OSDN Git Service

920508118b46a621a6bd05b80c2a6fb2bdb7f169
[android-x86/external-mesa.git] / src / mesa / drivers / dri / i965 / brw_vec4.cpp
1 /*
2  * Copyright © 2011 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 #include "brw_vec4.h"
25 #include "brw_cfg.h"
26 #include "brw_vs.h"
27 #include "brw_dead_control_flow.h"
28
29 extern "C" {
30 #include "main/macros.h"
31 #include "main/shaderobj.h"
32 #include "program/prog_print.h"
33 #include "program/prog_parameter.h"
34 }
35
36 #define MAX_INSTRUCTION (1 << 30)
37
38 using namespace brw;
39
40 namespace brw {
41
42 /**
43  * Common helper for constructing swizzles.  When only a subset of
44  * channels of a vec4 are used, we don't want to reference the other
45  * channels, as that will tell optimization passes that those other
46  * channels are used.
47  */
48 unsigned
49 swizzle_for_size(int size)
50 {
51    static const unsigned size_swizzles[4] = {
52       BRW_SWIZZLE4(SWIZZLE_X, SWIZZLE_X, SWIZZLE_X, SWIZZLE_X),
53       BRW_SWIZZLE4(SWIZZLE_X, SWIZZLE_Y, SWIZZLE_Y, SWIZZLE_Y),
54       BRW_SWIZZLE4(SWIZZLE_X, SWIZZLE_Y, SWIZZLE_Z, SWIZZLE_Z),
55       BRW_SWIZZLE4(SWIZZLE_X, SWIZZLE_Y, SWIZZLE_Z, SWIZZLE_W),
56    };
57
58    assert((size >= 1) && (size <= 4));
59    return size_swizzles[size - 1];
60 }
61
62 void
63 src_reg::init()
64 {
65    memset(this, 0, sizeof(*this));
66
67    this->file = BAD_FILE;
68 }
69
70 src_reg::src_reg(register_file file, int reg, const glsl_type *type)
71 {
72    init();
73
74    this->file = file;
75    this->reg = reg;
76    if (type && (type->is_scalar() || type->is_vector() || type->is_matrix()))
77       this->swizzle = swizzle_for_size(type->vector_elements);
78    else
79       this->swizzle = SWIZZLE_XYZW;
80 }
81
82 /** Generic unset register constructor. */
83 src_reg::src_reg()
84 {
85    init();
86 }
87
88 src_reg::src_reg(float f)
89 {
90    init();
91
92    this->file = IMM;
93    this->type = BRW_REGISTER_TYPE_F;
94    this->imm.f = f;
95 }
96
97 src_reg::src_reg(uint32_t u)
98 {
99    init();
100
101    this->file = IMM;
102    this->type = BRW_REGISTER_TYPE_UD;
103    this->imm.u = u;
104 }
105
106 src_reg::src_reg(int32_t i)
107 {
108    init();
109
110    this->file = IMM;
111    this->type = BRW_REGISTER_TYPE_D;
112    this->imm.i = i;
113 }
114
115 src_reg::src_reg(dst_reg reg)
116 {
117    init();
118
119    this->file = reg.file;
120    this->reg = reg.reg;
121    this->reg_offset = reg.reg_offset;
122    this->type = reg.type;
123    this->reladdr = reg.reladdr;
124    this->fixed_hw_reg = reg.fixed_hw_reg;
125
126    int swizzles[4];
127    int next_chan = 0;
128    int last = 0;
129
130    for (int i = 0; i < 4; i++) {
131       if (!(reg.writemask & (1 << i)))
132          continue;
133
134       swizzles[next_chan++] = last = i;
135    }
136
137    for (; next_chan < 4; next_chan++) {
138       swizzles[next_chan] = last;
139    }
140
141    this->swizzle = BRW_SWIZZLE4(swizzles[0], swizzles[1],
142                                 swizzles[2], swizzles[3]);
143 }
144
145 void
146 dst_reg::init()
147 {
148    memset(this, 0, sizeof(*this));
149    this->file = BAD_FILE;
150    this->writemask = WRITEMASK_XYZW;
151 }
152
153 dst_reg::dst_reg()
154 {
155    init();
156 }
157
158 dst_reg::dst_reg(register_file file, int reg)
159 {
160    init();
161
162    this->file = file;
163    this->reg = reg;
164 }
165
166 dst_reg::dst_reg(register_file file, int reg, const glsl_type *type,
167                  int writemask)
168 {
169    init();
170
171    this->file = file;
172    this->reg = reg;
173    this->type = brw_type_for_base_type(type);
174    this->writemask = writemask;
175 }
176
177 dst_reg::dst_reg(struct brw_reg reg)
178 {
179    init();
180
181    this->file = HW_REG;
182    this->fixed_hw_reg = reg;
183 }
184
185 dst_reg::dst_reg(src_reg reg)
186 {
187    init();
188
189    this->file = reg.file;
190    this->reg = reg.reg;
191    this->reg_offset = reg.reg_offset;
192    this->type = reg.type;
193    /* How should we do writemasking when converting from a src_reg?  It seems
194     * pretty obvious that for src.xxxx the caller wants to write to src.x, but
195     * what about for src.wx?  Just special-case src.xxxx for now.
196     */
197    if (reg.swizzle == BRW_SWIZZLE_XXXX)
198       this->writemask = WRITEMASK_X;
199    else
200       this->writemask = WRITEMASK_XYZW;
201    this->reladdr = reg.reladdr;
202    this->fixed_hw_reg = reg.fixed_hw_reg;
203 }
204
205 bool
206 vec4_instruction::is_send_from_grf()
207 {
208    switch (opcode) {
209    case SHADER_OPCODE_SHADER_TIME_ADD:
210    case VS_OPCODE_PULL_CONSTANT_LOAD_GEN7:
211       return true;
212    default:
213       return false;
214    }
215 }
216
217 bool
218 vec4_visitor::can_do_source_mods(vec4_instruction *inst)
219 {
220    if (brw->gen == 6 && inst->is_math())
221       return false;
222
223    if (inst->is_send_from_grf())
224       return false;
225
226    if (!inst->can_do_source_mods())
227       return false;
228
229    return true;
230 }
231
232 /**
233  * Returns how many MRFs an opcode will write over.
234  *
235  * Note that this is not the 0 or 1 implied writes in an actual gen
236  * instruction -- the generate_* functions generate additional MOVs
237  * for setup.
238  */
239 int
240 vec4_visitor::implied_mrf_writes(vec4_instruction *inst)
241 {
242    if (inst->mlen == 0)
243       return 0;
244
245    switch (inst->opcode) {
246    case SHADER_OPCODE_RCP:
247    case SHADER_OPCODE_RSQ:
248    case SHADER_OPCODE_SQRT:
249    case SHADER_OPCODE_EXP2:
250    case SHADER_OPCODE_LOG2:
251    case SHADER_OPCODE_SIN:
252    case SHADER_OPCODE_COS:
253       return 1;
254    case SHADER_OPCODE_INT_QUOTIENT:
255    case SHADER_OPCODE_INT_REMAINDER:
256    case SHADER_OPCODE_POW:
257       return 2;
258    case VS_OPCODE_URB_WRITE:
259       return 1;
260    case VS_OPCODE_PULL_CONSTANT_LOAD:
261       return 2;
262    case SHADER_OPCODE_GEN4_SCRATCH_READ:
263       return 2;
264    case SHADER_OPCODE_GEN4_SCRATCH_WRITE:
265       return 3;
266    case GS_OPCODE_URB_WRITE:
267    case GS_OPCODE_THREAD_END:
268       return 0;
269    case SHADER_OPCODE_SHADER_TIME_ADD:
270       return 0;
271    case SHADER_OPCODE_TEX:
272    case SHADER_OPCODE_TXL:
273    case SHADER_OPCODE_TXD:
274    case SHADER_OPCODE_TXF:
275    case SHADER_OPCODE_TXF_CMS:
276    case SHADER_OPCODE_TXF_MCS:
277    case SHADER_OPCODE_TXS:
278    case SHADER_OPCODE_TG4:
279    case SHADER_OPCODE_TG4_OFFSET:
280       return inst->header_present ? 1 : 0;
281    case SHADER_OPCODE_UNTYPED_ATOMIC:
282    case SHADER_OPCODE_UNTYPED_SURFACE_READ:
283       return 0;
284    default:
285       assert(!"not reached");
286       return inst->mlen;
287    }
288 }
289
290 bool
291 src_reg::equals(src_reg *r)
292 {
293    return (file == r->file &&
294            reg == r->reg &&
295            reg_offset == r->reg_offset &&
296            type == r->type &&
297            negate == r->negate &&
298            abs == r->abs &&
299            swizzle == r->swizzle &&
300            !reladdr && !r->reladdr &&
301            memcmp(&fixed_hw_reg, &r->fixed_hw_reg,
302                   sizeof(fixed_hw_reg)) == 0 &&
303            imm.u == r->imm.u);
304 }
305
306 /**
307  * Must be called after calculate_live_intervales() to remove unused
308  * writes to registers -- register allocation will fail otherwise
309  * because something deffed but not used won't be considered to
310  * interfere with other regs.
311  */
312 bool
313 vec4_visitor::dead_code_eliminate()
314 {
315    bool progress = false;
316    int pc = 0;
317
318    calculate_live_intervals();
319
320    foreach_list_safe(node, &this->instructions) {
321       vec4_instruction *inst = (vec4_instruction *)node;
322
323       if (inst->dst.file == GRF && !inst->has_side_effects()) {
324          assert(this->virtual_grf_end[inst->dst.reg] >= pc);
325          if (this->virtual_grf_end[inst->dst.reg] == pc) {
326             /* Don't dead code eliminate instructions that write to the
327              * accumulator as a side-effect. Instead just set the destination
328              * to the null register to free it.
329              */
330             switch (inst->opcode) {
331             case BRW_OPCODE_ADDC:
332             case BRW_OPCODE_SUBB:
333             case BRW_OPCODE_MACH:
334                inst->dst = dst_reg(retype(brw_null_reg(), inst->dst.type));
335                break;
336             default:
337                inst->remove();
338                break;
339             }
340             progress = true;
341          }
342       }
343
344       pc++;
345    }
346
347    if (progress)
348       invalidate_live_intervals();
349
350    return progress;
351 }
352
353 void
354 vec4_visitor::split_uniform_registers()
355 {
356    /* Prior to this, uniforms have been in an array sized according to
357     * the number of vector uniforms present, sparsely filled (so an
358     * aggregate results in reg indices being skipped over).  Now we're
359     * going to cut those aggregates up so each .reg index is one
360     * vector.  The goal is to make elimination of unused uniform
361     * components easier later.
362     */
363    foreach_list(node, &this->instructions) {
364       vec4_instruction *inst = (vec4_instruction *)node;
365
366       for (int i = 0 ; i < 3; i++) {
367          if (inst->src[i].file != UNIFORM)
368             continue;
369
370          assert(!inst->src[i].reladdr);
371
372          inst->src[i].reg += inst->src[i].reg_offset;
373          inst->src[i].reg_offset = 0;
374       }
375    }
376
377    /* Update that everything is now vector-sized. */
378    for (int i = 0; i < this->uniforms; i++) {
379       this->uniform_size[i] = 1;
380    }
381 }
382
383 void
384 vec4_visitor::pack_uniform_registers()
385 {
386    bool uniform_used[this->uniforms];
387    int new_loc[this->uniforms];
388    int new_chan[this->uniforms];
389
390    memset(uniform_used, 0, sizeof(uniform_used));
391    memset(new_loc, 0, sizeof(new_loc));
392    memset(new_chan, 0, sizeof(new_chan));
393
394    /* Find which uniform vectors are actually used by the program.  We
395     * expect unused vector elements when we've moved array access out
396     * to pull constants, and from some GLSL code generators like wine.
397     */
398    foreach_list(node, &this->instructions) {
399       vec4_instruction *inst = (vec4_instruction *)node;
400
401       for (int i = 0 ; i < 3; i++) {
402          if (inst->src[i].file != UNIFORM)
403             continue;
404
405          uniform_used[inst->src[i].reg] = true;
406       }
407    }
408
409    int new_uniform_count = 0;
410
411    /* Now, figure out a packing of the live uniform vectors into our
412     * push constants.
413     */
414    for (int src = 0; src < uniforms; src++) {
415       int size = this->uniform_vector_size[src];
416
417       if (!uniform_used[src]) {
418          this->uniform_vector_size[src] = 0;
419          continue;
420       }
421
422       int dst;
423       /* Find the lowest place we can slot this uniform in. */
424       for (dst = 0; dst < src; dst++) {
425          if (this->uniform_vector_size[dst] + size <= 4)
426             break;
427       }
428
429       if (src == dst) {
430          new_loc[src] = dst;
431          new_chan[src] = 0;
432       } else {
433          new_loc[src] = dst;
434          new_chan[src] = this->uniform_vector_size[dst];
435
436          /* Move the references to the data */
437          for (int j = 0; j < size; j++) {
438             prog_data->param[dst * 4 + new_chan[src] + j] =
439                prog_data->param[src * 4 + j];
440          }
441
442          this->uniform_vector_size[dst] += size;
443          this->uniform_vector_size[src] = 0;
444       }
445
446       new_uniform_count = MAX2(new_uniform_count, dst + 1);
447    }
448
449    this->uniforms = new_uniform_count;
450
451    /* Now, update the instructions for our repacked uniforms. */
452    foreach_list(node, &this->instructions) {
453       vec4_instruction *inst = (vec4_instruction *)node;
454
455       for (int i = 0 ; i < 3; i++) {
456          int src = inst->src[i].reg;
457
458          if (inst->src[i].file != UNIFORM)
459             continue;
460
461          inst->src[i].reg = new_loc[src];
462
463          int sx = BRW_GET_SWZ(inst->src[i].swizzle, 0) + new_chan[src];
464          int sy = BRW_GET_SWZ(inst->src[i].swizzle, 1) + new_chan[src];
465          int sz = BRW_GET_SWZ(inst->src[i].swizzle, 2) + new_chan[src];
466          int sw = BRW_GET_SWZ(inst->src[i].swizzle, 3) + new_chan[src];
467          inst->src[i].swizzle = BRW_SWIZZLE4(sx, sy, sz, sw);
468       }
469    }
470 }
471
472 bool
473 src_reg::is_zero() const
474 {
475    if (file != IMM)
476       return false;
477
478    if (type == BRW_REGISTER_TYPE_F) {
479       return imm.f == 0.0;
480    } else {
481       return imm.i == 0;
482    }
483 }
484
485 bool
486 src_reg::is_one() const
487 {
488    if (file != IMM)
489       return false;
490
491    if (type == BRW_REGISTER_TYPE_F) {
492       return imm.f == 1.0;
493    } else {
494       return imm.i == 1;
495    }
496 }
497
498 /**
499  * Does algebraic optimizations (0 * a = 0, 1 * a = a, a + 0 = a).
500  *
501  * While GLSL IR also performs this optimization, we end up with it in
502  * our instruction stream for a couple of reasons.  One is that we
503  * sometimes generate silly instructions, for example in array access
504  * where we'll generate "ADD offset, index, base" even if base is 0.
505  * The other is that GLSL IR's constant propagation doesn't track the
506  * components of aggregates, so some VS patterns (initialize matrix to
507  * 0, accumulate in vertex blending factors) end up breaking down to
508  * instructions involving 0.
509  */
510 bool
511 vec4_visitor::opt_algebraic()
512 {
513    bool progress = false;
514
515    foreach_list(node, &this->instructions) {
516       vec4_instruction *inst = (vec4_instruction *)node;
517
518       switch (inst->opcode) {
519       case BRW_OPCODE_ADD:
520          if (inst->src[1].is_zero()) {
521             inst->opcode = BRW_OPCODE_MOV;
522             inst->src[1] = src_reg();
523             progress = true;
524          }
525          break;
526
527       case BRW_OPCODE_MUL:
528          if (inst->src[1].is_zero()) {
529             inst->opcode = BRW_OPCODE_MOV;
530             switch (inst->src[0].type) {
531             case BRW_REGISTER_TYPE_F:
532                inst->src[0] = src_reg(0.0f);
533                break;
534             case BRW_REGISTER_TYPE_D:
535                inst->src[0] = src_reg(0);
536                break;
537             case BRW_REGISTER_TYPE_UD:
538                inst->src[0] = src_reg(0u);
539                break;
540             default:
541                assert(!"not reached");
542                inst->src[0] = src_reg(0.0f);
543                break;
544             }
545             inst->src[1] = src_reg();
546             progress = true;
547          } else if (inst->src[1].is_one()) {
548             inst->opcode = BRW_OPCODE_MOV;
549             inst->src[1] = src_reg();
550             progress = true;
551          }
552          break;
553       default:
554          break;
555       }
556    }
557
558    if (progress)
559       invalidate_live_intervals();
560
561    return progress;
562 }
563
564 /**
565  * Only a limited number of hardware registers may be used for push
566  * constants, so this turns access to the overflowed constants into
567  * pull constants.
568  */
569 void
570 vec4_visitor::move_push_constants_to_pull_constants()
571 {
572    int pull_constant_loc[this->uniforms];
573
574    /* Only allow 32 registers (256 uniform components) as push constants,
575     * which is the limit on gen6.
576     */
577    int max_uniform_components = 32 * 8;
578    if (this->uniforms * 4 <= max_uniform_components)
579       return;
580
581    /* Make some sort of choice as to which uniforms get sent to pull
582     * constants.  We could potentially do something clever here like
583     * look for the most infrequently used uniform vec4s, but leave
584     * that for later.
585     */
586    for (int i = 0; i < this->uniforms * 4; i += 4) {
587       pull_constant_loc[i / 4] = -1;
588
589       if (i >= max_uniform_components) {
590          const float **values = &prog_data->param[i];
591
592          /* Try to find an existing copy of this uniform in the pull
593           * constants if it was part of an array access already.
594           */
595          for (unsigned int j = 0; j < prog_data->nr_pull_params; j += 4) {
596             int matches;
597
598             for (matches = 0; matches < 4; matches++) {
599                if (prog_data->pull_param[j + matches] != values[matches])
600                   break;
601             }
602
603             if (matches == 4) {
604                pull_constant_loc[i / 4] = j / 4;
605                break;
606             }
607          }
608
609          if (pull_constant_loc[i / 4] == -1) {
610             assert(prog_data->nr_pull_params % 4 == 0);
611             pull_constant_loc[i / 4] = prog_data->nr_pull_params / 4;
612
613             for (int j = 0; j < 4; j++) {
614                prog_data->pull_param[prog_data->nr_pull_params++] = values[j];
615             }
616          }
617       }
618    }
619
620    /* Now actually rewrite usage of the things we've moved to pull
621     * constants.
622     */
623    foreach_list_safe(node, &this->instructions) {
624       vec4_instruction *inst = (vec4_instruction *)node;
625
626       for (int i = 0 ; i < 3; i++) {
627          if (inst->src[i].file != UNIFORM ||
628              pull_constant_loc[inst->src[i].reg] == -1)
629             continue;
630
631          int uniform = inst->src[i].reg;
632
633          dst_reg temp = dst_reg(this, glsl_type::vec4_type);
634
635          emit_pull_constant_load(inst, temp, inst->src[i],
636                                  pull_constant_loc[uniform]);
637
638          inst->src[i].file = temp.file;
639          inst->src[i].reg = temp.reg;
640          inst->src[i].reg_offset = temp.reg_offset;
641          inst->src[i].reladdr = NULL;
642       }
643    }
644
645    /* Repack push constants to remove the now-unused ones. */
646    pack_uniform_registers();
647 }
648
649 /**
650  * Sets the dependency control fields on instructions after register
651  * allocation and before the generator is run.
652  *
653  * When you have a sequence of instructions like:
654  *
655  * DP4 temp.x vertex uniform[0]
656  * DP4 temp.y vertex uniform[0]
657  * DP4 temp.z vertex uniform[0]
658  * DP4 temp.w vertex uniform[0]
659  *
660  * The hardware doesn't know that it can actually run the later instructions
661  * while the previous ones are in flight, producing stalls.  However, we have
662  * manual fields we can set in the instructions that let it do so.
663  */
664 void
665 vec4_visitor::opt_set_dependency_control()
666 {
667    vec4_instruction *last_grf_write[BRW_MAX_GRF];
668    uint8_t grf_channels_written[BRW_MAX_GRF];
669    vec4_instruction *last_mrf_write[BRW_MAX_GRF];
670    uint8_t mrf_channels_written[BRW_MAX_GRF];
671
672    cfg_t cfg(&instructions);
673
674    assert(prog_data->total_grf ||
675           !"Must be called after register allocation");
676
677    for (int i = 0; i < cfg.num_blocks; i++) {
678       bblock_t *bblock = cfg.blocks[i];
679       vec4_instruction *inst;
680
681       memset(last_grf_write, 0, sizeof(last_grf_write));
682       memset(last_mrf_write, 0, sizeof(last_mrf_write));
683
684       for (inst = (vec4_instruction *)bblock->start;
685            inst != (vec4_instruction *)bblock->end->next;
686            inst = (vec4_instruction *)inst->next) {
687          /* If we read from a register that we were doing dependency control
688           * on, don't do dependency control across the read.
689           */
690          for (int i = 0; i < 3; i++) {
691             int reg = inst->src[i].reg + inst->src[i].reg_offset;
692             if (inst->src[i].file == GRF) {
693                last_grf_write[reg] = NULL;
694             } else if (inst->src[i].file == HW_REG) {
695                memset(last_grf_write, 0, sizeof(last_grf_write));
696                break;
697             }
698             assert(inst->src[i].file != MRF);
699          }
700
701          /* In the presence of send messages, totally interrupt dependency
702           * control.  They're long enough that the chance of dependency
703           * control around them just doesn't matter.
704           */
705          if (inst->mlen) {
706             memset(last_grf_write, 0, sizeof(last_grf_write));
707             memset(last_mrf_write, 0, sizeof(last_mrf_write));
708             continue;
709          }
710
711          /* It looks like setting dependency control on a predicated
712           * instruction hangs the GPU.
713           */
714          if (inst->predicate) {
715             memset(last_grf_write, 0, sizeof(last_grf_write));
716             memset(last_mrf_write, 0, sizeof(last_mrf_write));
717             continue;
718          }
719
720          /* Now, see if we can do dependency control for this instruction
721           * against a previous one writing to its destination.
722           */
723          int reg = inst->dst.reg + inst->dst.reg_offset;
724          if (inst->dst.file == GRF) {
725             if (last_grf_write[reg] &&
726                 !(inst->dst.writemask & grf_channels_written[reg])) {
727                last_grf_write[reg]->no_dd_clear = true;
728                inst->no_dd_check = true;
729             } else {
730                grf_channels_written[reg] = 0;
731             }
732
733             last_grf_write[reg] = inst;
734             grf_channels_written[reg] |= inst->dst.writemask;
735          } else if (inst->dst.file == MRF) {
736             if (last_mrf_write[reg] &&
737                 !(inst->dst.writemask & mrf_channels_written[reg])) {
738                last_mrf_write[reg]->no_dd_clear = true;
739                inst->no_dd_check = true;
740             } else {
741                mrf_channels_written[reg] = 0;
742             }
743
744             last_mrf_write[reg] = inst;
745             mrf_channels_written[reg] |= inst->dst.writemask;
746          } else if (inst->dst.reg == HW_REG) {
747             if (inst->dst.fixed_hw_reg.file == BRW_GENERAL_REGISTER_FILE)
748                memset(last_grf_write, 0, sizeof(last_grf_write));
749             if (inst->dst.fixed_hw_reg.file == BRW_MESSAGE_REGISTER_FILE)
750                memset(last_mrf_write, 0, sizeof(last_mrf_write));
751          }
752       }
753    }
754 }
755
756 bool
757 vec4_instruction::can_reswizzle_dst(int dst_writemask,
758                                     int swizzle,
759                                     int swizzle_mask)
760 {
761    /* If this instruction sets anything not referenced by swizzle, then we'd
762     * totally break it when we reswizzle.
763     */
764    if (dst.writemask & ~swizzle_mask)
765       return false;
766
767    switch (opcode) {
768    case BRW_OPCODE_DP4:
769    case BRW_OPCODE_DP3:
770    case BRW_OPCODE_DP2:
771       return true;
772    default:
773       /* Check if there happens to be no reswizzling required. */
774       for (int c = 0; c < 4; c++) {
775          int bit = 1 << BRW_GET_SWZ(swizzle, c);
776          /* Skip components of the swizzle not used by the dst. */
777          if (!(dst_writemask & (1 << c)))
778             continue;
779
780          /* We don't do the reswizzling yet, so just sanity check that we
781           * don't have to.
782           */
783          if (bit != (1 << c))
784             return false;
785       }
786       return true;
787    }
788 }
789
790 /**
791  * For any channels in the swizzle's source that were populated by this
792  * instruction, rewrite the instruction to put the appropriate result directly
793  * in those channels.
794  *
795  * e.g. for swizzle=yywx, MUL a.xy b c -> MUL a.yy_x b.yy z.yy_x
796  */
797 void
798 vec4_instruction::reswizzle_dst(int dst_writemask, int swizzle)
799 {
800    int new_writemask = 0;
801
802    switch (opcode) {
803    case BRW_OPCODE_DP4:
804    case BRW_OPCODE_DP3:
805    case BRW_OPCODE_DP2:
806       for (int c = 0; c < 4; c++) {
807          int bit = 1 << BRW_GET_SWZ(swizzle, c);
808          /* Skip components of the swizzle not used by the dst. */
809          if (!(dst_writemask & (1 << c)))
810             continue;
811          /* If we were populating this component, then populate the
812           * corresponding channel of the new dst.
813           */
814          if (dst.writemask & bit)
815             new_writemask |= (1 << c);
816       }
817       dst.writemask = new_writemask;
818       break;
819    default:
820       for (int c = 0; c < 4; c++) {
821          /* Skip components of the swizzle not used by the dst. */
822          if (!(dst_writemask & (1 << c)))
823             continue;
824
825          /* We don't do the reswizzling yet, so just sanity check that we
826           * don't have to.
827           */
828          assert((1 << BRW_GET_SWZ(swizzle, c)) == (1 << c));
829       }
830       break;
831    }
832 }
833
834 /*
835  * Tries to reduce extra MOV instructions by taking temporary GRFs that get
836  * just written and then MOVed into another reg and making the original write
837  * of the GRF write directly to the final destination instead.
838  */
839 bool
840 vec4_visitor::opt_register_coalesce()
841 {
842    bool progress = false;
843    int next_ip = 0;
844
845    calculate_live_intervals();
846
847    foreach_list_safe(node, &this->instructions) {
848       vec4_instruction *inst = (vec4_instruction *)node;
849
850       int ip = next_ip;
851       next_ip++;
852
853       if (inst->opcode != BRW_OPCODE_MOV ||
854           (inst->dst.file != GRF && inst->dst.file != MRF) ||
855           inst->predicate ||
856           inst->src[0].file != GRF ||
857           inst->dst.type != inst->src[0].type ||
858           inst->src[0].abs || inst->src[0].negate || inst->src[0].reladdr)
859          continue;
860
861       bool to_mrf = (inst->dst.file == MRF);
862
863       /* Can't coalesce this GRF if someone else was going to
864        * read it later.
865        */
866       if (this->virtual_grf_end[inst->src[0].reg] > ip)
867          continue;
868
869       /* We need to check interference with the final destination between this
870        * instruction and the earliest instruction involved in writing the GRF
871        * we're eliminating.  To do that, keep track of which of our source
872        * channels we've seen initialized.
873        */
874       bool chans_needed[4] = {false, false, false, false};
875       int chans_remaining = 0;
876       int swizzle_mask = 0;
877       for (int i = 0; i < 4; i++) {
878          int chan = BRW_GET_SWZ(inst->src[0].swizzle, i);
879
880          if (!(inst->dst.writemask & (1 << i)))
881             continue;
882
883          swizzle_mask |= (1 << chan);
884
885          if (!chans_needed[chan]) {
886             chans_needed[chan] = true;
887             chans_remaining++;
888          }
889       }
890
891       /* Now walk up the instruction stream trying to see if we can rewrite
892        * everything writing to the temporary to write into the destination
893        * instead.
894        */
895       vec4_instruction *scan_inst;
896       for (scan_inst = (vec4_instruction *)inst->prev;
897            scan_inst->prev != NULL;
898            scan_inst = (vec4_instruction *)scan_inst->prev) {
899          if (scan_inst->dst.file == GRF &&
900              scan_inst->dst.reg == inst->src[0].reg &&
901              scan_inst->dst.reg_offset == inst->src[0].reg_offset) {
902             /* Found something writing to the reg we want to coalesce away. */
903             if (to_mrf) {
904                /* SEND instructions can't have MRF as a destination. */
905                if (scan_inst->mlen)
906                   break;
907
908                if (brw->gen == 6) {
909                   /* gen6 math instructions must have the destination be
910                    * GRF, so no compute-to-MRF for them.
911                    */
912                   if (scan_inst->is_math()) {
913                      break;
914                   }
915                }
916             }
917
918             /* If we can't handle the swizzle, bail. */
919             if (!scan_inst->can_reswizzle_dst(inst->dst.writemask,
920                                               inst->src[0].swizzle,
921                                               swizzle_mask)) {
922                break;
923             }
924
925             /* Mark which channels we found unconditional writes for. */
926             if (!scan_inst->predicate) {
927                for (int i = 0; i < 4; i++) {
928                   if (scan_inst->dst.writemask & (1 << i) &&
929                       chans_needed[i]) {
930                      chans_needed[i] = false;
931                      chans_remaining--;
932                   }
933                }
934             }
935
936             if (chans_remaining == 0)
937                break;
938          }
939
940          /* We don't handle flow control here.  Most computation of values
941           * that could be coalesced happens just before their use.
942           */
943          if (scan_inst->opcode == BRW_OPCODE_DO ||
944              scan_inst->opcode == BRW_OPCODE_WHILE ||
945              scan_inst->opcode == BRW_OPCODE_ELSE ||
946              scan_inst->opcode == BRW_OPCODE_ENDIF) {
947             break;
948          }
949
950          /* You can't read from an MRF, so if someone else reads our MRF's
951           * source GRF that we wanted to rewrite, that stops us.  If it's a
952           * GRF we're trying to coalesce to, we don't actually handle
953           * rewriting sources so bail in that case as well.
954           */
955          bool interfered = false;
956          for (int i = 0; i < 3; i++) {
957             if (scan_inst->src[i].file == GRF &&
958                 scan_inst->src[i].reg == inst->src[0].reg &&
959                 scan_inst->src[i].reg_offset == inst->src[0].reg_offset) {
960                interfered = true;
961             }
962          }
963          if (interfered)
964             break;
965
966          /* If somebody else writes our destination here, we can't coalesce
967           * before that.
968           */
969          if (scan_inst->dst.file == inst->dst.file &&
970              scan_inst->dst.reg == inst->dst.reg) {
971             break;
972          }
973
974          /* Check for reads of the register we're trying to coalesce into.  We
975           * can't go rewriting instructions above that to put some other value
976           * in the register instead.
977           */
978          if (to_mrf && scan_inst->mlen > 0) {
979             if (inst->dst.reg >= scan_inst->base_mrf &&
980                 inst->dst.reg < scan_inst->base_mrf + scan_inst->mlen) {
981                break;
982             }
983          } else {
984             for (int i = 0; i < 3; i++) {
985                if (scan_inst->src[i].file == inst->dst.file &&
986                    scan_inst->src[i].reg == inst->dst.reg &&
987                    scan_inst->src[i].reg_offset == inst->src[0].reg_offset) {
988                   interfered = true;
989                }
990             }
991             if (interfered)
992                break;
993          }
994       }
995
996       if (chans_remaining == 0) {
997          /* If we've made it here, we have an MOV we want to coalesce out, and
998           * a scan_inst pointing to the earliest instruction involved in
999           * computing the value.  Now go rewrite the instruction stream
1000           * between the two.
1001           */
1002
1003          while (scan_inst != inst) {
1004             if (scan_inst->dst.file == GRF &&
1005                 scan_inst->dst.reg == inst->src[0].reg &&
1006                 scan_inst->dst.reg_offset == inst->src[0].reg_offset) {
1007                scan_inst->reswizzle_dst(inst->dst.writemask,
1008                                         inst->src[0].swizzle);
1009                scan_inst->dst.file = inst->dst.file;
1010                scan_inst->dst.reg = inst->dst.reg;
1011                scan_inst->dst.reg_offset = inst->dst.reg_offset;
1012                scan_inst->saturate |= inst->saturate;
1013             }
1014             scan_inst = (vec4_instruction *)scan_inst->next;
1015          }
1016          inst->remove();
1017          progress = true;
1018       }
1019    }
1020
1021    if (progress)
1022       invalidate_live_intervals();
1023
1024    return progress;
1025 }
1026
1027 /**
1028  * Splits virtual GRFs requesting more than one contiguous physical register.
1029  *
1030  * We initially create large virtual GRFs for temporary structures, arrays,
1031  * and matrices, so that the dereference visitor functions can add reg_offsets
1032  * to work their way down to the actual member being accessed.  But when it
1033  * comes to optimization, we'd like to treat each register as individual
1034  * storage if possible.
1035  *
1036  * So far, the only thing that might prevent splitting is a send message from
1037  * a GRF on IVB.
1038  */
1039 void
1040 vec4_visitor::split_virtual_grfs()
1041 {
1042    int num_vars = this->virtual_grf_count;
1043    int new_virtual_grf[num_vars];
1044    bool split_grf[num_vars];
1045
1046    memset(new_virtual_grf, 0, sizeof(new_virtual_grf));
1047
1048    /* Try to split anything > 0 sized. */
1049    for (int i = 0; i < num_vars; i++) {
1050       split_grf[i] = this->virtual_grf_sizes[i] != 1;
1051    }
1052
1053    /* Check that the instructions are compatible with the registers we're trying
1054     * to split.
1055     */
1056    foreach_list(node, &this->instructions) {
1057       vec4_instruction *inst = (vec4_instruction *)node;
1058
1059       /* If there's a SEND message loading from a GRF on gen7+, it needs to be
1060        * contiguous.
1061        */
1062       if (inst->is_send_from_grf()) {
1063          for (int i = 0; i < 3; i++) {
1064             if (inst->src[i].file == GRF) {
1065                split_grf[inst->src[i].reg] = false;
1066             }
1067          }
1068       }
1069    }
1070
1071    /* Allocate new space for split regs.  Note that the virtual
1072     * numbers will be contiguous.
1073     */
1074    for (int i = 0; i < num_vars; i++) {
1075       if (!split_grf[i])
1076          continue;
1077
1078       new_virtual_grf[i] = virtual_grf_alloc(1);
1079       for (int j = 2; j < this->virtual_grf_sizes[i]; j++) {
1080          int reg = virtual_grf_alloc(1);
1081          assert(reg == new_virtual_grf[i] + j - 1);
1082          (void) reg;
1083       }
1084       this->virtual_grf_sizes[i] = 1;
1085    }
1086
1087    foreach_list(node, &this->instructions) {
1088       vec4_instruction *inst = (vec4_instruction *)node;
1089
1090       if (inst->dst.file == GRF && split_grf[inst->dst.reg] &&
1091           inst->dst.reg_offset != 0) {
1092          inst->dst.reg = (new_virtual_grf[inst->dst.reg] +
1093                           inst->dst.reg_offset - 1);
1094          inst->dst.reg_offset = 0;
1095       }
1096       for (int i = 0; i < 3; i++) {
1097          if (inst->src[i].file == GRF && split_grf[inst->src[i].reg] &&
1098              inst->src[i].reg_offset != 0) {
1099             inst->src[i].reg = (new_virtual_grf[inst->src[i].reg] +
1100                                 inst->src[i].reg_offset - 1);
1101             inst->src[i].reg_offset = 0;
1102          }
1103       }
1104    }
1105    invalidate_live_intervals();
1106 }
1107
1108 void
1109 vec4_visitor::dump_instruction(backend_instruction *be_inst)
1110 {
1111    vec4_instruction *inst = (vec4_instruction *)be_inst;
1112
1113    printf("%s", brw_instruction_name(inst->opcode));
1114    if (inst->conditional_mod) {
1115       printf("%s", conditional_modifier[inst->conditional_mod]);
1116    }
1117    printf(" ");
1118
1119    switch (inst->dst.file) {
1120    case GRF:
1121       printf("vgrf%d.%d", inst->dst.reg, inst->dst.reg_offset);
1122       break;
1123    case MRF:
1124       printf("m%d", inst->dst.reg);
1125       break;
1126    case HW_REG:
1127       if (inst->dst.fixed_hw_reg.file == BRW_ARCHITECTURE_REGISTER_FILE) {
1128          switch (inst->dst.fixed_hw_reg.nr) {
1129          case BRW_ARF_NULL:
1130             printf("null");
1131             break;
1132          case BRW_ARF_ADDRESS:
1133             printf("a0.%d", inst->dst.fixed_hw_reg.subnr);
1134             break;
1135          case BRW_ARF_ACCUMULATOR:
1136             printf("acc%d", inst->dst.fixed_hw_reg.subnr);
1137             break;
1138          case BRW_ARF_FLAG:
1139             printf("f%d.%d", inst->dst.fixed_hw_reg.nr & 0xf,
1140                              inst->dst.fixed_hw_reg.subnr);
1141             break;
1142          default:
1143             printf("arf%d.%d", inst->dst.fixed_hw_reg.nr & 0xf,
1144                                inst->dst.fixed_hw_reg.subnr);
1145             break;
1146          }
1147       } else {
1148          printf("hw_reg%d", inst->dst.fixed_hw_reg.nr);
1149       }
1150       if (inst->dst.fixed_hw_reg.subnr)
1151          printf("+%d", inst->dst.fixed_hw_reg.subnr);
1152       break;
1153    case BAD_FILE:
1154       printf("(null)");
1155       break;
1156    default:
1157       printf("???");
1158       break;
1159    }
1160    if (inst->dst.writemask != WRITEMASK_XYZW) {
1161       printf(".");
1162       if (inst->dst.writemask & 1)
1163          printf("x");
1164       if (inst->dst.writemask & 2)
1165          printf("y");
1166       if (inst->dst.writemask & 4)
1167          printf("z");
1168       if (inst->dst.writemask & 8)
1169          printf("w");
1170    }
1171    printf(":%s, ", brw_reg_type_letters(inst->dst.type));
1172
1173    for (int i = 0; i < 3 && inst->src[i].file != BAD_FILE; i++) {
1174       if (inst->src[i].negate)
1175          printf("-");
1176       if (inst->src[i].abs)
1177          printf("|");
1178       switch (inst->src[i].file) {
1179       case GRF:
1180          printf("vgrf%d", inst->src[i].reg);
1181          break;
1182       case ATTR:
1183          printf("attr%d", inst->src[i].reg);
1184          break;
1185       case UNIFORM:
1186          printf("u%d", inst->src[i].reg);
1187          break;
1188       case IMM:
1189          switch (inst->src[i].type) {
1190          case BRW_REGISTER_TYPE_F:
1191             printf("%fF", inst->src[i].imm.f);
1192             break;
1193          case BRW_REGISTER_TYPE_D:
1194             printf("%dD", inst->src[i].imm.i);
1195             break;
1196          case BRW_REGISTER_TYPE_UD:
1197             printf("%uU", inst->src[i].imm.u);
1198             break;
1199          default:
1200             printf("???");
1201             break;
1202          }
1203          break;
1204       case HW_REG:
1205          if (inst->src[i].fixed_hw_reg.negate)
1206             printf("-");
1207          if (inst->src[i].fixed_hw_reg.abs)
1208             printf("|");
1209          if (inst->src[i].fixed_hw_reg.file == BRW_ARCHITECTURE_REGISTER_FILE) {
1210             switch (inst->src[i].fixed_hw_reg.nr) {
1211             case BRW_ARF_NULL:
1212                printf("null");
1213                break;
1214             case BRW_ARF_ADDRESS:
1215                printf("a0.%d", inst->src[i].fixed_hw_reg.subnr);
1216                break;
1217             case BRW_ARF_ACCUMULATOR:
1218                printf("acc%d", inst->src[i].fixed_hw_reg.subnr);
1219                break;
1220             case BRW_ARF_FLAG:
1221                printf("f%d.%d", inst->src[i].fixed_hw_reg.nr & 0xf,
1222                                 inst->src[i].fixed_hw_reg.subnr);
1223                break;
1224             default:
1225                printf("arf%d.%d", inst->src[i].fixed_hw_reg.nr & 0xf,
1226                                   inst->src[i].fixed_hw_reg.subnr);
1227                break;
1228             }
1229          } else {
1230             printf("hw_reg%d", inst->src[i].fixed_hw_reg.nr);
1231          }
1232          if (inst->src[i].fixed_hw_reg.subnr)
1233             printf("+%d", inst->src[i].fixed_hw_reg.subnr);
1234          if (inst->src[i].fixed_hw_reg.abs)
1235             printf("|");
1236          break;
1237       case BAD_FILE:
1238          printf("(null)");
1239          break;
1240       default:
1241          printf("???");
1242          break;
1243       }
1244
1245       if (virtual_grf_sizes[inst->src[i].reg] != 1)
1246          printf(".%d", inst->src[i].reg_offset);
1247
1248       if (inst->src[i].file != IMM) {
1249          static const char *chans[4] = {"x", "y", "z", "w"};
1250          printf(".");
1251          for (int c = 0; c < 4; c++) {
1252             printf("%s", chans[BRW_GET_SWZ(inst->src[i].swizzle, c)]);
1253          }
1254       }
1255
1256       if (inst->src[i].abs)
1257          printf("|");
1258
1259       if (inst->src[i].file != IMM) {
1260          printf(":%s", reg_encoding[inst->src[i].type]);
1261       }
1262
1263       if (i < 2 && inst->src[i + 1].file != BAD_FILE)
1264          printf(", ");
1265    }
1266
1267    printf("\n");
1268 }
1269
1270
1271 static inline struct brw_reg
1272 attribute_to_hw_reg(int attr, bool interleaved)
1273 {
1274    if (interleaved)
1275       return stride(brw_vec4_grf(attr / 2, (attr % 2) * 4), 0, 4, 1);
1276    else
1277       return brw_vec8_grf(attr, 0);
1278 }
1279
1280
1281 /**
1282  * Replace each register of type ATTR in this->instructions with a reference
1283  * to a fixed HW register.
1284  *
1285  * If interleaved is true, then each attribute takes up half a register, with
1286  * register N containing attribute 2*N in its first half and attribute 2*N+1
1287  * in its second half (this corresponds to the payload setup used by geometry
1288  * shaders in "single" or "dual instanced" dispatch mode).  If interleaved is
1289  * false, then each attribute takes up a whole register, with register N
1290  * containing attribute N (this corresponds to the payload setup used by
1291  * vertex shaders, and by geometry shaders in "dual object" dispatch mode).
1292  */
1293 void
1294 vec4_visitor::lower_attributes_to_hw_regs(const int *attribute_map,
1295                                           bool interleaved)
1296 {
1297    foreach_list(node, &this->instructions) {
1298       vec4_instruction *inst = (vec4_instruction *)node;
1299
1300       /* We have to support ATTR as a destination for GL_FIXED fixup. */
1301       if (inst->dst.file == ATTR) {
1302          int grf = attribute_map[inst->dst.reg + inst->dst.reg_offset];
1303
1304          /* All attributes used in the shader need to have been assigned a
1305           * hardware register by the caller
1306           */
1307          assert(grf != 0);
1308
1309          struct brw_reg reg = attribute_to_hw_reg(grf, interleaved);
1310          reg.type = inst->dst.type;
1311          reg.dw1.bits.writemask = inst->dst.writemask;
1312
1313          inst->dst.file = HW_REG;
1314          inst->dst.fixed_hw_reg = reg;
1315       }
1316
1317       for (int i = 0; i < 3; i++) {
1318          if (inst->src[i].file != ATTR)
1319             continue;
1320
1321          int grf = attribute_map[inst->src[i].reg + inst->src[i].reg_offset];
1322
1323          /* All attributes used in the shader need to have been assigned a
1324           * hardware register by the caller
1325           */
1326          assert(grf != 0);
1327
1328          struct brw_reg reg = attribute_to_hw_reg(grf, interleaved);
1329          reg.dw1.bits.swizzle = inst->src[i].swizzle;
1330          reg.type = inst->src[i].type;
1331          if (inst->src[i].abs)
1332             reg = brw_abs(reg);
1333          if (inst->src[i].negate)
1334             reg = negate(reg);
1335
1336          inst->src[i].file = HW_REG;
1337          inst->src[i].fixed_hw_reg = reg;
1338       }
1339    }
1340 }
1341
1342 int
1343 vec4_vs_visitor::setup_attributes(int payload_reg)
1344 {
1345    int nr_attributes;
1346    int attribute_map[VERT_ATTRIB_MAX + 1];
1347    memset(attribute_map, 0, sizeof(attribute_map));
1348
1349    nr_attributes = 0;
1350    for (int i = 0; i < VERT_ATTRIB_MAX; i++) {
1351       if (vs_prog_data->inputs_read & BITFIELD64_BIT(i)) {
1352          attribute_map[i] = payload_reg + nr_attributes;
1353          nr_attributes++;
1354       }
1355    }
1356
1357    /* VertexID is stored by the VF as the last vertex element, but we
1358     * don't represent it with a flag in inputs_read, so we call it
1359     * VERT_ATTRIB_MAX.
1360     */
1361    if (vs_prog_data->uses_vertexid) {
1362       attribute_map[VERT_ATTRIB_MAX] = payload_reg + nr_attributes;
1363       nr_attributes++;
1364    }
1365
1366    lower_attributes_to_hw_regs(attribute_map, false /* interleaved */);
1367
1368    /* The BSpec says we always have to read at least one thing from
1369     * the VF, and it appears that the hardware wedges otherwise.
1370     */
1371    if (nr_attributes == 0)
1372       nr_attributes = 1;
1373
1374    prog_data->urb_read_length = (nr_attributes + 1) / 2;
1375
1376    unsigned vue_entries =
1377       MAX2(nr_attributes, prog_data->vue_map.num_slots);
1378
1379    if (brw->gen == 6)
1380       prog_data->urb_entry_size = ALIGN(vue_entries, 8) / 8;
1381    else
1382       prog_data->urb_entry_size = ALIGN(vue_entries, 4) / 4;
1383
1384    return payload_reg + nr_attributes;
1385 }
1386
1387 int
1388 vec4_visitor::setup_uniforms(int reg)
1389 {
1390    prog_data->dispatch_grf_start_reg = reg;
1391
1392    /* The pre-gen6 VS requires that some push constants get loaded no
1393     * matter what, or the GPU would hang.
1394     */
1395    if (brw->gen < 6 && this->uniforms == 0) {
1396       this->uniform_vector_size[this->uniforms] = 1;
1397
1398       prog_data->param = reralloc(NULL, prog_data->param, const float *, 4);
1399       for (unsigned int i = 0; i < 4; i++) {
1400          unsigned int slot = this->uniforms * 4 + i;
1401          static float zero = 0.0;
1402          prog_data->param[slot] = &zero;
1403       }
1404
1405       this->uniforms++;
1406       reg++;
1407    } else {
1408       reg += ALIGN(uniforms, 2) / 2;
1409    }
1410
1411    prog_data->nr_params = this->uniforms * 4;
1412
1413    prog_data->curb_read_length = reg - prog_data->dispatch_grf_start_reg;
1414
1415    return reg;
1416 }
1417
1418 void
1419 vec4_vs_visitor::setup_payload(void)
1420 {
1421    int reg = 0;
1422
1423    /* The payload always contains important data in g0, which contains
1424     * the URB handles that are passed on to the URB write at the end
1425     * of the thread.  So, we always start push constants at g1.
1426     */
1427    reg++;
1428
1429    reg = setup_uniforms(reg);
1430
1431    reg = setup_attributes(reg);
1432
1433    this->first_non_payload_grf = reg;
1434 }
1435
1436 src_reg
1437 vec4_visitor::get_timestamp()
1438 {
1439    assert(brw->gen >= 7);
1440
1441    src_reg ts = src_reg(brw_reg(BRW_ARCHITECTURE_REGISTER_FILE,
1442                                 BRW_ARF_TIMESTAMP,
1443                                 0,
1444                                 BRW_REGISTER_TYPE_UD,
1445                                 BRW_VERTICAL_STRIDE_0,
1446                                 BRW_WIDTH_4,
1447                                 BRW_HORIZONTAL_STRIDE_4,
1448                                 BRW_SWIZZLE_XYZW,
1449                                 WRITEMASK_XYZW));
1450
1451    dst_reg dst = dst_reg(this, glsl_type::uvec4_type);
1452
1453    vec4_instruction *mov = emit(MOV(dst, ts));
1454    /* We want to read the 3 fields we care about (mostly field 0, but also 2)
1455     * even if it's not enabled in the dispatch.
1456     */
1457    mov->force_writemask_all = true;
1458
1459    return src_reg(dst);
1460 }
1461
1462 void
1463 vec4_visitor::emit_shader_time_begin()
1464 {
1465    current_annotation = "shader time start";
1466    shader_start_time = get_timestamp();
1467 }
1468
1469 void
1470 vec4_visitor::emit_shader_time_end()
1471 {
1472    current_annotation = "shader time end";
1473    src_reg shader_end_time = get_timestamp();
1474
1475
1476    /* Check that there weren't any timestamp reset events (assuming these
1477     * were the only two timestamp reads that happened).
1478     */
1479    src_reg reset_end = shader_end_time;
1480    reset_end.swizzle = BRW_SWIZZLE_ZZZZ;
1481    vec4_instruction *test = emit(AND(dst_null_d(), reset_end, src_reg(1u)));
1482    test->conditional_mod = BRW_CONDITIONAL_Z;
1483
1484    emit(IF(BRW_PREDICATE_NORMAL));
1485
1486    /* Take the current timestamp and get the delta. */
1487    shader_start_time.negate = true;
1488    dst_reg diff = dst_reg(this, glsl_type::uint_type);
1489    emit(ADD(diff, shader_start_time, shader_end_time));
1490
1491    /* If there were no instructions between the two timestamp gets, the diff
1492     * is 2 cycles.  Remove that overhead, so I can forget about that when
1493     * trying to determine the time taken for single instructions.
1494     */
1495    emit(ADD(diff, src_reg(diff), src_reg(-2u)));
1496
1497    emit_shader_time_write(st_base, src_reg(diff));
1498    emit_shader_time_write(st_written, src_reg(1u));
1499    emit(BRW_OPCODE_ELSE);
1500    emit_shader_time_write(st_reset, src_reg(1u));
1501    emit(BRW_OPCODE_ENDIF);
1502 }
1503
1504 void
1505 vec4_visitor::emit_shader_time_write(enum shader_time_shader_type type,
1506                                      src_reg value)
1507 {
1508    int shader_time_index =
1509       brw_get_shader_time_index(brw, shader_prog, prog, type);
1510
1511    dst_reg dst =
1512       dst_reg(this, glsl_type::get_array_instance(glsl_type::vec4_type, 2));
1513
1514    dst_reg offset = dst;
1515    dst_reg time = dst;
1516    time.reg_offset++;
1517
1518    offset.type = BRW_REGISTER_TYPE_UD;
1519    emit(MOV(offset, src_reg(shader_time_index * SHADER_TIME_STRIDE)));
1520
1521    time.type = BRW_REGISTER_TYPE_UD;
1522    emit(MOV(time, src_reg(value)));
1523
1524    emit(SHADER_OPCODE_SHADER_TIME_ADD, dst_reg(), src_reg(dst));
1525 }
1526
1527 bool
1528 vec4_visitor::run()
1529 {
1530    sanity_param_count = prog->Parameters->NumParameters;
1531
1532    if (INTEL_DEBUG & DEBUG_SHADER_TIME)
1533       emit_shader_time_begin();
1534
1535    assign_common_binding_table_offsets(0);
1536
1537    emit_prolog();
1538
1539    /* Generate VS IR for main().  (the visitor only descends into
1540     * functions called "main").
1541     */
1542    if (shader) {
1543       visit_instructions(shader->base.ir);
1544    } else {
1545       emit_program_code();
1546    }
1547    base_ir = NULL;
1548
1549    if (key->userclip_active && !prog->UsesClipDistanceOut)
1550       setup_uniform_clipplane_values();
1551
1552    emit_thread_end();
1553
1554    /* Before any optimization, push array accesses out to scratch
1555     * space where we need them to be.  This pass may allocate new
1556     * virtual GRFs, so we want to do it early.  It also makes sure
1557     * that we have reladdr computations available for CSE, since we'll
1558     * often do repeated subexpressions for those.
1559     */
1560    if (shader) {
1561       move_grf_array_access_to_scratch();
1562       move_uniform_array_access_to_pull_constants();
1563    } else {
1564       /* The ARB_vertex_program frontend emits pull constant loads directly
1565        * rather than using reladdr, so we don't need to walk through all the
1566        * instructions looking for things to move.  There isn't anything.
1567        *
1568        * We do still need to split things to vec4 size.
1569        */
1570       split_uniform_registers();
1571    }
1572    pack_uniform_registers();
1573    move_push_constants_to_pull_constants();
1574    split_virtual_grfs();
1575
1576    bool progress;
1577    do {
1578       progress = false;
1579       progress = dead_code_eliminate() || progress;
1580       progress = dead_control_flow_eliminate(this) || progress;
1581       progress = opt_copy_propagation() || progress;
1582       progress = opt_algebraic() || progress;
1583       progress = opt_register_coalesce() || progress;
1584    } while (progress);
1585
1586
1587    if (failed)
1588       return false;
1589
1590    setup_payload();
1591
1592    if (false) {
1593       /* Debug of register spilling: Go spill everything. */
1594       const int grf_count = virtual_grf_count;
1595       float spill_costs[virtual_grf_count];
1596       bool no_spill[virtual_grf_count];
1597       evaluate_spill_costs(spill_costs, no_spill);
1598       for (int i = 0; i < grf_count; i++) {
1599          if (no_spill[i])
1600             continue;
1601          spill_reg(i);
1602       }
1603    }
1604
1605    while (!reg_allocate()) {
1606       if (failed)
1607          return false;
1608    }
1609
1610    opt_schedule_instructions();
1611
1612    opt_set_dependency_control();
1613
1614    /* If any state parameters were appended, then ParameterValues could have
1615     * been realloced, in which case the driver uniform storage set up by
1616     * _mesa_associate_uniform_storage() would point to freed memory.  Make
1617     * sure that didn't happen.
1618     */
1619    assert(sanity_param_count == prog->Parameters->NumParameters);
1620
1621    return !failed;
1622 }
1623
1624 } /* namespace brw */
1625
1626 extern "C" {
1627
1628 /**
1629  * Compile a vertex shader.
1630  *
1631  * Returns the final assembly and the program's size.
1632  */
1633 const unsigned *
1634 brw_vs_emit(struct brw_context *brw,
1635             struct gl_shader_program *prog,
1636             struct brw_vs_compile *c,
1637             struct brw_vs_prog_data *prog_data,
1638             void *mem_ctx,
1639             unsigned *final_assembly_size)
1640 {
1641    bool start_busy = false;
1642    float start_time = 0;
1643
1644    if (unlikely(brw->perf_debug)) {
1645       start_busy = (brw->batch.last_bo &&
1646                     drm_intel_bo_busy(brw->batch.last_bo));
1647       start_time = get_time();
1648    }
1649
1650    struct brw_shader *shader = NULL;
1651    if (prog)
1652       shader = (brw_shader *) prog->_LinkedShaders[MESA_SHADER_VERTEX];
1653
1654    if (unlikely(INTEL_DEBUG & DEBUG_VS)) {
1655       if (prog) {
1656          printf("GLSL IR for native vertex shader %d:\n", prog->Name);
1657          _mesa_print_ir(shader->base.ir, NULL);
1658          printf("\n\n");
1659       } else {
1660          printf("ARB_vertex_program %d for native vertex shader\n",
1661                 c->vp->program.Base.Id);
1662          _mesa_print_program(&c->vp->program.Base);
1663       }
1664    }
1665
1666    vec4_vs_visitor v(brw, c, prog_data, prog, shader, mem_ctx);
1667    if (!v.run()) {
1668       if (prog) {
1669          prog->LinkStatus = false;
1670          ralloc_strcat(&prog->InfoLog, v.fail_msg);
1671       }
1672
1673       _mesa_problem(NULL, "Failed to compile vertex shader: %s\n",
1674                     v.fail_msg);
1675
1676       return NULL;
1677    }
1678
1679    const unsigned *assembly = NULL;
1680    if (brw->gen >= 8) {
1681       gen8_vec4_generator g(brw, prog, &c->vp->program.Base, &prog_data->base,
1682                             mem_ctx, INTEL_DEBUG & DEBUG_VS);
1683       assembly = g.generate_assembly(&v.instructions, final_assembly_size);
1684    } else {
1685       vec4_generator g(brw, prog, &c->vp->program.Base, &prog_data->base,
1686                        mem_ctx, INTEL_DEBUG & DEBUG_VS);
1687       assembly = g.generate_assembly(&v.instructions, final_assembly_size);
1688    }
1689
1690    if (unlikely(brw->perf_debug) && shader) {
1691       if (shader->compiled_once) {
1692          brw_vs_debug_recompile(brw, prog, &c->key);
1693       }
1694       if (start_busy && !drm_intel_bo_busy(brw->batch.last_bo)) {
1695          perf_debug("VS compile took %.03f ms and stalled the GPU\n",
1696                     (get_time() - start_time) * 1000);
1697       }
1698       shader->compiled_once = true;
1699    }
1700
1701    return assembly;
1702 }
1703
1704
1705 void
1706 brw_vec4_setup_prog_key_for_precompile(struct gl_context *ctx,
1707                                        struct brw_vec4_prog_key *key,
1708                                        GLuint id, struct gl_program *prog)
1709 {
1710    key->program_string_id = id;
1711    key->clamp_vertex_color = ctx->API == API_OPENGL_COMPAT;
1712
1713    unsigned sampler_count = _mesa_fls(prog->SamplersUsed);
1714    for (unsigned i = 0; i < sampler_count; i++) {
1715       if (prog->ShadowSamplers & (1 << i)) {
1716          /* Assume DEPTH_TEXTURE_MODE is the default: X, X, X, 1 */
1717          key->tex.swizzles[i] =
1718             MAKE_SWIZZLE4(SWIZZLE_X, SWIZZLE_X, SWIZZLE_X, SWIZZLE_ONE);
1719       } else {
1720          /* Color sampler: assume no swizzling. */
1721          key->tex.swizzles[i] = SWIZZLE_XYZW;
1722       }
1723    }
1724 }
1725
1726
1727 bool
1728 brw_vec4_prog_data_compare(const struct brw_vec4_prog_data *a,
1729                            const struct brw_vec4_prog_data *b)
1730 {
1731    /* Compare all the struct (including the base) up to the pointers. */
1732    if (memcmp(a, b, offsetof(struct brw_vec4_prog_data, param)))
1733       return false;
1734
1735    if (memcmp(a->param, b->param, a->nr_params * sizeof(void *)))
1736       return false;
1737
1738    if (memcmp(a->pull_param, b->pull_param, a->nr_pull_params * sizeof(void *)))
1739       return false;
1740
1741    return true;
1742 }
1743
1744
1745 void
1746 brw_vec4_prog_data_free(const struct brw_vec4_prog_data *prog_data)
1747 {
1748    ralloc_free((void *)prog_data->param);
1749    ralloc_free((void *)prog_data->pull_param);
1750 }
1751
1752
1753 } /* extern "C" */