glsl/loops: Stop creating normatively bound loops in loop_controls.
authorPaul Berry <stereotype441@gmail.com>
Fri, 29 Nov 2013 08:16:43 +0000 (00:16 -0800)
committerPaul Berry <stereotype441@gmail.com>
Mon, 9 Dec 2013 18:55:06 +0000 (10:55 -0800)
commit7ea3baa64da061f86a50c41081a26e0c2859e99c
tree49e2a530583627aaefd7aa0af28878d8b9a41e00
parent4d844cfa56220b7de8ca676ad222d89f81c60c09
glsl/loops: Stop creating normatively bound loops in loop_controls.

Previously, when loop_controls analyzed a loop and found that it had a
fixed bound (known at compile time), it would remove all of the loop
terminators and instead set the loop's normative_bound field to force
the loop to execute the correct number of times.

This made loop unrolling easy, but it had a serious disadvantage.
Since most GPU's don't have a native mechanism for executing a loop a
fixed number of times, in order to implement the normative bound, the
back-ends would have to synthesize a new loop induction variable.  As
a result, many loops wound up having two induction variables instead
of one.  This caused extra register pressure and unnecessary
instructions.

This patch modifies loop_controls so that it doesn't set the loop's
normative_bound anymore.  Instead it leaves one of the terminators in
the loop (the limiting terminator), so the back-end doesn't have to go
to any extra work to ensure the loop terminates at the right time.

This complicates loop unrolling slightly: when deciding whether a loop
can be unrolled, we have to account for the presence of the limiting
terminator.  And when we do unroll the loop, we have to remove the
limiting terminator first.

For an example of how this results in more efficient back end code,
consider the loop:

    for (int i = 0; i < 100; i++) {
      total += i;
    }

Previous to this patch, on i965, this loop would compile down to this
(vec4) native code:

          mov(8)       g4<1>.xD 0D
          mov(8)       g8<1>.xD 0D
    loop:
          cmp.ge.f0(8) null     g8<4;4,1>.xD 100D
    (+f0) if(8)
          break(8)
          endif(8)
          add(8)       g5<1>.xD g5<4;4,1>.xD g4<4;4,1>.xD
          add(8)       g8<1>.xD g8<4;4,1>.xD 1D
          add(8)       g4<1>.xD g4<4;4,1>.xD 1D
          while(8) loop

(notice that both g8 and g4 are loop induction variables; one is used
to terminate the loop, and the other is used to accumulate the total).

After this patch, the same loop compiles to:

          mov(8)       g4<1>.xD 0D
    loop:
          cmp.ge.f0(8) null     g4<4;4,1>.xD 100D
    (+f0) if(8)
          break(8)
          endif(8)
          add(8)       g5<1>.xD g5<4;4,1>.xD g4<4;4,1>.xD
          add(8)       g4<1>.xD g4<4;4,1>.xD 1D
          while(8) loop

Reviewed-by: Ian Romanick <ian.d.romanick@intel.com>
src/glsl/loop_analysis.h
src/glsl/loop_controls.cpp
src/glsl/loop_unroll.cpp