src/mesa/drivers/dri/i965/brw_shader.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 extern "C" {
  25 #include "main/macros.h"
  26 #include "brw_context.h"
  27 #include "brw_vs.h"
  28 }
  29 #include "brw_fs.h"
  30 #include "glsl/ir_optimization.h"
  31 #include "glsl/ir_print_visitor.h"
  32
  33 struct gl_shader *
  34 brw_new_shader(struct gl_context *ctx, GLuint name, GLuint type)
  35 {
  36    struct brw_shader *shader;
  37
  38    shader = rzalloc(NULL, struct brw_shader);
  39    if (shader) {
  40       shader->base.Type = type;
  41       shader->base.Name = name;
  42       _mesa_init_shader(ctx, &shader->base);
  43    }
  44
  45    return &shader->base;
  46 }
  47
  48 struct gl_shader_program *
  49 brw_new_shader_program(struct gl_context *ctx, GLuint name)
  50 {
  51    struct gl_shader_program *prog = rzalloc(NULL, struct gl_shader_program);
  52    if (prog) {
  53       prog->Name = name;
  54       _mesa_init_shader_program(ctx, prog);
  55    }
  56    return prog;
  57 }
  58
  59 /**
  60  * Performs a compile of the shader stages even when we don't know
  61  * what non-orthogonal state will be set, in the hope that it reflects
  62  * the eventual NOS used, and thus allows us to produce link failures.
  63  */
  64 static bool
  65 brw_shader_precompile(struct gl_context *ctx, struct gl_shader_program *prog)
  66 {
  67    struct brw_context *brw = brw_context(ctx);
  68
  69    if (brw->precompile && !brw_fs_precompile(ctx, prog))
  70       return false;
  71
  72    if (brw->precompile && !brw_vs_precompile(ctx, prog))
  73       return false;
  74
  75    return true;
  76 }
  77
  78 GLboolean
  79 brw_link_shader(struct gl_context *ctx, struct gl_shader_program *shProg)
  80 {
  81    struct brw_context *brw = brw_context(ctx);
  82    struct intel_context *intel = &brw->intel;
  83    unsigned int stage;
  84
  85    for (stage = 0; stage < ARRAY_SIZE(shProg->_LinkedShaders); stage++) {
  86       struct brw_shader *shader =
  87          (struct brw_shader *)shProg->_LinkedShaders[stage];
  88       static const GLenum targets[] = {
  89          GL_VERTEX_PROGRAM_ARB,
  90          GL_FRAGMENT_PROGRAM_ARB,
  91          GL_GEOMETRY_PROGRAM_NV
  92       };
  93
  94       if (!shader)
  95          continue;
  96
  97       struct gl_program *prog =
  98          ctx->Driver.NewProgram(ctx, targets[stage], shader->base.Name);
  99       if (!prog)
 100         return false;
 101       prog->Parameters = _mesa_new_parameter_list();
 102
 103       if (stage == 0) {
 104          struct gl_vertex_program *vp = (struct gl_vertex_program *) prog;
 105          vp->UsesClipDistance = shProg->Vert.UsesClipDistance;
 106       }
 107
 108       void *mem_ctx = ralloc_context(NULL);
 109       bool progress;
 110
 111       if (shader->ir)
 112          ralloc_free(shader->ir);
 113       shader->ir = new(shader) exec_list;
 114       clone_ir_list(mem_ctx, shader->ir, shader->base.ir);
 115
 116       do_mat_op_to_vec(shader->ir);
 117       lower_instructions(shader->ir,
 118                          MOD_TO_FRACT |
 119                          DIV_TO_MUL_RCP |
 120                          SUB_TO_ADD_NEG |
 121                          EXP_TO_EXP2 |
 122                          LOG_TO_LOG2);
 123
 124       /* Pre-gen6 HW can only nest if-statements 16 deep.  Beyond this,
 125        * if-statements need to be flattened.
 126        */
 127       if (intel->gen < 6)
 128          lower_if_to_cond_assign(shader->ir, 16);
 129
 130       do_lower_texture_projection(shader->ir);
 131       brw_lower_texture_gradients(shader->ir);
 132       do_vec_index_to_cond_assign(shader->ir);
 133       brw_do_cubemap_normalize(shader->ir);
 134       lower_noise(shader->ir);
 135       lower_quadop_vector(shader->ir, false);
 136
 137       bool input = true;
 138       bool output = stage == MESA_SHADER_FRAGMENT;
 139       bool temp = stage == MESA_SHADER_FRAGMENT;
 140       bool uniform = false;
 141
 142       bool lowered_variable_indexing =
 143          lower_variable_index_to_cond_assign(shader->ir,
 144                                              input, output, temp, uniform);
 145
 146       if (unlikely((INTEL_DEBUG & DEBUG_PERF) && lowered_variable_indexing)) {
 147          perf_debug("Unsupported form of variable indexing in FS; falling "
 148                     "back to very inefficient code generation\n");
 149       }
 150
 151       /* FINISHME: Do this before the variable index lowering. */
 152       lower_ubo_reference(&shader->base, shader->ir);
 153
 154       do {
 155          progress = false;
 156
 157          if (stage == MESA_SHADER_FRAGMENT) {
 158             brw_do_channel_expressions(shader->ir);
 159             brw_do_vector_splitting(shader->ir);
 160          }
 161
 162          progress = do_lower_jumps(shader->ir, true, true,
 163                                    true, /* main return */
 164                                    false, /* continue */
 165                                    false /* loops */
 166                                    ) || progress;
 167
 168          progress = do_common_optimization(shader->ir, true, true, 32)
 169            || progress;
 170       } while (progress);
 171
 172       /* Make a pass over the IR to add state references for any built-in
 173        * uniforms that are used.  This has to be done now (during linking).
 174        * Code generation doesn't happen until the first time this shader is
 175        * used for rendering.  Waiting until then to generate the parameters is
 176        * too late.  At that point, the values for the built-in uniforms won't
 177        * get sent to the shader.
 178        */
 179       foreach_list(node, shader->ir) {
 180          ir_variable *var = ((ir_instruction *) node)->as_variable();
 181
 182          if ((var == NULL) || (var->mode != ir_var_uniform)
 183              || (strncmp(var->name, "gl_", 3) != 0))
 184             continue;
 185
 186          const ir_state_slot *const slots = var->state_slots;
 187          assert(var->state_slots != NULL);
 188
 189          for (unsigned int i = 0; i < var->num_state_slots; i++) {
 190             _mesa_add_state_reference(prog->Parameters,
 191                                       (gl_state_index *) slots[i].tokens);
 192          }
 193       }
 194
 195       validate_ir_tree(shader->ir);
 196
 197       reparent_ir(shader->ir, shader->ir);
 198       ralloc_free(mem_ctx);
 199
 200       do_set_program_inouts(shader->ir, prog,
 201                             shader->base.Type == GL_FRAGMENT_SHADER);
 202
 203       prog->SamplersUsed = shader->base.active_samplers;
 204       _mesa_update_shader_textures_used(shProg, prog);
 205
 206       _mesa_reference_program(ctx, &shader->base.Program, prog);
 207
 208       brw_add_texrect_params(prog);
 209
 210       /* This has to be done last.  Any operation that can cause
 211        * prog->ParameterValues to get reallocated (e.g., anything that adds a
 212        * program constant) has to happen before creating this linkage.
 213        */
 214       _mesa_associate_uniform_storage(ctx, shProg, prog->Parameters);
 215
 216       _mesa_reference_program(ctx, &prog, NULL);
 217
 218       if (ctx->Shader.Flags & GLSL_DUMP) {
 219          static const char *target_strings[]
 220             = { "vertex", "fragment", "geometry" };
 221          printf("\n");
 222          printf("GLSL IR for linked %s program %d:\n", target_strings[stage],
 223                 shProg->Name);
 224          _mesa_print_ir(shader->base.ir, NULL);
 225       }
 226    }
 227
 228    if (!brw_shader_precompile(ctx, shProg))
 229       return false;
 230
 231    return true;
 232 }
 233
 234
 235 int
 236 brw_type_for_base_type(const struct glsl_type *type)
 237 {
 238    switch (type->base_type) {
 239    case GLSL_TYPE_FLOAT:
 240       return BRW_REGISTER_TYPE_F;
 241    case GLSL_TYPE_INT:
 242    case GLSL_TYPE_BOOL:
 243       return BRW_REGISTER_TYPE_D;
 244    case GLSL_TYPE_UINT:
 245       return BRW_REGISTER_TYPE_UD;
 246    case GLSL_TYPE_ARRAY:
 247       return brw_type_for_base_type(type->fields.array);
 248    case GLSL_TYPE_STRUCT:
 249    case GLSL_TYPE_SAMPLER:
 250       /* These should be overridden with the type of the member when
 251        * dereferenced into.  BRW_REGISTER_TYPE_UD seems like a likely
 252        * way to trip up if we don't.
 253        */
 254       return BRW_REGISTER_TYPE_UD;
 255    default:
 256       assert(!"not reached");
 257       return BRW_REGISTER_TYPE_F;
 258    }
 259 }
 260
 261 uint32_t
 262 brw_conditional_for_comparison(unsigned int op)
 263 {
 264    switch (op) {
 265    case ir_binop_less:
 266       return BRW_CONDITIONAL_L;
 267    case ir_binop_greater:
 268       return BRW_CONDITIONAL_G;
 269    case ir_binop_lequal:
 270       return BRW_CONDITIONAL_LE;
 271    case ir_binop_gequal:
 272       return BRW_CONDITIONAL_GE;
 273    case ir_binop_equal:
 274    case ir_binop_all_equal: /* same as equal for scalars */
 275       return BRW_CONDITIONAL_Z;
 276    case ir_binop_nequal:
 277    case ir_binop_any_nequal: /* same as nequal for scalars */
 278       return BRW_CONDITIONAL_NZ;
 279    default:
 280       assert(!"not reached: bad operation for comparison");
 281       return BRW_CONDITIONAL_NZ;
 282    }
 283 }
 284
 285 uint32_t
 286 brw_math_function(enum opcode op)
 287 {
 288    switch (op) {
 289    case SHADER_OPCODE_RCP:
 290       return BRW_MATH_FUNCTION_INV;
 291    case SHADER_OPCODE_RSQ:
 292       return BRW_MATH_FUNCTION_RSQ;
 293    case SHADER_OPCODE_SQRT:
 294       return BRW_MATH_FUNCTION_SQRT;
 295    case SHADER_OPCODE_EXP2:
 296       return BRW_MATH_FUNCTION_EXP;
 297    case SHADER_OPCODE_LOG2:
 298       return BRW_MATH_FUNCTION_LOG;
 299    case SHADER_OPCODE_POW:
 300       return BRW_MATH_FUNCTION_POW;
 301    case SHADER_OPCODE_SIN:
 302       return BRW_MATH_FUNCTION_SIN;
 303    case SHADER_OPCODE_COS:
 304       return BRW_MATH_FUNCTION_COS;
 305    case SHADER_OPCODE_INT_QUOTIENT:
 306       return BRW_MATH_FUNCTION_INT_DIV_QUOTIENT;
 307    case SHADER_OPCODE_INT_REMAINDER:
 308       return BRW_MATH_FUNCTION_INT_DIV_REMAINDER;
 309    default:
 310       assert(!"not reached: unknown math function");
 311       return 0;
 312    }
 313 }
 314
 315 uint32_t
 316 brw_texture_offset(ir_constant *offset)
 317 {
 318    assert(offset != NULL);
 319
 320    signed char offsets[3];
 321    for (unsigned i = 0; i < offset->type->vector_elements; i++)
 322       offsets[i] = (signed char) offset->value.i[i];
 323
 324    /* Combine all three offsets into a single unsigned dword:
 325     *
 326     *    bits 11:8 - U Offset (X component)
 327     *    bits  7:4 - V Offset (Y component)
 328     *    bits  3:0 - R Offset (Z component)
 329     */
 330    unsigned offset_bits = 0;
 331    for (unsigned i = 0; i < offset->type->vector_elements; i++) {
 332       const unsigned shift = 4 * (2 - i);
 333       offset_bits |= (offsets[i] << shift) & (0xF << shift);
 334    }
 335    return offset_bits;
 336 }