src/mesa/drivers/dri/i965/brw_vec4_cse.cpp

   1 /*
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   3  *
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   9  * Software is furnished to do so, subject to the following conditions:
  10  *
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  12  * paragraph) shall be included in all copies or substantial portions of the
  13  * Software.
  14  *
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  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
  27 using namespace brw;
  28
  29 /** @file brw_vec4_cse.cpp
  30  *
  31  * Support for local common subexpression elimination.
  32  *
  33  * See Muchnick's Advanced Compiler Design and Implementation, section
  34  * 13.1 (p378).
  35  */
  36
  37 namespace {
  38 struct aeb_entry : public exec_node {
  39    /** The instruction that generates the expression value. */
  40    vec4_instruction *generator;
  41
  42    /** The temporary where the value is stored. */
  43    src_reg tmp;
  44 };
  45 }
  46
  47 static bool
  48 is_expression(const vec4_instruction *const inst)
  49 {
  50    switch (inst->opcode) {
  51    case BRW_OPCODE_MOV:
  52    case BRW_OPCODE_SEL:
  53    case BRW_OPCODE_NOT:
  54    case BRW_OPCODE_AND:
  55    case BRW_OPCODE_OR:
  56    case BRW_OPCODE_XOR:
  57    case BRW_OPCODE_SHR:
  58    case BRW_OPCODE_SHL:
  59    case BRW_OPCODE_ASR:
  60    case BRW_OPCODE_CMP:
  61    case BRW_OPCODE_CMPN:
  62    case BRW_OPCODE_ADD:
  63    case BRW_OPCODE_MUL:
  64    case BRW_OPCODE_FRC:
  65    case BRW_OPCODE_RNDU:
  66    case BRW_OPCODE_RNDD:
  67    case BRW_OPCODE_RNDE:
  68    case BRW_OPCODE_RNDZ:
  69    case BRW_OPCODE_LINE:
  70    case BRW_OPCODE_PLN:
  71    case BRW_OPCODE_MAD:
  72    case BRW_OPCODE_LRP:
  73    case VEC4_OPCODE_UNPACK_UNIFORM:
  74       return true;
  75    case SHADER_OPCODE_RCP:
  76    case SHADER_OPCODE_RSQ:
  77    case SHADER_OPCODE_SQRT:
  78    case SHADER_OPCODE_EXP2:
  79    case SHADER_OPCODE_LOG2:
  80    case SHADER_OPCODE_POW:
  81    case SHADER_OPCODE_INT_QUOTIENT:
  82    case SHADER_OPCODE_INT_REMAINDER:
  83    case SHADER_OPCODE_SIN:
  84    case SHADER_OPCODE_COS:
  85       return inst->mlen == 0;
  86    default:
  87       return false;
  88    }
  89 }
  90
  91 static bool
  92 is_expression_commutative(enum opcode op)
  93 {
  94    switch (op) {
  95    case BRW_OPCODE_AND:
  96    case BRW_OPCODE_OR:
  97    case BRW_OPCODE_XOR:
  98    case BRW_OPCODE_ADD:
  99    case BRW_OPCODE_MUL:
 100       return true;
 101    default:
 102       return false;
 103    }
 104 }
 105
 106 static bool
 107 operands_match(enum opcode op, src_reg *xs, src_reg *ys)
 108 {
 109    if (op == BRW_OPCODE_MAD) {
 110       return xs[0].equals(ys[0]) &&
 111              ((xs[1].equals(ys[1]) && xs[2].equals(ys[2])) ||
 112               (xs[2].equals(ys[1]) && xs[1].equals(ys[2])));
 113    } else if (!is_expression_commutative(op)) {
 114       return xs[0].equals(ys[0]) && xs[1].equals(ys[1]) && xs[2].equals(ys[2]);
 115    } else {
 116       return (xs[0].equals(ys[0]) && xs[1].equals(ys[1])) ||
 117              (xs[1].equals(ys[0]) && xs[0].equals(ys[1]));
 118    }
 119 }
 120
 121 static bool
 122 instructions_match(vec4_instruction *a, vec4_instruction *b)
 123 {
 124    return a->opcode == b->opcode &&
 125           a->saturate == b->saturate &&
 126           a->conditional_mod == b->conditional_mod &&
 127           a->dst.type == b->dst.type &&
 128           a->dst.writemask == b->dst.writemask &&
 129           operands_match(a->opcode, a->src, b->src);
 130 }
 131
 132 bool
 133 vec4_visitor::opt_cse_local(bblock_t *block)
 134 {
 135    bool progress = false;
 136    exec_list aeb;
 137
 138    void *cse_ctx = ralloc_context(NULL);
 139
 140    int ip = block->start_ip;
 141    foreach_inst_in_block (vec4_instruction, inst, block) {
 142       /* Skip some cases. */
 143       if (is_expression(inst) && !inst->predicate && inst->mlen == 0 &&
 144           (inst->dst.file != HW_REG || inst->dst.is_null()))
 145       {
 146          bool found = false;
 147
 148          foreach_in_list_use_after(aeb_entry, entry, &aeb) {
 149             /* Match current instruction's expression against those in AEB. */
 150             if (instructions_match(inst, entry->generator)) {
 151                found = true;
 152                progress = true;
 153                break;
 154             }
 155          }
 156
 157          if (!found) {
 158             if (inst->opcode != BRW_OPCODE_MOV ||
 159                 (inst->opcode == BRW_OPCODE_MOV &&
 160                  inst->src[0].file == IMM &&
 161                  inst->src[0].type == BRW_REGISTER_TYPE_VF)) {
 162                /* Our first sighting of this expression.  Create an entry. */
 163                aeb_entry *entry = ralloc(cse_ctx, aeb_entry);
 164                entry->tmp = src_reg(); /* file will be BAD_FILE */
 165                entry->generator = inst;
 166                aeb.push_tail(entry);
 167             }
 168          } else {
 169             /* This is at least our second sighting of this expression.
 170              * If we don't have a temporary already, make one.
 171              */
 172             bool no_existing_temp = entry->tmp.file == BAD_FILE;
 173             if (no_existing_temp && !entry->generator->dst.is_null()) {
 174                entry->tmp = src_reg(this, glsl_type::float_type);
 175                entry->tmp.type = inst->dst.type;
 176                entry->tmp.swizzle = BRW_SWIZZLE_XYZW;
 177
 178                vec4_instruction *copy = MOV(entry->generator->dst, entry->tmp);
 179                entry->generator->insert_after(block, copy);
 180                entry->generator->dst = dst_reg(entry->tmp);
 181             }
 182
 183             /* dest <- temp */
 184             if (!inst->dst.is_null()) {
 185                assert(inst->dst.type == entry->tmp.type);
 186                vec4_instruction *copy = MOV(inst->dst, entry->tmp);
 187                copy->force_writemask_all = inst->force_writemask_all;
 188                inst->insert_before(block, copy);
 189             }
 190
 191             /* Set our iterator so that next time through the loop inst->next
 192              * will get the instruction in the basic block after the one we've
 193              * removed.
 194              */
 195             vec4_instruction *prev = (vec4_instruction *)inst->prev;
 196
 197             inst->remove(block);
 198             inst = prev;
 199          }
 200       }
 201
 202       foreach_in_list_safe(aeb_entry, entry, &aeb) {
 203          /* Kill all AEB entries that write a different value to or read from
 204           * the flag register if we just wrote it.
 205           */
 206          if (inst->writes_flag()) {
 207             if (entry->generator->reads_flag() ||
 208                 (entry->generator->writes_flag() &&
 209                  !instructions_match(inst, entry->generator))) {
 210                entry->remove();
 211                ralloc_free(entry);
 212                continue;
 213             }
 214          }
 215
 216          for (int i = 0; i < 3; i++) {
 217             src_reg *src = &entry->generator->src[i];
 218
 219             /* Kill all AEB entries that use the destination we just
 220              * overwrote.
 221              */
 222             if (inst->dst.file == entry->generator->src[i].file &&
 223                 inst->dst.reg == entry->generator->src[i].reg) {
 224                entry->remove();
 225                ralloc_free(entry);
 226                break;
 227             }
 228
 229             /* Kill any AEB entries using registers that don't get reused any
 230              * more -- a sure sign they'll fail operands_match().
 231              */
 232             if (src->file == GRF) {
 233                assert((src->reg * 4 + 3) < (virtual_grf_count * 4));
 234
 235                int last_reg_use = MAX2(MAX2(virtual_grf_end[src->reg * 4 + 0],
 236                                             virtual_grf_end[src->reg * 4 + 1]),
 237                                        MAX2(virtual_grf_end[src->reg * 4 + 2],
 238                                             virtual_grf_end[src->reg * 4 + 3]));
 239                if (last_reg_use < ip) {
 240                   entry->remove();
 241                   ralloc_free(entry);
 242                   break;
 243                }
 244             }
 245          }
 246       }
 247
 248       ip++;
 249    }
 250
 251    ralloc_free(cse_ctx);
 252
 253    return progress;
 254 }
 255
 256 bool
 257 vec4_visitor::opt_cse()
 258 {
 259    bool progress = false;
 260
 261    calculate_live_intervals();
 262
 263    foreach_block (block, cfg) {
 264       progress = opt_cse_local(block) || progress;
 265    }
 266
 267    if (progress)
 268       invalidate_live_intervals();
 269
 270    return progress;
 271 }