mesa: Move register_allocate.c to util.
authorEric Anholt <eric@anholt.net>
Mon, 22 Sep 2014 19:24:21 +0000 (12:24 -0700)
committerEric Anholt <eric@anholt.net>
Tue, 23 Sep 2014 20:40:10 +0000 (13:40 -0700)
The r300 gallium driver is using it outside of the Mesa tree, and I wanted
to do so for vc4 as well.  Rather than make the multiple-definitions
problem even more complicated, just move it to more-shared code.

v2: Don't forget to delete the symlink in r300 (review by Matt).
    Delete more r300-helper references (review by Emil)
    Don't prefix util/ header inclusion with "util/" (review by Emil)

Reviewed-by: Matt Turner <mattst88@gmail.com> (v1)
Reviewed-by: Emil Velikov <emil.l.velikov@gmail.com> (v1)
18 files changed:
src/gallium/drivers/r300/Makefile.am
src/gallium/drivers/r300/Makefile.sources
src/gallium/drivers/r300/compiler/radeon_pair_regalloc.c
src/gallium/drivers/r300/register_allocate.c [deleted symlink]
src/gallium/targets/egl-static/Makefile.am
src/gallium/targets/gbm/Makefile.am
src/gallium/targets/pipe-loader/Makefile.am
src/mesa/Makefile.sources
src/mesa/drivers/dri/i965/brw_fs.cpp
src/mesa/drivers/dri/i965/brw_fs.h
src/mesa/drivers/dri/i965/brw_fs_visitor.cpp
src/mesa/drivers/dri/i965/brw_vec4_reg_allocate.cpp
src/mesa/program/register_allocate.c [deleted file]
src/mesa/program/register_allocate.h [deleted file]
src/util/Makefile.am
src/util/Makefile.sources
src/util/register_allocate.c [new file with mode: 0644]
src/util/register_allocate.h [new file with mode: 0644]

index 7692bd815ed9dc9d311a758f2d955af3c175e12e..ead7a871977b036eac286983955b81900e62a35d 100644 (file)
@@ -13,11 +13,11 @@ AM_CFLAGS = \
        $(LLVM_CFLAGS) \
        $(RADEON_CFLAGS)
 
-noinst_LTLIBRARIES = libr300.la libr300-helper.la
+noinst_LTLIBRARIES = libr300.la
 check_PROGRAMS = r300_compiler_tests
 TESTS = r300_compiler_tests
 
-r300_compiler_tests_LDADD = libr300.la libr300-helper.la \
+r300_compiler_tests_LDADD = libr300.la \
        $(top_builddir)/src/gallium/auxiliary/libgallium.la \
        $(top_builddir)/src/util/libmesautil.la \
        $(GALLIUM_COMMON_LIB_DEPS)
@@ -28,16 +28,6 @@ r300_compiler_tests_SOURCES = $(COMPILER_TESTS_SOURCES)
 
 libr300_la_SOURCES = $(C_SOURCES)
 
-# These two files are included in libmesagallium, which is included in the dri
-# targets. So, they were added directly to r300g the dri-r300 target would have
-# duplicated symbols, and if they weren't the other *-r300 targets would fail
-# with undefined symbols.
-#
-# Solve this by building them into a separate helper library that can be linked
-# in place of libmesagallium.
-libr300_helper_la_CPPFLAGS = -I$(top_srcdir)/src
-libr300_helper_la_SOURCES = $(HELPER_SOURCES)
-
 EXTRA_DIST = Android.mk \
        compiler/tests/omod_two_writers.test \
        compiler/tests/regalloc_tex_1d_swizzle.test
index ab1c9de394eb652d9a0e572f43d125000a6372de..1ba6db00d7e55ee987c3cec7a58abbecf1ebadb5 100644 (file)
@@ -108,6 +108,3 @@ COMPILER_TESTS_SOURCES := \
        compiler/tests/rc_test_helpers.h \
        compiler/tests/unit_test.c \
        compiler/tests/unit_test.h
-
-HELPER_SOURCES := \
-       register_allocate.c
index b854a2faeaaa830fa7f8377f0e98d2ec3f8dfe20..64b225d2990d98780be1fb1957e2f210dcc17f62 100644 (file)
@@ -31,7 +31,7 @@
 #include <stdio.h>
 
 #include "main/glheader.h"
-#include "program/register_allocate.h"
+#include "util/register_allocate.h"
 #include "util/u_memory.h"
 #include "util/ralloc.h"
 
diff --git a/src/gallium/drivers/r300/register_allocate.c b/src/gallium/drivers/r300/register_allocate.c
deleted file mode 120000 (symlink)
index 2117950..0000000
+++ /dev/null
@@ -1 +0,0 @@
-../../../mesa/program/register_allocate.c
\ No newline at end of file
index 84f33381a0b9ad69f6bafe7340c4c059d453aa47..a428be5ba832ee46291ad3c3cf12d7509f1ed285 100644 (file)
@@ -196,11 +196,6 @@ egl_gallium_la_CPPFLAGS += -DGALLIUM_R300
 egl_gallium_la_LIBADD += \
        $(top_builddir)/src/gallium/drivers/r300/libr300.la \
        $(RADEON_LIBS)
-
-if !HAVE_OPENGL
-egl_gallium_la_LIBADD += \
-       $(top_builddir)/src/gallium/drivers/r300/libr300-helper.la
-endif
 endif
 
 if HAVE_GALLIUM_R600
index a5f70704c6790644cc7c6338b5a4d38cf0e41375..31a8b47c1e4438a0deb211773703576485ca973e 100644 (file)
@@ -94,7 +94,6 @@ if HAVE_GALLIUM_R300
 STATIC_TARGET_CPPFLAGS += -DGALLIUM_R300
 STATIC_TARGET_LIB_DEPS += \
        $(top_builddir)/src/gallium/drivers/r300/libr300.la \
-       $(top_builddir)/src/gallium/drivers/r300/libr300-helper.la \
        $(RADEON_LIBS)
 endif
 
index ee930781480316a568a51acc5cc74fdb52098fd3..5f1330ab6564e3f5dd9d884278a6580de6f4b92d 100644 (file)
@@ -97,7 +97,6 @@ nodist_EXTRA_pipe_r300_la_SOURCES = dummy.cpp
 pipe_r300_la_LIBADD = \
        $(PIPE_LIBS) \
        $(top_builddir)/src/gallium/winsys/radeon/drm/libradeonwinsys.la \
-       $(top_builddir)/src/gallium/drivers/r300/libr300-helper.la \
        $(top_builddir)/src/gallium/drivers/r300/libr300.la \
        $(LIBDRM_LIBS) \
        $(RADEON_LIBS)
index 12336c074ab6182d45016603214626dbe914def9..475501877bed90559577e896e2b4c879b8ec0272 100644 (file)
@@ -280,7 +280,6 @@ PROGRAM_FILES = \
        $(SRCDIR)program/prog_print.c \
        $(SRCDIR)program/prog_statevars.c \
        $(SRCDIR)program/programopt.c \
-       $(SRCDIR)program/register_allocate.c \
        $(SRCDIR)program/sampler.cpp \
        $(SRCDIR)program/string_to_uint_map.cpp \
        $(SRCDIR)program/symbol_table.c \
index 66705a1d7be199aec23d1ca5b694ff567f31e823..12652d558524ac17b23182fa6358b1acc94daafd 100644 (file)
@@ -38,7 +38,7 @@ extern "C" {
 #include "main/fbobject.h"
 #include "program/prog_parameter.h"
 #include "program/prog_print.h"
-#include "program/register_allocate.h"
+#include "util/register_allocate.h"
 #include "program/sampler.h"
 #include "program/hash_table.h"
 #include "brw_context.h"
index d76ea2d48717af2aae0482550779bbf72b90af06..b4d766e7cd00b4ee3d1fb55480b85d866e2bd66b 100644 (file)
@@ -39,7 +39,7 @@ extern "C" {
 #include "program/prog_parameter.h"
 #include "program/prog_print.h"
 #include "program/prog_optimize.h"
-#include "program/register_allocate.h"
+#include "util/register_allocate.h"
 #include "program/sampler.h"
 #include "program/hash_table.h"
 #include "brw_context.h"
index 6dcf67b8480bb04a6827484dc6a170cf97973bf0..d32aa1f5e388fa402c071d6a734efdae863feb3d 100644 (file)
@@ -36,7 +36,7 @@ extern "C" {
 #include "program/prog_parameter.h"
 #include "program/prog_print.h"
 #include "program/prog_optimize.h"
-#include "program/register_allocate.h"
+#include "util/register_allocate.h"
 #include "program/sampler.h"
 #include "program/hash_table.h"
 #include "brw_context.h"
index ddab342ddc75f1a46a8a4a45a360fb311162655b..29feec07837824ab3f56c33566f21a2bdd3a6e18 100644 (file)
@@ -23,7 +23,7 @@
 
 extern "C" {
 #include "main/macros.h"
-#include "program/register_allocate.h"
+#include "util/register_allocate.h"
 } /* extern "C" */
 
 #include "brw_vec4.h"
diff --git a/src/mesa/program/register_allocate.c b/src/mesa/program/register_allocate.c
deleted file mode 100644 (file)
index 7faf672..0000000
+++ /dev/null
@@ -1,654 +0,0 @@
-/*
- * Copyright © 2010 Intel Corporation
- *
- * Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a
- * copy of this software and associated documentation files (the "Software"),
- * to deal in the Software without restriction, including without limitation
- * the rights to use, copy, modify, merge, publish, distribute, sublicense,
- * and/or sell copies of the Software, and to permit persons to whom the
- * Software is furnished to do so, subject to the following conditions:
- *
- * The above copyright notice and this permission notice (including the next
- * paragraph) shall be included in all copies or substantial portions of the
- * Software.
- *
- * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR
- * IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY,
- * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT.  IN NO EVENT SHALL
- * THE AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER
- * LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING
- * FROM, OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS
- * IN THE SOFTWARE.
- *
- * Authors:
- *    Eric Anholt <eric@anholt.net>
- *
- */
-
-/** @file register_allocate.c
- *
- * Graph-coloring register allocator.
- *
- * The basic idea of graph coloring is to make a node in a graph for
- * every thing that needs a register (color) number assigned, and make
- * edges in the graph between nodes that interfere (can't be allocated
- * to the same register at the same time).
- *
- * During the "simplify" process, any any node with fewer edges than
- * there are registers means that that edge can get assigned a
- * register regardless of what its neighbors choose, so that node is
- * pushed on a stack and removed (with its edges) from the graph.
- * That likely causes other nodes to become trivially colorable as well.
- *
- * Then during the "select" process, nodes are popped off of that
- * stack, their edges restored, and assigned a color different from
- * their neighbors.  Because they were pushed on the stack only when
- * they were trivially colorable, any color chosen won't interfere
- * with the registers to be popped later.
- *
- * The downside to most graph coloring is that real hardware often has
- * limitations, like registers that need to be allocated to a node in
- * pairs, or aligned on some boundary.  This implementation follows
- * the paper "Retargetable Graph-Coloring Register Allocation for
- * Irregular Architectures" by Johan Runeson and Sven-Olof Nyström.
- *
- * In this system, there are register classes each containing various
- * registers, and registers may interfere with other registers.  For
- * example, one might have a class of base registers, and a class of
- * aligned register pairs that would each interfere with their pair of
- * the base registers.  Each node has a register class it needs to be
- * assigned to.  Define p(B) to be the size of register class B, and
- * q(B,C) to be the number of registers in B that the worst choice
- * register in C could conflict with.  Then, this system replaces the
- * basic graph coloring test of "fewer edges from this node than there
- * are registers" with "For this node of class B, the sum of q(B,C)
- * for each neighbor node of class C is less than pB".
- *
- * A nice feature of the pq test is that q(B,C) can be computed once
- * up front and stored in a 2-dimensional array, so that the cost of
- * coloring a node is constant with the number of registers.  We do
- * this during ra_set_finalize().
- */
-
-#include <stdbool.h>
-
-#include "util/ralloc.h"
-#include "main/imports.h"
-#include "main/macros.h"
-#include "main/mtypes.h"
-#include "main/bitset.h"
-#include "register_allocate.h"
-
-#define NO_REG ~0
-
-struct ra_reg {
-   BITSET_WORD *conflicts;
-   unsigned int *conflict_list;
-   unsigned int conflict_list_size;
-   unsigned int num_conflicts;
-};
-
-struct ra_regs {
-   struct ra_reg *regs;
-   unsigned int count;
-
-   struct ra_class **classes;
-   unsigned int class_count;
-
-   bool round_robin;
-};
-
-struct ra_class {
-   /**
-    * Bitset indicating which registers belong to this class.
-    *
-    * (If bit N is set, then register N belongs to this class.)
-    */
-   BITSET_WORD *regs;
-
-   /**
-    * p(B) in Runeson/Nyström paper.
-    *
-    * This is "how many regs are in the set."
-    */
-   unsigned int p;
-
-   /**
-    * q(B,C) (indexed by C, B is this register class) in
-    * Runeson/Nyström paper.  This is "how many registers of B could
-    * the worst choice register from C conflict with".
-    */
-   unsigned int *q;
-};
-
-struct ra_node {
-   /** @{
-    *
-    * List of which nodes this node interferes with.  This should be
-    * symmetric with the other node.
-    */
-   BITSET_WORD *adjacency;
-   unsigned int *adjacency_list;
-   unsigned int adjacency_list_size;
-   unsigned int adjacency_count;
-   /** @} */
-
-   unsigned int class;
-
-   /* Register, if assigned, or NO_REG. */
-   unsigned int reg;
-
-   /**
-    * Set when the node is in the trivially colorable stack.  When
-    * set, the adjacency to this node is ignored, to implement the
-    * "remove the edge from the graph" in simplification without
-    * having to actually modify the adjacency_list.
-    */
-   bool in_stack;
-
-   /**
-    * The q total, as defined in the Runeson/Nyström paper, for all the
-    * interfering nodes not in the stack.
-    */
-   unsigned int q_total;
-
-   /* For an implementation that needs register spilling, this is the
-    * approximate cost of spilling this node.
-    */
-   float spill_cost;
-};
-
-struct ra_graph {
-   struct ra_regs *regs;
-   /**
-    * the variables that need register allocation.
-    */
-   struct ra_node *nodes;
-   unsigned int count; /**< count of nodes. */
-
-   unsigned int *stack;
-   unsigned int stack_count;
-};
-
-/**
- * Creates a set of registers for the allocator.
- *
- * mem_ctx is a ralloc context for the allocator.  The reg set may be freed
- * using ralloc_free().
- */
-struct ra_regs *
-ra_alloc_reg_set(void *mem_ctx, unsigned int count)
-{
-   unsigned int i;
-   struct ra_regs *regs;
-
-   regs = rzalloc(mem_ctx, struct ra_regs);
-   regs->count = count;
-   regs->regs = rzalloc_array(regs, struct ra_reg, count);
-
-   for (i = 0; i < count; i++) {
-      regs->regs[i].conflicts = rzalloc_array(regs->regs, BITSET_WORD,
-                                              BITSET_WORDS(count));
-      BITSET_SET(regs->regs[i].conflicts, i);
-
-      regs->regs[i].conflict_list = ralloc_array(regs->regs, unsigned int, 4);
-      regs->regs[i].conflict_list_size = 4;
-      regs->regs[i].conflict_list[0] = i;
-      regs->regs[i].num_conflicts = 1;
-   }
-
-   return regs;
-}
-
-/**
- * The register allocator by default prefers to allocate low register numbers,
- * since it was written for hardware (gen4/5 Intel) that is limited in its
- * multithreadedness by the number of registers used in a given shader.
- *
- * However, for hardware without that restriction, densely packed register
- * allocation can put serious constraints on instruction scheduling.  This
- * function tells the allocator to rotate around the registers if possible as
- * it allocates the nodes.
- */
-void
-ra_set_allocate_round_robin(struct ra_regs *regs)
-{
-   regs->round_robin = true;
-}
-
-static void
-ra_add_conflict_list(struct ra_regs *regs, unsigned int r1, unsigned int r2)
-{
-   struct ra_reg *reg1 = &regs->regs[r1];
-
-   if (reg1->conflict_list_size == reg1->num_conflicts) {
-      reg1->conflict_list_size *= 2;
-      reg1->conflict_list = reralloc(regs->regs, reg1->conflict_list,
-                                    unsigned int, reg1->conflict_list_size);
-   }
-   reg1->conflict_list[reg1->num_conflicts++] = r2;
-   BITSET_SET(reg1->conflicts, r2);
-}
-
-void
-ra_add_reg_conflict(struct ra_regs *regs, unsigned int r1, unsigned int r2)
-{
-   if (!BITSET_TEST(regs->regs[r1].conflicts, r2)) {
-      ra_add_conflict_list(regs, r1, r2);
-      ra_add_conflict_list(regs, r2, r1);
-   }
-}
-
-/**
- * Adds a conflict between base_reg and reg, and also between reg and
- * anything that base_reg conflicts with.
- *
- * This can simplify code for setting up multiple register classes
- * which are aggregates of some base hardware registers, compared to
- * explicitly using ra_add_reg_conflict.
- */
-void
-ra_add_transitive_reg_conflict(struct ra_regs *regs,
-                              unsigned int base_reg, unsigned int reg)
-{
-   int i;
-
-   ra_add_reg_conflict(regs, reg, base_reg);
-
-   for (i = 0; i < regs->regs[base_reg].num_conflicts; i++) {
-      ra_add_reg_conflict(regs, reg, regs->regs[base_reg].conflict_list[i]);
-   }
-}
-
-unsigned int
-ra_alloc_reg_class(struct ra_regs *regs)
-{
-   struct ra_class *class;
-
-   regs->classes = reralloc(regs->regs, regs->classes, struct ra_class *,
-                           regs->class_count + 1);
-
-   class = rzalloc(regs, struct ra_class);
-   regs->classes[regs->class_count] = class;
-
-   class->regs = rzalloc_array(class, BITSET_WORD, BITSET_WORDS(regs->count));
-
-   return regs->class_count++;
-}
-
-void
-ra_class_add_reg(struct ra_regs *regs, unsigned int c, unsigned int r)
-{
-   struct ra_class *class = regs->classes[c];
-
-   BITSET_SET(class->regs, r);
-   class->p++;
-}
-
-/**
- * Returns true if the register belongs to the given class.
- */
-static bool
-reg_belongs_to_class(unsigned int r, struct ra_class *c)
-{
-   return BITSET_TEST(c->regs, r);
-}
-
-/**
- * Must be called after all conflicts and register classes have been
- * set up and before the register set is used for allocation.
- * To avoid costly q value computation, use the q_values paramater
- * to pass precomputed q values to this function.
- */
-void
-ra_set_finalize(struct ra_regs *regs, unsigned int **q_values)
-{
-   unsigned int b, c;
-
-   for (b = 0; b < regs->class_count; b++) {
-      regs->classes[b]->q = ralloc_array(regs, unsigned int, regs->class_count);
-   }
-
-   if (q_values) {
-      for (b = 0; b < regs->class_count; b++) {
-         for (c = 0; c < regs->class_count; c++) {
-            regs->classes[b]->q[c] = q_values[b][c];
-        }
-      }
-      return;
-   }
-
-   /* Compute, for each class B and C, how many regs of B an
-    * allocation to C could conflict with.
-    */
-   for (b = 0; b < regs->class_count; b++) {
-      for (c = 0; c < regs->class_count; c++) {
-        unsigned int rc;
-        int max_conflicts = 0;
-
-        for (rc = 0; rc < regs->count; rc++) {
-           int conflicts = 0;
-           int i;
-
-            if (!reg_belongs_to_class(rc, regs->classes[c]))
-              continue;
-
-           for (i = 0; i < regs->regs[rc].num_conflicts; i++) {
-              unsigned int rb = regs->regs[rc].conflict_list[i];
-              if (BITSET_TEST(regs->classes[b]->regs, rb))
-                 conflicts++;
-           }
-           max_conflicts = MAX2(max_conflicts, conflicts);
-        }
-        regs->classes[b]->q[c] = max_conflicts;
-      }
-   }
-}
-
-static void
-ra_add_node_adjacency(struct ra_graph *g, unsigned int n1, unsigned int n2)
-{
-   BITSET_SET(g->nodes[n1].adjacency, n2);
-
-   if (n1 != n2) {
-      int n1_class = g->nodes[n1].class;
-      int n2_class = g->nodes[n2].class;
-      g->nodes[n1].q_total += g->regs->classes[n1_class]->q[n2_class];
-   }
-
-   if (g->nodes[n1].adjacency_count >=
-       g->nodes[n1].adjacency_list_size) {
-      g->nodes[n1].adjacency_list_size *= 2;
-      g->nodes[n1].adjacency_list = reralloc(g, g->nodes[n1].adjacency_list,
-                                             unsigned int,
-                                             g->nodes[n1].adjacency_list_size);
-   }
-
-   g->nodes[n1].adjacency_list[g->nodes[n1].adjacency_count] = n2;
-   g->nodes[n1].adjacency_count++;
-}
-
-struct ra_graph *
-ra_alloc_interference_graph(struct ra_regs *regs, unsigned int count)
-{
-   struct ra_graph *g;
-   unsigned int i;
-
-   g = rzalloc(regs, struct ra_graph);
-   g->regs = regs;
-   g->nodes = rzalloc_array(g, struct ra_node, count);
-   g->count = count;
-
-   g->stack = rzalloc_array(g, unsigned int, count);
-
-   for (i = 0; i < count; i++) {
-      int bitset_count = BITSET_WORDS(count);
-      g->nodes[i].adjacency = rzalloc_array(g, BITSET_WORD, bitset_count);
-
-      g->nodes[i].adjacency_list_size = 4;
-      g->nodes[i].adjacency_list =
-         ralloc_array(g, unsigned int, g->nodes[i].adjacency_list_size);
-      g->nodes[i].adjacency_count = 0;
-      g->nodes[i].q_total = 0;
-
-      ra_add_node_adjacency(g, i, i);
-      g->nodes[i].reg = NO_REG;
-   }
-
-   return g;
-}
-
-void
-ra_set_node_class(struct ra_graph *g,
-                 unsigned int n, unsigned int class)
-{
-   g->nodes[n].class = class;
-}
-
-void
-ra_add_node_interference(struct ra_graph *g,
-                        unsigned int n1, unsigned int n2)
-{
-   if (!BITSET_TEST(g->nodes[n1].adjacency, n2)) {
-      ra_add_node_adjacency(g, n1, n2);
-      ra_add_node_adjacency(g, n2, n1);
-   }
-}
-
-static bool
-pq_test(struct ra_graph *g, unsigned int n)
-{
-   int n_class = g->nodes[n].class;
-
-   return g->nodes[n].q_total < g->regs->classes[n_class]->p;
-}
-
-static void
-decrement_q(struct ra_graph *g, unsigned int n)
-{
-   unsigned int i;
-   int n_class = g->nodes[n].class;
-
-   for (i = 0; i < g->nodes[n].adjacency_count; i++) {
-      unsigned int n2 = g->nodes[n].adjacency_list[i];
-      unsigned int n2_class = g->nodes[n2].class;
-
-      if (n != n2 && !g->nodes[n2].in_stack) {
-         assert(g->nodes[n2].q_total >= g->regs->classes[n2_class]->q[n_class]);
-        g->nodes[n2].q_total -= g->regs->classes[n2_class]->q[n_class];
-      }
-   }
-}
-
-/**
- * Simplifies the interference graph by pushing all
- * trivially-colorable nodes into a stack of nodes to be colored,
- * removing them from the graph, and rinsing and repeating.
- *
- * If we encounter a case where we can't push any nodes on the stack, then
- * we optimistically choose a node and push it on the stack. We heuristically
- * push the node with the lowest total q value, since it has the fewest
- * neighbors and therefore is most likely to be allocated.
- */
-static void
-ra_simplify(struct ra_graph *g)
-{
-   bool progress = true;
-   int i;
-
-   while (progress) {
-      unsigned int best_optimistic_node = ~0;
-      unsigned int lowest_q_total = ~0;
-
-      progress = false;
-
-      for (i = g->count - 1; i >= 0; i--) {
-        if (g->nodes[i].in_stack || g->nodes[i].reg != NO_REG)
-           continue;
-
-        if (pq_test(g, i)) {
-           decrement_q(g, i);
-           g->stack[g->stack_count] = i;
-           g->stack_count++;
-           g->nodes[i].in_stack = true;
-           progress = true;
-        } else {
-           unsigned int new_q_total = g->nodes[i].q_total;
-           if (new_q_total < lowest_q_total) {
-              best_optimistic_node = i;
-              lowest_q_total = new_q_total;
-           }
-        }
-      }
-
-      if (!progress && best_optimistic_node != ~0) {
-        decrement_q(g, best_optimistic_node);
-        g->stack[g->stack_count] = best_optimistic_node;
-        g->stack_count++;
-        g->nodes[best_optimistic_node].in_stack = true;
-        progress = true;
-      }
-   }
-}
-
-/**
- * Pops nodes from the stack back into the graph, coloring them with
- * registers as they go.
- *
- * If all nodes were trivially colorable, then this must succeed.  If
- * not (optimistic coloring), then it may return false;
- */
-static bool
-ra_select(struct ra_graph *g)
-{
-   int i;
-   int start_search_reg = 0;
-
-   while (g->stack_count != 0) {
-      unsigned int ri;
-      unsigned int r = -1;
-      int n = g->stack[g->stack_count - 1];
-      struct ra_class *c = g->regs->classes[g->nodes[n].class];
-
-      /* Find the lowest-numbered reg which is not used by a member
-       * of the graph adjacent to us.
-       */
-      for (ri = 0; ri < g->regs->count; ri++) {
-         r = (start_search_reg + ri) % g->regs->count;
-         if (!reg_belongs_to_class(r, c))
-           continue;
-
-        /* Check if any of our neighbors conflict with this register choice. */
-        for (i = 0; i < g->nodes[n].adjacency_count; i++) {
-           unsigned int n2 = g->nodes[n].adjacency_list[i];
-
-           if (!g->nodes[n2].in_stack &&
-               BITSET_TEST(g->regs->regs[r].conflicts, g->nodes[n2].reg)) {
-              break;
-           }
-        }
-        if (i == g->nodes[n].adjacency_count)
-           break;
-      }
-
-      /* set this to false even if we return here so that
-       * ra_get_best_spill_node() considers this node later.
-       */
-      g->nodes[n].in_stack = false;
-
-      if (ri == g->regs->count)
-        return false;
-
-      g->nodes[n].reg = r;
-      g->stack_count--;
-
-      if (g->regs->round_robin)
-         start_search_reg = r + 1;
-   }
-
-   return true;
-}
-
-bool
-ra_allocate(struct ra_graph *g)
-{
-   ra_simplify(g);
-   return ra_select(g);
-}
-
-unsigned int
-ra_get_node_reg(struct ra_graph *g, unsigned int n)
-{
-   return g->nodes[n].reg;
-}
-
-/**
- * Forces a node to a specific register.  This can be used to avoid
- * creating a register class containing one node when handling data
- * that must live in a fixed location and is known to not conflict
- * with other forced register assignment (as is common with shader
- * input data).  These nodes do not end up in the stack during
- * ra_simplify(), and thus at ra_select() time it is as if they were
- * the first popped off the stack and assigned their fixed locations.
- * Nodes that use this function do not need to be assigned a register
- * class.
- *
- * Must be called before ra_simplify().
- */
-void
-ra_set_node_reg(struct ra_graph *g, unsigned int n, unsigned int reg)
-{
-   g->nodes[n].reg = reg;
-   g->nodes[n].in_stack = false;
-}
-
-static float
-ra_get_spill_benefit(struct ra_graph *g, unsigned int n)
-{
-   int j;
-   float benefit = 0;
-   int n_class = g->nodes[n].class;
-
-   /* Define the benefit of eliminating an interference between n, n2
-    * through spilling as q(C, B) / p(C).  This is similar to the
-    * "count number of edges" approach of traditional graph coloring,
-    * but takes classes into account.
-    */
-   for (j = 0; j < g->nodes[n].adjacency_count; j++) {
-      unsigned int n2 = g->nodes[n].adjacency_list[j];
-      if (n != n2) {
-        unsigned int n2_class = g->nodes[n2].class;
-        benefit += ((float)g->regs->classes[n_class]->q[n2_class] /
-                    g->regs->classes[n_class]->p);
-      }
-   }
-
-   return benefit;
-}
-
-/**
- * Returns a node number to be spilled according to the cost/benefit using
- * the pq test, or -1 if there are no spillable nodes.
- */
-int
-ra_get_best_spill_node(struct ra_graph *g)
-{
-   unsigned int best_node = -1;
-   float best_benefit = 0.0;
-   unsigned int n;
-
-   /* Consider any nodes that we colored successfully or the node we failed to
-    * color for spilling. When we failed to color a node in ra_select(), we
-    * only considered these nodes, so spilling any other ones would not result
-    * in us making progress.
-    */
-   for (n = 0; n < g->count; n++) {
-      float cost = g->nodes[n].spill_cost;
-      float benefit;
-
-      if (cost <= 0.0)
-        continue;
-
-      if (g->nodes[n].in_stack)
-         continue;
-
-      benefit = ra_get_spill_benefit(g, n);
-
-      if (benefit / cost > best_benefit) {
-        best_benefit = benefit / cost;
-        best_node = n;
-      }
-   }
-
-   return best_node;
-}
-
-/**
- * Only nodes with a spill cost set (cost != 0.0) will be considered
- * for register spilling.
- */
-void
-ra_set_node_spill_cost(struct ra_graph *g, unsigned int n, float cost)
-{
-   g->nodes[n].spill_cost = cost;
-}
diff --git a/src/mesa/program/register_allocate.h b/src/mesa/program/register_allocate.h
deleted file mode 100644 (file)
index dc68744..0000000
+++ /dev/null
@@ -1,79 +0,0 @@
-/*
- * Copyright © 2010 Intel Corporation
- *
- * Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a
- * copy of this software and associated documentation files (the "Software"),
- * to deal in the Software without restriction, including without limitation
- * the rights to use, copy, modify, merge, publish, distribute, sublicense,
- * and/or sell copies of the Software, and to permit persons to whom the
- * Software is furnished to do so, subject to the following conditions:
- *
- * The above copyright notice and this permission notice (including the next
- * paragraph) shall be included in all copies or substantial portions of the
- * Software.
- *
- * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR
- * IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY,
- * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT.  IN NO EVENT SHALL
- * THE AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER
- * LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING
- * FROM, OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS
- * IN THE SOFTWARE.
- *
- * Authors:
- *    Eric Anholt <eric@anholt.net>
- *
- */
-
-#include <stdbool.h>
-
-struct ra_class;
-struct ra_regs;
-
-/* @{
- * Register set setup.
- *
- * This should be done once at backend initializaion, as
- * ra_set_finalize is O(r^2*c^2).  The registers may be virtual
- * registers, such as aligned register pairs that conflict with the
- * two real registers from which they are composed.
- */
-struct ra_regs *ra_alloc_reg_set(void *mem_ctx, unsigned int count);
-void ra_set_allocate_round_robin(struct ra_regs *regs);
-unsigned int ra_alloc_reg_class(struct ra_regs *regs);
-void ra_add_reg_conflict(struct ra_regs *regs,
-                        unsigned int r1, unsigned int r2);
-void ra_add_transitive_reg_conflict(struct ra_regs *regs,
-                                   unsigned int base_reg, unsigned int reg);
-void ra_class_add_reg(struct ra_regs *regs, unsigned int c, unsigned int reg);
-void ra_set_num_conflicts(struct ra_regs *regs, unsigned int class_a,
-                          unsigned int class_b, unsigned int num_conflicts);
-void ra_set_finalize(struct ra_regs *regs, unsigned int **conflicts);
-/** @} */
-
-/** @{ Interference graph setup.
- *
- * Each interference graph node is a virtual variable in the IL.  It
- * is up to the user to ra_set_node_class() for the virtual variable,
- * and compute live ranges and ra_node_interfere() between conflicting
- * live ranges. Note that an interference *must not* be added between
- * two nodes if their classes haven't been assigned yet. The user
- * should set the class of each node before building the interference
- * graph.
- */
-struct ra_graph *ra_alloc_interference_graph(struct ra_regs *regs,
-                                            unsigned int count);
-void ra_set_node_class(struct ra_graph *g, unsigned int n, unsigned int c);
-void ra_add_node_interference(struct ra_graph *g,
-                             unsigned int n1, unsigned int n2);
-/** @} */
-
-/** @{ Graph-coloring register allocation */
-bool ra_allocate(struct ra_graph *g);
-
-unsigned int ra_get_node_reg(struct ra_graph *g, unsigned int n);
-void ra_set_node_reg(struct ra_graph * g, unsigned int n, unsigned int reg);
-void ra_set_node_spill_cost(struct ra_graph *g, unsigned int n, float cost);
-int ra_get_best_spill_node(struct ra_graph *g);
-/** @} */
-
index 4733a1a74c53b6eb4ba1d0d716d744b4d0ef44a2..8d5f90e9798cf940d3ac2e1022213660b1b36dfc 100644 (file)
@@ -28,6 +28,9 @@ noinst_LTLIBRARIES = libmesautil.la
 libmesautil_la_CPPFLAGS = \
        $(DEFINES) \
        -I$(top_srcdir)/include \
+       -I$(top_srcdir)/src \
+       -I$(top_srcdir)/src/mapi \
+       -I$(top_srcdir)/src/mesa \
        $(VISIBILITY_CFLAGS)
 
 libmesautil_la_SOURCES = \
index c34475a849371b1b648bf1588b7bf74681c3c0ae..952b79905de34a0df4d8d39096599a9b8b095ab2 100644 (file)
@@ -1,6 +1,8 @@
 MESA_UTIL_FILES :=     \
        hash_table.c    \
        ralloc.c \
+       register_allocate.c \
+       register_allocate.h \
        rgtc.c
 
 MESA_UTIL_GENERATED_FILES = \
diff --git a/src/util/register_allocate.c b/src/util/register_allocate.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..afab9dd
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,654 @@
+/*
+ * Copyright © 2010 Intel Corporation
+ *
+ * Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a
+ * copy of this software and associated documentation files (the "Software"),
+ * to deal in the Software without restriction, including without limitation
+ * the rights to use, copy, modify, merge, publish, distribute, sublicense,
+ * and/or sell copies of the Software, and to permit persons to whom the
+ * Software is furnished to do so, subject to the following conditions:
+ *
+ * The above copyright notice and this permission notice (including the next
+ * paragraph) shall be included in all copies or substantial portions of the
+ * Software.
+ *
+ * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR
+ * IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY,
+ * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT.  IN NO EVENT SHALL
+ * THE AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER
+ * LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING
+ * FROM, OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS
+ * IN THE SOFTWARE.
+ *
+ * Authors:
+ *    Eric Anholt <eric@anholt.net>
+ *
+ */
+
+/** @file register_allocate.c
+ *
+ * Graph-coloring register allocator.
+ *
+ * The basic idea of graph coloring is to make a node in a graph for
+ * every thing that needs a register (color) number assigned, and make
+ * edges in the graph between nodes that interfere (can't be allocated
+ * to the same register at the same time).
+ *
+ * During the "simplify" process, any any node with fewer edges than
+ * there are registers means that that edge can get assigned a
+ * register regardless of what its neighbors choose, so that node is
+ * pushed on a stack and removed (with its edges) from the graph.
+ * That likely causes other nodes to become trivially colorable as well.
+ *
+ * Then during the "select" process, nodes are popped off of that
+ * stack, their edges restored, and assigned a color different from
+ * their neighbors.  Because they were pushed on the stack only when
+ * they were trivially colorable, any color chosen won't interfere
+ * with the registers to be popped later.
+ *
+ * The downside to most graph coloring is that real hardware often has
+ * limitations, like registers that need to be allocated to a node in
+ * pairs, or aligned on some boundary.  This implementation follows
+ * the paper "Retargetable Graph-Coloring Register Allocation for
+ * Irregular Architectures" by Johan Runeson and Sven-Olof Nyström.
+ *
+ * In this system, there are register classes each containing various
+ * registers, and registers may interfere with other registers.  For
+ * example, one might have a class of base registers, and a class of
+ * aligned register pairs that would each interfere with their pair of
+ * the base registers.  Each node has a register class it needs to be
+ * assigned to.  Define p(B) to be the size of register class B, and
+ * q(B,C) to be the number of registers in B that the worst choice
+ * register in C could conflict with.  Then, this system replaces the
+ * basic graph coloring test of "fewer edges from this node than there
+ * are registers" with "For this node of class B, the sum of q(B,C)
+ * for each neighbor node of class C is less than pB".
+ *
+ * A nice feature of the pq test is that q(B,C) can be computed once
+ * up front and stored in a 2-dimensional array, so that the cost of
+ * coloring a node is constant with the number of registers.  We do
+ * this during ra_set_finalize().
+ */
+
+#include <stdbool.h>
+
+#include "ralloc.h"
+#include "main/imports.h"
+#include "main/macros.h"
+#include "main/mtypes.h"
+#include "main/bitset.h"
+#include "register_allocate.h"
+
+#define NO_REG ~0
+
+struct ra_reg {
+   BITSET_WORD *conflicts;
+   unsigned int *conflict_list;
+   unsigned int conflict_list_size;
+   unsigned int num_conflicts;
+};
+
+struct ra_regs {
+   struct ra_reg *regs;
+   unsigned int count;
+
+   struct ra_class **classes;
+   unsigned int class_count;
+
+   bool round_robin;
+};
+
+struct ra_class {
+   /**
+    * Bitset indicating which registers belong to this class.
+    *
+    * (If bit N is set, then register N belongs to this class.)
+    */
+   BITSET_WORD *regs;
+
+   /**
+    * p(B) in Runeson/Nyström paper.
+    *
+    * This is "how many regs are in the set."
+    */
+   unsigned int p;
+
+   /**
+    * q(B,C) (indexed by C, B is this register class) in
+    * Runeson/Nyström paper.  This is "how many registers of B could
+    * the worst choice register from C conflict with".
+    */
+   unsigned int *q;
+};
+
+struct ra_node {
+   /** @{
+    *
+    * List of which nodes this node interferes with.  This should be
+    * symmetric with the other node.
+    */
+   BITSET_WORD *adjacency;
+   unsigned int *adjacency_list;
+   unsigned int adjacency_list_size;
+   unsigned int adjacency_count;
+   /** @} */
+
+   unsigned int class;
+
+   /* Register, if assigned, or NO_REG. */
+   unsigned int reg;
+
+   /**
+    * Set when the node is in the trivially colorable stack.  When
+    * set, the adjacency to this node is ignored, to implement the
+    * "remove the edge from the graph" in simplification without
+    * having to actually modify the adjacency_list.
+    */
+   bool in_stack;
+
+   /**
+    * The q total, as defined in the Runeson/Nyström paper, for all the
+    * interfering nodes not in the stack.
+    */
+   unsigned int q_total;
+
+   /* For an implementation that needs register spilling, this is the
+    * approximate cost of spilling this node.
+    */
+   float spill_cost;
+};
+
+struct ra_graph {
+   struct ra_regs *regs;
+   /**
+    * the variables that need register allocation.
+    */
+   struct ra_node *nodes;
+   unsigned int count; /**< count of nodes. */
+
+   unsigned int *stack;
+   unsigned int stack_count;
+};
+
+/**
+ * Creates a set of registers for the allocator.
+ *
+ * mem_ctx is a ralloc context for the allocator.  The reg set may be freed
+ * using ralloc_free().
+ */
+struct ra_regs *
+ra_alloc_reg_set(void *mem_ctx, unsigned int count)
+{
+   unsigned int i;
+   struct ra_regs *regs;
+
+   regs = rzalloc(mem_ctx, struct ra_regs);
+   regs->count = count;
+   regs->regs = rzalloc_array(regs, struct ra_reg, count);
+
+   for (i = 0; i < count; i++) {
+      regs->regs[i].conflicts = rzalloc_array(regs->regs, BITSET_WORD,
+                                              BITSET_WORDS(count));
+      BITSET_SET(regs->regs[i].conflicts, i);
+
+      regs->regs[i].conflict_list = ralloc_array(regs->regs, unsigned int, 4);
+      regs->regs[i].conflict_list_size = 4;
+      regs->regs[i].conflict_list[0] = i;
+      regs->regs[i].num_conflicts = 1;
+   }
+
+   return regs;
+}
+
+/**
+ * The register allocator by default prefers to allocate low register numbers,
+ * since it was written for hardware (gen4/5 Intel) that is limited in its
+ * multithreadedness by the number of registers used in a given shader.
+ *
+ * However, for hardware without that restriction, densely packed register
+ * allocation can put serious constraints on instruction scheduling.  This
+ * function tells the allocator to rotate around the registers if possible as
+ * it allocates the nodes.
+ */
+void
+ra_set_allocate_round_robin(struct ra_regs *regs)
+{
+   regs->round_robin = true;
+}
+
+static void
+ra_add_conflict_list(struct ra_regs *regs, unsigned int r1, unsigned int r2)
+{
+   struct ra_reg *reg1 = &regs->regs[r1];
+
+   if (reg1->conflict_list_size == reg1->num_conflicts) {
+      reg1->conflict_list_size *= 2;
+      reg1->conflict_list = reralloc(regs->regs, reg1->conflict_list,
+                                    unsigned int, reg1->conflict_list_size);
+   }
+   reg1->conflict_list[reg1->num_conflicts++] = r2;
+   BITSET_SET(reg1->conflicts, r2);
+}
+
+void
+ra_add_reg_conflict(struct ra_regs *regs, unsigned int r1, unsigned int r2)
+{
+   if (!BITSET_TEST(regs->regs[r1].conflicts, r2)) {
+      ra_add_conflict_list(regs, r1, r2);
+      ra_add_conflict_list(regs, r2, r1);
+   }
+}
+
+/**
+ * Adds a conflict between base_reg and reg, and also between reg and
+ * anything that base_reg conflicts with.
+ *
+ * This can simplify code for setting up multiple register classes
+ * which are aggregates of some base hardware registers, compared to
+ * explicitly using ra_add_reg_conflict.
+ */
+void
+ra_add_transitive_reg_conflict(struct ra_regs *regs,
+                              unsigned int base_reg, unsigned int reg)
+{
+   int i;
+
+   ra_add_reg_conflict(regs, reg, base_reg);
+
+   for (i = 0; i < regs->regs[base_reg].num_conflicts; i++) {
+      ra_add_reg_conflict(regs, reg, regs->regs[base_reg].conflict_list[i]);
+   }
+}
+
+unsigned int
+ra_alloc_reg_class(struct ra_regs *regs)
+{
+   struct ra_class *class;
+
+   regs->classes = reralloc(regs->regs, regs->classes, struct ra_class *,
+                           regs->class_count + 1);
+
+   class = rzalloc(regs, struct ra_class);
+   regs->classes[regs->class_count] = class;
+
+   class->regs = rzalloc_array(class, BITSET_WORD, BITSET_WORDS(regs->count));
+
+   return regs->class_count++;
+}
+
+void
+ra_class_add_reg(struct ra_regs *regs, unsigned int c, unsigned int r)
+{
+   struct ra_class *class = regs->classes[c];
+
+   BITSET_SET(class->regs, r);
+   class->p++;
+}
+
+/**
+ * Returns true if the register belongs to the given class.
+ */
+static bool
+reg_belongs_to_class(unsigned int r, struct ra_class *c)
+{
+   return BITSET_TEST(c->regs, r);
+}
+
+/**
+ * Must be called after all conflicts and register classes have been
+ * set up and before the register set is used for allocation.
+ * To avoid costly q value computation, use the q_values paramater
+ * to pass precomputed q values to this function.
+ */
+void
+ra_set_finalize(struct ra_regs *regs, unsigned int **q_values)
+{
+   unsigned int b, c;
+
+   for (b = 0; b < regs->class_count; b++) {
+      regs->classes[b]->q = ralloc_array(regs, unsigned int, regs->class_count);
+   }
+
+   if (q_values) {
+      for (b = 0; b < regs->class_count; b++) {
+         for (c = 0; c < regs->class_count; c++) {
+            regs->classes[b]->q[c] = q_values[b][c];
+        }
+      }
+      return;
+   }
+
+   /* Compute, for each class B and C, how many regs of B an
+    * allocation to C could conflict with.
+    */
+   for (b = 0; b < regs->class_count; b++) {
+      for (c = 0; c < regs->class_count; c++) {
+        unsigned int rc;
+        int max_conflicts = 0;
+
+        for (rc = 0; rc < regs->count; rc++) {
+           int conflicts = 0;
+           int i;
+
+            if (!reg_belongs_to_class(rc, regs->classes[c]))
+              continue;
+
+           for (i = 0; i < regs->regs[rc].num_conflicts; i++) {
+              unsigned int rb = regs->regs[rc].conflict_list[i];
+              if (BITSET_TEST(regs->classes[b]->regs, rb))
+                 conflicts++;
+           }
+           max_conflicts = MAX2(max_conflicts, conflicts);
+        }
+        regs->classes[b]->q[c] = max_conflicts;
+      }
+   }
+}
+
+static void
+ra_add_node_adjacency(struct ra_graph *g, unsigned int n1, unsigned int n2)
+{
+   BITSET_SET(g->nodes[n1].adjacency, n2);
+
+   if (n1 != n2) {
+      int n1_class = g->nodes[n1].class;
+      int n2_class = g->nodes[n2].class;
+      g->nodes[n1].q_total += g->regs->classes[n1_class]->q[n2_class];
+   }
+
+   if (g->nodes[n1].adjacency_count >=
+       g->nodes[n1].adjacency_list_size) {
+      g->nodes[n1].adjacency_list_size *= 2;
+      g->nodes[n1].adjacency_list = reralloc(g, g->nodes[n1].adjacency_list,
+                                             unsigned int,
+                                             g->nodes[n1].adjacency_list_size);
+   }
+
+   g->nodes[n1].adjacency_list[g->nodes[n1].adjacency_count] = n2;
+   g->nodes[n1].adjacency_count++;
+}
+
+struct ra_graph *
+ra_alloc_interference_graph(struct ra_regs *regs, unsigned int count)
+{
+   struct ra_graph *g;
+   unsigned int i;
+
+   g = rzalloc(regs, struct ra_graph);
+   g->regs = regs;
+   g->nodes = rzalloc_array(g, struct ra_node, count);
+   g->count = count;
+
+   g->stack = rzalloc_array(g, unsigned int, count);
+
+   for (i = 0; i < count; i++) {
+      int bitset_count = BITSET_WORDS(count);
+      g->nodes[i].adjacency = rzalloc_array(g, BITSET_WORD, bitset_count);
+
+      g->nodes[i].adjacency_list_size = 4;
+      g->nodes[i].adjacency_list =
+         ralloc_array(g, unsigned int, g->nodes[i].adjacency_list_size);
+      g->nodes[i].adjacency_count = 0;
+      g->nodes[i].q_total = 0;
+
+      ra_add_node_adjacency(g, i, i);
+      g->nodes[i].reg = NO_REG;
+   }
+
+   return g;
+}
+
+void
+ra_set_node_class(struct ra_graph *g,
+                 unsigned int n, unsigned int class)
+{
+   g->nodes[n].class = class;
+}
+
+void
+ra_add_node_interference(struct ra_graph *g,
+                        unsigned int n1, unsigned int n2)
+{
+   if (!BITSET_TEST(g->nodes[n1].adjacency, n2)) {
+      ra_add_node_adjacency(g, n1, n2);
+      ra_add_node_adjacency(g, n2, n1);
+   }
+}
+
+static bool
+pq_test(struct ra_graph *g, unsigned int n)
+{
+   int n_class = g->nodes[n].class;
+
+   return g->nodes[n].q_total < g->regs->classes[n_class]->p;
+}
+
+static void
+decrement_q(struct ra_graph *g, unsigned int n)
+{
+   unsigned int i;
+   int n_class = g->nodes[n].class;
+
+   for (i = 0; i < g->nodes[n].adjacency_count; i++) {
+      unsigned int n2 = g->nodes[n].adjacency_list[i];
+      unsigned int n2_class = g->nodes[n2].class;
+
+      if (n != n2 && !g->nodes[n2].in_stack) {
+         assert(g->nodes[n2].q_total >= g->regs->classes[n2_class]->q[n_class]);
+        g->nodes[n2].q_total -= g->regs->classes[n2_class]->q[n_class];
+      }
+   }
+}
+
+/**
+ * Simplifies the interference graph by pushing all
+ * trivially-colorable nodes into a stack of nodes to be colored,
+ * removing them from the graph, and rinsing and repeating.
+ *
+ * If we encounter a case where we can't push any nodes on the stack, then
+ * we optimistically choose a node and push it on the stack. We heuristically
+ * push the node with the lowest total q value, since it has the fewest
+ * neighbors and therefore is most likely to be allocated.
+ */
+static void
+ra_simplify(struct ra_graph *g)
+{
+   bool progress = true;
+   int i;
+
+   while (progress) {
+      unsigned int best_optimistic_node = ~0;
+      unsigned int lowest_q_total = ~0;
+
+      progress = false;
+
+      for (i = g->count - 1; i >= 0; i--) {
+        if (g->nodes[i].in_stack || g->nodes[i].reg != NO_REG)
+           continue;
+
+        if (pq_test(g, i)) {
+           decrement_q(g, i);
+           g->stack[g->stack_count] = i;
+           g->stack_count++;
+           g->nodes[i].in_stack = true;
+           progress = true;
+        } else {
+           unsigned int new_q_total = g->nodes[i].q_total;
+           if (new_q_total < lowest_q_total) {
+              best_optimistic_node = i;
+              lowest_q_total = new_q_total;
+           }
+        }
+      }
+
+      if (!progress && best_optimistic_node != ~0) {
+        decrement_q(g, best_optimistic_node);
+        g->stack[g->stack_count] = best_optimistic_node;
+        g->stack_count++;
+        g->nodes[best_optimistic_node].in_stack = true;
+        progress = true;
+      }
+   }
+}
+
+/**
+ * Pops nodes from the stack back into the graph, coloring them with
+ * registers as they go.
+ *
+ * If all nodes were trivially colorable, then this must succeed.  If
+ * not (optimistic coloring), then it may return false;
+ */
+static bool
+ra_select(struct ra_graph *g)
+{
+   int i;
+   int start_search_reg = 0;
+
+   while (g->stack_count != 0) {
+      unsigned int ri;
+      unsigned int r = -1;
+      int n = g->stack[g->stack_count - 1];
+      struct ra_class *c = g->regs->classes[g->nodes[n].class];
+
+      /* Find the lowest-numbered reg which is not used by a member
+       * of the graph adjacent to us.
+       */
+      for (ri = 0; ri < g->regs->count; ri++) {
+         r = (start_search_reg + ri) % g->regs->count;
+         if (!reg_belongs_to_class(r, c))
+           continue;
+
+        /* Check if any of our neighbors conflict with this register choice. */
+        for (i = 0; i < g->nodes[n].adjacency_count; i++) {
+           unsigned int n2 = g->nodes[n].adjacency_list[i];
+
+           if (!g->nodes[n2].in_stack &&
+               BITSET_TEST(g->regs->regs[r].conflicts, g->nodes[n2].reg)) {
+              break;
+           }
+        }
+        if (i == g->nodes[n].adjacency_count)
+           break;
+      }
+
+      /* set this to false even if we return here so that
+       * ra_get_best_spill_node() considers this node later.
+       */
+      g->nodes[n].in_stack = false;
+
+      if (ri == g->regs->count)
+        return false;
+
+      g->nodes[n].reg = r;
+      g->stack_count--;
+
+      if (g->regs->round_robin)
+         start_search_reg = r + 1;
+   }
+
+   return true;
+}
+
+bool
+ra_allocate(struct ra_graph *g)
+{
+   ra_simplify(g);
+   return ra_select(g);
+}
+
+unsigned int
+ra_get_node_reg(struct ra_graph *g, unsigned int n)
+{
+   return g->nodes[n].reg;
+}
+
+/**
+ * Forces a node to a specific register.  This can be used to avoid
+ * creating a register class containing one node when handling data
+ * that must live in a fixed location and is known to not conflict
+ * with other forced register assignment (as is common with shader
+ * input data).  These nodes do not end up in the stack during
+ * ra_simplify(), and thus at ra_select() time it is as if they were
+ * the first popped off the stack and assigned their fixed locations.
+ * Nodes that use this function do not need to be assigned a register
+ * class.
+ *
+ * Must be called before ra_simplify().
+ */
+void
+ra_set_node_reg(struct ra_graph *g, unsigned int n, unsigned int reg)
+{
+   g->nodes[n].reg = reg;
+   g->nodes[n].in_stack = false;
+}
+
+static float
+ra_get_spill_benefit(struct ra_graph *g, unsigned int n)
+{
+   int j;
+   float benefit = 0;
+   int n_class = g->nodes[n].class;
+
+   /* Define the benefit of eliminating an interference between n, n2
+    * through spilling as q(C, B) / p(C).  This is similar to the
+    * "count number of edges" approach of traditional graph coloring,
+    * but takes classes into account.
+    */
+   for (j = 0; j < g->nodes[n].adjacency_count; j++) {
+      unsigned int n2 = g->nodes[n].adjacency_list[j];
+      if (n != n2) {
+        unsigned int n2_class = g->nodes[n2].class;
+        benefit += ((float)g->regs->classes[n_class]->q[n2_class] /
+                    g->regs->classes[n_class]->p);
+      }
+   }
+
+   return benefit;
+}
+
+/**
+ * Returns a node number to be spilled according to the cost/benefit using
+ * the pq test, or -1 if there are no spillable nodes.
+ */
+int
+ra_get_best_spill_node(struct ra_graph *g)
+{
+   unsigned int best_node = -1;
+   float best_benefit = 0.0;
+   unsigned int n;
+
+   /* Consider any nodes that we colored successfully or the node we failed to
+    * color for spilling. When we failed to color a node in ra_select(), we
+    * only considered these nodes, so spilling any other ones would not result
+    * in us making progress.
+    */
+   for (n = 0; n < g->count; n++) {
+      float cost = g->nodes[n].spill_cost;
+      float benefit;
+
+      if (cost <= 0.0)
+        continue;
+
+      if (g->nodes[n].in_stack)
+         continue;
+
+      benefit = ra_get_spill_benefit(g, n);
+
+      if (benefit / cost > best_benefit) {
+        best_benefit = benefit / cost;
+        best_node = n;
+      }
+   }
+
+   return best_node;
+}
+
+/**
+ * Only nodes with a spill cost set (cost != 0.0) will be considered
+ * for register spilling.
+ */
+void
+ra_set_node_spill_cost(struct ra_graph *g, unsigned int n, float cost)
+{
+   g->nodes[n].spill_cost = cost;
+}
diff --git a/src/util/register_allocate.h b/src/util/register_allocate.h
new file mode 100644 (file)
index 0000000..dc68744
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,79 @@
+/*
+ * Copyright © 2010 Intel Corporation
+ *
+ * Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a
+ * copy of this software and associated documentation files (the "Software"),
+ * to deal in the Software without restriction, including without limitation
+ * the rights to use, copy, modify, merge, publish, distribute, sublicense,
+ * and/or sell copies of the Software, and to permit persons to whom the
+ * Software is furnished to do so, subject to the following conditions:
+ *
+ * The above copyright notice and this permission notice (including the next
+ * paragraph) shall be included in all copies or substantial portions of the
+ * Software.
+ *
+ * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR
+ * IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY,
+ * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT.  IN NO EVENT SHALL
+ * THE AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER
+ * LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING
+ * FROM, OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS
+ * IN THE SOFTWARE.
+ *
+ * Authors:
+ *    Eric Anholt <eric@anholt.net>
+ *
+ */
+
+#include <stdbool.h>
+
+struct ra_class;
+struct ra_regs;
+
+/* @{
+ * Register set setup.
+ *
+ * This should be done once at backend initializaion, as
+ * ra_set_finalize is O(r^2*c^2).  The registers may be virtual
+ * registers, such as aligned register pairs that conflict with the
+ * two real registers from which they are composed.
+ */
+struct ra_regs *ra_alloc_reg_set(void *mem_ctx, unsigned int count);
+void ra_set_allocate_round_robin(struct ra_regs *regs);
+unsigned int ra_alloc_reg_class(struct ra_regs *regs);
+void ra_add_reg_conflict(struct ra_regs *regs,
+                        unsigned int r1, unsigned int r2);
+void ra_add_transitive_reg_conflict(struct ra_regs *regs,
+                                   unsigned int base_reg, unsigned int reg);
+void ra_class_add_reg(struct ra_regs *regs, unsigned int c, unsigned int reg);
+void ra_set_num_conflicts(struct ra_regs *regs, unsigned int class_a,
+                          unsigned int class_b, unsigned int num_conflicts);
+void ra_set_finalize(struct ra_regs *regs, unsigned int **conflicts);
+/** @} */
+
+/** @{ Interference graph setup.
+ *
+ * Each interference graph node is a virtual variable in the IL.  It
+ * is up to the user to ra_set_node_class() for the virtual variable,
+ * and compute live ranges and ra_node_interfere() between conflicting
+ * live ranges. Note that an interference *must not* be added between
+ * two nodes if their classes haven't been assigned yet. The user
+ * should set the class of each node before building the interference
+ * graph.
+ */
+struct ra_graph *ra_alloc_interference_graph(struct ra_regs *regs,
+                                            unsigned int count);
+void ra_set_node_class(struct ra_graph *g, unsigned int n, unsigned int c);
+void ra_add_node_interference(struct ra_graph *g,
+                             unsigned int n1, unsigned int n2);
+/** @} */
+
+/** @{ Graph-coloring register allocation */
+bool ra_allocate(struct ra_graph *g);
+
+unsigned int ra_get_node_reg(struct ra_graph *g, unsigned int n);
+void ra_set_node_reg(struct ra_graph * g, unsigned int n, unsigned int reg);
+void ra_set_node_spill_cost(struct ra_graph *g, unsigned int n, float cost);
+int ra_get_best_spill_node(struct ra_graph *g);
+/** @} */
+