freedreno/ir3: lower arrays to regs
authorRob Clark <robdclark@gmail.com>
Sun, 21 May 2017 16:40:30 +0000 (12:40 -0400)
committerRob Clark <robdclark@gmail.com>
Tue, 23 May 2017 16:26:35 +0000 (12:26 -0400)
Instead of using load/store_var intrinsics, which can have complex
derefs in the case of multi-dimensional arrays, lower these to regs
and handle the direct/indirect loads in get_src() and stores in
put_dst().

This should let us switch to using nir by default.

Signed-off-by: Rob Clark <robdclark@gmail.com>
src/gallium/drivers/freedreno/ir3/ir3.h
src/gallium/drivers/freedreno/ir3/ir3_compiler_nir.c

index 85deeb2b0d5898f99fbed16965a6e886f745fb39..de7a2a887333c4e781501e3154ebb7d220516fa5 100644 (file)
@@ -400,14 +400,14 @@ struct ir3 {
        struct list_head array_list;
 };
 
-typedef struct nir_variable nir_variable;
+typedef struct nir_register nir_register;
 
 struct ir3_array {
        struct list_head node;
        unsigned length;
        unsigned id;
 
-       nir_variable *var;
+       nir_register *r;
 
        /* We track the last write and last access (read or write) to
         * setup dependencies on instructions that read or write the
index 2bcedd509f80b67ce0b50b5cc49311e6e6c96344..ba1c64ee37cefca759763f8efe8940e5f9cfc5cf 100644 (file)
@@ -98,12 +98,17 @@ struct ir3_compile {
         * duplicate instruction sequences (which our backend does not
         * try to clean up, since that should be done as the NIR stage)
         * we cache the address value generated for a given src value:
+        *
+        * Note that we have to cache these per alignment, since same
+        * src used for an array of vec1 cannot be also used for an
+        * array of vec4.
         */
-       struct hash_table *addr_ht;
+       struct hash_table *addr_ht[4];
 
        /* last dst array, for indirect we need to insert a var-store.
         */
        struct ir3_instruction **last_dst;
+       unsigned last_dst_n;
 
        /* maps nir_block to ir3_block, mostly for the purposes of
         * figuring out the blocks successors
@@ -199,6 +204,11 @@ compile_init(struct ir3_compiler *compiler,
                ctx->s = so->shader->nir;
        }
 
+       /* this needs to be the last pass run, so do this here instead of
+        * in ir3_optimize_nir():
+        */
+       NIR_PASS_V(ctx->s, nir_lower_locals_to_regs);
+
        if (fd_mesa_debug & FD_DBG_DISASM) {
                DBG("dump nir%dv%d: type=%d, k={bp=%u,cts=%u,hp=%u}",
                        so->shader->id, so->id, so->type,
@@ -280,30 +290,37 @@ compile_free(struct ir3_compile *ctx)
 }
 
 static void
-declare_var(struct ir3_compile *ctx, nir_variable *var)
+declare_array(struct ir3_compile *ctx, nir_register *reg)
 {
-       unsigned length = glsl_get_length(var->type) * 4;  /* always vec4, at least with ttn */
        struct ir3_array *arr = rzalloc(ctx, struct ir3_array);
        arr->id = ++ctx->num_arrays;
-       arr->length = length;
-       arr->var = var;
+       /* NOTE: sometimes we get non array regs, for example for arrays of
+        * length 1.  See fs-const-array-of-struct-of-array.shader_test.  So
+        * treat a non-array as if it was an array of length 1.
+        *
+        * It would be nice if there was a nir pass to convert arrays of
+        * length 1 to ssa.
+        */
+       arr->length = reg->num_components * MAX2(1, reg->num_array_elems);
+       compile_assert(ctx, arr->length > 0);
+       arr->r = reg;
        list_addtail(&arr->node, &ctx->ir->array_list);
 }
 
 static struct ir3_array *
-get_var(struct ir3_compile *ctx, nir_variable *var)
+get_array(struct ir3_compile *ctx, nir_register *reg)
 {
        list_for_each_entry (struct ir3_array, arr, &ctx->ir->array_list, node) {
-               if (arr->var == var)
+               if (arr->r == reg)
                        return arr;
        }
-       compile_error(ctx, "bogus var: %s\n", var->name);
+       compile_error(ctx, "bogus reg: %s\n", reg->name);
        return NULL;
 }
 
 /* relative (indirect) if address!=NULL */
 static struct ir3_instruction *
-create_var_load(struct ir3_compile *ctx, struct ir3_array *arr, int n,
+create_array_load(struct ir3_compile *ctx, struct ir3_array *arr, int n,
                struct ir3_instruction *address)
 {
        struct ir3_block *block = ctx->block;
@@ -331,7 +348,7 @@ create_var_load(struct ir3_compile *ctx, struct ir3_array *arr, int n,
 
 /* relative (indirect) if address!=NULL */
 static struct ir3_instruction *
-create_var_store(struct ir3_compile *ctx, struct ir3_array *arr, int n,
+create_array_store(struct ir3_compile *ctx, struct ir3_array *arr, int n,
                struct ir3_instruction *src, struct ir3_instruction *address)
 {
        struct ir3_block *block = ctx->block;
@@ -349,7 +366,8 @@ create_var_store(struct ir3_compile *ctx, struct ir3_array *arr, int n,
        dst->array.offset = n;
        ir3_reg_create(mov, 0, IR3_REG_SSA)->instr = src;
 
-       ir3_instr_set_address(mov, address);
+       if (address)
+               ir3_instr_set_address(mov, address);
 
        arr->last_write = arr->last_access = mov;
 
@@ -360,51 +378,92 @@ create_var_store(struct ir3_compile *ctx, struct ir3_array *arr, int n,
  * insert in def_ht
  */
 static struct ir3_instruction **
-__get_dst(struct ir3_compile *ctx, void *key, unsigned n)
+get_dst_ssa(struct ir3_compile *ctx, nir_ssa_def *dst, unsigned n)
 {
        struct ir3_instruction **value =
                ralloc_array(ctx->def_ht, struct ir3_instruction *, n);
-       _mesa_hash_table_insert(ctx->def_ht, key, value);
-       compile_assert(ctx, !ctx->last_dst);
-       ctx->last_dst = value;
+       _mesa_hash_table_insert(ctx->def_ht, dst, value);
        return value;
 }
 
 static struct ir3_instruction **
 get_dst(struct ir3_compile *ctx, nir_dest *dst, unsigned n)
 {
-       compile_assert(ctx, dst->is_ssa);
+       struct ir3_instruction **value;
+
        if (dst->is_ssa) {
-               return __get_dst(ctx, &dst->ssa, n);
+               value = get_dst_ssa(ctx, &dst->ssa, n);
        } else {
-               return __get_dst(ctx, dst->reg.reg, n);
+               value = ralloc_array(ctx, struct ir3_instruction *, n);
        }
-}
 
-static void
-put_dst(struct ir3_compile *ctx, nir_dest *dst)
-{
-       ctx->last_dst = NULL;
-}
+       /* NOTE: in non-ssa case, we don't really need to store last_dst
+        * but this helps us catch cases where put_dst() call is forgotten
+        */
+       compile_assert(ctx, !ctx->last_dst);
+       ctx->last_dst = value;
+       ctx->last_dst_n = n;
 
-static struct ir3_instruction **
-get_dst_ssa(struct ir3_compile *ctx, nir_ssa_def *dst, unsigned n)
-{
-       return __get_dst(ctx, dst, n);
+       return value;
 }
 
+static struct ir3_instruction * get_addr(struct ir3_compile *ctx, struct ir3_instruction *src, int align);
+
 static struct ir3_instruction * const *
 get_src(struct ir3_compile *ctx, nir_src *src)
 {
-       struct hash_entry *entry;
-       compile_assert(ctx, src->is_ssa);
        if (src->is_ssa) {
+               struct hash_entry *entry;
                entry = _mesa_hash_table_search(ctx->def_ht, src->ssa);
+               compile_assert(ctx, entry);
+               return entry->data;
        } else {
-               entry = _mesa_hash_table_search(ctx->def_ht, src->reg.reg);
+               nir_register *reg = src->reg.reg;
+               struct ir3_array *arr = get_array(ctx, reg);
+               unsigned num_components = arr->r->num_components;
+               struct ir3_instruction *addr = NULL;
+               struct ir3_instruction **value =
+                       ralloc_array(ctx, struct ir3_instruction *, num_components);
+
+               if (src->reg.indirect)
+                       addr = get_addr(ctx, get_src(ctx, src->reg.indirect)[0],
+                                       reg->num_components);
+
+               for (unsigned i = 0; i < num_components; i++) {
+                       unsigned n = src->reg.base_offset * reg->num_components + i;
+                       compile_assert(ctx, n < arr->length);
+                       value[i] = create_array_load(ctx, arr, n, addr);
+               }
+
+               return value;
+       }
+}
+
+static void
+put_dst(struct ir3_compile *ctx, nir_dest *dst)
+{
+       if (!dst->is_ssa) {
+               nir_register *reg = dst->reg.reg;
+               struct ir3_array *arr = get_array(ctx, reg);
+               unsigned num_components = ctx->last_dst_n;
+               struct ir3_instruction *addr = NULL;
+
+               if (dst->reg.indirect)
+                       addr = get_addr(ctx, get_src(ctx, dst->reg.indirect)[0],
+                                       reg->num_components);
+
+               for (unsigned i = 0; i < num_components; i++) {
+                       unsigned n = dst->reg.base_offset * reg->num_components + i;
+                       compile_assert(ctx, n < arr->length);
+                       if (!ctx->last_dst[i])
+                               continue;
+                       create_array_store(ctx, arr, n, ctx->last_dst[i], addr);
+               }
+
+               ralloc_free(ctx->last_dst);
        }
-       compile_assert(ctx, entry);
-       return entry->data;
+       ctx->last_dst = NULL;
+       ctx->last_dst_n = 0;
 }
 
 static struct ir3_instruction *
@@ -422,7 +481,7 @@ create_immed(struct ir3_block *block, uint32_t val)
 }
 
 static struct ir3_instruction *
-create_addr(struct ir3_block *block, struct ir3_instruction *src)
+create_addr(struct ir3_block *block, struct ir3_instruction *src, int align)
 {
        struct ir3_instruction *instr, *immed;
 
@@ -432,12 +491,41 @@ create_addr(struct ir3_block *block, struct ir3_instruction *src)
        instr = ir3_COV(block, src, TYPE_U32, TYPE_S16);
        instr->regs[0]->flags |= IR3_REG_HALF;
 
-       immed = create_immed(block, 2);
-       immed->regs[0]->flags |= IR3_REG_HALF;
+       switch(align){
+       case 1:
+               /* src *= 1: */
+               break;
+       case 2:
+               /* src *= 2     => src <<= 1: */
+               immed = create_immed(block, 1);
+               immed->regs[0]->flags |= IR3_REG_HALF;
 
-       instr = ir3_SHL_B(block, instr, 0, immed, 0);
-       instr->regs[0]->flags |= IR3_REG_HALF;
-       instr->regs[1]->flags |= IR3_REG_HALF;
+               instr = ir3_SHL_B(block, instr, 0, immed, 0);
+               instr->regs[0]->flags |= IR3_REG_HALF;
+               instr->regs[1]->flags |= IR3_REG_HALF;
+               break;
+       case 3:
+               /* src *= 3: */
+               immed = create_immed(block, 3);
+               immed->regs[0]->flags |= IR3_REG_HALF;
+
+               instr = ir3_MULL_U(block, instr, 0, immed, 0);
+               instr->regs[0]->flags |= IR3_REG_HALF;
+               instr->regs[1]->flags |= IR3_REG_HALF;
+               break;
+       case 4:
+               /* src *= 4 => src <<= 2: */
+               immed = create_immed(block, 2);
+               immed->regs[0]->flags |= IR3_REG_HALF;
+
+               instr = ir3_SHL_B(block, instr, 0, immed, 0);
+               instr->regs[0]->flags |= IR3_REG_HALF;
+               instr->regs[1]->flags |= IR3_REG_HALF;
+               break;
+       default:
+               unreachable("bad align");
+               return NULL;
+       }
 
        instr = ir3_MOV(block, instr, TYPE_S16);
        instr->regs[0]->num = regid(REG_A0, 0);
@@ -451,22 +539,25 @@ create_addr(struct ir3_block *block, struct ir3_instruction *src)
  * sequences for each use of a given NIR level src as address
  */
 static struct ir3_instruction *
-get_addr(struct ir3_compile *ctx, struct ir3_instruction *src)
+get_addr(struct ir3_compile *ctx, struct ir3_instruction *src, int align)
 {
        struct ir3_instruction *addr;
+       unsigned idx = align - 1;
+
+       compile_assert(ctx, idx < ARRAY_SIZE(ctx->addr_ht));
 
-       if (!ctx->addr_ht) {
-               ctx->addr_ht = _mesa_hash_table_create(ctx,
+       if (!ctx->addr_ht[idx]) {
+               ctx->addr_ht[idx] = _mesa_hash_table_create(ctx,
                                _mesa_hash_pointer, _mesa_key_pointer_equal);
        } else {
                struct hash_entry *entry;
-               entry = _mesa_hash_table_search(ctx->addr_ht, src);
+               entry = _mesa_hash_table_search(ctx->addr_ht[idx], src);
                if (entry)
                        return entry->data;
        }
 
-       addr = create_addr(ctx->block, src);
-       _mesa_hash_table_insert(ctx->addr_ht, src, addr);
+       addr = create_addr(ctx->block, src, align);
+       _mesa_hash_table_insert(ctx->addr_ht[idx], src, addr);
 
        return addr;
 }
@@ -725,8 +816,17 @@ emit_alu(struct ir3_compile *ctx, nir_alu_instr *alu)
        const nir_op_info *info = &nir_op_infos[alu->op];
        struct ir3_instruction **dst, *src[info->num_inputs];
        struct ir3_block *b = ctx->block;
+       unsigned dst_sz, wrmask;
 
-       dst = get_dst(ctx, &alu->dest.dest, MAX2(info->output_size, 1));
+       if (alu->dest.dest.is_ssa) {
+               dst_sz = alu->dest.dest.ssa.num_components;
+               wrmask = (1 << dst_sz) - 1;
+       } else {
+               dst_sz = alu->dest.dest.reg.reg->num_components;
+               wrmask = alu->dest.write_mask;
+       }
+
+       dst = get_dst(ctx, &alu->dest.dest, dst_sz);
 
        /* Vectors are special in that they have non-scalarized writemasks,
         * and just take the first swizzle channel for each argument in
@@ -752,6 +852,28 @@ emit_alu(struct ir3_compile *ctx, nir_alu_instr *alu)
                return;
        }
 
+       /* We also get mov's with more than one component for mov's so
+        * handle those specially:
+        */
+       if ((alu->op == nir_op_imov) || (alu->op == nir_op_fmov)) {
+               type_t type = (alu->op == nir_op_imov) ? TYPE_U32 : TYPE_F32;
+               nir_alu_src *asrc = &alu->src[0];
+               struct ir3_instruction *const *src0 = get_src(ctx, &asrc->src);
+
+               for (unsigned i = 0; i < dst_sz; i++) {
+                       if (wrmask & (1 << i)) {
+                               dst[i] = ir3_MOV(b, src0[asrc->swizzle[i]], type);
+                       } else {
+                               dst[i] = NULL;
+                       }
+               }
+
+               put_dst(ctx, &alu->dest.dest);
+               return;
+       }
+
+       compile_assert(ctx, alu->dest.dest.is_ssa);
+
        /* General case: We can just grab the one used channel per src. */
        for (int i = 0; i < info->num_inputs; i++) {
                unsigned chan = ffs(alu->dest.write_mask) - 1;
@@ -778,12 +900,6 @@ emit_alu(struct ir3_compile *ctx, nir_alu_instr *alu)
        case nir_op_u2f32:
                dst[0] = ir3_COV(b, src[0], TYPE_U32, TYPE_F32);
                break;
-       case nir_op_imov:
-               dst[0] = ir3_MOV(b, src[0], TYPE_S32);
-               break;
-       case nir_op_fmov:
-               dst[0] = ir3_MOV(b, src[0], TYPE_F32);
-               break;
        case nir_op_f2b:
                dst[0] = ir3_CMPS_F(b, src[0], 0, create_immed(b, fui(0.0)), 0);
                dst[0]->cat2.condition = IR3_COND_NE;
@@ -1054,8 +1170,8 @@ emit_intrinsic_load_ubo(struct ir3_compile *ctx, nir_intrinsic_instr *intr,
                base_lo = create_uniform(ctx, ubo + (src0->regs[1]->iim_val * ptrsz));
                base_hi = create_uniform(ctx, ubo + (src0->regs[1]->iim_val * ptrsz) + 1);
        } else {
-               base_lo = create_uniform_indirect(ctx, ubo, get_addr(ctx, src0));
-               base_hi = create_uniform_indirect(ctx, ubo + 1, get_addr(ctx, src0));
+               base_lo = create_uniform_indirect(ctx, ubo, get_addr(ctx, src0, 4));
+               base_hi = create_uniform_indirect(ctx, ubo + 1, get_addr(ctx, src0, 4));
        }
 
        /* note: on 32bit gpu's base_hi is ignored and DCE'd */
@@ -1105,83 +1221,6 @@ emit_intrinsic_load_ubo(struct ir3_compile *ctx, nir_intrinsic_instr *intr,
        }
 }
 
-/* handles array reads: */
-static void
-emit_intrinsic_load_var(struct ir3_compile *ctx, nir_intrinsic_instr *intr,
-               struct ir3_instruction **dst)
-{
-       nir_deref_var *dvar = intr->variables[0];
-       nir_deref_array *darr = nir_deref_as_array(dvar->deref.child);
-       struct ir3_array *arr = get_var(ctx, dvar->var);
-
-       compile_assert(ctx, dvar->deref.child &&
-               (dvar->deref.child->deref_type == nir_deref_type_array));
-
-       switch (darr->deref_array_type) {
-       case nir_deref_array_type_direct:
-               /* direct access does not require anything special: */
-               for (int i = 0; i < intr->num_components; i++) {
-                       unsigned n = darr->base_offset * 4 + i;
-                       compile_assert(ctx, n < arr->length);
-                       dst[i] = create_var_load(ctx, arr, n, NULL);
-               }
-               break;
-       case nir_deref_array_type_indirect: {
-               /* for indirect, we need to collect all the array elements: */
-               struct ir3_instruction *addr =
-                               get_addr(ctx, get_src(ctx, &darr->indirect)[0]);
-               for (int i = 0; i < intr->num_components; i++) {
-                       unsigned n = darr->base_offset * 4 + i;
-                       compile_assert(ctx, n < arr->length);
-                       dst[i] = create_var_load(ctx, arr, n, addr);
-               }
-               break;
-       }
-       default:
-               compile_error(ctx, "Unhandled load deref type: %u\n",
-                               darr->deref_array_type);
-               break;
-       }
-}
-
-/* handles array writes: */
-static void
-emit_intrinsic_store_var(struct ir3_compile *ctx, nir_intrinsic_instr *intr)
-{
-       nir_deref_var *dvar = intr->variables[0];
-       nir_deref_array *darr = nir_deref_as_array(dvar->deref.child);
-       struct ir3_array *arr = get_var(ctx, dvar->var);
-       struct ir3_instruction *addr;
-       struct ir3_instruction * const *src;
-       unsigned wrmask = nir_intrinsic_write_mask(intr);
-
-       compile_assert(ctx, dvar->deref.child &&
-               (dvar->deref.child->deref_type == nir_deref_type_array));
-
-       src = get_src(ctx, &intr->src[0]);
-
-       switch (darr->deref_array_type) {
-       case nir_deref_array_type_direct:
-               addr = NULL;
-               break;
-       case nir_deref_array_type_indirect:
-               addr = get_addr(ctx, get_src(ctx, &darr->indirect)[0]);
-               break;
-       default:
-               compile_error(ctx, "Unhandled store deref type: %u\n",
-                               darr->deref_array_type);
-               return;
-       }
-
-       for (int i = 0; i < intr->num_components; i++) {
-               if (!(wrmask & (1 << i)))
-                       continue;
-               unsigned n = darr->base_offset * 4 + i;
-               compile_assert(ctx, n < arr->length);
-               create_var_store(ctx, arr, n, src[i], addr);
-       }
-}
-
 static void
 mark_ssbo_read(struct ir3_compile *ctx, struct ir3_instruction *instr)
 {
@@ -1399,7 +1438,7 @@ emit_intrinsic(struct ir3_compile *ctx, nir_intrinsic_instr *intr)
                        for (int i = 0; i < intr->num_components; i++) {
                                int n = idx * 4 + i;
                                dst[i] = create_uniform_indirect(ctx, n,
-                                               get_addr(ctx, src[0]));
+                                               get_addr(ctx, src[0], 4));
                        }
                        /* NOTE: if relative addressing is used, we set
                         * constlen in the compiler (to worst-case value)
@@ -1425,7 +1464,7 @@ emit_intrinsic(struct ir3_compile *ctx, nir_intrinsic_instr *intr)
                        src = get_src(ctx, &intr->src[0]);
                        struct ir3_instruction *collect =
                                        create_collect(b, ctx->ir->inputs, ctx->ir->ninputs);
-                       struct ir3_instruction *addr = get_addr(ctx, src[0]);
+                       struct ir3_instruction *addr = get_addr(ctx, src[0], 4);
                        for (int i = 0; i < intr->num_components; i++) {
                                unsigned n = idx * 4 + i;
                                dst[i] = create_indirect_load(ctx, ctx->ir->ninputs,
@@ -1433,12 +1472,6 @@ emit_intrinsic(struct ir3_compile *ctx, nir_intrinsic_instr *intr)
                        }
                }
                break;
-       case nir_intrinsic_load_var:
-               emit_intrinsic_load_var(ctx, intr, dst);
-               break;
-       case nir_intrinsic_store_var:
-               emit_intrinsic_store_var(ctx, intr);
-               break;
        case nir_intrinsic_load_ssbo:
                emit_intrinsic_load_ssbo(ctx, intr, dst);
                break;
@@ -1933,6 +1966,8 @@ emit_tex_txs(struct ir3_compile *ctx, nir_tex_instr *tex)
                        dst[coords] = ir3_MOV(b, dst[3], TYPE_U32);
                }
        }
+
+       put_dst(ctx, &tex->dest);
 }
 
 static void
@@ -2088,8 +2123,10 @@ emit_block(struct ir3_compile *ctx, nir_block *nblock)
        list_addtail(&block->node, &ctx->ir->block_list);
 
        /* re-emit addr register in each block if needed: */
-       _mesa_hash_table_destroy(ctx->addr_ht, NULL);
-       ctx->addr_ht = NULL;
+       for (int i = 0; i < ARRAY_SIZE(ctx->addr_ht); i++) {
+               _mesa_hash_table_destroy(ctx->addr_ht[i], NULL);
+               ctx->addr_ht[i] = NULL;
+       }
 
        nir_foreach_instr(instr, nblock) {
                emit_instr(ctx, instr);
@@ -2508,17 +2545,15 @@ emit_instructions(struct ir3_compile *ctx)
                setup_output(ctx, var);
        }
 
-       /* Setup global variables (which should only be arrays): */
-       nir_foreach_variable(var, &ctx->s->globals) {
-               declare_var(ctx, var);
+       /* Setup registers (which should only be arrays): */
+       nir_foreach_register(reg, &ctx->s->registers) {
+               declare_array(ctx, reg);
        }
 
-       /* Setup local variables (which should only be arrays): */
        /* NOTE: need to do something more clever when we support >1 fxn */
-       nir_foreach_variable(var, &fxn->locals) {
-               declare_var(ctx, var);
+       nir_foreach_register(reg, &fxn->registers) {
+               declare_array(ctx, reg);
        }
-
        /* And emit the body: */
        ctx->impl = fxn;
        emit_function(ctx, fxn);