pan/bi: Route through clause header
[mesa.git] / src / panfrost / bifrost / compiler.h
index 299cff5b01797a894cafbab78aab1c56495119b4..3c84c2671d52cc37782f6430c37e42bce8f9348a 100644 (file)
@@ -29,6 +29,7 @@
 
 #include "bifrost.h"
 #include "compiler/nir/nir.h"
+#include "panfrost/util/pan_ir.h"
 
 /* Bifrost opcodes are tricky -- the same op may exist on both FMA and
  * ADD with two completely different opcodes, and opcodes can be varying
@@ -57,7 +58,9 @@ enum bi_class {
         BI_DISCARD,
         BI_FMA,
         BI_FREXP,
+        BI_ISUB,
         BI_LOAD,
+        BI_LOAD_UNIFORM,
         BI_LOAD_ATTR,
         BI_LOAD_VAR,
         BI_LOAD_VAR_ADDRESS,
@@ -67,6 +70,7 @@ enum bi_class {
         BI_STORE,
         BI_STORE_VAR,
         BI_SPECIAL, /* _FAST, _TABLE on supported GPUs */
+        BI_SWIZZLE,
         BI_TEX,
         BI_ROUND,
         BI_NUM_CLASSES
@@ -95,29 +99,94 @@ extern unsigned bi_class_props[BI_NUM_CLASSES];
 /* Most ALU ops can do either, actually */
 #define BI_SCHED_ALL (BI_SCHED_FMA | BI_SCHED_ADD)
 
-/* It can't get any worse than csel4... can it? */
-#define BIR_SRC_COUNT 4
+/* Along with setting BI_SCHED_ADD, eats up the entire cycle, so FMA must be
+ * nopped out. Used for _FAST operations. */
+#define BI_SCHED_SLOW (1 << 5)
 
-/* Class-specific data for BI_LD_ATTR, BI_LD_VAR_ADDR */
-struct bi_load {
-        /* Note: no indirects here */
-        unsigned location;
+/* Swizzling allowed for the 8/16-bit source */
+#define BI_SWIZZLABLE (1 << 6)
 
-        /* Only for BI_LD_ATTR. But number of vector channels */
-        unsigned channels;
-};
+/* For scheduling purposes this is a high latency instruction and must be at
+ * the end of a clause. Implies ADD */
+#define BI_SCHED_HI_LATENCY ((1 << 7) | BI_SCHED_ADD)
+
+/* Intrinsic is vectorized and should read 4 components regardless of writemask */
+#define BI_VECTOR (1 << 8)
+
+/* Use a data register for src0/dest respectively, bypassing the usual
+ * register accessor. Mutually exclusive. */
+#define BI_DATA_REG_SRC (1 << 9)
+#define BI_DATA_REG_DEST (1 << 10)
+
+/* It can't get any worse than csel4... can it? */
+#define BIR_SRC_COUNT 4
 
 /* BI_LD_VARY */
 struct bi_load_vary {
-        /* All parameters used here. Indirect location specified in
-         * src1 and ignoring location, if present. */
-        struct bi_load load;
-
         enum bifrost_interp_mode interp_mode;
         bool reuse;
         bool flat;
 };
 
+/* BI_BRANCH encoding the details of the branch itself as well as a pointer to
+ * the target. We forward declare bi_block since this is mildly circular (not
+ * strictly, but this order of the file makes more sense I think)
+ *
+ * We define our own enum of conditions since the conditions in the hardware
+ * packed in crazy ways that would make manipulation unweildly (meaning changes
+ * based on port swapping, etc), so we defer dealing with that until emit time.
+ * Likewise, we expose NIR types instead of the crazy branch types, although
+ * the restrictions do eventually apply of course. */
+
+struct bi_block;
+
+enum bi_cond {
+        BI_COND_ALWAYS,
+        BI_COND_LT,
+        BI_COND_LE,
+        BI_COND_GE,
+        BI_COND_GT,
+        BI_COND_EQ,
+        BI_COND_NE,
+};
+
+struct bi_branch {
+        /* Types are specified in src_types and must be compatible (either both
+         * int, or both float, 16/32, and same size or 32/16 if float. Types
+         * ignored if BI_COND_ALWAYS is set for an unconditional branch. */
+
+        enum bi_cond cond;
+        struct bi_block *target;
+};
+
+/* Opcodes within a class */
+enum bi_minmax_op {
+        BI_MINMAX_MIN,
+        BI_MINMAX_MAX
+};
+
+enum bi_bitwise_op {
+        BI_BITWISE_AND,
+        BI_BITWISE_OR,
+        BI_BITWISE_XOR
+};
+
+enum bi_round_op {
+        BI_ROUND_MODE, /* use round mode */
+        BI_ROUND_ROUND /* i.e.: fround() */
+};
+
+enum bi_special_op {
+        BI_SPECIAL_FRCP,
+        BI_SPECIAL_FRSQ,
+        BI_SPECIAL_FATAN,
+        BI_SPECIAL_FSIN,
+        BI_SPECIAL_FCOS,
+        BI_SPECIAL_FEXP,
+        BI_SPECIAL_FLOG2,
+        BI_SPECIAL_FLOGE
+};
+
 typedef struct {
         struct list_head link; /* Must be first */
         enum bi_class type;
@@ -127,7 +196,7 @@ typedef struct {
         unsigned dest;
         unsigned src[BIR_SRC_COUNT];
 
-        /* If one of the sources has BIR_INDEX_CONSTANT... */
+        /* If one of the sources has BIR_INDEX_CONSTANT */
         union {
                 uint64_t u64;
                 uint32_t u32;
@@ -144,17 +213,52 @@ typedef struct {
         /* Round mode (requires BI_ROUNDMODE) */
         enum bifrost_roundmode roundmode;
 
+        /* Writemask (bit for each affected byte). This is quite restricted --
+         * ALU ops can only write to a single channel (exception: <32 in which
+         * you can write to 32/N contiguous aligned channels). Load/store can
+         * only write to all channels at once, in a sense. But it's still
+         * better to use this generic form than have synthetic ops flying
+         * about, since we're not essentially vector for RA purposes. */
+        uint16_t writemask;
+
         /* Destination type. Usually the type of the instruction
          * itself, but if sources and destination have different
          * types, the type of the destination wins (so f2i would be
          * int). Zero if there is no destination. Bitsize included */
         nir_alu_type dest_type;
 
+        /* Source types if required by the class */
+        nir_alu_type src_types[BIR_SRC_COUNT];
+
+        /* If the source type is 8-bit or 16-bit such that SIMD is possible,
+         * and the class has BI_SWIZZLABLE, this is a swizzle in the usual
+         * sense. On non-SIMD instructions, it can be used for component
+         * selection, so we don't have to special case extraction. */
+        uint8_t swizzle[BIR_SRC_COUNT][NIR_MAX_VEC_COMPONENTS];
+
+        /* A class-specific op from which the actual opcode can be derived
+         * (along with the above information) */
+
+        union {
+                enum bi_minmax_op minmax;
+                enum bi_bitwise_op bitwise;
+                enum bi_round_op round;
+                enum bi_special_op special;
+                enum bi_cond compare;
+        } op;
+
         /* Union for class-specific information */
         union {
                 enum bifrost_minmax_mode minmax;
-                struct bi_load load;
                 struct bi_load_vary load_vary;
+                struct bi_branch branch;
+
+                /* For CSEL, the comparison op. BI_COND_ALWAYS doesn't make
+                 * sense here but you can always just use a move for that */
+                enum bi_cond csel_cond;
+
+                /* For BLEND -- the location 0-7 */
+                unsigned blend_location;
         };
 } bi_instruction;
 
@@ -186,25 +290,86 @@ typedef struct {
                 bi_instruction *instructions[16];
                 bi_bundle bundles[8];
         };
+
+        /* For scoreboarding -- the clause ID (this is not globally unique!)
+         * and its dependencies in terms of other clauses, computed during
+         * scheduling and used when emitting code. Dependencies expressed as a
+         * bitfield matching the hardware, except shifted by a clause (the
+         * shift back to the ISA's off-by-one encoding is worked out when
+         * emitting clauses) */
+        unsigned scoreboard_id;
+        uint8_t dependencies;
+
+        /* Back-to-back corresponds directly to the back-to-back bit. Branch
+         * conditional corresponds to the branch conditional bit except that in
+         * the emitted code it's always set if back-to-bit is, whereas we use
+         * the actual value (without back-to-back so to speak) internally */
+        bool back_to_back;
+        bool branch_conditional;
+
+        /* Assigned data register */
+        unsigned data_register;
+
+        /* Corresponds to the usual bit but shifted by a clause */
+        bool data_register_write_barrier;
+
+        /* Constants read by this clause. ISA limit. */
+        uint64_t constants[8];
+        unsigned constant_count;
+
+        /* What type of high latency instruction is here, basically */
+        unsigned clause_type;
 } bi_clause;
 
 typedef struct bi_block {
-        struct list_head link; /* must be first */
-        unsigned name; /* Just for pretty-printing */
+        pan_block base; /* must be first */
 
         /* If true, uses clauses; if false, uses instructions */
         bool scheduled;
-
-        union {
-                struct list_head instructions; /* pre-schedule, list of bi_instructions */
-                struct list_head clauses; /* list of bi_clause */
-        };
+        struct list_head clauses; /* list of bi_clause */
 } bi_block;
 
 typedef struct {
        nir_shader *nir;
+       gl_shader_stage stage;
        struct list_head blocks; /* list of bi_block */
-} bi_context; 
+       struct panfrost_sysvals sysvals;
+       uint32_t quirks;
+
+       /* During NIR->BIR */
+       nir_function_impl *impl;
+       bi_block *current_block;
+       unsigned block_name_count;
+       bi_block *after_block;
+       bi_block *break_block;
+       bi_block *continue_block;
+       bool emitted_atest;
+
+       /* For creating temporaries */
+       unsigned temp_alloc;
+
+       /* Analysis results */
+       bool has_liveness;
+
+       /* Stats for shader-db */
+       unsigned instruction_count;
+       unsigned loop_count;
+} bi_context;
+
+static inline bi_instruction *
+bi_emit(bi_context *ctx, bi_instruction ins)
+{
+        bi_instruction *u = rzalloc(ctx, bi_instruction);
+        memcpy(u, &ins, sizeof(ins));
+        list_addtail(&u->link, &ctx->current_block->base.instructions);
+        return u;
+}
+
+static inline void
+bi_remove_instruction(bi_instruction *ins)
+{
+        list_del(&ins->link);
+}
 
 /* So we can distinguish between SSA/reg/sentinel quickly */
 #define BIR_NO_ARG (0)
@@ -217,17 +382,38 @@ typedef struct {
  *  Uniform: access a uniform register given by low bits.
  *  Constant: access the specified constant 
  *  Zero: special cased to avoid wasting a constant
+ *  Passthrough: a bifrost_packed_src to passthrough T/T0/T1
  */
 
 #define BIR_INDEX_REGISTER (1 << 31)
 #define BIR_INDEX_UNIFORM  (1 << 30)
 #define BIR_INDEX_CONSTANT (1 << 29)
 #define BIR_INDEX_ZERO     (1 << 28)
+#define BIR_INDEX_PASS     (1 << 27)
 
 /* Keep me synced please so we can check src & BIR_SPECIAL */
 
 #define BIR_SPECIAL        ((BIR_INDEX_REGISTER | BIR_INDEX_UNIFORM) | \
-        (BIR_INDEX_CONSTANT | BIR_INDEX_ZERO)
+        (BIR_INDEX_CONSTANT | BIR_INDEX_ZERO | BIR_INDEX_PASS))
+
+static inline unsigned
+bi_max_temp(bi_context *ctx)
+{
+        unsigned alloc = MAX2(ctx->impl->reg_alloc, ctx->impl->ssa_alloc);
+        return ((alloc + 2 + ctx->temp_alloc) << 1);
+}
+
+static inline unsigned
+bi_make_temp(bi_context *ctx)
+{
+        return (ctx->impl->ssa_alloc + 1 + ctx->temp_alloc++) << 1;
+}
+
+static inline unsigned
+bi_make_temp_reg(bi_context *ctx)
+{
+        return ((ctx->impl->reg_alloc + ctx->temp_alloc++) << 1) | BIR_IS_REG;
+}
 
 static inline unsigned
 bir_ssa_index(nir_ssa_def *ssa)
@@ -258,4 +444,100 @@ bir_dest_index(nir_dest *dst)
         }
 }
 
+/* Iterators for Bifrost IR */
+
+#define bi_foreach_block(ctx, v) \
+        list_for_each_entry(pan_block, v, &ctx->blocks, link)
+
+#define bi_foreach_block_from(ctx, from, v) \
+        list_for_each_entry_from(pan_block, v, from, &ctx->blocks, link)
+
+#define bi_foreach_instr_in_block(block, v) \
+        list_for_each_entry(bi_instruction, v, &(block)->base.instructions, link)
+
+#define bi_foreach_instr_in_block_rev(block, v) \
+        list_for_each_entry_rev(bi_instruction, v, &(block)->base.instructions, link)
+
+#define bi_foreach_instr_in_block_safe(block, v) \
+        list_for_each_entry_safe(bi_instruction, v, &(block)->base.instructions, link)
+
+#define bi_foreach_instr_in_block_safe_rev(block, v) \
+        list_for_each_entry_safe_rev(bi_instruction, v, &(block)->base.instructions, link)
+
+#define bi_foreach_instr_in_block_from(block, v, from) \
+        list_for_each_entry_from(bi_instruction, v, from, &(block)->base.instructions, link)
+
+#define bi_foreach_instr_in_block_from_rev(block, v, from) \
+        list_for_each_entry_from_rev(bi_instruction, v, from, &(block)->base.instructions, link)
+
+#define bi_foreach_clause_in_block(block, v) \
+        list_for_each_entry(bi_clause, v, &(block)->clauses, link)
+
+#define bi_foreach_instr_global(ctx, v) \
+        bi_foreach_block(ctx, v_block) \
+                bi_foreach_instr_in_block((bi_block *) v_block, v)
+
+#define bi_foreach_instr_global_safe(ctx, v) \
+        bi_foreach_block(ctx, v_block) \
+                bi_foreach_instr_in_block_safe((bi_block *) v_block, v)
+
+/* Based on set_foreach, expanded with automatic type casts */
+
+#define bi_foreach_predecessor(blk, v) \
+        struct set_entry *_entry_##v; \
+        bi_block *v; \
+        for (_entry_##v = _mesa_set_next_entry(blk->base.predecessors, NULL), \
+                v = (bi_block *) (_entry_##v ? _entry_##v->key : NULL);  \
+                _entry_##v != NULL; \
+                _entry_##v = _mesa_set_next_entry(blk->base.predecessors, _entry_##v), \
+                v = (bi_block *) (_entry_##v ? _entry_##v->key : NULL))
+
+#define bi_foreach_src(ins, v) \
+        for (unsigned v = 0; v < ARRAY_SIZE(ins->src); ++v)
+
+static inline bi_instruction *
+bi_prev_op(bi_instruction *ins)
+{
+        return list_last_entry(&(ins->link), bi_instruction, link);
+}
+
+static inline bi_instruction *
+bi_next_op(bi_instruction *ins)
+{
+        return list_first_entry(&(ins->link), bi_instruction, link);
+}
+
+static inline pan_block *
+pan_next_block(pan_block *block)
+{
+        return list_first_entry(&(block->link), pan_block, link);
+}
+
+/* BIR manipulation */
+
+bool bi_has_outmod(bi_instruction *ins);
+bool bi_has_source_mods(bi_instruction *ins);
+bool bi_is_src_swizzled(bi_instruction *ins, unsigned s);
+bool bi_has_arg(bi_instruction *ins, unsigned arg);
+uint16_t bi_from_bytemask(uint16_t bytemask, unsigned bytes);
+unsigned bi_get_component_count(bi_instruction *ins);
+uint16_t bi_bytemask_of_read_components(bi_instruction *ins, unsigned node);
+
+/* BIR passes */
+
+bool bi_opt_dead_code_eliminate(bi_context *ctx, bi_block *block);
+void bi_schedule(bi_context *ctx);
+void bi_register_allocate(bi_context *ctx);
+
+/* Liveness */
+
+void bi_compute_liveness(bi_context *ctx);
+void bi_liveness_ins_update(uint16_t *live, bi_instruction *ins, unsigned max);
+void bi_invalidate_liveness(bi_context *ctx);
+bool bi_is_live_after(bi_context *ctx, bi_block *block, bi_instruction *start, int src);
+
+/* Code emit */
+
+void bi_pack(bi_context *ctx, struct util_dynarray *emission);
+
 #endif