OSDN Git Service

i965: handle gl_PointCoord for Gen4 and Gen5 platforms
[android-x86/external-mesa.git] / src / mesa / drivers / dri / i965 / brw_fs.cpp
1 /*
2  * Copyright © 2010 Intel Corporation
3  *
4  * Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a
5  * copy of this software and associated documentation files (the "Software"),
6  * to deal in the Software without restriction, including without limitation
7  * the rights to use, copy, modify, merge, publish, distribute, sublicense,
8  * and/or sell copies of the Software, and to permit persons to whom the
9  * Software is furnished to do so, subject to the following conditions:
10  *
11  * The above copyright notice and this permission notice (including the next
12  * paragraph) shall be included in all copies or substantial portions of the
13  * Software.
14  *
15  * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR
16  * IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY,
17  * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT.  IN NO EVENT SHALL
18  * THE AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER
19  * LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING
20  * FROM, OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS
21  * IN THE SOFTWARE.
22  */
23
24 /** @file brw_fs.cpp
25  *
26  * This file drives the GLSL IR -> LIR translation, contains the
27  * optimizations on the LIR, and drives the generation of native code
28  * from the LIR.
29  */
30
31 extern "C" {
32
33 #include <sys/types.h>
34
35 #include "main/macros.h"
36 #include "main/shaderobj.h"
37 #include "main/uniforms.h"
38 #include "program/prog_parameter.h"
39 #include "program/prog_print.h"
40 #include "program/register_allocate.h"
41 #include "program/sampler.h"
42 #include "program/hash_table.h"
43 #include "brw_context.h"
44 #include "brw_eu.h"
45 #include "brw_wm.h"
46 }
47 #include "brw_shader.h"
48 #include "brw_fs.h"
49 #include "glsl/glsl_types.h"
50 #include "glsl/ir_print_visitor.h"
51
52 #define MAX_INSTRUCTION (1 << 30)
53
54 int
55 fs_visitor::type_size(const struct glsl_type *type)
56 {
57    unsigned int size, i;
58
59    switch (type->base_type) {
60    case GLSL_TYPE_UINT:
61    case GLSL_TYPE_INT:
62    case GLSL_TYPE_FLOAT:
63    case GLSL_TYPE_BOOL:
64       return type->components();
65    case GLSL_TYPE_ARRAY:
66       return type_size(type->fields.array) * type->length;
67    case GLSL_TYPE_STRUCT:
68       size = 0;
69       for (i = 0; i < type->length; i++) {
70          size += type_size(type->fields.structure[i].type);
71       }
72       return size;
73    case GLSL_TYPE_SAMPLER:
74       /* Samplers take up no register space, since they're baked in at
75        * link time.
76        */
77       return 0;
78    default:
79       assert(!"not reached");
80       return 0;
81    }
82 }
83
84 void
85 fs_visitor::fail(const char *format, ...)
86 {
87    va_list va;
88    char *msg;
89
90    if (failed)
91       return;
92
93    failed = true;
94
95    va_start(va, format);
96    msg = ralloc_vasprintf(mem_ctx, format, va);
97    va_end(va);
98    msg = ralloc_asprintf(mem_ctx, "FS compile failed: %s\n", msg);
99
100    this->fail_msg = msg;
101
102    if (INTEL_DEBUG & DEBUG_WM) {
103       fprintf(stderr, "%s",  msg);
104    }
105 }
106
107 void
108 fs_visitor::push_force_uncompressed()
109 {
110    force_uncompressed_stack++;
111 }
112
113 void
114 fs_visitor::pop_force_uncompressed()
115 {
116    force_uncompressed_stack--;
117    assert(force_uncompressed_stack >= 0);
118 }
119
120 void
121 fs_visitor::push_force_sechalf()
122 {
123    force_sechalf_stack++;
124 }
125
126 void
127 fs_visitor::pop_force_sechalf()
128 {
129    force_sechalf_stack--;
130    assert(force_sechalf_stack >= 0);
131 }
132
133 /**
134  * Returns how many MRFs an FS opcode will write over.
135  *
136  * Note that this is not the 0 or 1 implied writes in an actual gen
137  * instruction -- the FS opcodes often generate MOVs in addition.
138  */
139 int
140 fs_visitor::implied_mrf_writes(fs_inst *inst)
141 {
142    if (inst->mlen == 0)
143       return 0;
144
145    switch (inst->opcode) {
146    case SHADER_OPCODE_RCP:
147    case SHADER_OPCODE_RSQ:
148    case SHADER_OPCODE_SQRT:
149    case SHADER_OPCODE_EXP2:
150    case SHADER_OPCODE_LOG2:
151    case SHADER_OPCODE_SIN:
152    case SHADER_OPCODE_COS:
153       return 1 * c->dispatch_width / 8;
154    case SHADER_OPCODE_POW:
155    case SHADER_OPCODE_INT_QUOTIENT:
156    case SHADER_OPCODE_INT_REMAINDER:
157       return 2 * c->dispatch_width / 8;
158    case SHADER_OPCODE_TEX:
159    case FS_OPCODE_TXB:
160    case SHADER_OPCODE_TXD:
161    case SHADER_OPCODE_TXF:
162    case SHADER_OPCODE_TXL:
163    case SHADER_OPCODE_TXS:
164       return 1;
165    case FS_OPCODE_FB_WRITE:
166       return 2;
167    case FS_OPCODE_PULL_CONSTANT_LOAD:
168    case FS_OPCODE_UNSPILL:
169       return 1;
170    case FS_OPCODE_SPILL:
171       return 2;
172    default:
173       assert(!"not reached");
174       return inst->mlen;
175    }
176 }
177
178 int
179 fs_visitor::virtual_grf_alloc(int size)
180 {
181    if (virtual_grf_array_size <= virtual_grf_next) {
182       if (virtual_grf_array_size == 0)
183          virtual_grf_array_size = 16;
184       else
185          virtual_grf_array_size *= 2;
186       virtual_grf_sizes = reralloc(mem_ctx, virtual_grf_sizes, int,
187                                    virtual_grf_array_size);
188    }
189    virtual_grf_sizes[virtual_grf_next] = size;
190    return virtual_grf_next++;
191 }
192
193 /** Fixed HW reg constructor. */
194 fs_reg::fs_reg(enum register_file file, int reg)
195 {
196    init();
197    this->file = file;
198    this->reg = reg;
199    this->type = BRW_REGISTER_TYPE_F;
200 }
201
202 /** Fixed HW reg constructor. */
203 fs_reg::fs_reg(enum register_file file, int reg, uint32_t type)
204 {
205    init();
206    this->file = file;
207    this->reg = reg;
208    this->type = type;
209 }
210
211 /** Automatic reg constructor. */
212 fs_reg::fs_reg(class fs_visitor *v, const struct glsl_type *type)
213 {
214    init();
215
216    this->file = GRF;
217    this->reg = v->virtual_grf_alloc(v->type_size(type));
218    this->reg_offset = 0;
219    this->type = brw_type_for_base_type(type);
220 }
221
222 fs_reg *
223 fs_visitor::variable_storage(ir_variable *var)
224 {
225    return (fs_reg *)hash_table_find(this->variable_ht, var);
226 }
227
228 void
229 import_uniforms_callback(const void *key,
230                          void *data,
231                          void *closure)
232 {
233    struct hash_table *dst_ht = (struct hash_table *)closure;
234    const fs_reg *reg = (const fs_reg *)data;
235
236    if (reg->file != UNIFORM)
237       return;
238
239    hash_table_insert(dst_ht, data, key);
240 }
241
242 /* For 16-wide, we need to follow from the uniform setup of 8-wide dispatch.
243  * This brings in those uniform definitions
244  */
245 void
246 fs_visitor::import_uniforms(fs_visitor *v)
247 {
248    hash_table_call_foreach(v->variable_ht,
249                            import_uniforms_callback,
250                            variable_ht);
251    this->params_remap = v->params_remap;
252 }
253
254 /* Our support for uniforms is piggy-backed on the struct
255  * gl_fragment_program, because that's where the values actually
256  * get stored, rather than in some global gl_shader_program uniform
257  * store.
258  */
259 int
260 fs_visitor::setup_uniform_values(int loc, const glsl_type *type)
261 {
262    unsigned int offset = 0;
263
264    if (type->is_matrix()) {
265       const glsl_type *column = glsl_type::get_instance(GLSL_TYPE_FLOAT,
266                                                         type->vector_elements,
267                                                         1);
268
269       for (unsigned int i = 0; i < type->matrix_columns; i++) {
270          offset += setup_uniform_values(loc + offset, column);
271       }
272
273       return offset;
274    }
275
276    switch (type->base_type) {
277    case GLSL_TYPE_FLOAT:
278    case GLSL_TYPE_UINT:
279    case GLSL_TYPE_INT:
280    case GLSL_TYPE_BOOL:
281       for (unsigned int i = 0; i < type->vector_elements; i++) {
282          unsigned int param = c->prog_data.nr_params++;
283
284          assert(param < ARRAY_SIZE(c->prog_data.param));
285
286          if (ctx->Const.NativeIntegers) {
287             c->prog_data.param_convert[param] = PARAM_NO_CONVERT;
288          } else {
289             switch (type->base_type) {
290             case GLSL_TYPE_FLOAT:
291                c->prog_data.param_convert[param] = PARAM_NO_CONVERT;
292                break;
293             case GLSL_TYPE_UINT:
294                c->prog_data.param_convert[param] = PARAM_CONVERT_F2U;
295                break;
296             case GLSL_TYPE_INT:
297                c->prog_data.param_convert[param] = PARAM_CONVERT_F2I;
298                break;
299             case GLSL_TYPE_BOOL:
300                c->prog_data.param_convert[param] = PARAM_CONVERT_F2B;
301                break;
302             default:
303                assert(!"not reached");
304                c->prog_data.param_convert[param] = PARAM_NO_CONVERT;
305                break;
306             }
307          }
308          this->param_index[param] = loc;
309          this->param_offset[param] = i;
310       }
311       return 1;
312
313    case GLSL_TYPE_STRUCT:
314       for (unsigned int i = 0; i < type->length; i++) {
315          offset += setup_uniform_values(loc + offset,
316                                         type->fields.structure[i].type);
317       }
318       return offset;
319
320    case GLSL_TYPE_ARRAY:
321       for (unsigned int i = 0; i < type->length; i++) {
322          offset += setup_uniform_values(loc + offset, type->fields.array);
323       }
324       return offset;
325
326    case GLSL_TYPE_SAMPLER:
327       /* The sampler takes up a slot, but we don't use any values from it. */
328       return 1;
329
330    default:
331       assert(!"not reached");
332       return 0;
333    }
334 }
335
336
337 /* Our support for builtin uniforms is even scarier than non-builtin.
338  * It sits on top of the PROG_STATE_VAR parameters that are
339  * automatically updated from GL context state.
340  */
341 void
342 fs_visitor::setup_builtin_uniform_values(ir_variable *ir)
343 {
344    const ir_state_slot *const slots = ir->state_slots;
345    assert(ir->state_slots != NULL);
346
347    for (unsigned int i = 0; i < ir->num_state_slots; i++) {
348       /* This state reference has already been setup by ir_to_mesa, but we'll
349        * get the same index back here.
350        */
351       int index = _mesa_add_state_reference(this->fp->Base.Parameters,
352                                             (gl_state_index *)slots[i].tokens);
353
354       /* Add each of the unique swizzles of the element as a parameter.
355        * This'll end up matching the expected layout of the
356        * array/matrix/structure we're trying to fill in.
357        */
358       int last_swiz = -1;
359       for (unsigned int j = 0; j < 4; j++) {
360          int swiz = GET_SWZ(slots[i].swizzle, j);
361          if (swiz == last_swiz)
362             break;
363          last_swiz = swiz;
364
365          c->prog_data.param_convert[c->prog_data.nr_params] =
366             PARAM_NO_CONVERT;
367          this->param_index[c->prog_data.nr_params] = index;
368          this->param_offset[c->prog_data.nr_params] = swiz;
369          c->prog_data.nr_params++;
370       }
371    }
372 }
373
374 fs_reg *
375 fs_visitor::emit_fragcoord_interpolation(ir_variable *ir)
376 {
377    fs_reg *reg = new(this->mem_ctx) fs_reg(this, ir->type);
378    fs_reg wpos = *reg;
379    bool flip = !ir->origin_upper_left ^ c->key.render_to_fbo;
380
381    /* gl_FragCoord.x */
382    if (ir->pixel_center_integer) {
383       emit(BRW_OPCODE_MOV, wpos, this->pixel_x);
384    } else {
385       emit(BRW_OPCODE_ADD, wpos, this->pixel_x, fs_reg(0.5f));
386    }
387    wpos.reg_offset++;
388
389    /* gl_FragCoord.y */
390    if (!flip && ir->pixel_center_integer) {
391       emit(BRW_OPCODE_MOV, wpos, this->pixel_y);
392    } else {
393       fs_reg pixel_y = this->pixel_y;
394       float offset = (ir->pixel_center_integer ? 0.0 : 0.5);
395
396       if (flip) {
397          pixel_y.negate = true;
398          offset += c->key.drawable_height - 1.0;
399       }
400
401       emit(BRW_OPCODE_ADD, wpos, pixel_y, fs_reg(offset));
402    }
403    wpos.reg_offset++;
404
405    /* gl_FragCoord.z */
406    if (intel->gen >= 6) {
407       emit(BRW_OPCODE_MOV, wpos,
408            fs_reg(brw_vec8_grf(c->source_depth_reg, 0)));
409    } else {
410       emit(FS_OPCODE_LINTERP, wpos,
411            this->delta_x[BRW_WM_PERSPECTIVE_PIXEL_BARYCENTRIC],
412            this->delta_y[BRW_WM_PERSPECTIVE_PIXEL_BARYCENTRIC],
413            interp_reg(FRAG_ATTRIB_WPOS, 2));
414    }
415    wpos.reg_offset++;
416
417    /* gl_FragCoord.w: Already set up in emit_interpolation */
418    emit(BRW_OPCODE_MOV, wpos, this->wpos_w);
419
420    return reg;
421 }
422
423 fs_reg *
424 fs_visitor::emit_general_interpolation(ir_variable *ir)
425 {
426    fs_reg *reg = new(this->mem_ctx) fs_reg(this, ir->type);
427    reg->type = brw_type_for_base_type(ir->type->get_scalar_type());
428    fs_reg attr = *reg;
429
430    unsigned int array_elements;
431    const glsl_type *type;
432
433    if (ir->type->is_array()) {
434       array_elements = ir->type->length;
435       if (array_elements == 0) {
436          fail("dereferenced array '%s' has length 0\n", ir->name);
437       }
438       type = ir->type->fields.array;
439    } else {
440       array_elements = 1;
441       type = ir->type;
442    }
443
444    glsl_interp_qualifier interpolation_mode =
445       ir->determine_interpolation_mode(c->key.flat_shade);
446
447    int location = ir->location;
448    for (unsigned int i = 0; i < array_elements; i++) {
449       for (unsigned int j = 0; j < type->matrix_columns; j++) {
450          if (urb_setup[location] == -1) {
451             /* If there's no incoming setup data for this slot, don't
452              * emit interpolation for it.
453              */
454             attr.reg_offset += type->vector_elements;
455             location++;
456             continue;
457          }
458
459          if (interpolation_mode == INTERP_QUALIFIER_FLAT) {
460             /* Constant interpolation (flat shading) case. The SF has
461              * handed us defined values in only the constant offset
462              * field of the setup reg.
463              */
464             for (unsigned int k = 0; k < type->vector_elements; k++) {
465                struct brw_reg interp = interp_reg(location, k);
466                interp = suboffset(interp, 3);
467                interp.type = reg->type;
468                emit(FS_OPCODE_CINTERP, attr, fs_reg(interp));
469                attr.reg_offset++;
470             }
471          } else {
472             /* Smooth/noperspective interpolation case. */
473             for (unsigned int k = 0; k < type->vector_elements; k++) {
474                /* FINISHME: At some point we probably want to push
475                 * this farther by giving similar treatment to the
476                 * other potentially constant components of the
477                 * attribute, as well as making brw_vs_constval.c
478                 * handle varyings other than gl_TexCoord.
479                 */
480                if (location >= FRAG_ATTRIB_TEX0 &&
481                    location <= FRAG_ATTRIB_TEX7 &&
482                    k == 3 && !(c->key.proj_attrib_mask & (1 << location))) {
483                   emit(BRW_OPCODE_MOV, attr, fs_reg(1.0f));
484                } else {
485                   struct brw_reg interp = interp_reg(location, k);
486                   brw_wm_barycentric_interp_mode barycoord_mode;
487                   if (interpolation_mode == INTERP_QUALIFIER_SMOOTH)
488                      barycoord_mode = BRW_WM_PERSPECTIVE_PIXEL_BARYCENTRIC;
489                   else
490                      barycoord_mode = BRW_WM_NONPERSPECTIVE_PIXEL_BARYCENTRIC;
491                   emit(FS_OPCODE_LINTERP, attr,
492                        this->delta_x[barycoord_mode],
493                        this->delta_y[barycoord_mode], fs_reg(interp));
494                   if (intel->gen < 6) {
495                      emit(BRW_OPCODE_MUL, attr, attr, this->pixel_w);
496                   }
497                }
498                attr.reg_offset++;
499             }
500
501          }
502          location++;
503       }
504    }
505
506    return reg;
507 }
508
509 fs_reg *
510 fs_visitor::emit_frontfacing_interpolation(ir_variable *ir)
511 {
512    fs_reg *reg = new(this->mem_ctx) fs_reg(this, ir->type);
513
514    /* The frontfacing comes in as a bit in the thread payload. */
515    if (intel->gen >= 6) {
516       emit(BRW_OPCODE_ASR, *reg,
517            fs_reg(retype(brw_vec1_grf(0, 0), BRW_REGISTER_TYPE_D)),
518            fs_reg(15));
519       emit(BRW_OPCODE_NOT, *reg, *reg);
520       emit(BRW_OPCODE_AND, *reg, *reg, fs_reg(1));
521    } else {
522       struct brw_reg r1_6ud = retype(brw_vec1_grf(1, 6), BRW_REGISTER_TYPE_UD);
523       /* bit 31 is "primitive is back face", so checking < (1 << 31) gives
524        * us front face
525        */
526       fs_inst *inst = emit(BRW_OPCODE_CMP, *reg,
527                            fs_reg(r1_6ud),
528                            fs_reg(1u << 31));
529       inst->conditional_mod = BRW_CONDITIONAL_L;
530       emit(BRW_OPCODE_AND, *reg, *reg, fs_reg(1u));
531    }
532
533    return reg;
534 }
535
536 fs_inst *
537 fs_visitor::emit_math(enum opcode opcode, fs_reg dst, fs_reg src)
538 {
539    switch (opcode) {
540    case SHADER_OPCODE_RCP:
541    case SHADER_OPCODE_RSQ:
542    case SHADER_OPCODE_SQRT:
543    case SHADER_OPCODE_EXP2:
544    case SHADER_OPCODE_LOG2:
545    case SHADER_OPCODE_SIN:
546    case SHADER_OPCODE_COS:
547       break;
548    default:
549       assert(!"not reached: bad math opcode");
550       return NULL;
551    }
552
553    /* Can't do hstride == 0 args to gen6 math, so expand it out.  We
554     * might be able to do better by doing execsize = 1 math and then
555     * expanding that result out, but we would need to be careful with
556     * masking.
557     *
558     * Gen 6 hardware ignores source modifiers (negate and abs) on math
559     * instructions, so we also move to a temp to set those up.
560     */
561    if (intel->gen == 6 && (src.file == UNIFORM ||
562                            src.abs ||
563                            src.negate)) {
564       fs_reg expanded = fs_reg(this, glsl_type::float_type);
565       emit(BRW_OPCODE_MOV, expanded, src);
566       src = expanded;
567    }
568
569    fs_inst *inst = emit(opcode, dst, src);
570
571    if (intel->gen < 6) {
572       inst->base_mrf = 2;
573       inst->mlen = c->dispatch_width / 8;
574    }
575
576    return inst;
577 }
578
579 fs_inst *
580 fs_visitor::emit_math(enum opcode opcode, fs_reg dst, fs_reg src0, fs_reg src1)
581 {
582    int base_mrf = 2;
583    fs_inst *inst;
584
585    switch (opcode) {
586    case SHADER_OPCODE_POW:
587    case SHADER_OPCODE_INT_QUOTIENT:
588    case SHADER_OPCODE_INT_REMAINDER:
589       break;
590    default:
591       assert(!"not reached: unsupported binary math opcode.");
592       return NULL;
593    }
594
595    if (intel->gen >= 7) {
596       inst = emit(opcode, dst, src0, src1);
597    } else if (intel->gen == 6) {
598       /* Can't do hstride == 0 args to gen6 math, so expand it out.
599        *
600        * The hardware ignores source modifiers (negate and abs) on math
601        * instructions, so we also move to a temp to set those up.
602        */
603       if (src0.file == UNIFORM || src0.abs || src0.negate) {
604          fs_reg expanded = fs_reg(this, glsl_type::float_type);
605          expanded.type = src0.type;
606          emit(BRW_OPCODE_MOV, expanded, src0);
607          src0 = expanded;
608       }
609
610       if (src1.file == UNIFORM || src1.abs || src1.negate) {
611          fs_reg expanded = fs_reg(this, glsl_type::float_type);
612          expanded.type = src1.type;
613          emit(BRW_OPCODE_MOV, expanded, src1);
614          src1 = expanded;
615       }
616
617       inst = emit(opcode, dst, src0, src1);
618    } else {
619       /* From the Ironlake PRM, Volume 4, Part 1, Section 6.1.13
620        * "Message Payload":
621        *
622        * "Operand0[7].  For the INT DIV functions, this operand is the
623        *  denominator."
624        *  ...
625        * "Operand1[7].  For the INT DIV functions, this operand is the
626        *  numerator."
627        */
628       bool is_int_div = opcode != SHADER_OPCODE_POW;
629       fs_reg &op0 = is_int_div ? src1 : src0;
630       fs_reg &op1 = is_int_div ? src0 : src1;
631
632       emit(BRW_OPCODE_MOV, fs_reg(MRF, base_mrf + 1, op1.type), op1);
633       inst = emit(opcode, dst, op0, reg_null_f);
634
635       inst->base_mrf = base_mrf;
636       inst->mlen = 2 * c->dispatch_width / 8;
637    }
638    return inst;
639 }
640
641 /**
642  * To be called after the last _mesa_add_state_reference() call, to
643  * set up prog_data.param[] for assign_curb_setup() and
644  * setup_pull_constants().
645  */
646 void
647 fs_visitor::setup_paramvalues_refs()
648 {
649    if (c->dispatch_width != 8)
650       return;
651
652    /* Set up the pointers to ParamValues now that that array is finalized. */
653    for (unsigned int i = 0; i < c->prog_data.nr_params; i++) {
654       c->prog_data.param[i] =
655          (const float *)fp->Base.Parameters->ParameterValues[this->param_index[i]] +
656          this->param_offset[i];
657    }
658 }
659
660 void
661 fs_visitor::assign_curb_setup()
662 {
663    c->prog_data.curb_read_length = ALIGN(c->prog_data.nr_params, 8) / 8;
664    if (c->dispatch_width == 8) {
665       c->prog_data.first_curbe_grf = c->nr_payload_regs;
666    } else {
667       c->prog_data.first_curbe_grf_16 = c->nr_payload_regs;
668    }
669
670    /* Map the offsets in the UNIFORM file to fixed HW regs. */
671    foreach_list(node, &this->instructions) {
672       fs_inst *inst = (fs_inst *)node;
673
674       for (unsigned int i = 0; i < 3; i++) {
675          if (inst->src[i].file == UNIFORM) {
676             int constant_nr = inst->src[i].reg + inst->src[i].reg_offset;
677             struct brw_reg brw_reg = brw_vec1_grf(c->nr_payload_regs +
678                                                   constant_nr / 8,
679                                                   constant_nr % 8);
680
681             inst->src[i].file = FIXED_HW_REG;
682             inst->src[i].fixed_hw_reg = retype(brw_reg, inst->src[i].type);
683          }
684       }
685    }
686 }
687
688 void
689 fs_visitor::calculate_urb_setup()
690 {
691    for (unsigned int i = 0; i < FRAG_ATTRIB_MAX; i++) {
692       urb_setup[i] = -1;
693    }
694
695    int urb_next = 0;
696    /* Figure out where each of the incoming setup attributes lands. */
697    if (intel->gen >= 6) {
698       for (unsigned int i = 0; i < FRAG_ATTRIB_MAX; i++) {
699          if (fp->Base.InputsRead & BITFIELD64_BIT(i)) {
700             urb_setup[i] = urb_next++;
701          }
702       }
703    } else {
704       /* FINISHME: The sf doesn't map VS->FS inputs for us very well. */
705       for (unsigned int i = 0; i < VERT_RESULT_MAX; i++) {
706          if (c->key.vp_outputs_written & BITFIELD64_BIT(i)) {
707             int fp_index = _mesa_vert_result_to_frag_attrib((gl_vert_result) i);
708
709             if (fp_index >= 0)
710                urb_setup[fp_index] = urb_next++;
711          }
712       }
713
714       /*
715        * It's a FS only attribute, and we did interpolation for this attribute
716        * in SF thread. So, count it here, too.
717        *
718        * See compile_sf_prog() for more info.
719        */
720       if (brw->fragment_program->Base.InputsRead & BITFIELD64_BIT(FRAG_ATTRIB_PNTC))
721          urb_setup[FRAG_ATTRIB_PNTC] = urb_next++;
722    }
723
724    /* Each attribute is 4 setup channels, each of which is half a reg. */
725    c->prog_data.urb_read_length = urb_next * 2;
726 }
727
728 void
729 fs_visitor::assign_urb_setup()
730 {
731    int urb_start = c->nr_payload_regs + c->prog_data.curb_read_length;
732
733    /* Offset all the urb_setup[] index by the actual position of the
734     * setup regs, now that the location of the constants has been chosen.
735     */
736    foreach_list(node, &this->instructions) {
737       fs_inst *inst = (fs_inst *)node;
738
739       if (inst->opcode == FS_OPCODE_LINTERP) {
740          assert(inst->src[2].file == FIXED_HW_REG);
741          inst->src[2].fixed_hw_reg.nr += urb_start;
742       }
743
744       if (inst->opcode == FS_OPCODE_CINTERP) {
745          assert(inst->src[0].file == FIXED_HW_REG);
746          inst->src[0].fixed_hw_reg.nr += urb_start;
747       }
748    }
749
750    this->first_non_payload_grf = urb_start + c->prog_data.urb_read_length;
751 }
752
753 /**
754  * Split large virtual GRFs into separate components if we can.
755  *
756  * This is mostly duplicated with what brw_fs_vector_splitting does,
757  * but that's really conservative because it's afraid of doing
758  * splitting that doesn't result in real progress after the rest of
759  * the optimization phases, which would cause infinite looping in
760  * optimization.  We can do it once here, safely.  This also has the
761  * opportunity to split interpolated values, or maybe even uniforms,
762  * which we don't have at the IR level.
763  *
764  * We want to split, because virtual GRFs are what we register
765  * allocate and spill (due to contiguousness requirements for some
766  * instructions), and they're what we naturally generate in the
767  * codegen process, but most virtual GRFs don't actually need to be
768  * contiguous sets of GRFs.  If we split, we'll end up with reduced
769  * live intervals and better dead code elimination and coalescing.
770  */
771 void
772 fs_visitor::split_virtual_grfs()
773 {
774    int num_vars = this->virtual_grf_next;
775    bool split_grf[num_vars];
776    int new_virtual_grf[num_vars];
777
778    /* Try to split anything > 0 sized. */
779    for (int i = 0; i < num_vars; i++) {
780       if (this->virtual_grf_sizes[i] != 1)
781          split_grf[i] = true;
782       else
783          split_grf[i] = false;
784    }
785
786    if (brw->has_pln &&
787        this->delta_x[BRW_WM_PERSPECTIVE_PIXEL_BARYCENTRIC].file == GRF) {
788       /* PLN opcodes rely on the delta_xy being contiguous.  We only have to
789        * check this for BRW_WM_PERSPECTIVE_PIXEL_BARYCENTRIC, because prior to
790        * Gen6, that was the only supported interpolation mode, and since Gen6,
791        * delta_x and delta_y are in fixed hardware registers.
792        */
793       split_grf[this->delta_x[BRW_WM_PERSPECTIVE_PIXEL_BARYCENTRIC].reg] =
794          false;
795    }
796
797    foreach_list(node, &this->instructions) {
798       fs_inst *inst = (fs_inst *)node;
799
800       /* Texturing produces 4 contiguous registers, so no splitting. */
801       if (inst->is_tex()) {
802          split_grf[inst->dst.reg] = false;
803       }
804    }
805
806    /* Allocate new space for split regs.  Note that the virtual
807     * numbers will be contiguous.
808     */
809    for (int i = 0; i < num_vars; i++) {
810       if (split_grf[i]) {
811          new_virtual_grf[i] = virtual_grf_alloc(1);
812          for (int j = 2; j < this->virtual_grf_sizes[i]; j++) {
813             int reg = virtual_grf_alloc(1);
814             assert(reg == new_virtual_grf[i] + j - 1);
815             (void) reg;
816          }
817          this->virtual_grf_sizes[i] = 1;
818       }
819    }
820
821    foreach_list(node, &this->instructions) {
822       fs_inst *inst = (fs_inst *)node;
823
824       if (inst->dst.file == GRF &&
825           split_grf[inst->dst.reg] &&
826           inst->dst.reg_offset != 0) {
827          inst->dst.reg = (new_virtual_grf[inst->dst.reg] +
828                           inst->dst.reg_offset - 1);
829          inst->dst.reg_offset = 0;
830       }
831       for (int i = 0; i < 3; i++) {
832          if (inst->src[i].file == GRF &&
833              split_grf[inst->src[i].reg] &&
834              inst->src[i].reg_offset != 0) {
835             inst->src[i].reg = (new_virtual_grf[inst->src[i].reg] +
836                                 inst->src[i].reg_offset - 1);
837             inst->src[i].reg_offset = 0;
838          }
839       }
840    }
841    this->live_intervals_valid = false;
842 }
843
844 bool
845 fs_visitor::remove_dead_constants()
846 {
847    if (c->dispatch_width == 8) {
848       this->params_remap = ralloc_array(mem_ctx, int, c->prog_data.nr_params);
849
850       for (unsigned int i = 0; i < c->prog_data.nr_params; i++)
851          this->params_remap[i] = -1;
852
853       /* Find which params are still in use. */
854       foreach_list(node, &this->instructions) {
855          fs_inst *inst = (fs_inst *)node;
856
857          for (int i = 0; i < 3; i++) {
858             int constant_nr = inst->src[i].reg + inst->src[i].reg_offset;
859
860             if (inst->src[i].file != UNIFORM)
861                continue;
862
863             assert(constant_nr < (int)c->prog_data.nr_params);
864
865             /* For now, set this to non-negative.  We'll give it the
866              * actual new number in a moment, in order to keep the
867              * register numbers nicely ordered.
868              */
869             this->params_remap[constant_nr] = 0;
870          }
871       }
872
873       /* Figure out what the new numbers for the params will be.  At some
874        * point when we're doing uniform array access, we're going to want
875        * to keep the distinction between .reg and .reg_offset, but for
876        * now we don't care.
877        */
878       unsigned int new_nr_params = 0;
879       for (unsigned int i = 0; i < c->prog_data.nr_params; i++) {
880          if (this->params_remap[i] != -1) {
881             this->params_remap[i] = new_nr_params++;
882          }
883       }
884
885       /* Update the list of params to be uploaded to match our new numbering. */
886       for (unsigned int i = 0; i < c->prog_data.nr_params; i++) {
887          int remapped = this->params_remap[i];
888
889          if (remapped == -1)
890             continue;
891
892          /* We've already done setup_paramvalues_refs() so no need to worry
893           * about param_index and param_offset.
894           */
895          c->prog_data.param[remapped] = c->prog_data.param[i];
896          c->prog_data.param_convert[remapped] = c->prog_data.param_convert[i];
897       }
898
899       c->prog_data.nr_params = new_nr_params;
900    } else {
901       /* This should have been generated in the 8-wide pass already. */
902       assert(this->params_remap);
903    }
904
905    /* Now do the renumbering of the shader to remove unused params. */
906    foreach_list(node, &this->instructions) {
907       fs_inst *inst = (fs_inst *)node;
908
909       for (int i = 0; i < 3; i++) {
910          int constant_nr = inst->src[i].reg + inst->src[i].reg_offset;
911
912          if (inst->src[i].file != UNIFORM)
913             continue;
914
915          assert(this->params_remap[constant_nr] != -1);
916          inst->src[i].reg = this->params_remap[constant_nr];
917          inst->src[i].reg_offset = 0;
918       }
919    }
920
921    return true;
922 }
923
924 /**
925  * Choose accesses from the UNIFORM file to demote to using the pull
926  * constant buffer.
927  *
928  * We allow a fragment shader to have more than the specified minimum
929  * maximum number of fragment shader uniform components (64).  If
930  * there are too many of these, they'd fill up all of register space.
931  * So, this will push some of them out to the pull constant buffer and
932  * update the program to load them.
933  */
934 void
935 fs_visitor::setup_pull_constants()
936 {
937    /* Only allow 16 registers (128 uniform components) as push constants. */
938    unsigned int max_uniform_components = 16 * 8;
939    if (c->prog_data.nr_params <= max_uniform_components)
940       return;
941
942    if (c->dispatch_width == 16) {
943       fail("Pull constants not supported in 16-wide\n");
944       return;
945    }
946
947    /* Just demote the end of the list.  We could probably do better
948     * here, demoting things that are rarely used in the program first.
949     */
950    int pull_uniform_base = max_uniform_components;
951    int pull_uniform_count = c->prog_data.nr_params - pull_uniform_base;
952
953    foreach_list(node, &this->instructions) {
954       fs_inst *inst = (fs_inst *)node;
955
956       for (int i = 0; i < 3; i++) {
957          if (inst->src[i].file != UNIFORM)
958             continue;
959
960          int uniform_nr = inst->src[i].reg + inst->src[i].reg_offset;
961          if (uniform_nr < pull_uniform_base)
962             continue;
963
964          fs_reg dst = fs_reg(this, glsl_type::float_type);
965          fs_inst *pull = new(mem_ctx) fs_inst(FS_OPCODE_PULL_CONSTANT_LOAD,
966                                               dst);
967          pull->offset = ((uniform_nr - pull_uniform_base) * 4) & ~15;
968          pull->ir = inst->ir;
969          pull->annotation = inst->annotation;
970          pull->base_mrf = 14;
971          pull->mlen = 1;
972
973          inst->insert_before(pull);
974
975          inst->src[i].file = GRF;
976          inst->src[i].reg = dst.reg;
977          inst->src[i].reg_offset = 0;
978          inst->src[i].smear = (uniform_nr - pull_uniform_base) & 3;
979       }
980    }
981
982    for (int i = 0; i < pull_uniform_count; i++) {
983       c->prog_data.pull_param[i] = c->prog_data.param[pull_uniform_base + i];
984       c->prog_data.pull_param_convert[i] =
985          c->prog_data.param_convert[pull_uniform_base + i];
986    }
987    c->prog_data.nr_params -= pull_uniform_count;
988    c->prog_data.nr_pull_params = pull_uniform_count;
989 }
990
991 void
992 fs_visitor::calculate_live_intervals()
993 {
994    int num_vars = this->virtual_grf_next;
995    int *def = ralloc_array(mem_ctx, int, num_vars);
996    int *use = ralloc_array(mem_ctx, int, num_vars);
997    int loop_depth = 0;
998    int loop_start = 0;
999
1000    if (this->live_intervals_valid)
1001       return;
1002
1003    for (int i = 0; i < num_vars; i++) {
1004       def[i] = MAX_INSTRUCTION;
1005       use[i] = -1;
1006    }
1007
1008    int ip = 0;
1009    foreach_list(node, &this->instructions) {
1010       fs_inst *inst = (fs_inst *)node;
1011
1012       if (inst->opcode == BRW_OPCODE_DO) {
1013          if (loop_depth++ == 0)
1014             loop_start = ip;
1015       } else if (inst->opcode == BRW_OPCODE_WHILE) {
1016          loop_depth--;
1017
1018          if (loop_depth == 0) {
1019             /* Patches up the use of vars marked for being live across
1020              * the whole loop.
1021              */
1022             for (int i = 0; i < num_vars; i++) {
1023                if (use[i] == loop_start) {
1024                   use[i] = ip;
1025                }
1026             }
1027          }
1028       } else {
1029          for (unsigned int i = 0; i < 3; i++) {
1030             if (inst->src[i].file == GRF) {
1031                int reg = inst->src[i].reg;
1032
1033                if (!loop_depth) {
1034                   use[reg] = ip;
1035                } else {
1036                   def[reg] = MIN2(loop_start, def[reg]);
1037                   use[reg] = loop_start;
1038
1039                   /* Nobody else is going to go smash our start to
1040                    * later in the loop now, because def[reg] now
1041                    * points before the bb header.
1042                    */
1043                }
1044             }
1045          }
1046          if (inst->dst.file == GRF) {
1047             int reg = inst->dst.reg;
1048
1049             if (!loop_depth) {
1050                def[reg] = MIN2(def[reg], ip);
1051             } else {
1052                def[reg] = MIN2(def[reg], loop_start);
1053             }
1054          }
1055       }
1056
1057       ip++;
1058    }
1059
1060    ralloc_free(this->virtual_grf_def);
1061    ralloc_free(this->virtual_grf_use);
1062    this->virtual_grf_def = def;
1063    this->virtual_grf_use = use;
1064
1065    this->live_intervals_valid = true;
1066 }
1067
1068 /**
1069  * Attempts to move immediate constants into the immediate
1070  * constant slot of following instructions.
1071  *
1072  * Immediate constants are a bit tricky -- they have to be in the last
1073  * operand slot, you can't do abs/negate on them,
1074  */
1075
1076 bool
1077 fs_visitor::propagate_constants()
1078 {
1079    bool progress = false;
1080
1081    calculate_live_intervals();
1082
1083    foreach_list(node, &this->instructions) {
1084       fs_inst *inst = (fs_inst *)node;
1085
1086       if (inst->opcode != BRW_OPCODE_MOV ||
1087           inst->predicated ||
1088           inst->dst.file != GRF || inst->src[0].file != IMM ||
1089           inst->dst.type != inst->src[0].type ||
1090           (c->dispatch_width == 16 &&
1091            (inst->force_uncompressed || inst->force_sechalf)))
1092          continue;
1093
1094       /* Don't bother with cases where we should have had the
1095        * operation on the constant folded in GLSL already.
1096        */
1097       if (inst->saturate)
1098          continue;
1099
1100       /* Found a move of a constant to a GRF.  Find anything else using the GRF
1101        * before it's written, and replace it with the constant if we can.
1102        */
1103       for (fs_inst *scan_inst = (fs_inst *)inst->next;
1104            !scan_inst->is_tail_sentinel();
1105            scan_inst = (fs_inst *)scan_inst->next) {
1106          if (scan_inst->opcode == BRW_OPCODE_DO ||
1107              scan_inst->opcode == BRW_OPCODE_WHILE ||
1108              scan_inst->opcode == BRW_OPCODE_ELSE ||
1109              scan_inst->opcode == BRW_OPCODE_ENDIF) {
1110             break;
1111          }
1112
1113          for (int i = 2; i >= 0; i--) {
1114             if (scan_inst->src[i].file != GRF ||
1115                 scan_inst->src[i].reg != inst->dst.reg ||
1116                 scan_inst->src[i].reg_offset != inst->dst.reg_offset)
1117                continue;
1118
1119             /* Don't bother with cases where we should have had the
1120              * operation on the constant folded in GLSL already.
1121              */
1122             if (scan_inst->src[i].negate || scan_inst->src[i].abs)
1123                continue;
1124
1125             switch (scan_inst->opcode) {
1126             case BRW_OPCODE_MOV:
1127                scan_inst->src[i] = inst->src[0];
1128                progress = true;
1129                break;
1130
1131             case BRW_OPCODE_MUL:
1132             case BRW_OPCODE_ADD:
1133                if (i == 1) {
1134                   scan_inst->src[i] = inst->src[0];
1135                   progress = true;
1136                } else if (i == 0 && scan_inst->src[1].file != IMM) {
1137                   /* Fit this constant in by commuting the operands.
1138                    * Exception: we can't do this for 32-bit integer MUL
1139                    * because it's asymmetric.
1140                    */
1141                   if (scan_inst->opcode == BRW_OPCODE_MUL &&
1142                       (scan_inst->src[1].type == BRW_REGISTER_TYPE_D ||
1143                        scan_inst->src[1].type == BRW_REGISTER_TYPE_UD))
1144                      break;
1145                   scan_inst->src[0] = scan_inst->src[1];
1146                   scan_inst->src[1] = inst->src[0];
1147                   progress = true;
1148                }
1149                break;
1150
1151             case BRW_OPCODE_CMP:
1152             case BRW_OPCODE_IF:
1153                if (i == 1) {
1154                   scan_inst->src[i] = inst->src[0];
1155                   progress = true;
1156                } else if (i == 0 && scan_inst->src[1].file != IMM) {
1157                   uint32_t new_cmod;
1158
1159                   new_cmod = brw_swap_cmod(scan_inst->conditional_mod);
1160                   if (new_cmod != ~0u) {
1161                      /* Fit this constant in by swapping the operands and
1162                       * flipping the test
1163                       */
1164                      scan_inst->src[0] = scan_inst->src[1];
1165                      scan_inst->src[1] = inst->src[0];
1166                      scan_inst->conditional_mod = new_cmod;
1167                      progress = true;
1168                   }
1169                }
1170                break;
1171
1172             case BRW_OPCODE_SEL:
1173                if (i == 1) {
1174                   scan_inst->src[i] = inst->src[0];
1175                   progress = true;
1176                } else if (i == 0 && scan_inst->src[1].file != IMM) {
1177                   scan_inst->src[0] = scan_inst->src[1];
1178                   scan_inst->src[1] = inst->src[0];
1179
1180                   /* If this was predicated, flipping operands means
1181                    * we also need to flip the predicate.
1182                    */
1183                   if (scan_inst->conditional_mod == BRW_CONDITIONAL_NONE) {
1184                      scan_inst->predicate_inverse =
1185                         !scan_inst->predicate_inverse;
1186                   }
1187                   progress = true;
1188                }
1189                break;
1190
1191             case SHADER_OPCODE_RCP:
1192                /* The hardware doesn't do math on immediate values
1193                 * (because why are you doing that, seriously?), but
1194                 * the correct answer is to just constant fold it
1195                 * anyway.
1196                 */
1197                assert(i == 0);
1198                if (inst->src[0].imm.f != 0.0f) {
1199                   scan_inst->opcode = BRW_OPCODE_MOV;
1200                   scan_inst->src[0] = inst->src[0];
1201                   scan_inst->src[0].imm.f = 1.0f / scan_inst->src[0].imm.f;
1202                   progress = true;
1203                }
1204                break;
1205
1206             default:
1207                break;
1208             }
1209          }
1210
1211          if (scan_inst->dst.file == GRF &&
1212              scan_inst->dst.reg == inst->dst.reg &&
1213              (scan_inst->dst.reg_offset == inst->dst.reg_offset ||
1214               scan_inst->is_tex())) {
1215             break;
1216          }
1217       }
1218    }
1219
1220    if (progress)
1221        this->live_intervals_valid = false;
1222
1223    return progress;
1224 }
1225
1226
1227 /**
1228  * Attempts to move immediate constants into the immediate
1229  * constant slot of following instructions.
1230  *
1231  * Immediate constants are a bit tricky -- they have to be in the last
1232  * operand slot, you can't do abs/negate on them,
1233  */
1234
1235 bool
1236 fs_visitor::opt_algebraic()
1237 {
1238    bool progress = false;
1239
1240    calculate_live_intervals();
1241
1242    foreach_list(node, &this->instructions) {
1243       fs_inst *inst = (fs_inst *)node;
1244
1245       switch (inst->opcode) {
1246       case BRW_OPCODE_MUL:
1247          if (inst->src[1].file != IMM)
1248             continue;
1249
1250          /* a * 1.0 = a */
1251          if (inst->src[1].type == BRW_REGISTER_TYPE_F &&
1252              inst->src[1].imm.f == 1.0) {
1253             inst->opcode = BRW_OPCODE_MOV;
1254             inst->src[1] = reg_undef;
1255             progress = true;
1256             break;
1257          }
1258
1259          break;
1260       default:
1261          break;
1262       }
1263    }
1264
1265    return progress;
1266 }
1267
1268 /**
1269  * Must be called after calculate_live_intervales() to remove unused
1270  * writes to registers -- register allocation will fail otherwise
1271  * because something deffed but not used won't be considered to
1272  * interfere with other regs.
1273  */
1274 bool
1275 fs_visitor::dead_code_eliminate()
1276 {
1277    bool progress = false;
1278    int pc = 0;
1279
1280    calculate_live_intervals();
1281
1282    foreach_list_safe(node, &this->instructions) {
1283       fs_inst *inst = (fs_inst *)node;
1284
1285       if (inst->dst.file == GRF && this->virtual_grf_use[inst->dst.reg] <= pc) {
1286          inst->remove();
1287          progress = true;
1288       }
1289
1290       pc++;
1291    }
1292
1293    if (progress)
1294       live_intervals_valid = false;
1295
1296    return progress;
1297 }
1298
1299 bool
1300 fs_visitor::register_coalesce()
1301 {
1302    bool progress = false;
1303    int if_depth = 0;
1304    int loop_depth = 0;
1305
1306    foreach_list_safe(node, &this->instructions) {
1307       fs_inst *inst = (fs_inst *)node;
1308
1309       /* Make sure that we dominate the instructions we're going to
1310        * scan for interfering with our coalescing, or we won't have
1311        * scanned enough to see if anything interferes with our
1312        * coalescing.  We don't dominate the following instructions if
1313        * we're in a loop or an if block.
1314        */
1315       switch (inst->opcode) {
1316       case BRW_OPCODE_DO:
1317          loop_depth++;
1318          break;
1319       case BRW_OPCODE_WHILE:
1320          loop_depth--;
1321          break;
1322       case BRW_OPCODE_IF:
1323          if_depth++;
1324          break;
1325       case BRW_OPCODE_ENDIF:
1326          if_depth--;
1327          break;
1328       default:
1329          break;
1330       }
1331       if (loop_depth || if_depth)
1332          continue;
1333
1334       if (inst->opcode != BRW_OPCODE_MOV ||
1335           inst->predicated ||
1336           inst->saturate ||
1337           inst->dst.file != GRF || (inst->src[0].file != GRF &&
1338                                     inst->src[0].file != UNIFORM)||
1339           inst->dst.type != inst->src[0].type)
1340          continue;
1341
1342       bool has_source_modifiers = inst->src[0].abs || inst->src[0].negate;
1343
1344       /* Found a move of a GRF to a GRF.  Let's see if we can coalesce
1345        * them: check for no writes to either one until the exit of the
1346        * program.
1347        */
1348       bool interfered = false;
1349
1350       for (fs_inst *scan_inst = (fs_inst *)inst->next;
1351            !scan_inst->is_tail_sentinel();
1352            scan_inst = (fs_inst *)scan_inst->next) {
1353          if (scan_inst->dst.file == GRF) {
1354             if (scan_inst->dst.reg == inst->dst.reg &&
1355                 (scan_inst->dst.reg_offset == inst->dst.reg_offset ||
1356                  scan_inst->is_tex())) {
1357                interfered = true;
1358                break;
1359             }
1360             if (inst->src[0].file == GRF &&
1361                 scan_inst->dst.reg == inst->src[0].reg &&
1362                 (scan_inst->dst.reg_offset == inst->src[0].reg_offset ||
1363                  scan_inst->is_tex())) {
1364                interfered = true;
1365                break;
1366             }
1367          }
1368
1369          /* The gen6 MATH instruction can't handle source modifiers or
1370           * unusual register regions, so avoid coalescing those for
1371           * now.  We should do something more specific.
1372           */
1373          if (intel->gen >= 6 &&
1374              scan_inst->is_math() &&
1375              (has_source_modifiers || inst->src[0].file == UNIFORM)) {
1376             interfered = true;
1377             break;
1378          }
1379
1380          /* The accumulator result appears to get used for the
1381           * conditional modifier generation.  When negating a UD
1382           * value, there is a 33rd bit generated for the sign in the
1383           * accumulator value, so now you can't check, for example,
1384           * equality with a 32-bit value.  See piglit fs-op-neg-uint.
1385           */
1386          if (scan_inst->conditional_mod &&
1387              inst->src[0].negate &&
1388              inst->src[0].type == BRW_REGISTER_TYPE_UD) {
1389             interfered = true;
1390             break;
1391          }
1392       }
1393       if (interfered) {
1394          continue;
1395       }
1396
1397       /* Rewrite the later usage to point at the source of the move to
1398        * be removed.
1399        */
1400       for (fs_inst *scan_inst = inst;
1401            !scan_inst->is_tail_sentinel();
1402            scan_inst = (fs_inst *)scan_inst->next) {
1403          for (int i = 0; i < 3; i++) {
1404             if (scan_inst->src[i].file == GRF &&
1405                 scan_inst->src[i].reg == inst->dst.reg &&
1406                 scan_inst->src[i].reg_offset == inst->dst.reg_offset) {
1407                fs_reg new_src = inst->src[0];
1408                if (scan_inst->src[i].abs) {
1409                   new_src.negate = 0;
1410                   new_src.abs = 1;
1411                }
1412                new_src.negate ^= scan_inst->src[i].negate;
1413                scan_inst->src[i] = new_src;
1414             }
1415          }
1416       }
1417
1418       inst->remove();
1419       progress = true;
1420    }
1421
1422    if (progress)
1423       live_intervals_valid = false;
1424
1425    return progress;
1426 }
1427
1428
1429 bool
1430 fs_visitor::compute_to_mrf()
1431 {
1432    bool progress = false;
1433    int next_ip = 0;
1434
1435    calculate_live_intervals();
1436
1437    foreach_list_safe(node, &this->instructions) {
1438       fs_inst *inst = (fs_inst *)node;
1439
1440       int ip = next_ip;
1441       next_ip++;
1442
1443       if (inst->opcode != BRW_OPCODE_MOV ||
1444           inst->predicated ||
1445           inst->dst.file != MRF || inst->src[0].file != GRF ||
1446           inst->dst.type != inst->src[0].type ||
1447           inst->src[0].abs || inst->src[0].negate || inst->src[0].smear != -1)
1448          continue;
1449
1450       /* Work out which hardware MRF registers are written by this
1451        * instruction.
1452        */
1453       int mrf_low = inst->dst.reg & ~BRW_MRF_COMPR4;
1454       int mrf_high;
1455       if (inst->dst.reg & BRW_MRF_COMPR4) {
1456          mrf_high = mrf_low + 4;
1457       } else if (c->dispatch_width == 16 &&
1458                  (!inst->force_uncompressed && !inst->force_sechalf)) {
1459          mrf_high = mrf_low + 1;
1460       } else {
1461          mrf_high = mrf_low;
1462       }
1463
1464       /* Can't compute-to-MRF this GRF if someone else was going to
1465        * read it later.
1466        */
1467       if (this->virtual_grf_use[inst->src[0].reg] > ip)
1468          continue;
1469
1470       /* Found a move of a GRF to a MRF.  Let's see if we can go
1471        * rewrite the thing that made this GRF to write into the MRF.
1472        */
1473       fs_inst *scan_inst;
1474       for (scan_inst = (fs_inst *)inst->prev;
1475            scan_inst->prev != NULL;
1476            scan_inst = (fs_inst *)scan_inst->prev) {
1477          if (scan_inst->dst.file == GRF &&
1478              scan_inst->dst.reg == inst->src[0].reg) {
1479             /* Found the last thing to write our reg we want to turn
1480              * into a compute-to-MRF.
1481              */
1482
1483             if (scan_inst->is_tex()) {
1484                /* texturing writes several continuous regs, so we can't
1485                 * compute-to-mrf that.
1486                 */
1487                break;
1488             }
1489
1490             /* If it's predicated, it (probably) didn't populate all
1491              * the channels.  We might be able to rewrite everything
1492              * that writes that reg, but it would require smarter
1493              * tracking to delay the rewriting until complete success.
1494              */
1495             if (scan_inst->predicated)
1496                break;
1497
1498             /* If it's half of register setup and not the same half as
1499              * our MOV we're trying to remove, bail for now.
1500              */
1501             if (scan_inst->force_uncompressed != inst->force_uncompressed ||
1502                 scan_inst->force_sechalf != inst->force_sechalf) {
1503                break;
1504             }
1505
1506             /* SEND instructions can't have MRF as a destination. */
1507             if (scan_inst->mlen)
1508                break;
1509
1510             if (intel->gen >= 6) {
1511                /* gen6 math instructions must have the destination be
1512                 * GRF, so no compute-to-MRF for them.
1513                 */
1514                if (scan_inst->is_math()) {
1515                   break;
1516                }
1517             }
1518
1519             if (scan_inst->dst.reg_offset == inst->src[0].reg_offset) {
1520                /* Found the creator of our MRF's source value. */
1521                scan_inst->dst.file = MRF;
1522                scan_inst->dst.reg = inst->dst.reg;
1523                scan_inst->saturate |= inst->saturate;
1524                inst->remove();
1525                progress = true;
1526             }
1527             break;
1528          }
1529
1530          /* We don't handle flow control here.  Most computation of
1531           * values that end up in MRFs are shortly before the MRF
1532           * write anyway.
1533           */
1534          if (scan_inst->opcode == BRW_OPCODE_DO ||
1535              scan_inst->opcode == BRW_OPCODE_WHILE ||
1536              scan_inst->opcode == BRW_OPCODE_ELSE ||
1537              scan_inst->opcode == BRW_OPCODE_ENDIF) {
1538             break;
1539          }
1540
1541          /* You can't read from an MRF, so if someone else reads our
1542           * MRF's source GRF that we wanted to rewrite, that stops us.
1543           */
1544          bool interfered = false;
1545          for (int i = 0; i < 3; i++) {
1546             if (scan_inst->src[i].file == GRF &&
1547                 scan_inst->src[i].reg == inst->src[0].reg &&
1548                 scan_inst->src[i].reg_offset == inst->src[0].reg_offset) {
1549                interfered = true;
1550             }
1551          }
1552          if (interfered)
1553             break;
1554
1555          if (scan_inst->dst.file == MRF) {
1556             /* If somebody else writes our MRF here, we can't
1557              * compute-to-MRF before that.
1558              */
1559             int scan_mrf_low = scan_inst->dst.reg & ~BRW_MRF_COMPR4;
1560             int scan_mrf_high;
1561
1562             if (scan_inst->dst.reg & BRW_MRF_COMPR4) {
1563                scan_mrf_high = scan_mrf_low + 4;
1564             } else if (c->dispatch_width == 16 &&
1565                        (!scan_inst->force_uncompressed &&
1566                         !scan_inst->force_sechalf)) {
1567                scan_mrf_high = scan_mrf_low + 1;
1568             } else {
1569                scan_mrf_high = scan_mrf_low;
1570             }
1571
1572             if (mrf_low == scan_mrf_low ||
1573                 mrf_low == scan_mrf_high ||
1574                 mrf_high == scan_mrf_low ||
1575                 mrf_high == scan_mrf_high) {
1576                break;
1577             }
1578          }
1579
1580          if (scan_inst->mlen > 0) {
1581             /* Found a SEND instruction, which means that there are
1582              * live values in MRFs from base_mrf to base_mrf +
1583              * scan_inst->mlen - 1.  Don't go pushing our MRF write up
1584              * above it.
1585              */
1586             if (mrf_low >= scan_inst->base_mrf &&
1587                 mrf_low < scan_inst->base_mrf + scan_inst->mlen) {
1588                break;
1589             }
1590             if (mrf_high >= scan_inst->base_mrf &&
1591                 mrf_high < scan_inst->base_mrf + scan_inst->mlen) {
1592                break;
1593             }
1594          }
1595       }
1596    }
1597
1598    return progress;
1599 }
1600
1601 /**
1602  * Walks through basic blocks, looking for repeated MRF writes and
1603  * removing the later ones.
1604  */
1605 bool
1606 fs_visitor::remove_duplicate_mrf_writes()
1607 {
1608    fs_inst *last_mrf_move[16];
1609    bool progress = false;
1610
1611    /* Need to update the MRF tracking for compressed instructions. */
1612    if (c->dispatch_width == 16)
1613       return false;
1614
1615    memset(last_mrf_move, 0, sizeof(last_mrf_move));
1616
1617    foreach_list_safe(node, &this->instructions) {
1618       fs_inst *inst = (fs_inst *)node;
1619
1620       switch (inst->opcode) {
1621       case BRW_OPCODE_DO:
1622       case BRW_OPCODE_WHILE:
1623       case BRW_OPCODE_IF:
1624       case BRW_OPCODE_ELSE:
1625       case BRW_OPCODE_ENDIF:
1626          memset(last_mrf_move, 0, sizeof(last_mrf_move));
1627          continue;
1628       default:
1629          break;
1630       }
1631
1632       if (inst->opcode == BRW_OPCODE_MOV &&
1633           inst->dst.file == MRF) {
1634          fs_inst *prev_inst = last_mrf_move[inst->dst.reg];
1635          if (prev_inst && inst->equals(prev_inst)) {
1636             inst->remove();
1637             progress = true;
1638             continue;
1639          }
1640       }
1641
1642       /* Clear out the last-write records for MRFs that were overwritten. */
1643       if (inst->dst.file == MRF) {
1644          last_mrf_move[inst->dst.reg] = NULL;
1645       }
1646
1647       if (inst->mlen > 0) {
1648          /* Found a SEND instruction, which will include two or fewer
1649           * implied MRF writes.  We could do better here.
1650           */
1651          for (int i = 0; i < implied_mrf_writes(inst); i++) {
1652             last_mrf_move[inst->base_mrf + i] = NULL;
1653          }
1654       }
1655
1656       /* Clear out any MRF move records whose sources got overwritten. */
1657       if (inst->dst.file == GRF) {
1658          for (unsigned int i = 0; i < Elements(last_mrf_move); i++) {
1659             if (last_mrf_move[i] &&
1660                 last_mrf_move[i]->src[0].reg == inst->dst.reg) {
1661                last_mrf_move[i] = NULL;
1662             }
1663          }
1664       }
1665
1666       if (inst->opcode == BRW_OPCODE_MOV &&
1667           inst->dst.file == MRF &&
1668           inst->src[0].file == GRF &&
1669           !inst->predicated) {
1670          last_mrf_move[inst->dst.reg] = inst;
1671       }
1672    }
1673
1674    return progress;
1675 }
1676
1677 bool
1678 fs_visitor::virtual_grf_interferes(int a, int b)
1679 {
1680    int start = MAX2(this->virtual_grf_def[a], this->virtual_grf_def[b]);
1681    int end = MIN2(this->virtual_grf_use[a], this->virtual_grf_use[b]);
1682
1683    /* We can't handle dead register writes here, without iterating
1684     * over the whole instruction stream to find every single dead
1685     * write to that register to compare to the live interval of the
1686     * other register.  Just assert that dead_code_eliminate() has been
1687     * called.
1688     */
1689    assert((this->virtual_grf_use[a] != -1 ||
1690            this->virtual_grf_def[a] == MAX_INSTRUCTION) &&
1691           (this->virtual_grf_use[b] != -1 ||
1692            this->virtual_grf_def[b] == MAX_INSTRUCTION));
1693
1694    /* If the register is used to store 16 values of less than float
1695     * size (only the case for pixel_[xy]), then we can't allocate
1696     * another dword-sized thing to that register that would be used in
1697     * the same instruction.  This is because when the GPU decodes (for
1698     * example):
1699     *
1700     * (declare (in ) vec4 gl_FragCoord@0x97766a0)
1701     * add(16)         g6<1>F          g6<8,8,1>UW     0.5F { align1 compr };
1702     *
1703     * it's actually processed as:
1704     * add(8)         g6<1>F          g6<8,8,1>UW     0.5F { align1 };
1705     * add(8)         g7<1>F          g6.8<8,8,1>UW   0.5F { align1 sechalf };
1706     *
1707     * so our second half values in g6 got overwritten in the first
1708     * half.
1709     */
1710    if (c->dispatch_width == 16 && (this->pixel_x.reg == a ||
1711                                    this->pixel_x.reg == b ||
1712                                    this->pixel_y.reg == a ||
1713                                    this->pixel_y.reg == b)) {
1714       return start <= end;
1715    }
1716
1717    return start < end;
1718 }
1719
1720 bool
1721 fs_visitor::run()
1722 {
1723    uint32_t prog_offset_16 = 0;
1724    uint32_t orig_nr_params = c->prog_data.nr_params;
1725
1726    brw_wm_payload_setup(brw, c);
1727
1728    if (c->dispatch_width == 16) {
1729       /* align to 64 byte boundary. */
1730       while ((c->func.nr_insn * sizeof(struct brw_instruction)) % 64) {
1731          brw_NOP(p);
1732       }
1733
1734       /* Save off the start of this 16-wide program in case we succeed. */
1735       prog_offset_16 = c->func.nr_insn * sizeof(struct brw_instruction);
1736
1737       brw_set_compression_control(p, BRW_COMPRESSION_COMPRESSED);
1738    }
1739
1740    if (0) {
1741       emit_dummy_fs();
1742    } else {
1743       calculate_urb_setup();
1744       if (intel->gen < 6)
1745          emit_interpolation_setup_gen4();
1746       else
1747          emit_interpolation_setup_gen6();
1748
1749       /* Generate FS IR for main().  (the visitor only descends into
1750        * functions called "main").
1751        */
1752       foreach_list(node, &*shader->ir) {
1753          ir_instruction *ir = (ir_instruction *)node;
1754          base_ir = ir;
1755          this->result = reg_undef;
1756          ir->accept(this);
1757       }
1758       if (failed)
1759          return false;
1760
1761       emit_fb_writes();
1762
1763       split_virtual_grfs();
1764
1765       setup_paramvalues_refs();
1766       setup_pull_constants();
1767
1768       bool progress;
1769       do {
1770          progress = false;
1771
1772          progress = remove_duplicate_mrf_writes() || progress;
1773
1774          progress = propagate_constants() || progress;
1775          progress = opt_algebraic() || progress;
1776          progress = register_coalesce() || progress;
1777          progress = compute_to_mrf() || progress;
1778          progress = dead_code_eliminate() || progress;
1779       } while (progress);
1780
1781       remove_dead_constants();
1782
1783       schedule_instructions();
1784
1785       assign_curb_setup();
1786       assign_urb_setup();
1787
1788       if (0) {
1789          /* Debug of register spilling: Go spill everything. */
1790          int virtual_grf_count = virtual_grf_next;
1791          for (int i = 0; i < virtual_grf_count; i++) {
1792             spill_reg(i);
1793          }
1794       }
1795
1796       if (0)
1797          assign_regs_trivial();
1798       else {
1799          while (!assign_regs()) {
1800             if (failed)
1801                break;
1802          }
1803       }
1804    }
1805    assert(force_uncompressed_stack == 0);
1806    assert(force_sechalf_stack == 0);
1807
1808    if (failed)
1809       return false;
1810
1811    generate_code();
1812
1813    if (c->dispatch_width == 8) {
1814       c->prog_data.reg_blocks = brw_register_blocks(grf_used);
1815    } else {
1816       c->prog_data.reg_blocks_16 = brw_register_blocks(grf_used);
1817       c->prog_data.prog_offset_16 = prog_offset_16;
1818
1819       /* Make sure we didn't try to sneak in an extra uniform */
1820       assert(orig_nr_params == c->prog_data.nr_params);
1821       (void) orig_nr_params;
1822    }
1823
1824    return !failed;
1825 }
1826
1827 bool
1828 brw_wm_fs_emit(struct brw_context *brw, struct brw_wm_compile *c,
1829                struct gl_shader_program *prog)
1830 {
1831    struct intel_context *intel = &brw->intel;
1832
1833    if (!prog)
1834       return false;
1835
1836    struct brw_shader *shader =
1837      (brw_shader *) prog->_LinkedShaders[MESA_SHADER_FRAGMENT];
1838    if (!shader)
1839       return false;
1840
1841    if (unlikely(INTEL_DEBUG & DEBUG_WM)) {
1842       printf("GLSL IR for native fragment shader %d:\n", prog->Name);
1843       _mesa_print_ir(shader->ir, NULL);
1844       printf("\n\n");
1845    }
1846
1847    /* Now the main event: Visit the shader IR and generate our FS IR for it.
1848     */
1849    c->dispatch_width = 8;
1850
1851    fs_visitor v(c, prog, shader);
1852    if (!v.run()) {
1853       prog->LinkStatus = false;
1854       ralloc_strcat(&prog->InfoLog, v.fail_msg);
1855
1856       _mesa_problem(NULL, "Failed to compile fragment shader: %s\n",
1857                     v.fail_msg);
1858
1859       return false;
1860    }
1861
1862    if (intel->gen >= 5 && c->prog_data.nr_pull_params == 0) {
1863       c->dispatch_width = 16;
1864       fs_visitor v2(c, prog, shader);
1865       v2.import_uniforms(&v);
1866       v2.run();
1867    }
1868
1869    c->prog_data.dispatch_width = 8;
1870
1871    return true;
1872 }
1873
1874 bool
1875 brw_fs_precompile(struct gl_context *ctx, struct gl_shader_program *prog)
1876 {
1877    struct brw_context *brw = brw_context(ctx);
1878    struct brw_wm_prog_key key;
1879
1880    if (!prog->_LinkedShaders[MESA_SHADER_FRAGMENT])
1881       return true;
1882
1883    struct gl_fragment_program *fp = (struct gl_fragment_program *)
1884       prog->_LinkedShaders[MESA_SHADER_FRAGMENT]->Program;
1885    struct brw_fragment_program *bfp = brw_fragment_program(fp);
1886
1887    memset(&key, 0, sizeof(key));
1888
1889    if (fp->UsesKill)
1890       key.iz_lookup |= IZ_PS_KILL_ALPHATEST_BIT;
1891
1892    if (fp->Base.OutputsWritten & BITFIELD64_BIT(FRAG_RESULT_DEPTH))
1893       key.iz_lookup |= IZ_PS_COMPUTES_DEPTH_BIT;
1894
1895    /* Just assume depth testing. */
1896    key.iz_lookup |= IZ_DEPTH_TEST_ENABLE_BIT;
1897    key.iz_lookup |= IZ_DEPTH_WRITE_ENABLE_BIT;
1898
1899    key.vp_outputs_written |= BITFIELD64_BIT(FRAG_ATTRIB_WPOS);
1900    for (int i = 0; i < FRAG_ATTRIB_MAX; i++) {
1901       if (!(fp->Base.InputsRead & BITFIELD64_BIT(i)))
1902          continue;
1903
1904       key.proj_attrib_mask |= 1 << i;
1905
1906       int vp_index = _mesa_vert_result_to_frag_attrib((gl_vert_result) i);
1907
1908       if (vp_index >= 0)
1909          key.vp_outputs_written |= BITFIELD64_BIT(vp_index);
1910    }
1911
1912    key.clamp_fragment_color = true;
1913
1914    for (int i = 0; i < BRW_MAX_TEX_UNIT; i++) {
1915       if (fp->Base.ShadowSamplers & (1 << i))
1916          key.tex.compare_funcs[i] = GL_LESS;
1917
1918       /* FINISHME: depth compares might use (0,0,0,W) for example */
1919       key.tex.swizzles[i] = SWIZZLE_XYZW;
1920    }
1921
1922    if (fp->Base.InputsRead & FRAG_BIT_WPOS) {
1923       key.drawable_height = ctx->DrawBuffer->Height;
1924       key.render_to_fbo = ctx->DrawBuffer->Name != 0;
1925    }
1926
1927    key.nr_color_regions = 1;
1928
1929    key.program_string_id = bfp->id;
1930
1931    uint32_t old_prog_offset = brw->wm.prog_offset;
1932    struct brw_wm_prog_data *old_prog_data = brw->wm.prog_data;
1933
1934    bool success = do_wm_prog(brw, prog, bfp, &key);
1935
1936    brw->wm.prog_offset = old_prog_offset;
1937    brw->wm.prog_data = old_prog_data;
1938
1939    return success;
1940 }