual_grf_count; i++) {
+      int reg = ra_get_node_reg(g, i);
+
+      hw_reg_mapping[i] = screen->vec4_reg_set.ra_reg_to_grf[reg];
+      prog_data->total_grf = MAX2(prog_data->total_grf,
+                                 hw_reg_mapping[i] + virtual_grf_sizes[i]);
+   }
+
+   foreach_in_list(vec4_instruction, inst, &instructions) {
+      assign(hw_reg_mapping, &inst->dst);
+      assign(hw_reg_mapping, &inst->src[0]);
+      assign(hw_reg_mapping, &inst->src[1]);
+      assign(hw_reg_mapping, &inst->src[2]);
+   }
+
+   ralloc_free(g);
+
+   return true;
+}
+
+void
+vec4_visitor::evaluate_spill_costs(float *spill_costs, bool *no_spill)
+{
+   float loop_scale = 1.0;
+
+   for (int i = 0; i < this->virtual_grf_count; i++) {
+      spill_costs[i] = 0.0;
+      no_spill[i] = virtual_grf_sizes[i] != 1;
+   }
+
+   /* 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_in_list(vec4_instruction, inst, &instructions) {
+      for (unsigned int i = 0; i < 3; i++) {
+        if (inst->src[i].file == GRF) {
+           spill_costs[inst->src[i].reg] += loop_scale;
+            if (inst->src[i].reladdr)
+               no_spill[inst->src[i].reg] = true;
+        }
+      }
+
+      if (inst->dst.file == GRF) {
+        spill_costs[inst->dst.reg] += loop_scale;
+         if (inst->dst.reladdr)
+            no_spill[inst->dst.reg] = true;
+      }
+
+      switch (inst->opcode) {
+
+      case BRW_OPCODE_DO:
+        loop_scale *= 10;
+        break;
+
+      case BRW_OPCODE_WHILE:
+        loop_scale /= 10;
+        break;
+
+      case SHADER_OPCODE_GEN4_SCRATCH_READ:
+      case SHADER_OPCODE_GEN4_SCRATCH_WRITE:
+         for (int i = 0; i < 3; i++) {
+            if (inst->src[i].file == GRF)
+               no_spill[inst->src[i].reg] = true;
+         }
+        if (inst->dst.file == GRF)
+           no_spill[inst->dst.reg] = true;
+        break;
+
+      default:
+        break;
+      }
+   }
+}
+
+int
+vec4_visitor::choose_spill_reg(struct ra_graph *g)
+{
+   float spill_costs[this->virtual_grf_count];
+   bool no_spill[this->virtual_grf_count];
+
+   evaluate_spill_costs(spill_costs, no_spill);
+
+   for (int i = 0; i < this->virtual_grf_count; i++) {
+      if (!no_spill[i])
+         ra_set_node_spill_cost(g, i, spill_costs[i]);
+   }
+
+   return ra_get_best_spill_node(g);
+}
+
+void
+vec4_visitor::spill_reg(int spill_reg_nr)
+{
+   assert(virtual_grf_sizes[spill_reg_nr] == 1);
+   unsigned int spill_offset = c->last_scratch++;
+
+   calculate_cfg();
+
+   /* Generate spill/unspill instructions for the objects being spilled. */
+   foreach_block_and_inst(block, vec4_instruction, inst, cfg) {
+      for (unsigned int i = 0; i < 3; i++) {
+         if (inst->src[i].file == GRF && inst->src[i].reg == spill_reg_nr) {
+            src_reg spill_reg = inst->src[i];
+            inst->src[i].reg = virtual_grf_alloc(1);
+            dst_reg temp = dst_reg(inst->src[i]);
+
+            /* Only read the necessary channels, to avoid overwriting the rest
+             * with data that may not have been written to scratch.
+             */
+            temp.writemask = 0;
+            for (int c = 0; c < 4; c++)
+               temp.writemask |= (1 << BRW_GET_SWZ(inst->src[i].swizzle, c));
+            assert(temp.writemask != 0);
+
+            emit_scratch_read(block, inst, temp, spill_reg, spill_offset);
+         }
+      }
+
+      if (inst->dst.file == GRF && inst->dst.reg == spill_reg_nr) {
+         emit_scratch_write(block, inst, spill_offset);
+      }
+   }
+
+   invalidate_live_intervals();
 }
 
 } /* namespace brw */