OSDN Git Service

i965: Move is_math/is_tex/is_control_flow() to backend_instruction.
[android-x86/external-mesa.git] / src / mesa / drivers / dri / i965 / brw_fs.h
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  * Authors:
24  *    Eric Anholt <eric@anholt.net>
25  *
26  */
27
28 #pragma once
29
30 #include "brw_shader.h"
31
32 extern "C" {
33
34 #include <sys/types.h>
35
36 #include "main/macros.h"
37 #include "main/shaderobj.h"
38 #include "main/uniforms.h"
39 #include "program/prog_parameter.h"
40 #include "program/prog_print.h"
41 #include "program/prog_optimize.h"
42 #include "program/register_allocate.h"
43 #include "program/sampler.h"
44 #include "program/hash_table.h"
45 #include "brw_context.h"
46 #include "brw_eu.h"
47 #include "brw_wm.h"
48 #include "brw_shader.h"
49 }
50 #include "glsl/glsl_types.h"
51 #include "glsl/ir.h"
52
53 class bblock_t;
54 namespace {
55    struct acp_entry;
56 }
57
58 enum register_file {
59    BAD_FILE,
60    ARF,
61    GRF,
62    MRF,
63    IMM,
64    FIXED_HW_REG, /* a struct brw_reg */
65    UNIFORM, /* prog_data->params[reg] */
66 };
67
68 class fs_reg {
69 public:
70    /* Callers of this ralloc-based new need not call delete. It's
71     * easier to just ralloc_free 'ctx' (or any of its ancestors). */
72    static void* operator new(size_t size, void *ctx)
73    {
74       void *node;
75
76       node = ralloc_size(ctx, size);
77       assert(node != NULL);
78
79       return node;
80    }
81
82    void init();
83
84    fs_reg();
85    fs_reg(float f);
86    fs_reg(int32_t i);
87    fs_reg(uint32_t u);
88    fs_reg(struct brw_reg fixed_hw_reg);
89    fs_reg(enum register_file file, int reg);
90    fs_reg(enum register_file file, int reg, uint32_t type);
91    fs_reg(class fs_visitor *v, const struct glsl_type *type);
92
93    bool equals(const fs_reg &r) const;
94    bool is_zero() const;
95    bool is_one() const;
96
97    /** Register file: ARF, GRF, MRF, IMM. */
98    enum register_file file;
99    /**
100     * Register number.  For ARF/MRF, it's the hardware register.  For
101     * GRF, it's a virtual register number until register allocation
102     */
103    int reg;
104    /**
105     * For virtual registers, this is a hardware register offset from
106     * the start of the register block (for example, a constant index
107     * in an array access).
108     */
109    int reg_offset;
110    /** Register type.  BRW_REGISTER_TYPE_* */
111    int type;
112    bool negate;
113    bool abs;
114    bool sechalf;
115    struct brw_reg fixed_hw_reg;
116    int smear; /* -1, or a channel of the reg to smear to all channels. */
117
118    /** Value for file == IMM */
119    union {
120       int32_t i;
121       uint32_t u;
122       float f;
123    } imm;
124
125    fs_reg *reladdr;
126 };
127
128 static const fs_reg reg_undef;
129 static const fs_reg reg_null_f(ARF, BRW_ARF_NULL, BRW_REGISTER_TYPE_F);
130 static const fs_reg reg_null_d(ARF, BRW_ARF_NULL, BRW_REGISTER_TYPE_D);
131
132 class ip_record : public exec_node {
133 public:
134    static void* operator new(size_t size, void *ctx)
135    {
136       void *node;
137
138       node = rzalloc_size(ctx, size);
139       assert(node != NULL);
140
141       return node;
142    }
143
144    ip_record(int ip)
145    {
146       this->ip = ip;
147    }
148
149    int ip;
150 };
151
152 class fs_inst : public backend_instruction {
153 public:
154    /* Callers of this ralloc-based new need not call delete. It's
155     * easier to just ralloc_free 'ctx' (or any of its ancestors). */
156    static void* operator new(size_t size, void *ctx)
157    {
158       void *node;
159
160       node = rzalloc_size(ctx, size);
161       assert(node != NULL);
162
163       return node;
164    }
165
166    void init();
167
168    fs_inst();
169    fs_inst(enum opcode opcode);
170    fs_inst(enum opcode opcode, fs_reg dst);
171    fs_inst(enum opcode opcode, fs_reg dst, fs_reg src0);
172    fs_inst(enum opcode opcode, fs_reg dst, fs_reg src0, fs_reg src1);
173    fs_inst(enum opcode opcode, fs_reg dst,
174            fs_reg src0, fs_reg src1,fs_reg src2);
175
176    bool equals(fs_inst *inst);
177    bool overwrites_reg(const fs_reg &reg);
178    bool is_send_from_grf();
179    bool is_partial_write();
180
181    fs_reg dst;
182    fs_reg src[3];
183    bool saturate;
184    int conditional_mod; /**< BRW_CONDITIONAL_* */
185
186    /* Chooses which flag subregister (f0.0 or f0.1) is used for conditional
187     * mod and predication.
188     */
189    uint8_t flag_subreg;
190
191    int mlen; /**< SEND message length */
192    int regs_written; /**< Number of vgrfs written by a SEND message, or 1 */
193    int base_mrf; /**< First MRF in the SEND message, if mlen is nonzero. */
194    uint32_t texture_offset; /**< Texture offset bitfield */
195    int sampler;
196    int target; /**< MRT target. */
197    bool eot;
198    bool header_present;
199    bool shadow_compare;
200    bool force_uncompressed;
201    bool force_sechalf;
202    bool force_writemask_all;
203    uint32_t offset; /* spill/unspill offset */
204
205    /** @{
206     * Annotation for the generated IR.  One of the two can be set.
207     */
208    const void *ir;
209    const char *annotation;
210    /** @} */
211 };
212
213 /**
214  * The fragment shader front-end.
215  *
216  * Translates either GLSL IR or Mesa IR (for ARB_fragment_program) into FS IR.
217  */
218 class fs_visitor : public backend_visitor
219 {
220 public:
221
222    fs_visitor(struct brw_context *brw,
223               struct brw_wm_compile *c,
224               struct gl_shader_program *shader_prog,
225               struct gl_fragment_program *fp,
226               unsigned dispatch_width);
227    ~fs_visitor();
228
229    fs_reg *variable_storage(ir_variable *var);
230    int virtual_grf_alloc(int size);
231    void import_uniforms(fs_visitor *v);
232
233    void visit(ir_variable *ir);
234    void visit(ir_assignment *ir);
235    void visit(ir_dereference_variable *ir);
236    void visit(ir_dereference_record *ir);
237    void visit(ir_dereference_array *ir);
238    void visit(ir_expression *ir);
239    void visit(ir_texture *ir);
240    void visit(ir_if *ir);
241    void visit(ir_constant *ir);
242    void visit(ir_swizzle *ir);
243    void visit(ir_return *ir);
244    void visit(ir_loop *ir);
245    void visit(ir_loop_jump *ir);
246    void visit(ir_discard *ir);
247    void visit(ir_call *ir);
248    void visit(ir_function *ir);
249    void visit(ir_function_signature *ir);
250
251    void swizzle_result(ir_texture *ir, fs_reg orig_val, int sampler);
252
253    bool can_do_source_mods(fs_inst *inst);
254
255    fs_inst *emit(fs_inst inst);
256    fs_inst *emit(fs_inst *inst);
257    void emit(exec_list list);
258
259    fs_inst *emit(enum opcode opcode);
260    fs_inst *emit(enum opcode opcode, fs_reg dst);
261    fs_inst *emit(enum opcode opcode, fs_reg dst, fs_reg src0);
262    fs_inst *emit(enum opcode opcode, fs_reg dst, fs_reg src0, fs_reg src1);
263    fs_inst *emit(enum opcode opcode, fs_reg dst,
264                  fs_reg src0, fs_reg src1, fs_reg src2);
265
266    fs_inst *MOV(fs_reg dst, fs_reg src);
267    fs_inst *NOT(fs_reg dst, fs_reg src);
268    fs_inst *RNDD(fs_reg dst, fs_reg src);
269    fs_inst *RNDE(fs_reg dst, fs_reg src);
270    fs_inst *RNDZ(fs_reg dst, fs_reg src);
271    fs_inst *FRC(fs_reg dst, fs_reg src);
272    fs_inst *ADD(fs_reg dst, fs_reg src0, fs_reg src1);
273    fs_inst *MUL(fs_reg dst, fs_reg src0, fs_reg src1);
274    fs_inst *MACH(fs_reg dst, fs_reg src0, fs_reg src1);
275    fs_inst *MAC(fs_reg dst, fs_reg src0, fs_reg src1);
276    fs_inst *SHL(fs_reg dst, fs_reg src0, fs_reg src1);
277    fs_inst *SHR(fs_reg dst, fs_reg src0, fs_reg src1);
278    fs_inst *ASR(fs_reg dst, fs_reg src0, fs_reg src1);
279    fs_inst *AND(fs_reg dst, fs_reg src0, fs_reg src1);
280    fs_inst *OR(fs_reg dst, fs_reg src0, fs_reg src1);
281    fs_inst *XOR(fs_reg dst, fs_reg src0, fs_reg src1);
282    fs_inst *IF(uint32_t predicate);
283    fs_inst *IF(fs_reg src0, fs_reg src1, uint32_t condition);
284    fs_inst *CMP(fs_reg dst, fs_reg src0, fs_reg src1,
285                 uint32_t condition);
286    fs_inst *LRP(fs_reg dst, fs_reg a, fs_reg y, fs_reg x);
287    fs_inst *DEP_RESOLVE_MOV(int grf);
288
289    int type_size(const struct glsl_type *type);
290    fs_inst *get_instruction_generating_reg(fs_inst *start,
291                                            fs_inst *end,
292                                            fs_reg reg);
293
294    exec_list VARYING_PULL_CONSTANT_LOAD(fs_reg dst, fs_reg surf_index,
295                                         fs_reg varying_offset,
296                                         uint32_t const_offset);
297
298    bool run();
299    void setup_payload_gen4();
300    void setup_payload_gen6();
301    void assign_curb_setup();
302    void calculate_urb_setup();
303    void assign_urb_setup();
304    bool assign_regs();
305    void assign_regs_trivial();
306    void setup_payload_interference(struct ra_graph *g, int payload_reg_count,
307                                    int first_payload_node);
308    void setup_mrf_hack_interference(struct ra_graph *g,
309                                     int first_mrf_hack_node);
310    int choose_spill_reg(struct ra_graph *g);
311    void spill_reg(int spill_reg);
312    void split_virtual_grfs();
313    void compact_virtual_grfs();
314    void move_uniform_array_access_to_pull_constants();
315    void setup_pull_constants();
316    void calculate_live_intervals();
317    bool opt_algebraic();
318    bool opt_cse();
319    bool opt_cse_local(bblock_t *block, exec_list *aeb);
320    bool opt_copy_propagate();
321    bool try_copy_propagate(fs_inst *inst, int arg, acp_entry *entry);
322    bool try_constant_propagate(fs_inst *inst, acp_entry *entry);
323    bool opt_copy_propagate_local(void *mem_ctx, bblock_t *block,
324                                  exec_list *acp);
325    bool register_coalesce();
326    bool register_coalesce_2();
327    bool compute_to_mrf();
328    bool dead_code_eliminate();
329    bool dead_code_eliminate_local();
330    bool remove_dead_constants();
331    bool remove_duplicate_mrf_writes();
332    bool virtual_grf_interferes(int a, int b);
333    void schedule_instructions(bool post_reg_alloc);
334    void insert_gen4_send_dependency_workarounds();
335    void insert_gen4_pre_send_dependency_workarounds(fs_inst *inst);
336    void insert_gen4_post_send_dependency_workarounds(fs_inst *inst);
337    void fail(const char *msg, ...);
338    void lower_uniform_pull_constant_loads();
339
340    void push_force_uncompressed();
341    void pop_force_uncompressed();
342    void push_force_sechalf();
343    void pop_force_sechalf();
344
345    void emit_dummy_fs();
346    fs_reg *emit_fragcoord_interpolation(ir_variable *ir);
347    fs_inst *emit_linterp(const fs_reg &attr, const fs_reg &interp,
348                          glsl_interp_qualifier interpolation_mode,
349                          bool is_centroid);
350    fs_reg *emit_frontfacing_interpolation(ir_variable *ir);
351    fs_reg *emit_general_interpolation(ir_variable *ir);
352    void emit_interpolation_setup_gen4();
353    void emit_interpolation_setup_gen6();
354    fs_reg rescale_texcoord(ir_texture *ir, fs_reg coordinate,
355                            bool is_rect, int sampler, int texunit);
356    fs_inst *emit_texture_gen4(ir_texture *ir, fs_reg dst, fs_reg coordinate,
357                               fs_reg shadow_comp, fs_reg lod, fs_reg lod2);
358    fs_inst *emit_texture_gen5(ir_texture *ir, fs_reg dst, fs_reg coordinate,
359                               fs_reg shadow_comp, fs_reg lod, fs_reg lod2,
360                               fs_reg sample_index);
361    fs_inst *emit_texture_gen7(ir_texture *ir, fs_reg dst, fs_reg coordinate,
362                               fs_reg shadow_comp, fs_reg lod, fs_reg lod2,
363                               fs_reg sample_index);
364    fs_reg fix_math_operand(fs_reg src);
365    fs_inst *emit_math(enum opcode op, fs_reg dst, fs_reg src0);
366    fs_inst *emit_math(enum opcode op, fs_reg dst, fs_reg src0, fs_reg src1);
367    void emit_lrp(fs_reg dst, fs_reg x, fs_reg y, fs_reg a);
368    void emit_minmax(uint32_t conditionalmod, fs_reg dst,
369                     fs_reg src0, fs_reg src1);
370    bool try_emit_saturate(ir_expression *ir);
371    bool try_emit_mad(ir_expression *ir, int mul_arg);
372    void emit_bool_to_cond_code(ir_rvalue *condition);
373    void emit_if_gen6(ir_if *ir);
374    void emit_unspill(fs_inst *inst, fs_reg reg, uint32_t spill_offset);
375
376    void emit_fragment_program_code();
377    void setup_fp_regs();
378    fs_reg get_fp_src_reg(const prog_src_register *src);
379    fs_reg get_fp_dst_reg(const prog_dst_register *dst);
380    void emit_fp_alu1(enum opcode opcode,
381                      const struct prog_instruction *fpi,
382                      fs_reg dst, fs_reg src);
383    void emit_fp_alu2(enum opcode opcode,
384                      const struct prog_instruction *fpi,
385                      fs_reg dst, fs_reg src0, fs_reg src1);
386    void emit_fp_scalar_write(const struct prog_instruction *fpi,
387                              fs_reg dst, fs_reg src);
388    void emit_fp_scalar_math(enum opcode opcode,
389                             const struct prog_instruction *fpi,
390                             fs_reg dst, fs_reg src);
391
392    void emit_fp_minmax(const struct prog_instruction *fpi,
393                        fs_reg dst, fs_reg src0, fs_reg src1);
394
395    void emit_fp_sop(uint32_t conditional_mod,
396                     const struct prog_instruction *fpi,
397                     fs_reg dst, fs_reg src0, fs_reg src1, fs_reg one);
398
399    void emit_color_write(int target, int index, int first_color_mrf);
400    void emit_fb_writes();
401
402    void emit_shader_time_begin();
403    void emit_shader_time_end();
404    void emit_shader_time_write(enum shader_time_shader_type type,
405                                fs_reg value);
406
407    bool try_rewrite_rhs_to_dst(ir_assignment *ir,
408                                fs_reg dst,
409                                fs_reg src,
410                                fs_inst *pre_rhs_inst,
411                                fs_inst *last_rhs_inst);
412    void emit_assignment_writes(fs_reg &l, fs_reg &r,
413                                const glsl_type *type, bool predicated);
414    void resolve_ud_negate(fs_reg *reg);
415    void resolve_bool_comparison(ir_rvalue *rvalue, fs_reg *reg);
416
417    fs_reg get_timestamp();
418
419    struct brw_reg interp_reg(int location, int channel);
420    void setup_uniform_values(ir_variable *ir);
421    void setup_builtin_uniform_values(ir_variable *ir);
422    int implied_mrf_writes(fs_inst *inst);
423
424    void dump_instructions();
425    void dump_instruction(fs_inst *inst);
426
427    struct gl_fragment_program *fp;
428    struct brw_wm_compile *c;
429    unsigned int sanity_param_count;
430
431    int param_size[MAX_UNIFORMS * 4];
432
433    int *virtual_grf_sizes;
434    int virtual_grf_count;
435    int virtual_grf_array_size;
436    int *virtual_grf_def;
437    int *virtual_grf_use;
438    bool live_intervals_valid;
439
440    /* This is the map from UNIFORM hw_reg + reg_offset as generated by
441     * the visitor to the packed uniform number after
442     * remove_dead_constants() that represents the actual uploaded
443     * uniform index.
444     */
445    int *params_remap;
446
447    struct hash_table *variable_ht;
448    fs_reg frag_depth;
449    fs_reg outputs[BRW_MAX_DRAW_BUFFERS];
450    unsigned output_components[BRW_MAX_DRAW_BUFFERS];
451    fs_reg dual_src_output;
452    int first_non_payload_grf;
453    /** Either BRW_MAX_GRF or GEN7_MRF_HACK_START */
454    int max_grf;
455    int urb_setup[VARYING_SLOT_MAX];
456
457    fs_reg *fp_temp_regs;
458    fs_reg *fp_input_regs;
459
460    /** @{ debug annotation info */
461    const char *current_annotation;
462    const void *base_ir;
463    /** @} */
464
465    bool failed;
466    char *fail_msg;
467
468    /* Result of last visit() method. */
469    fs_reg result;
470
471    fs_reg pixel_x;
472    fs_reg pixel_y;
473    fs_reg wpos_w;
474    fs_reg pixel_w;
475    fs_reg delta_x[BRW_WM_BARYCENTRIC_INTERP_MODE_COUNT];
476    fs_reg delta_y[BRW_WM_BARYCENTRIC_INTERP_MODE_COUNT];
477    fs_reg shader_start_time;
478
479    int grf_used;
480
481    const unsigned dispatch_width; /**< 8 or 16 */
482
483    int force_uncompressed_stack;
484    int force_sechalf_stack;
485 };
486
487 /**
488  * The fragment shader code generator.
489  *
490  * Translates FS IR to actual i965 assembly code.
491  */
492 class fs_generator
493 {
494 public:
495    fs_generator(struct brw_context *brw,
496                 struct brw_wm_compile *c,
497                 struct gl_shader_program *prog,
498                 struct gl_fragment_program *fp,
499                 bool dual_source_output);
500    ~fs_generator();
501
502    const unsigned *generate_assembly(exec_list *simd8_instructions,
503                                      exec_list *simd16_instructions,
504                                      unsigned *assembly_size);
505
506 private:
507    void generate_code(exec_list *instructions);
508    void generate_fb_write(fs_inst *inst);
509    void generate_pixel_xy(struct brw_reg dst, bool is_x);
510    void generate_linterp(fs_inst *inst, struct brw_reg dst,
511                          struct brw_reg *src);
512    void generate_tex(fs_inst *inst, struct brw_reg dst, struct brw_reg src);
513    void generate_math1_gen7(fs_inst *inst,
514                             struct brw_reg dst,
515                             struct brw_reg src);
516    void generate_math2_gen7(fs_inst *inst,
517                             struct brw_reg dst,
518                             struct brw_reg src0,
519                             struct brw_reg src1);
520    void generate_math1_gen6(fs_inst *inst,
521                             struct brw_reg dst,
522                             struct brw_reg src);
523    void generate_math2_gen6(fs_inst *inst,
524                             struct brw_reg dst,
525                             struct brw_reg src0,
526                             struct brw_reg src1);
527    void generate_math_gen4(fs_inst *inst,
528                            struct brw_reg dst,
529                            struct brw_reg src);
530    void generate_ddx(fs_inst *inst, struct brw_reg dst, struct brw_reg src);
531    void generate_ddy(fs_inst *inst, struct brw_reg dst, struct brw_reg src,
532                      bool negate_value);
533    void generate_spill(fs_inst *inst, struct brw_reg src);
534    void generate_unspill(fs_inst *inst, struct brw_reg dst);
535    void generate_uniform_pull_constant_load(fs_inst *inst, struct brw_reg dst,
536                                             struct brw_reg index,
537                                             struct brw_reg offset);
538    void generate_uniform_pull_constant_load_gen7(fs_inst *inst,
539                                                  struct brw_reg dst,
540                                                  struct brw_reg surf_index,
541                                                  struct brw_reg offset);
542    void generate_varying_pull_constant_load(fs_inst *inst, struct brw_reg dst,
543                                             struct brw_reg index,
544                                             struct brw_reg offset);
545    void generate_varying_pull_constant_load_gen7(fs_inst *inst,
546                                                  struct brw_reg dst,
547                                                  struct brw_reg index,
548                                                  struct brw_reg offset);
549    void generate_mov_dispatch_to_flags(fs_inst *inst);
550    void generate_set_simd4x2_offset(fs_inst *inst,
551                                     struct brw_reg dst,
552                                     struct brw_reg offset);
553    void generate_discard_jump(fs_inst *inst);
554
555    void generate_pack_half_2x16_split(fs_inst *inst,
556                                       struct brw_reg dst,
557                                       struct brw_reg x,
558                                       struct brw_reg y);
559    void generate_unpack_half_2x16_split(fs_inst *inst,
560                                         struct brw_reg dst,
561                                         struct brw_reg src);
562
563    void generate_shader_time_add(fs_inst *inst,
564                                  struct brw_reg payload,
565                                  struct brw_reg offset,
566                                  struct brw_reg value);
567
568    void patch_discard_jumps_to_fb_writes();
569
570    struct brw_context *brw;
571    struct intel_context *intel;
572    struct gl_context *ctx;
573
574    struct brw_compile *p;
575    struct brw_wm_compile *c;
576
577    struct gl_shader_program *prog;
578    struct gl_shader *shader;
579    const struct gl_fragment_program *fp;
580
581    unsigned dispatch_width; /**< 8 or 16 */
582
583    exec_list discard_halt_patches;
584    bool dual_source_output;
585    void *mem_ctx;
586 };
587
588 bool brw_do_channel_expressions(struct exec_list *instructions);
589 bool brw_do_vector_splitting(struct exec_list *instructions);
590 bool brw_fs_precompile(struct gl_context *ctx, struct gl_shader_program *prog);