v3d: compute appropriate VPM memory configuration for geometry shader workloads
[mesa.git] / src / broadcom / compiler / v3d_compiler.h
index d29579b8f35c92ed0691eb1fe924e860e839d5f1..4249c181bf113f57974dfcd934004e5ece46c718 100644 (file)
@@ -69,9 +69,6 @@ enum qfile {
          * or physical registers later.
          */
         QFILE_TEMP,
-        QFILE_UNIF,
-        QFILE_TLB,
-        QFILE_TLBU,
 
         /**
          * VPM reads use this with an index value to say what part of the VPM
@@ -105,6 +102,11 @@ static inline struct qreg vir_reg(enum qfile file, uint32_t index)
         return (struct qreg){file, index};
 }
 
+static inline struct qreg vir_magic_reg(uint32_t index)
+{
+        return (struct qreg){QFILE_MAGIC, index};
+}
+
 static inline struct qreg vir_nop_reg(void)
 {
         return (struct qreg){QFILE_NULL, 0};
@@ -134,12 +136,11 @@ struct qinst {
         /* Pre-register-allocation references to src/dst registers */
         struct qreg dst;
         struct qreg src[3];
-        bool cond_is_exec_mask;
-        bool has_implicit_uniform;
         bool is_last_thrsw;
 
-        /* After vir_to_qpu.c: If instr reads a uniform, which uniform from
-         * the uncompiled stream it is.
+        /* If the instruction reads a uniform (other than through src[i].file
+         * == QFILE_UNIF), that uniform's index in c->uniform_contents.  ~0
+         * otherwise.
          */
         int uniform;
 };
@@ -280,17 +281,18 @@ enum quniform_contents {
         QUNIFORM_SHARED_OFFSET,
 };
 
-static inline uint32_t v3d_tmu_config_data_create(uint32_t unit, uint32_t value)
+static inline uint32_t v3d_unit_data_create(uint32_t unit, uint32_t value)
 {
+        assert(value < (1 << 24));
         return unit << 24 | value;
 }
 
-static inline uint32_t v3d_tmu_config_data_get_unit(uint32_t data)
+static inline uint32_t v3d_unit_data_get_unit(uint32_t data)
 {
         return data >> 24;
 }
 
-static inline uint32_t v3d_tmu_config_data_get_value(uint32_t data)
+static inline uint32_t v3d_unit_data_get_offset(uint32_t data)
 {
         return data & 0xffffff;
 }
@@ -316,25 +318,6 @@ static inline uint8_t v3d_slot_get_component(struct v3d_varying_slot slot)
         return slot.slot_and_component & 3;
 }
 
-struct v3d_ubo_range {
-        /**
-         * offset in bytes from the start of the ubo where this range is
-         * uploaded.
-         *
-         * Only set once used is set.
-         */
-        uint32_t dst_offset;
-
-        /**
-         * offset in bytes from the start of the gallium uniforms where the
-         * data comes from.
-         */
-        uint32_t src_offset;
-
-        /** size in bytes of this ubo range */
-        uint32_t size;
-};
-
 struct v3d_key {
         void *shader_state;
         struct {
@@ -346,6 +329,7 @@ struct v3d_key {
                 bool clamp_r:1;
         } tex[V3D_MAX_TEXTURE_SAMPLERS];
         uint8_t ucp_enables;
+        bool is_last_geometry_stage;
 };
 
 struct v3d_fs_key {
@@ -372,6 +356,15 @@ struct v3d_fs_key {
          */
         uint8_t int_color_rb;
         uint8_t uint_color_rb;
+
+        /* Color format information per render target. Only set when logic
+         * operations are enabled.
+         */
+        struct {
+                enum pipe_format format;
+                const uint8_t *swizzle;
+        } color_fmt[V3D_MAX_DRAW_BUFFERS];
+
         uint8_t alpha_test_func;
         uint8_t logicop_func;
         uint32_t point_sprite_mask;
@@ -379,11 +372,21 @@ struct v3d_fs_key {
         struct pipe_rt_blend_state blend;
 };
 
+struct v3d_gs_key {
+        struct v3d_key base;
+
+        struct v3d_varying_slot used_outputs[V3D_MAX_FS_INPUTS];
+        uint8_t num_used_outputs;
+
+        bool is_coord;
+        bool per_vertex_point_size;
+};
+
 struct v3d_vs_key {
         struct v3d_key base;
 
-        struct v3d_varying_slot fs_inputs[V3D_MAX_FS_INPUTS];
-        uint8_t num_fs_inputs;
+        struct v3d_varying_slot used_outputs[V3D_MAX_ANY_STAGE_INPUTS];
+        uint8_t num_used_outputs;
 
         bool is_coord;
         bool per_vertex_point_size;
@@ -419,6 +422,8 @@ struct qblock {
 
         /** @{ used by v3d_vir_live_variables.c */
         BITSET_WORD *def;
+        BITSET_WORD *defin;
+        BITSET_WORD *defout;
         BITSET_WORD *use;
         BITSET_WORD *live_in;
         BITSET_WORD *live_out;
@@ -475,6 +480,8 @@ vir_after_block(struct qblock *block)
 struct v3d_compiler {
         const struct v3d_device_info *devinfo;
         struct ra_regs *regs;
+        unsigned int reg_class_any[3];
+        unsigned int reg_class_r5[3];
         unsigned int reg_class_phys[3];
         unsigned int reg_class_phys_or_acc[3];
 };
@@ -508,8 +515,8 @@ struct v3d_compile {
         struct qreg *inputs;
         struct qreg *outputs;
         bool msaa_per_sample_output;
-        struct qreg color_reads[V3D_MAX_SAMPLES];
-        struct qreg sample_colors[V3D_MAX_SAMPLES];
+        struct qreg color_reads[V3D_MAX_DRAW_BUFFERS * V3D_MAX_SAMPLES * 4];
+        struct qreg sample_colors[V3D_MAX_DRAW_BUFFERS * V3D_MAX_SAMPLES * 4];
         uint32_t inputs_array_size;
         uint32_t outputs_array_size;
         uint32_t uniforms_array_size;
@@ -526,18 +533,13 @@ struct v3d_compile {
 
         bool uses_center_w;
         bool writes_z;
-
-        struct v3d_ubo_range *ubo_ranges;
-        bool *ubo_range_used;
-        uint32_t ubo_ranges_array_size;
-        /** Number of uniform areas tracked in ubo_ranges. */
-        uint32_t num_ubo_ranges;
-        uint32_t next_ubo_dst_offset;
+        bool uses_implicit_point_line_varyings;
 
         /* State for whether we're executing on each channel currently.  0 if
          * yes, otherwise a block number + 1 that the channel jumped to.
          */
         struct qreg execute;
+        bool in_control_flow;
 
         struct qreg line_x, point_x, point_y;
 
@@ -561,7 +563,8 @@ struct v3d_compile {
         int local_invocation_index_bits;
 
         uint8_t vattr_sizes[V3D_MAX_VS_INPUTS / 4];
-        uint32_t num_vpm_writes;
+        uint8_t gs_input_sizes[V3D_MAX_GS_INPUTS];
+        uint32_t vpm_output_size;
 
         /* Size in bytes of registers that have been spilled. This is how much
          * space needs to be available in the spill BO per thread per QPU.
@@ -595,6 +598,7 @@ struct v3d_compile {
         struct pipe_shader_state *shader_state;
         struct v3d_key *key;
         struct v3d_fs_key *fs_key;
+        struct v3d_gs_key *gs_key;
         struct v3d_vs_key *vs_key;
 
         /* Live ranges of temps. */
@@ -605,10 +609,8 @@ struct v3d_compile {
         enum quniform_contents *uniform_contents;
         uint32_t uniform_array_size;
         uint32_t num_uniforms;
-        uint32_t num_outputs;
         uint32_t output_position_index;
         nir_variable *output_color_var[4];
-        uint32_t output_point_size_index;
         uint32_t output_sample_mask_index;
 
         struct qreg undef;
@@ -624,24 +626,13 @@ struct v3d_compile {
         uint64_t *qpu_insts;
         uint32_t qpu_inst_count;
         uint32_t qpu_inst_size;
+        uint32_t qpu_inst_stalled_count;
 
         /* For the FS, the number of varying inputs not counting the
          * point/line varyings payload
          */
         uint32_t num_inputs;
 
-        /**
-         * Number of inputs from num_inputs remaining to be queued to the read
-         * FIFO in the VS/CS.
-         */
-        uint32_t num_inputs_remaining;
-
-        /* Number of inputs currently in the read FIFO for the VS/CS */
-        uint32_t num_inputs_in_fifo;
-
-        /** Next offset in the VPM to read from in the VS/CS */
-        uint32_t vpm_read_offset;
-
         uint32_t program_id;
         uint32_t variant_id;
 
@@ -657,7 +648,12 @@ struct v3d_compile {
         struct qinst *last_thrsw;
         bool last_thrsw_at_top_level;
 
+        bool emitted_tlb_load;
+        bool lock_scoreboard_on_first_thrsw;
+
         bool failed;
+
+        bool tmu_dirty_rcl;
 };
 
 struct v3d_uniform_list {
@@ -669,18 +665,16 @@ struct v3d_uniform_list {
 struct v3d_prog_data {
         struct v3d_uniform_list uniforms;
 
-        struct v3d_ubo_range *ubo_ranges;
-        uint32_t num_ubo_ranges;
-        uint32_t ubo_size;
         uint32_t spill_size;
 
-        uint8_t num_inputs;
         uint8_t threads;
 
         /* For threads > 1, whether the program should be dispatched in the
          * after-final-THRSW state.
          */
         bool single_seg;
+
+        bool tmu_dirty_rcl;
 };
 
 struct v3d_vs_prog_data {
@@ -706,6 +700,36 @@ struct v3d_vs_prog_data {
         uint8_t vcm_cache_size;
 };
 
+struct v3d_gs_prog_data {
+        struct v3d_prog_data base;
+
+        /* Whether the program reads gl_PrimitiveIDIn */
+        bool uses_pid;
+
+        /* Number of components read from each input varying. */
+        uint8_t input_sizes[V3D_MAX_GS_INPUTS / 4];
+
+        /* Number of inputs */
+        uint8_t num_inputs;
+        struct v3d_varying_slot input_slots[V3D_MAX_GS_INPUTS];
+
+        /* Total number of components written, for the shader state record. */
+        uint32_t vpm_output_size;
+
+        /* Maximum SIMD dispatch width to not exceed VPM output size limits
+         * in the geometry shader. Notice that the final dispatch width has to
+         * be decided at draw time and could be lower based on the VPM pressure
+         * added by other shader stages.
+         */
+        uint8_t simd_width;
+
+        /* Output primitive type */
+        uint8_t out_prim_type;
+
+        /* Number of GS invocations */
+        uint8_t num_invocations;
+};
+
 struct v3d_fs_prog_data {
         struct v3d_prog_data base;
 
@@ -722,17 +746,25 @@ struct v3d_fs_prog_data {
 
         uint32_t centroid_flags[((V3D_MAX_FS_INPUTS - 1) / 24) + 1];
 
+        uint8_t num_inputs;
         bool writes_z;
         bool disable_ez;
         bool uses_center_w;
+        bool uses_implicit_point_line_varyings;
+        bool lock_scoreboard_on_first_thrsw;
 };
 
-/* Special nir_load_input intrinsic index for loading the current TLB
- * destination color.
- */
-#define V3D_NIR_TLB_COLOR_READ_INPUT           2000000000
+struct v3d_compute_prog_data {
+        struct v3d_prog_data base;
+        /* Size in bytes of the workgroup's shared space. */
+        uint32_t shared_size;
+};
 
-#define V3D_NIR_MS_MASK_OUTPUT                 2000000000
+static inline bool
+vir_has_uniform(struct qinst *inst)
+{
+        return inst->uniform != ~0;
+}
 
 extern const nir_shader_compiler_options v3d_nir_options;
 
@@ -763,12 +795,17 @@ struct qinst *vir_add_inst(enum v3d_qpu_add_op op, struct qreg dst,
                            struct qreg src0, struct qreg src1);
 struct qinst *vir_mul_inst(enum v3d_qpu_mul_op op, struct qreg dst,
                            struct qreg src0, struct qreg src1);
-struct qinst *vir_branch_inst(enum v3d_qpu_branch_cond cond, struct qreg src0);
+struct qinst *vir_branch_inst(struct v3d_compile *c,
+                              enum v3d_qpu_branch_cond cond);
 void vir_remove_instruction(struct v3d_compile *c, struct qinst *qinst);
+uint32_t vir_get_uniform_index(struct v3d_compile *c,
+                               enum quniform_contents contents,
+                               uint32_t data);
 struct qreg vir_uniform(struct v3d_compile *c,
                         enum quniform_contents contents,
                         uint32_t data);
 void vir_schedule_instructions(struct v3d_compile *c);
+void v3d_setup_spill_base(struct v3d_compile *c);
 struct v3d_qpu_instr v3d_qpu_nop(void);
 
 struct qreg vir_emit_def(struct v3d_compile *c, struct qinst *inst);
@@ -782,9 +819,6 @@ void vir_set_unpack(struct qinst *inst, int src,
 struct qreg vir_get_temp(struct v3d_compile *c);
 void vir_emit_last_thrsw(struct v3d_compile *c);
 void vir_calculate_live_intervals(struct v3d_compile *c);
-bool vir_has_implicit_uniform(struct qinst *inst);
-int vir_get_implicit_uniform_src(struct qinst *inst);
-int vir_get_non_sideband_nsrc(struct qinst *inst);
 int vir_get_nsrc(struct qinst *inst);
 bool vir_has_side_effects(struct v3d_compile *c, struct qinst *inst);
 bool vir_get_add_op(struct qinst *inst, enum v3d_qpu_add_op *op);
@@ -814,10 +848,13 @@ bool vir_opt_constant_folding(struct v3d_compile *c);
 bool vir_opt_copy_propagate(struct v3d_compile *c);
 bool vir_opt_dead_code(struct v3d_compile *c);
 bool vir_opt_peephole_sf(struct v3d_compile *c);
+bool vir_opt_redundant_flags(struct v3d_compile *c);
 bool vir_opt_small_immediates(struct v3d_compile *c);
 bool vir_opt_vpm(struct v3d_compile *c);
 void v3d_nir_lower_blend(nir_shader *s, struct v3d_compile *c);
 void v3d_nir_lower_io(nir_shader *s, struct v3d_compile *c);
+void v3d_nir_lower_logic_ops(nir_shader *s, struct v3d_compile *c);
+void v3d_nir_lower_scratch(nir_shader *s);
 void v3d_nir_lower_txf_ms(nir_shader *s, struct v3d_compile *c);
 void v3d_nir_lower_image_load_store(nir_shader *s);
 void vir_lower_uniforms(struct v3d_compile *c);
@@ -837,6 +874,9 @@ bool vir_init_reg_sets(struct v3d_compiler *compiler);
 
 bool v3d_gl_format_is_return_32(GLenum format);
 
+uint32_t
+v3d_get_op_for_atomic_add(nir_intrinsic_instr *instr, unsigned src);
+
 static inline bool
 quniform_contents_is_texture_p0(enum quniform_contents contents)
 {
@@ -845,6 +885,12 @@ quniform_contents_is_texture_p0(enum quniform_contents contents)
                             V3D_MAX_TEXTURE_SAMPLERS));
 }
 
+static inline bool
+vir_in_nonuniform_control_flow(struct v3d_compile *c)
+{
+        return c->execute.file != QFILE_NULL;
+}
+
 static inline struct qreg
 vir_uniform_ui(struct v3d_compile *c, uint32_t ui)
 {
@@ -995,8 +1041,13 @@ VIR_A_ALU0(TIDX)
 VIR_A_ALU0(EIDX)
 VIR_A_ALU1(LDVPMV_IN)
 VIR_A_ALU1(LDVPMV_OUT)
+VIR_A_ALU1(LDVPMD_IN)
+VIR_A_ALU1(LDVPMD_OUT)
+VIR_A_ALU2(LDVPMG_IN)
+VIR_A_ALU2(LDVPMG_OUT)
 VIR_A_ALU0(TMUWT)
 
+VIR_A_ALU0(IID)
 VIR_A_ALU0(FXCD)
 VIR_A_ALU0(XCD)
 VIR_A_ALU0(FYCD)
@@ -1088,6 +1139,30 @@ vir_UMUL(struct v3d_compile *c, struct qreg src0, struct qreg src1)
         return vir_UMUL24(c, src0, src1);
 }
 
+static inline struct qreg
+vir_TLBU_COLOR_READ(struct v3d_compile *c, uint32_t config)
+{
+        assert(c->devinfo->ver >= 41); /* XXX */
+        assert((config & 0xffffff00) == 0xffffff00);
+
+        struct qinst *ldtlb = vir_add_inst(V3D_QPU_A_NOP, c->undef,
+                                           c->undef, c->undef);
+        ldtlb->qpu.sig.ldtlbu = true;
+        ldtlb->uniform = vir_get_uniform_index(c, QUNIFORM_CONSTANT, config);
+        return vir_emit_def(c, ldtlb);
+}
+
+static inline struct qreg
+vir_TLB_COLOR_READ(struct v3d_compile *c)
+{
+        assert(c->devinfo->ver >= 41); /* XXX */
+
+        struct qinst *ldtlb = vir_add_inst(V3D_QPU_A_NOP, c->undef,
+                                           c->undef, c->undef);
+        ldtlb->qpu.sig.ldtlb = true;
+        return vir_emit_def(c, ldtlb);
+}
+
 /*
 static inline struct qreg
 vir_LOAD_IMM(struct v3d_compile *c, uint32_t val)
@@ -1116,7 +1191,7 @@ static inline struct qinst *
 vir_BRANCH(struct v3d_compile *c, enum v3d_qpu_branch_cond cond)
 {
         /* The actual uniform_data value will be set at scheduling time */
-        return vir_emit_nondef(c, vir_branch_inst(cond, vir_uniform_ui(c, 0)));
+        return vir_emit_nondef(c, vir_branch_inst(c, cond));
 }
 
 #define vir_for_each_block(block, c)                                    \
@@ -1145,4 +1220,8 @@ vir_BRANCH(struct v3d_compile *c, enum v3d_qpu_branch_cond cond)
         vir_for_each_block(_block, c)                                   \
                 vir_for_each_inst(inst, _block)
 
+#define vir_for_each_inst_inorder_safe(inst, c)                         \
+        vir_for_each_block(_block, c)                                   \
+                vir_for_each_inst_safe(inst, _block)
+
 #endif /* V3D_COMPILER_H */