OSDN Git Service

Merge remote-tracking branch 'mesa-public/master' into vulkan
[android-x86/external-mesa.git] / src / mesa / drivers / dri / i965 / brw_vec4_nir.cpp
1 /*
2  * Copyright © 2015 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_nir.h"
25 #include "brw_vec4.h"
26 #include "brw_vec4_builder.h"
27 #include "brw_vec4_surface_builder.h"
28 #include "brw_program.h"
29
30 using namespace brw;
31 using namespace brw::surface_access;
32
33 namespace brw {
34
35 void
36 vec4_visitor::emit_nir_code()
37 {
38    if (nir->num_uniforms > 0)
39       nir_setup_uniforms();
40
41    nir_setup_system_values();
42
43    /* get the main function and emit it */
44    nir_foreach_function(nir, function) {
45       assert(strcmp(function->name, "main") == 0);
46       assert(function->impl);
47       nir_emit_impl(function->impl);
48    }
49 }
50
51 void
52 vec4_visitor::nir_setup_system_value_intrinsic(nir_intrinsic_instr *instr)
53 {
54    dst_reg *reg;
55
56    switch (instr->intrinsic) {
57    case nir_intrinsic_load_vertex_id:
58       unreachable("should be lowered by lower_vertex_id().");
59
60    case nir_intrinsic_load_vertex_id_zero_base:
61       reg = &nir_system_values[SYSTEM_VALUE_VERTEX_ID_ZERO_BASE];
62       if (reg->file == BAD_FILE)
63          *reg = *make_reg_for_system_value(SYSTEM_VALUE_VERTEX_ID_ZERO_BASE,
64                                            glsl_type::int_type);
65       break;
66
67    case nir_intrinsic_load_base_vertex:
68       reg = &nir_system_values[SYSTEM_VALUE_BASE_VERTEX];
69       if (reg->file == BAD_FILE)
70          *reg = *make_reg_for_system_value(SYSTEM_VALUE_BASE_VERTEX,
71                                            glsl_type::int_type);
72       break;
73
74    case nir_intrinsic_load_instance_id:
75       reg = &nir_system_values[SYSTEM_VALUE_INSTANCE_ID];
76       if (reg->file == BAD_FILE)
77          *reg = *make_reg_for_system_value(SYSTEM_VALUE_INSTANCE_ID,
78                                            glsl_type::int_type);
79       break;
80
81    case nir_intrinsic_load_base_instance:
82       reg = &nir_system_values[SYSTEM_VALUE_BASE_INSTANCE];
83       if (reg->file == BAD_FILE)
84          *reg = *make_reg_for_system_value(SYSTEM_VALUE_BASE_INSTANCE,
85                                            glsl_type::int_type);
86       break;
87
88    case nir_intrinsic_load_draw_id:
89       reg = &nir_system_values[SYSTEM_VALUE_DRAW_ID];
90       if (reg->file == BAD_FILE)
91          *reg = *make_reg_for_system_value(SYSTEM_VALUE_DRAW_ID,
92                                            glsl_type::int_type);
93       break;
94
95    default:
96       break;
97    }
98 }
99
100 static bool
101 setup_system_values_block(nir_block *block, void *void_visitor)
102 {
103    vec4_visitor *v = (vec4_visitor *)void_visitor;
104
105    nir_foreach_instr(block, instr) {
106       if (instr->type != nir_instr_type_intrinsic)
107          continue;
108
109       nir_intrinsic_instr *intrin = nir_instr_as_intrinsic(instr);
110       v->nir_setup_system_value_intrinsic(intrin);
111    }
112
113    return true;
114 }
115
116 void
117 vec4_visitor::nir_setup_system_values()
118 {
119    nir_system_values = ralloc_array(mem_ctx, dst_reg, SYSTEM_VALUE_MAX);
120    for (unsigned i = 0; i < SYSTEM_VALUE_MAX; i++) {
121       nir_system_values[i] = dst_reg();
122    }
123
124    nir_foreach_function(nir, function) {
125       assert(strcmp(function->name, "main") == 0);
126       assert(function->impl);
127       nir_foreach_block(function->impl, setup_system_values_block, this);
128    }
129 }
130
131 void
132 vec4_visitor::nir_setup_uniforms()
133 {
134    uniforms = nir->num_uniforms / 16;
135 }
136
137 void
138 vec4_visitor::nir_emit_impl(nir_function_impl *impl)
139 {
140    nir_locals = ralloc_array(mem_ctx, dst_reg, impl->reg_alloc);
141    for (unsigned i = 0; i < impl->reg_alloc; i++) {
142       nir_locals[i] = dst_reg();
143    }
144
145    foreach_list_typed(nir_register, reg, node, &impl->registers) {
146       unsigned array_elems =
147          reg->num_array_elems == 0 ? 1 : reg->num_array_elems;
148
149       nir_locals[reg->index] = dst_reg(VGRF, alloc.allocate(array_elems));
150    }
151
152    nir_ssa_values = ralloc_array(mem_ctx, dst_reg, impl->ssa_alloc);
153
154    nir_emit_cf_list(&impl->body);
155 }
156
157 void
158 vec4_visitor::nir_emit_cf_list(exec_list *list)
159 {
160    exec_list_validate(list);
161    foreach_list_typed(nir_cf_node, node, node, list) {
162       switch (node->type) {
163       case nir_cf_node_if:
164          nir_emit_if(nir_cf_node_as_if(node));
165          break;
166
167       case nir_cf_node_loop:
168          nir_emit_loop(nir_cf_node_as_loop(node));
169          break;
170
171       case nir_cf_node_block:
172          nir_emit_block(nir_cf_node_as_block(node));
173          break;
174
175       default:
176          unreachable("Invalid CFG node block");
177       }
178    }
179 }
180
181 void
182 vec4_visitor::nir_emit_if(nir_if *if_stmt)
183 {
184    /* First, put the condition in f0 */
185    src_reg condition = get_nir_src(if_stmt->condition, BRW_REGISTER_TYPE_D, 1);
186    vec4_instruction *inst = emit(MOV(dst_null_d(), condition));
187    inst->conditional_mod = BRW_CONDITIONAL_NZ;
188
189    /* We can just predicate based on the X channel, as the condition only
190     * goes on its own line */
191    emit(IF(BRW_PREDICATE_ALIGN16_REPLICATE_X));
192
193    nir_emit_cf_list(&if_stmt->then_list);
194
195    /* note: if the else is empty, dead CF elimination will remove it */
196    emit(BRW_OPCODE_ELSE);
197
198    nir_emit_cf_list(&if_stmt->else_list);
199
200    emit(BRW_OPCODE_ENDIF);
201 }
202
203 void
204 vec4_visitor::nir_emit_loop(nir_loop *loop)
205 {
206    emit(BRW_OPCODE_DO);
207
208    nir_emit_cf_list(&loop->body);
209
210    emit(BRW_OPCODE_WHILE);
211 }
212
213 void
214 vec4_visitor::nir_emit_block(nir_block *block)
215 {
216    nir_foreach_instr(block, instr) {
217       nir_emit_instr(instr);
218    }
219 }
220
221 void
222 vec4_visitor::nir_emit_instr(nir_instr *instr)
223 {
224    base_ir = instr;
225
226    switch (instr->type) {
227    case nir_instr_type_load_const:
228       nir_emit_load_const(nir_instr_as_load_const(instr));
229       break;
230
231    case nir_instr_type_intrinsic:
232       nir_emit_intrinsic(nir_instr_as_intrinsic(instr));
233       break;
234
235    case nir_instr_type_alu:
236       nir_emit_alu(nir_instr_as_alu(instr));
237       break;
238
239    case nir_instr_type_jump:
240       nir_emit_jump(nir_instr_as_jump(instr));
241       break;
242
243    case nir_instr_type_tex:
244       nir_emit_texture(nir_instr_as_tex(instr));
245       break;
246
247    case nir_instr_type_ssa_undef:
248       nir_emit_undef(nir_instr_as_ssa_undef(instr));
249       break;
250
251    default:
252       fprintf(stderr, "VS instruction not yet implemented by NIR->vec4\n");
253       break;
254    }
255 }
256
257 static dst_reg
258 dst_reg_for_nir_reg(vec4_visitor *v, nir_register *nir_reg,
259                     unsigned base_offset, nir_src *indirect)
260 {
261    dst_reg reg;
262
263    reg = v->nir_locals[nir_reg->index];
264    reg = offset(reg, base_offset);
265    if (indirect) {
266       reg.reladdr =
267          new(v->mem_ctx) src_reg(v->get_nir_src(*indirect,
268                                                 BRW_REGISTER_TYPE_D,
269                                                 1));
270    }
271    return reg;
272 }
273
274 dst_reg
275 vec4_visitor::get_nir_dest(nir_dest dest)
276 {
277    if (dest.is_ssa) {
278       dst_reg dst = dst_reg(VGRF, alloc.allocate(1));
279       nir_ssa_values[dest.ssa.index] = dst;
280       return dst;
281    } else {
282       return dst_reg_for_nir_reg(this, dest.reg.reg, dest.reg.base_offset,
283                                  dest.reg.indirect);
284    }
285 }
286
287 dst_reg
288 vec4_visitor::get_nir_dest(nir_dest dest, enum brw_reg_type type)
289 {
290    return retype(get_nir_dest(dest), type);
291 }
292
293 dst_reg
294 vec4_visitor::get_nir_dest(nir_dest dest, nir_alu_type type)
295 {
296    return get_nir_dest(dest, brw_type_for_nir_type(type));
297 }
298
299 src_reg
300 vec4_visitor::get_nir_src(nir_src src, enum brw_reg_type type,
301                           unsigned num_components)
302 {
303    dst_reg reg;
304
305    if (src.is_ssa) {
306       assert(src.ssa != NULL);
307       reg = nir_ssa_values[src.ssa->index];
308    }
309    else {
310      reg = dst_reg_for_nir_reg(this, src.reg.reg, src.reg.base_offset,
311                                src.reg.indirect);
312    }
313
314    reg = retype(reg, type);
315
316    src_reg reg_as_src = src_reg(reg);
317    reg_as_src.swizzle = brw_swizzle_for_size(num_components);
318    return reg_as_src;
319 }
320
321 src_reg
322 vec4_visitor::get_nir_src(nir_src src, nir_alu_type type,
323                           unsigned num_components)
324 {
325    return get_nir_src(src, brw_type_for_nir_type(type), num_components);
326 }
327
328 src_reg
329 vec4_visitor::get_nir_src(nir_src src, unsigned num_components)
330 {
331    /* if type is not specified, default to signed int */
332    return get_nir_src(src, nir_type_int, num_components);
333 }
334
335 src_reg
336 vec4_visitor::get_indirect_offset(nir_intrinsic_instr *instr)
337 {
338    nir_src *offset_src = nir_get_io_offset_src(instr);
339    nir_const_value *const_value = nir_src_as_const_value(*offset_src);
340
341    if (const_value) {
342       /* The only constant offset we should find is 0.  brw_nir.c's
343        * add_const_offset_to_base() will fold other constant offsets
344        * into instr->const_index[0].
345        */
346       assert(const_value->u[0] == 0);
347       return src_reg();
348    }
349
350    return get_nir_src(*offset_src, BRW_REGISTER_TYPE_UD, 1);
351 }
352
353 void
354 vec4_visitor::nir_emit_load_const(nir_load_const_instr *instr)
355 {
356    dst_reg reg = dst_reg(VGRF, alloc.allocate(1));
357    reg.type =  BRW_REGISTER_TYPE_D;
358
359    unsigned remaining = brw_writemask_for_size(instr->def.num_components);
360
361    /* @FIXME: consider emitting vector operations to save some MOVs in
362     * cases where the components are representable in 8 bits.
363     * For now, we emit a MOV for each distinct value.
364     */
365    for (unsigned i = 0; i < instr->def.num_components; i++) {
366       unsigned writemask = 1 << i;
367
368       if ((remaining & writemask) == 0)
369          continue;
370
371       for (unsigned j = i; j < instr->def.num_components; j++) {
372          if (instr->value.u[i] == instr->value.u[j]) {
373             writemask |= 1 << j;
374          }
375       }
376
377       reg.writemask = writemask;
378       emit(MOV(reg, brw_imm_d(instr->value.i[i])));
379
380       remaining &= ~writemask;
381    }
382
383    /* Set final writemask */
384    reg.writemask = brw_writemask_for_size(instr->def.num_components);
385
386    nir_ssa_values[instr->def.index] = reg;
387 }
388
389 void
390 vec4_visitor::nir_emit_intrinsic(nir_intrinsic_instr *instr)
391 {
392    dst_reg dest;
393    src_reg src;
394
395    switch (instr->intrinsic) {
396
397    case nir_intrinsic_load_input: {
398       nir_const_value *const_offset = nir_src_as_const_value(instr->src[0]);
399
400       /* We set EmitNoIndirectInput for VS */
401       assert(const_offset);
402
403       src = src_reg(ATTR, instr->const_index[0] + const_offset->u[0],
404                     glsl_type::uvec4_type);
405
406       dest = get_nir_dest(instr->dest, src.type);
407       dest.writemask = brw_writemask_for_size(instr->num_components);
408
409       emit(MOV(dest, src));
410       break;
411    }
412
413    case nir_intrinsic_store_output: {
414       nir_const_value *const_offset = nir_src_as_const_value(instr->src[1]);
415       assert(const_offset);
416
417       int varying = instr->const_index[0] + const_offset->u[0];
418
419       src = get_nir_src(instr->src[0], BRW_REGISTER_TYPE_F,
420                         instr->num_components);
421
422       output_reg[varying] = dst_reg(src);
423       break;
424    }
425
426    case nir_intrinsic_get_buffer_size: {
427       nir_const_value *const_uniform_block = nir_src_as_const_value(instr->src[0]);
428       unsigned ssbo_index = const_uniform_block ? const_uniform_block->u[0] : 0;
429
430       const unsigned index =
431          prog_data->base.binding_table.ssbo_start + ssbo_index;
432       dst_reg result_dst = get_nir_dest(instr->dest);
433       vec4_instruction *inst = new(mem_ctx)
434          vec4_instruction(VS_OPCODE_GET_BUFFER_SIZE, result_dst);
435
436       inst->base_mrf = 2;
437       inst->mlen = 1; /* always at least one */
438       inst->src[1] = brw_imm_ud(index);
439
440       /* MRF for the first parameter */
441       src_reg lod = brw_imm_d(0);
442       int param_base = inst->base_mrf;
443       int writemask = WRITEMASK_X;
444       emit(MOV(dst_reg(MRF, param_base, glsl_type::int_type, writemask), lod));
445
446       emit(inst);
447
448       brw_mark_surface_used(&prog_data->base, index);
449       break;
450    }
451
452    case nir_intrinsic_store_ssbo: {
453       assert(devinfo->gen >= 7);
454
455       /* Block index */
456       src_reg surf_index;
457       nir_const_value *const_uniform_block =
458          nir_src_as_const_value(instr->src[1]);
459       if (const_uniform_block) {
460          unsigned index = prog_data->base.binding_table.ssbo_start +
461                           const_uniform_block->u[0];
462          surf_index = brw_imm_ud(index);
463          brw_mark_surface_used(&prog_data->base, index);
464       } else {
465          surf_index = src_reg(this, glsl_type::uint_type);
466          emit(ADD(dst_reg(surf_index), get_nir_src(instr->src[1], 1),
467                   brw_imm_ud(prog_data->base.binding_table.ssbo_start)));
468          surf_index = emit_uniformize(surf_index);
469
470          brw_mark_surface_used(&prog_data->base,
471                                prog_data->base.binding_table.ssbo_start +
472                                nir->info.num_ssbos - 1);
473       }
474
475       /* Offset */
476       src_reg offset_reg;
477       nir_const_value *const_offset = nir_src_as_const_value(instr->src[2]);
478       if (const_offset) {
479          offset_reg = brw_imm_ud(const_offset->u[0]);
480       } else {
481          offset_reg = get_nir_src(instr->src[2], 1);
482       }
483
484       /* Value */
485       src_reg val_reg = get_nir_src(instr->src[0], 4);
486
487       /* Writemask */
488       unsigned write_mask = instr->const_index[0];
489
490       /* IvyBridge does not have a native SIMD4x2 untyped write message so untyped
491        * writes will use SIMD8 mode. In order to hide this and keep symmetry across
492        * typed and untyped messages and across hardware platforms, the
493        * current implementation of the untyped messages will transparently convert
494        * the SIMD4x2 payload into an equivalent SIMD8 payload by transposing it
495        * and enabling only channel X on the SEND instruction.
496        *
497        * The above, works well for full vector writes, but not for partial writes
498        * where we want to write some channels and not others, like when we have
499        * code such as v.xyw = vec3(1,2,4). Because the untyped write messages are
500        * quite restrictive with regards to the channel enables we can configure in
501        * the message descriptor (not all combinations are allowed) we cannot simply
502        * implement these scenarios with a single message while keeping the
503        * aforementioned symmetry in the implementation. For now we de decided that
504        * it is better to keep the symmetry to reduce complexity, so in situations
505        * such as the one described we end up emitting two untyped write messages
506        * (one for xy and another for w).
507        *
508        * The code below packs consecutive channels into a single write message,
509        * detects gaps in the vector write and if needed, sends a second message
510        * with the remaining channels. If in the future we decide that we want to
511        * emit a single message at the expense of losing the symmetry in the
512        * implementation we can:
513        *
514        * 1) For IvyBridge: Only use the red channel of the untyped write SIMD8
515        *    message payload. In this mode we can write up to 8 offsets and dwords
516        *    to the red channel only (for the two vec4s in the SIMD4x2 execution)
517        *    and select which of the 8 channels carry data to write by setting the
518        *    appropriate writemask in the dst register of the SEND instruction.
519        *    It would require to write a new generator opcode specifically for
520        *    IvyBridge since we would need to prepare a SIMD8 payload that could
521        *    use any channel, not just X.
522        *
523        * 2) For Haswell+: Simply send a single write message but set the writemask
524        *    on the dst of the SEND instruction to select the channels we want to
525        *    write. It would require to modify the current messages to receive
526        *    and honor the writemask provided.
527        */
528       const vec4_builder bld = vec4_builder(this).at_end()
529                                .annotate(current_annotation, base_ir);
530
531       int swizzle[4] = { 0, 0, 0, 0};
532       int num_channels = 0;
533       unsigned skipped_channels = 0;
534       int num_components = instr->num_components;
535       for (int i = 0; i < num_components; i++) {
536          /* Check if this channel needs to be written. If so, record the
537           * channel we need to take the data from in the swizzle array
538           */
539          int component_mask = 1 << i;
540          int write_test = write_mask & component_mask;
541          if (write_test)
542             swizzle[num_channels++] = i;
543
544          /* If we don't have to write this channel it means we have a gap in the
545           * vector, so write the channels we accumulated until now, if any. Do
546           * the same if this was the last component in the vector.
547           */
548          if (!write_test || i == num_components - 1) {
549             if (num_channels > 0) {
550                /* We have channels to write, so update the offset we need to
551                 * write at to skip the channels we skipped, if any.
552                 */
553                if (skipped_channels > 0) {
554                   if (offset_reg.file == IMM) {
555                      offset_reg.ud += 4 * skipped_channels;
556                   } else {
557                      emit(ADD(dst_reg(offset_reg), offset_reg,
558                               brw_imm_ud(4 * skipped_channels)));
559                   }
560                }
561
562                /* Swizzle the data register so we take the data from the channels
563                 * we need to write and send the write message. This will write
564                 * num_channels consecutive dwords starting at offset.
565                 */
566                val_reg.swizzle =
567                   BRW_SWIZZLE4(swizzle[0], swizzle[1], swizzle[2], swizzle[3]);
568                emit_untyped_write(bld, surf_index, offset_reg, val_reg,
569                                   1 /* dims */, num_channels /* size */,
570                                   BRW_PREDICATE_NONE);
571
572                /* If we have to do a second write we will have to update the
573                 * offset so that we jump over the channels we have just written
574                 * now.
575                 */
576                skipped_channels = num_channels;
577
578                /* Restart the count for the next write message */
579                num_channels = 0;
580             }
581
582             /* We did not write the current channel, so increase skipped count */
583             skipped_channels++;
584          }
585       }
586
587       break;
588    }
589
590    case nir_intrinsic_load_ssbo: {
591       assert(devinfo->gen >= 7);
592
593       nir_const_value *const_uniform_block =
594          nir_src_as_const_value(instr->src[0]);
595
596       src_reg surf_index;
597       if (const_uniform_block) {
598          unsigned index = prog_data->base.binding_table.ssbo_start +
599                           const_uniform_block->u[0];
600          surf_index = brw_imm_ud(index);
601
602          brw_mark_surface_used(&prog_data->base, index);
603       } else {
604          surf_index = src_reg(this, glsl_type::uint_type);
605          emit(ADD(dst_reg(surf_index), get_nir_src(instr->src[0], 1),
606                   brw_imm_ud(prog_data->base.binding_table.ssbo_start)));
607          surf_index = emit_uniformize(surf_index);
608
609          /* Assume this may touch any UBO. It would be nice to provide
610           * a tighter bound, but the array information is already lowered away.
611           */
612          brw_mark_surface_used(&prog_data->base,
613                                prog_data->base.binding_table.ssbo_start +
614                                nir->info.num_ssbos - 1);
615       }
616
617       src_reg offset_reg;
618       nir_const_value *const_offset = nir_src_as_const_value(instr->src[1]);
619       if (const_offset) {
620          offset_reg = brw_imm_ud(const_offset->u[0]);
621       } else {
622          offset_reg = get_nir_src(instr->src[1], 1);
623       }
624
625       /* Read the vector */
626       const vec4_builder bld = vec4_builder(this).at_end()
627          .annotate(current_annotation, base_ir);
628
629       src_reg read_result = emit_untyped_read(bld, surf_index, offset_reg,
630                                               1 /* dims */, 4 /* size*/,
631                                               BRW_PREDICATE_NONE);
632       dst_reg dest = get_nir_dest(instr->dest);
633       read_result.type = dest.type;
634       read_result.swizzle = brw_swizzle_for_size(instr->num_components);
635       emit(MOV(dest, read_result));
636
637       break;
638    }
639
640    case nir_intrinsic_ssbo_atomic_add:
641       nir_emit_ssbo_atomic(BRW_AOP_ADD, instr);
642       break;
643    case nir_intrinsic_ssbo_atomic_imin:
644       nir_emit_ssbo_atomic(BRW_AOP_IMIN, instr);
645       break;
646    case nir_intrinsic_ssbo_atomic_umin:
647       nir_emit_ssbo_atomic(BRW_AOP_UMIN, instr);
648       break;
649    case nir_intrinsic_ssbo_atomic_imax:
650       nir_emit_ssbo_atomic(BRW_AOP_IMAX, instr);
651       break;
652    case nir_intrinsic_ssbo_atomic_umax:
653       nir_emit_ssbo_atomic(BRW_AOP_UMAX, instr);
654       break;
655    case nir_intrinsic_ssbo_atomic_and:
656       nir_emit_ssbo_atomic(BRW_AOP_AND, instr);
657       break;
658    case nir_intrinsic_ssbo_atomic_or:
659       nir_emit_ssbo_atomic(BRW_AOP_OR, instr);
660       break;
661    case nir_intrinsic_ssbo_atomic_xor:
662       nir_emit_ssbo_atomic(BRW_AOP_XOR, instr);
663       break;
664    case nir_intrinsic_ssbo_atomic_exchange:
665       nir_emit_ssbo_atomic(BRW_AOP_MOV, instr);
666       break;
667    case nir_intrinsic_ssbo_atomic_comp_swap:
668       nir_emit_ssbo_atomic(BRW_AOP_CMPWR, instr);
669       break;
670
671    case nir_intrinsic_load_vertex_id:
672       unreachable("should be lowered by lower_vertex_id()");
673
674    case nir_intrinsic_load_vertex_id_zero_base:
675    case nir_intrinsic_load_base_vertex:
676    case nir_intrinsic_load_instance_id:
677    case nir_intrinsic_load_base_instance:
678    case nir_intrinsic_load_draw_id:
679    case nir_intrinsic_load_invocation_id:
680    case nir_intrinsic_load_tess_level_inner:
681    case nir_intrinsic_load_tess_level_outer: {
682       gl_system_value sv = nir_system_value_from_intrinsic(instr->intrinsic);
683       src_reg val = src_reg(nir_system_values[sv]);
684       assert(val.file != BAD_FILE);
685       dest = get_nir_dest(instr->dest, val.type);
686       emit(MOV(dest, val));
687       break;
688    }
689
690    case nir_intrinsic_load_uniform: {
691       /* Offsets are in bytes but they should always be multiples of 16 */
692       assert(instr->const_index[0] % 16 == 0);
693
694       dest = get_nir_dest(instr->dest);
695
696       src = src_reg(dst_reg(UNIFORM, instr->const_index[0] / 16));
697       src.type = dest.type;
698
699       nir_const_value *const_offset = nir_src_as_const_value(instr->src[0]);
700       if (const_offset) {
701          /* Offsets are in bytes but they should always be multiples of 16 */
702          assert(const_offset->u[0] % 16 == 0);
703          src.reg_offset = const_offset->u[0] / 16;
704
705          emit(MOV(dest, src));
706       } else {
707          src_reg indirect = get_nir_src(instr->src[0], BRW_REGISTER_TYPE_UD, 1);
708
709          emit(SHADER_OPCODE_MOV_INDIRECT, dest, src,
710               indirect, brw_imm_ud(instr->const_index[1]));
711       }
712       break;
713    }
714
715    case nir_intrinsic_atomic_counter_read:
716    case nir_intrinsic_atomic_counter_inc:
717    case nir_intrinsic_atomic_counter_dec: {
718       unsigned surf_index = prog_data->base.binding_table.abo_start +
719          (unsigned) instr->const_index[0];
720       src_reg offset = get_nir_src(instr->src[0], nir_type_int,
721                                    instr->num_components);
722       dest = get_nir_dest(instr->dest);
723
724       switch (instr->intrinsic) {
725          case nir_intrinsic_atomic_counter_inc:
726             emit_untyped_atomic(BRW_AOP_INC, surf_index, dest, offset,
727                                 src_reg(), src_reg());
728             break;
729          case nir_intrinsic_atomic_counter_dec:
730             emit_untyped_atomic(BRW_AOP_PREDEC, surf_index, dest, offset,
731                                 src_reg(), src_reg());
732             break;
733          case nir_intrinsic_atomic_counter_read:
734             emit_untyped_surface_read(surf_index, dest, offset);
735             break;
736          default:
737             unreachable("Unreachable");
738       }
739
740       brw_mark_surface_used(stage_prog_data, surf_index);
741       break;
742    }
743
744    case nir_intrinsic_load_ubo: {
745       nir_const_value *const_block_index = nir_src_as_const_value(instr->src[0]);
746       src_reg surf_index;
747
748       dest = get_nir_dest(instr->dest);
749
750       if (const_block_index) {
751          /* The block index is a constant, so just emit the binding table entry
752           * as an immediate.
753           */
754          const unsigned index = prog_data->base.binding_table.ubo_start +
755                                 const_block_index->u[0];
756          surf_index = brw_imm_ud(index);
757          brw_mark_surface_used(&prog_data->base, index);
758       } else {
759          /* The block index is not a constant. Evaluate the index expression
760           * per-channel and add the base UBO index; we have to select a value
761           * from any live channel.
762           */
763          surf_index = src_reg(this, glsl_type::uint_type);
764          emit(ADD(dst_reg(surf_index), get_nir_src(instr->src[0], nir_type_int,
765                                                    instr->num_components),
766                   brw_imm_ud(prog_data->base.binding_table.ubo_start)));
767          surf_index = emit_uniformize(surf_index);
768
769          /* Assume this may touch any UBO. It would be nice to provide
770           * a tighter bound, but the array information is already lowered away.
771           */
772          brw_mark_surface_used(&prog_data->base,
773                                prog_data->base.binding_table.ubo_start +
774                                nir->info.num_ubos - 1);
775       }
776
777       src_reg offset;
778       nir_const_value *const_offset = nir_src_as_const_value(instr->src[1]);
779       if (const_offset) {
780          offset = brw_imm_ud(const_offset->u[0] & ~15);
781       } else {
782          offset = get_nir_src(instr->src[1], nir_type_int, 1);
783       }
784
785       src_reg packed_consts = src_reg(this, glsl_type::vec4_type);
786       packed_consts.type = dest.type;
787
788       emit_pull_constant_load_reg(dst_reg(packed_consts),
789                                   surf_index,
790                                   offset,
791                                   NULL, NULL /* before_block/inst */);
792
793       packed_consts.swizzle = brw_swizzle_for_size(instr->num_components);
794       if (const_offset) {
795          packed_consts.swizzle += BRW_SWIZZLE4(const_offset->u[0] % 16 / 4,
796                                                const_offset->u[0] % 16 / 4,
797                                                const_offset->u[0] % 16 / 4,
798                                                const_offset->u[0] % 16 / 4);
799       }
800
801       emit(MOV(dest, packed_consts));
802       break;
803    }
804
805    case nir_intrinsic_memory_barrier: {
806       const vec4_builder bld =
807          vec4_builder(this).at_end().annotate(current_annotation, base_ir);
808       const dst_reg tmp = bld.vgrf(BRW_REGISTER_TYPE_UD, 2);
809       bld.emit(SHADER_OPCODE_MEMORY_FENCE, tmp)
810          ->regs_written = 2;
811       break;
812    }
813
814    case nir_intrinsic_shader_clock: {
815       /* We cannot do anything if there is an event, so ignore it for now */
816       const src_reg shader_clock = get_timestamp();
817       const enum brw_reg_type type = brw_type_for_base_type(glsl_type::uvec2_type);
818
819       dest = get_nir_dest(instr->dest, type);
820       emit(MOV(dest, shader_clock));
821       break;
822    }
823
824    default:
825       unreachable("Unknown intrinsic");
826    }
827 }
828
829 void
830 vec4_visitor::nir_emit_ssbo_atomic(int op, nir_intrinsic_instr *instr)
831 {
832    dst_reg dest;
833    if (nir_intrinsic_infos[instr->intrinsic].has_dest)
834       dest = get_nir_dest(instr->dest);
835
836    src_reg surface;
837    nir_const_value *const_surface = nir_src_as_const_value(instr->src[0]);
838    if (const_surface) {
839       unsigned surf_index = prog_data->base.binding_table.ssbo_start +
840                             const_surface->u[0];
841       surface = brw_imm_ud(surf_index);
842       brw_mark_surface_used(&prog_data->base, surf_index);
843    } else {
844       surface = src_reg(this, glsl_type::uint_type);
845       emit(ADD(dst_reg(surface), get_nir_src(instr->src[0]),
846                brw_imm_ud(prog_data->base.binding_table.ssbo_start)));
847
848       /* Assume this may touch any UBO. This is the same we do for other
849        * UBO/SSBO accesses with non-constant surface.
850        */
851       brw_mark_surface_used(&prog_data->base,
852                             prog_data->base.binding_table.ssbo_start +
853                             nir->info.num_ssbos - 1);
854    }
855
856    src_reg offset = get_nir_src(instr->src[1], 1);
857    src_reg data1 = get_nir_src(instr->src[2], 1);
858    src_reg data2;
859    if (op == BRW_AOP_CMPWR)
860       data2 = get_nir_src(instr->src[3], 1);
861
862    /* Emit the actual atomic operation operation */
863    const vec4_builder bld =
864       vec4_builder(this).at_end().annotate(current_annotation, base_ir);
865
866    src_reg atomic_result =
867       surface_access::emit_untyped_atomic(bld, surface, offset,
868                                           data1, data2,
869                                           1 /* dims */, 1 /* rsize */,
870                                           op,
871                                           BRW_PREDICATE_NONE);
872    dest.type = atomic_result.type;
873    bld.MOV(dest, atomic_result);
874 }
875
876 static unsigned
877 brw_swizzle_for_nir_swizzle(uint8_t swizzle[4])
878 {
879    return BRW_SWIZZLE4(swizzle[0], swizzle[1], swizzle[2], swizzle[3]);
880 }
881
882 static enum brw_conditional_mod
883 brw_conditional_for_nir_comparison(nir_op op)
884 {
885    switch (op) {
886    case nir_op_flt:
887    case nir_op_ilt:
888    case nir_op_ult:
889       return BRW_CONDITIONAL_L;
890
891    case nir_op_fge:
892    case nir_op_ige:
893    case nir_op_uge:
894       return BRW_CONDITIONAL_GE;
895
896    case nir_op_feq:
897    case nir_op_ieq:
898    case nir_op_ball_fequal2:
899    case nir_op_ball_iequal2:
900    case nir_op_ball_fequal3:
901    case nir_op_ball_iequal3:
902    case nir_op_ball_fequal4:
903    case nir_op_ball_iequal4:
904       return BRW_CONDITIONAL_Z;
905
906    case nir_op_fne:
907    case nir_op_ine:
908    case nir_op_bany_fnequal2:
909    case nir_op_bany_inequal2:
910    case nir_op_bany_fnequal3:
911    case nir_op_bany_inequal3:
912    case nir_op_bany_fnequal4:
913    case nir_op_bany_inequal4:
914       return BRW_CONDITIONAL_NZ;
915
916    default:
917       unreachable("not reached: bad operation for comparison");
918    }
919 }
920
921 bool
922 vec4_visitor::optimize_predicate(nir_alu_instr *instr,
923                                  enum brw_predicate *predicate)
924 {
925    if (!instr->src[0].src.is_ssa ||
926        instr->src[0].src.ssa->parent_instr->type != nir_instr_type_alu)
927       return false;
928
929    nir_alu_instr *cmp_instr =
930       nir_instr_as_alu(instr->src[0].src.ssa->parent_instr);
931
932    switch (cmp_instr->op) {
933    case nir_op_bany_fnequal2:
934    case nir_op_bany_inequal2:
935    case nir_op_bany_fnequal3:
936    case nir_op_bany_inequal3:
937    case nir_op_bany_fnequal4:
938    case nir_op_bany_inequal4:
939       *predicate = BRW_PREDICATE_ALIGN16_ANY4H;
940       break;
941    case nir_op_ball_fequal2:
942    case nir_op_ball_iequal2:
943    case nir_op_ball_fequal3:
944    case nir_op_ball_iequal3:
945    case nir_op_ball_fequal4:
946    case nir_op_ball_iequal4:
947       *predicate = BRW_PREDICATE_ALIGN16_ALL4H;
948       break;
949    default:
950       return false;
951    }
952
953    unsigned size_swizzle =
954       brw_swizzle_for_size(nir_op_infos[cmp_instr->op].input_sizes[0]);
955
956    src_reg op[2];
957    assert(nir_op_infos[cmp_instr->op].num_inputs == 2);
958    for (unsigned i = 0; i < 2; i++) {
959       op[i] = get_nir_src(cmp_instr->src[i].src,
960                           nir_op_infos[cmp_instr->op].input_types[i], 4);
961       unsigned base_swizzle =
962          brw_swizzle_for_nir_swizzle(cmp_instr->src[i].swizzle);
963       op[i].swizzle = brw_compose_swizzle(size_swizzle, base_swizzle);
964       op[i].abs = cmp_instr->src[i].abs;
965       op[i].negate = cmp_instr->src[i].negate;
966    }
967
968    emit(CMP(dst_null_d(), op[0], op[1],
969             brw_conditional_for_nir_comparison(cmp_instr->op)));
970
971    return true;
972 }
973
974 void
975 vec4_visitor::nir_emit_alu(nir_alu_instr *instr)
976 {
977    vec4_instruction *inst;
978
979    dst_reg dst = get_nir_dest(instr->dest.dest,
980                               nir_op_infos[instr->op].output_type);
981    dst.writemask = instr->dest.write_mask;
982
983    src_reg op[4];
984    for (unsigned i = 0; i < nir_op_infos[instr->op].num_inputs; i++) {
985       op[i] = get_nir_src(instr->src[i].src,
986                           nir_op_infos[instr->op].input_types[i], 4);
987       op[i].swizzle = brw_swizzle_for_nir_swizzle(instr->src[i].swizzle);
988       op[i].abs = instr->src[i].abs;
989       op[i].negate = instr->src[i].negate;
990    }
991
992    switch (instr->op) {
993    case nir_op_imov:
994    case nir_op_fmov:
995       inst = emit(MOV(dst, op[0]));
996       inst->saturate = instr->dest.saturate;
997       break;
998
999    case nir_op_vec2:
1000    case nir_op_vec3:
1001    case nir_op_vec4:
1002       unreachable("not reached: should be handled by lower_vec_to_movs()");
1003
1004    case nir_op_i2f:
1005    case nir_op_u2f:
1006       inst = emit(MOV(dst, op[0]));
1007       inst->saturate = instr->dest.saturate;
1008       break;
1009
1010    case nir_op_f2i:
1011    case nir_op_f2u:
1012       inst = emit(MOV(dst, op[0]));
1013       break;
1014
1015    case nir_op_fadd:
1016       /* fall through */
1017    case nir_op_iadd:
1018       inst = emit(ADD(dst, op[0], op[1]));
1019       inst->saturate = instr->dest.saturate;
1020       break;
1021
1022    case nir_op_fmul:
1023       inst = emit(MUL(dst, op[0], op[1]));
1024       inst->saturate = instr->dest.saturate;
1025       break;
1026
1027    case nir_op_imul: {
1028       if (devinfo->gen < 8) {
1029          nir_const_value *value0 = nir_src_as_const_value(instr->src[0].src);
1030          nir_const_value *value1 = nir_src_as_const_value(instr->src[1].src);
1031
1032          /* For integer multiplication, the MUL uses the low 16 bits of one of
1033           * the operands (src0 through SNB, src1 on IVB and later). The MACH
1034           * accumulates in the contribution of the upper 16 bits of that
1035           * operand. If we can determine that one of the args is in the low
1036           * 16 bits, though, we can just emit a single MUL.
1037           */
1038          if (value0 && value0->u[0] < (1 << 16)) {
1039             if (devinfo->gen < 7)
1040                emit(MUL(dst, op[0], op[1]));
1041             else
1042                emit(MUL(dst, op[1], op[0]));
1043          } else if (value1 && value1->u[0] < (1 << 16)) {
1044             if (devinfo->gen < 7)
1045                emit(MUL(dst, op[1], op[0]));
1046             else
1047                emit(MUL(dst, op[0], op[1]));
1048          } else {
1049             struct brw_reg acc = retype(brw_acc_reg(8), dst.type);
1050
1051             emit(MUL(acc, op[0], op[1]));
1052             emit(MACH(dst_null_d(), op[0], op[1]));
1053             emit(MOV(dst, src_reg(acc)));
1054          }
1055       } else {
1056          emit(MUL(dst, op[0], op[1]));
1057       }
1058       break;
1059    }
1060
1061    case nir_op_imul_high:
1062    case nir_op_umul_high: {
1063       struct brw_reg acc = retype(brw_acc_reg(8), dst.type);
1064
1065       if (devinfo->gen >= 8)
1066          emit(MUL(acc, op[0], retype(op[1], BRW_REGISTER_TYPE_UW)));
1067       else
1068          emit(MUL(acc, op[0], op[1]));
1069
1070       emit(MACH(dst, op[0], op[1]));
1071       break;
1072    }
1073
1074    case nir_op_frcp:
1075       inst = emit_math(SHADER_OPCODE_RCP, dst, op[0]);
1076       inst->saturate = instr->dest.saturate;
1077       break;
1078
1079    case nir_op_fexp2:
1080       inst = emit_math(SHADER_OPCODE_EXP2, dst, op[0]);
1081       inst->saturate = instr->dest.saturate;
1082       break;
1083
1084    case nir_op_flog2:
1085       inst = emit_math(SHADER_OPCODE_LOG2, dst, op[0]);
1086       inst->saturate = instr->dest.saturate;
1087       break;
1088
1089    case nir_op_fsin: {
1090       src_reg tmp = src_reg(this, glsl_type::vec4_type);
1091       inst = emit_math(SHADER_OPCODE_SIN, dst_reg(tmp), op[0]);
1092       if (instr->dest.saturate) {
1093          inst->dst = dst;
1094          inst->saturate = true;
1095       } else {
1096          emit(MUL(dst, tmp, brw_imm_f(0.99997)));
1097       }
1098       break;
1099    }
1100
1101    case nir_op_fcos: {
1102       src_reg tmp = src_reg(this, glsl_type::vec4_type);
1103       inst = emit_math(SHADER_OPCODE_COS, dst_reg(tmp), op[0]);
1104       if (instr->dest.saturate) {
1105          inst->dst = dst;
1106          inst->saturate = true;
1107       } else {
1108          emit(MUL(dst, tmp, brw_imm_f(0.99997)));
1109       }
1110       break;
1111    }
1112
1113    case nir_op_idiv:
1114    case nir_op_udiv:
1115       emit_math(SHADER_OPCODE_INT_QUOTIENT, dst, op[0], op[1]);
1116       break;
1117
1118    case nir_op_umod:
1119    case nir_op_irem:
1120       /* According to the sign table for INT DIV in the Ivy Bridge PRM, it
1121        * appears that our hardware just does the right thing for signed
1122        * remainder.
1123        */
1124       emit_math(SHADER_OPCODE_INT_REMAINDER, dst, op[0], op[1]);
1125       break;
1126
1127    case nir_op_imod: {
1128       /* Get a regular C-style remainder.  If a % b == 0, set the predicate. */
1129       inst = emit_math(SHADER_OPCODE_INT_REMAINDER, dst, op[0], op[1]);
1130
1131       /* Math instructions don't support conditional mod */
1132       inst = emit(MOV(dst_null_d(), src_reg(dst)));
1133       inst->conditional_mod = BRW_CONDITIONAL_NZ;
1134
1135       /* Now, we need to determine if signs of the sources are different.
1136        * When we XOR the sources, the top bit is 0 if they are the same and 1
1137        * if they are different.  We can then use a conditional modifier to
1138        * turn that into a predicate.  This leads us to an XOR.l instruction.
1139        */
1140       src_reg tmp = src_reg(this, glsl_type::ivec4_type);
1141       inst = emit(XOR(dst_reg(tmp), op[0], op[1]));
1142       inst->predicate = BRW_PREDICATE_NORMAL;
1143       inst->conditional_mod = BRW_CONDITIONAL_L;
1144
1145       /* If the result of the initial remainder operation is non-zero and the
1146        * two sources have different signs, add in a copy of op[1] to get the
1147        * final integer modulus value.
1148        */
1149       inst = emit(ADD(dst, src_reg(dst), op[1]));
1150       inst->predicate = BRW_PREDICATE_NORMAL;
1151       break;
1152    }
1153
1154    case nir_op_ldexp:
1155       unreachable("not reached: should be handled by ldexp_to_arith()");
1156
1157    case nir_op_fsqrt:
1158       inst = emit_math(SHADER_OPCODE_SQRT, dst, op[0]);
1159       inst->saturate = instr->dest.saturate;
1160       break;
1161
1162    case nir_op_frsq:
1163       inst = emit_math(SHADER_OPCODE_RSQ, dst, op[0]);
1164       inst->saturate = instr->dest.saturate;
1165       break;
1166
1167    case nir_op_fpow:
1168       inst = emit_math(SHADER_OPCODE_POW, dst, op[0], op[1]);
1169       inst->saturate = instr->dest.saturate;
1170       break;
1171
1172    case nir_op_uadd_carry: {
1173       struct brw_reg acc = retype(brw_acc_reg(8), BRW_REGISTER_TYPE_UD);
1174
1175       emit(ADDC(dst_null_ud(), op[0], op[1]));
1176       emit(MOV(dst, src_reg(acc)));
1177       break;
1178    }
1179
1180    case nir_op_usub_borrow: {
1181       struct brw_reg acc = retype(brw_acc_reg(8), BRW_REGISTER_TYPE_UD);
1182
1183       emit(SUBB(dst_null_ud(), op[0], op[1]));
1184       emit(MOV(dst, src_reg(acc)));
1185       break;
1186    }
1187
1188    case nir_op_ftrunc:
1189       inst = emit(RNDZ(dst, op[0]));
1190       inst->saturate = instr->dest.saturate;
1191       break;
1192
1193    case nir_op_fceil: {
1194       src_reg tmp = src_reg(this, glsl_type::float_type);
1195       tmp.swizzle =
1196          brw_swizzle_for_size(instr->src[0].src.is_ssa ?
1197                               instr->src[0].src.ssa->num_components :
1198                               instr->src[0].src.reg.reg->num_components);
1199
1200       op[0].negate = !op[0].negate;
1201       emit(RNDD(dst_reg(tmp), op[0]));
1202       tmp.negate = true;
1203       inst = emit(MOV(dst, tmp));
1204       inst->saturate = instr->dest.saturate;
1205       break;
1206    }
1207
1208    case nir_op_ffloor:
1209       inst = emit(RNDD(dst, op[0]));
1210       inst->saturate = instr->dest.saturate;
1211       break;
1212
1213    case nir_op_ffract:
1214       inst = emit(FRC(dst, op[0]));
1215       inst->saturate = instr->dest.saturate;
1216       break;
1217
1218    case nir_op_fround_even:
1219       inst = emit(RNDE(dst, op[0]));
1220       inst->saturate = instr->dest.saturate;
1221       break;
1222
1223    case nir_op_fquantize2f16: {
1224       /* See also vec4_visitor::emit_pack_half_2x16() */
1225       src_reg tmp16 = src_reg(this, glsl_type::uvec4_type);
1226       src_reg tmp32 = src_reg(this, glsl_type::vec4_type);
1227       src_reg zero = src_reg(this, glsl_type::vec4_type);
1228
1229       /* Check for denormal */
1230       src_reg abs_src0 = op[0];
1231       abs_src0.abs = true;
1232       emit(CMP(dst_null_f(), abs_src0, brw_imm_f(ldexpf(1.0, -14)),
1233                BRW_CONDITIONAL_L));
1234       /* Get the appropriately signed zero */
1235       emit(AND(retype(dst_reg(zero), BRW_REGISTER_TYPE_UD),
1236                retype(op[0], BRW_REGISTER_TYPE_UD),
1237                brw_imm_ud(0x80000000)));
1238       /* Do the actual F32 -> F16 -> F32 conversion */
1239       emit(F32TO16(dst_reg(tmp16), op[0]));
1240       emit(F16TO32(dst_reg(tmp32), tmp16));
1241       /* Select that or zero based on normal status */
1242       inst = emit(BRW_OPCODE_SEL, dst, zero, tmp32);
1243       inst->predicate = BRW_PREDICATE_NORMAL;
1244       inst->predicate_inverse = true;
1245       inst->saturate = instr->dest.saturate;
1246       break;
1247    }
1248
1249    case nir_op_fmin:
1250    case nir_op_imin:
1251    case nir_op_umin:
1252       inst = emit_minmax(BRW_CONDITIONAL_L, dst, op[0], op[1]);
1253       inst->saturate = instr->dest.saturate;
1254       break;
1255
1256    case nir_op_fmax:
1257    case nir_op_imax:
1258    case nir_op_umax:
1259       inst = emit_minmax(BRW_CONDITIONAL_GE, dst, op[0], op[1]);
1260       inst->saturate = instr->dest.saturate;
1261       break;
1262
1263    case nir_op_fddx:
1264    case nir_op_fddx_coarse:
1265    case nir_op_fddx_fine:
1266    case nir_op_fddy:
1267    case nir_op_fddy_coarse:
1268    case nir_op_fddy_fine:
1269       unreachable("derivatives are not valid in vertex shaders");
1270
1271    case nir_op_flt:
1272    case nir_op_ilt:
1273    case nir_op_ult:
1274    case nir_op_fge:
1275    case nir_op_ige:
1276    case nir_op_uge:
1277    case nir_op_feq:
1278    case nir_op_ieq:
1279    case nir_op_fne:
1280    case nir_op_ine:
1281       emit(CMP(dst, op[0], op[1],
1282                brw_conditional_for_nir_comparison(instr->op)));
1283       break;
1284
1285    case nir_op_ball_fequal2:
1286    case nir_op_ball_iequal2:
1287    case nir_op_ball_fequal3:
1288    case nir_op_ball_iequal3:
1289    case nir_op_ball_fequal4:
1290    case nir_op_ball_iequal4: {
1291       unsigned swiz =
1292          brw_swizzle_for_size(nir_op_infos[instr->op].input_sizes[0]);
1293
1294       emit(CMP(dst_null_d(), swizzle(op[0], swiz), swizzle(op[1], swiz),
1295                brw_conditional_for_nir_comparison(instr->op)));
1296       emit(MOV(dst, brw_imm_d(0)));
1297       inst = emit(MOV(dst, brw_imm_d(~0)));
1298       inst->predicate = BRW_PREDICATE_ALIGN16_ALL4H;
1299       break;
1300    }
1301
1302    case nir_op_bany_fnequal2:
1303    case nir_op_bany_inequal2:
1304    case nir_op_bany_fnequal3:
1305    case nir_op_bany_inequal3:
1306    case nir_op_bany_fnequal4:
1307    case nir_op_bany_inequal4: {
1308       unsigned swiz =
1309          brw_swizzle_for_size(nir_op_infos[instr->op].input_sizes[0]);
1310
1311       emit(CMP(dst_null_d(), swizzle(op[0], swiz), swizzle(op[1], swiz),
1312                brw_conditional_for_nir_comparison(instr->op)));
1313
1314       emit(MOV(dst, brw_imm_d(0)));
1315       inst = emit(MOV(dst, brw_imm_d(~0)));
1316       inst->predicate = BRW_PREDICATE_ALIGN16_ANY4H;
1317       break;
1318    }
1319
1320    case nir_op_inot:
1321       if (devinfo->gen >= 8) {
1322          op[0] = resolve_source_modifiers(op[0]);
1323       }
1324       emit(NOT(dst, op[0]));
1325       break;
1326
1327    case nir_op_ixor:
1328       if (devinfo->gen >= 8) {
1329          op[0] = resolve_source_modifiers(op[0]);
1330          op[1] = resolve_source_modifiers(op[1]);
1331       }
1332       emit(XOR(dst, op[0], op[1]));
1333       break;
1334
1335    case nir_op_ior:
1336       if (devinfo->gen >= 8) {
1337          op[0] = resolve_source_modifiers(op[0]);
1338          op[1] = resolve_source_modifiers(op[1]);
1339       }
1340       emit(OR(dst, op[0], op[1]));
1341       break;
1342
1343    case nir_op_iand:
1344       if (devinfo->gen >= 8) {
1345          op[0] = resolve_source_modifiers(op[0]);
1346          op[1] = resolve_source_modifiers(op[1]);
1347       }
1348       emit(AND(dst, op[0], op[1]));
1349       break;
1350
1351    case nir_op_b2i:
1352    case nir_op_b2f:
1353       emit(MOV(dst, negate(op[0])));
1354       break;
1355
1356    case nir_op_f2b:
1357       emit(CMP(dst, op[0], brw_imm_f(0.0f), BRW_CONDITIONAL_NZ));
1358       break;
1359
1360    case nir_op_i2b:
1361       emit(CMP(dst, op[0], brw_imm_d(0), BRW_CONDITIONAL_NZ));
1362       break;
1363
1364    case nir_op_fnoise1_1:
1365    case nir_op_fnoise1_2:
1366    case nir_op_fnoise1_3:
1367    case nir_op_fnoise1_4:
1368    case nir_op_fnoise2_1:
1369    case nir_op_fnoise2_2:
1370    case nir_op_fnoise2_3:
1371    case nir_op_fnoise2_4:
1372    case nir_op_fnoise3_1:
1373    case nir_op_fnoise3_2:
1374    case nir_op_fnoise3_3:
1375    case nir_op_fnoise3_4:
1376    case nir_op_fnoise4_1:
1377    case nir_op_fnoise4_2:
1378    case nir_op_fnoise4_3:
1379    case nir_op_fnoise4_4:
1380       unreachable("not reached: should be handled by lower_noise");
1381
1382    case nir_op_unpack_half_2x16_split_x:
1383    case nir_op_unpack_half_2x16_split_y:
1384    case nir_op_pack_half_2x16_split:
1385       unreachable("not reached: should not occur in vertex shader");
1386
1387    case nir_op_unpack_snorm_2x16:
1388    case nir_op_unpack_unorm_2x16:
1389    case nir_op_pack_snorm_2x16:
1390    case nir_op_pack_unorm_2x16:
1391       unreachable("not reached: should be handled by lower_packing_builtins");
1392
1393    case nir_op_pack_uvec4_to_uint:
1394       unreachable("not reached");
1395
1396    case nir_op_pack_uvec2_to_uint: {
1397       dst_reg tmp1 = dst_reg(this, glsl_type::uint_type);
1398       tmp1.writemask = WRITEMASK_X;
1399       op[0].swizzle = BRW_SWIZZLE_YYYY;
1400       emit(SHL(tmp1, op[0], src_reg(brw_imm_ud(16u))));
1401
1402       dst_reg tmp2 = dst_reg(this, glsl_type::uint_type);
1403       tmp2.writemask = WRITEMASK_X;
1404       op[0].swizzle = BRW_SWIZZLE_XXXX;
1405       emit(AND(tmp2, op[0], src_reg(brw_imm_ud(0xffffu))));
1406
1407       emit(OR(dst, src_reg(tmp1), src_reg(tmp2)));
1408       break;
1409    }
1410
1411    case nir_op_unpack_half_2x16:
1412       /* As NIR does not guarantee that we have a correct swizzle outside the
1413        * boundaries of a vector, and the implementation of emit_unpack_half_2x16
1414        * uses the source operand in an operation with WRITEMASK_Y while our
1415        * source operand has only size 1, it accessed incorrect data producing
1416        * regressions in Piglit. We repeat the swizzle of the first component on the
1417        * rest of components to avoid regressions. In the vec4_visitor IR code path
1418        * this is not needed because the operand has already the correct swizzle.
1419        */
1420       op[0].swizzle = brw_compose_swizzle(BRW_SWIZZLE_XXXX, op[0].swizzle);
1421       emit_unpack_half_2x16(dst, op[0]);
1422       break;
1423
1424    case nir_op_pack_half_2x16:
1425       emit_pack_half_2x16(dst, op[0]);
1426       break;
1427
1428    case nir_op_unpack_unorm_4x8:
1429       emit_unpack_unorm_4x8(dst, op[0]);
1430       break;
1431
1432    case nir_op_pack_unorm_4x8:
1433       emit_pack_unorm_4x8(dst, op[0]);
1434       break;
1435
1436    case nir_op_unpack_snorm_4x8:
1437       emit_unpack_snorm_4x8(dst, op[0]);
1438       break;
1439
1440    case nir_op_pack_snorm_4x8:
1441       emit_pack_snorm_4x8(dst, op[0]);
1442       break;
1443
1444    case nir_op_bitfield_reverse:
1445       emit(BFREV(dst, op[0]));
1446       break;
1447
1448    case nir_op_bit_count:
1449       emit(CBIT(dst, op[0]));
1450       break;
1451
1452    case nir_op_ufind_msb:
1453    case nir_op_ifind_msb: {
1454       emit(FBH(retype(dst, BRW_REGISTER_TYPE_UD), op[0]));
1455
1456       /* FBH counts from the MSB side, while GLSL's findMSB() wants the count
1457        * from the LSB side. If FBH didn't return an error (0xFFFFFFFF), then
1458        * subtract the result from 31 to convert the MSB count into an LSB count.
1459        */
1460       src_reg src(dst);
1461       emit(CMP(dst_null_d(), src, brw_imm_d(-1), BRW_CONDITIONAL_NZ));
1462
1463       inst = emit(ADD(dst, src, brw_imm_d(31)));
1464       inst->predicate = BRW_PREDICATE_NORMAL;
1465       inst->src[0].negate = true;
1466       break;
1467    }
1468
1469    case nir_op_find_lsb:
1470       emit(FBL(dst, op[0]));
1471       break;
1472
1473    case nir_op_ubitfield_extract:
1474    case nir_op_ibitfield_extract:
1475       unreachable("should have been lowered");
1476    case nir_op_ubfe:
1477    case nir_op_ibfe:
1478       op[0] = fix_3src_operand(op[0]);
1479       op[1] = fix_3src_operand(op[1]);
1480       op[2] = fix_3src_operand(op[2]);
1481
1482       emit(BFE(dst, op[2], op[1], op[0]));
1483       break;
1484
1485    case nir_op_bfm:
1486       emit(BFI1(dst, op[0], op[1]));
1487       break;
1488
1489    case nir_op_bfi:
1490       op[0] = fix_3src_operand(op[0]);
1491       op[1] = fix_3src_operand(op[1]);
1492       op[2] = fix_3src_operand(op[2]);
1493
1494       emit(BFI2(dst, op[0], op[1], op[2]));
1495       break;
1496
1497    case nir_op_bitfield_insert:
1498       unreachable("not reached: should have been lowered");
1499
1500    case nir_op_fsign:
1501       /* AND(val, 0x80000000) gives the sign bit.
1502        *
1503        * Predicated OR ORs 1.0 (0x3f800000) with the sign bit if val is not
1504        * zero.
1505        */
1506       emit(CMP(dst_null_f(), op[0], brw_imm_f(0.0f), BRW_CONDITIONAL_NZ));
1507
1508       op[0].type = BRW_REGISTER_TYPE_UD;
1509       dst.type = BRW_REGISTER_TYPE_UD;
1510       emit(AND(dst, op[0], brw_imm_ud(0x80000000u)));
1511
1512       inst = emit(OR(dst, src_reg(dst), brw_imm_ud(0x3f800000u)));
1513       inst->predicate = BRW_PREDICATE_NORMAL;
1514       dst.type = BRW_REGISTER_TYPE_F;
1515
1516       if (instr->dest.saturate) {
1517          inst = emit(MOV(dst, src_reg(dst)));
1518          inst->saturate = true;
1519       }
1520       break;
1521
1522    case nir_op_isign:
1523       /*  ASR(val, 31) -> negative val generates 0xffffffff (signed -1).
1524        *               -> non-negative val generates 0x00000000.
1525        *  Predicated OR sets 1 if val is positive.
1526        */
1527       emit(CMP(dst_null_d(), op[0], brw_imm_d(0), BRW_CONDITIONAL_G));
1528       emit(ASR(dst, op[0], brw_imm_d(31)));
1529       inst = emit(OR(dst, src_reg(dst), brw_imm_d(1)));
1530       inst->predicate = BRW_PREDICATE_NORMAL;
1531       break;
1532
1533    case nir_op_ishl:
1534       emit(SHL(dst, op[0], op[1]));
1535       break;
1536
1537    case nir_op_ishr:
1538       emit(ASR(dst, op[0], op[1]));
1539       break;
1540
1541    case nir_op_ushr:
1542       emit(SHR(dst, op[0], op[1]));
1543       break;
1544
1545    case nir_op_ffma:
1546       op[0] = fix_3src_operand(op[0]);
1547       op[1] = fix_3src_operand(op[1]);
1548       op[2] = fix_3src_operand(op[2]);
1549
1550       inst = emit(MAD(dst, op[2], op[1], op[0]));
1551       inst->saturate = instr->dest.saturate;
1552       break;
1553
1554    case nir_op_flrp:
1555       inst = emit_lrp(dst, op[0], op[1], op[2]);
1556       inst->saturate = instr->dest.saturate;
1557       break;
1558
1559    case nir_op_bcsel:
1560       enum brw_predicate predicate;
1561       if (!optimize_predicate(instr, &predicate)) {
1562          emit(CMP(dst_null_d(), op[0], brw_imm_d(0), BRW_CONDITIONAL_NZ));
1563          switch (dst.writemask) {
1564          case WRITEMASK_X:
1565             predicate = BRW_PREDICATE_ALIGN16_REPLICATE_X;
1566             break;
1567          case WRITEMASK_Y:
1568             predicate = BRW_PREDICATE_ALIGN16_REPLICATE_Y;
1569             break;
1570          case WRITEMASK_Z:
1571             predicate = BRW_PREDICATE_ALIGN16_REPLICATE_Z;
1572             break;
1573          case WRITEMASK_W:
1574             predicate = BRW_PREDICATE_ALIGN16_REPLICATE_W;
1575             break;
1576          default:
1577             predicate = BRW_PREDICATE_NORMAL;
1578             break;
1579          }
1580       }
1581       inst = emit(BRW_OPCODE_SEL, dst, op[1], op[2]);
1582       inst->predicate = predicate;
1583       break;
1584
1585    case nir_op_fdot_replicated2:
1586       inst = emit(BRW_OPCODE_DP2, dst, op[0], op[1]);
1587       inst->saturate = instr->dest.saturate;
1588       break;
1589
1590    case nir_op_fdot_replicated3:
1591       inst = emit(BRW_OPCODE_DP3, dst, op[0], op[1]);
1592       inst->saturate = instr->dest.saturate;
1593       break;
1594
1595    case nir_op_fdot_replicated4:
1596       inst = emit(BRW_OPCODE_DP4, dst, op[0], op[1]);
1597       inst->saturate = instr->dest.saturate;
1598       break;
1599
1600    case nir_op_fdph_replicated:
1601       inst = emit(BRW_OPCODE_DPH, dst, op[0], op[1]);
1602       inst->saturate = instr->dest.saturate;
1603       break;
1604
1605    case nir_op_fabs:
1606    case nir_op_iabs:
1607    case nir_op_fneg:
1608    case nir_op_ineg:
1609    case nir_op_fsat:
1610       unreachable("not reached: should be lowered by lower_source mods");
1611
1612    case nir_op_fdiv:
1613       unreachable("not reached: should be lowered by DIV_TO_MUL_RCP in the compiler");
1614
1615    case nir_op_fmod:
1616       unreachable("not reached: should be lowered by MOD_TO_FLOOR in the compiler");
1617
1618    case nir_op_fsub:
1619    case nir_op_isub:
1620       unreachable("not reached: should be handled by ir_sub_to_add_neg");
1621
1622    default:
1623       unreachable("Unimplemented ALU operation");
1624    }
1625
1626    /* If we need to do a boolean resolve, replace the result with -(x & 1)
1627     * to sign extend the low bit to 0/~0
1628     */
1629    if (devinfo->gen <= 5 &&
1630        (instr->instr.pass_flags & BRW_NIR_BOOLEAN_MASK) ==
1631        BRW_NIR_BOOLEAN_NEEDS_RESOLVE) {
1632       dst_reg masked = dst_reg(this, glsl_type::int_type);
1633       masked.writemask = dst.writemask;
1634       emit(AND(masked, src_reg(dst), brw_imm_d(1)));
1635       src_reg masked_neg = src_reg(masked);
1636       masked_neg.negate = true;
1637       emit(MOV(retype(dst, BRW_REGISTER_TYPE_D), masked_neg));
1638    }
1639 }
1640
1641 void
1642 vec4_visitor::nir_emit_jump(nir_jump_instr *instr)
1643 {
1644    switch (instr->type) {
1645    case nir_jump_break:
1646       emit(BRW_OPCODE_BREAK);
1647       break;
1648
1649    case nir_jump_continue:
1650       emit(BRW_OPCODE_CONTINUE);
1651       break;
1652
1653    case nir_jump_return:
1654    default:
1655       unreachable("unknown jump");
1656    }
1657 }
1658
1659 enum ir_texture_opcode
1660 ir_texture_opcode_for_nir_texop(nir_texop texop)
1661 {
1662    enum ir_texture_opcode op;
1663
1664    switch (texop) {
1665    case nir_texop_lod: op = ir_lod; break;
1666    case nir_texop_query_levels: op = ir_query_levels; break;
1667    case nir_texop_texture_samples: op = ir_texture_samples; break;
1668    case nir_texop_tex: op = ir_tex; break;
1669    case nir_texop_tg4: op = ir_tg4; break;
1670    case nir_texop_txb: op = ir_txb; break;
1671    case nir_texop_txd: op = ir_txd; break;
1672    case nir_texop_txf: op = ir_txf; break;
1673    case nir_texop_txf_ms: op = ir_txf_ms; break;
1674    case nir_texop_txl: op = ir_txl; break;
1675    case nir_texop_txs: op = ir_txs; break;
1676    case nir_texop_samples_identical: op = ir_samples_identical; break;
1677    default:
1678       unreachable("unknown texture opcode");
1679    }
1680
1681    return op;
1682 }
1683 const glsl_type *
1684 glsl_type_for_nir_alu_type(nir_alu_type alu_type,
1685                            unsigned components)
1686 {
1687    switch (alu_type) {
1688    case nir_type_float:
1689       return glsl_type::vec(components);
1690    case nir_type_int:
1691       return glsl_type::ivec(components);
1692    case nir_type_uint:
1693       return glsl_type::uvec(components);
1694    case nir_type_bool:
1695       return glsl_type::bvec(components);
1696    default:
1697       return glsl_type::error_type;
1698    }
1699
1700    return glsl_type::error_type;
1701 }
1702
1703 void
1704 vec4_visitor::nir_emit_texture(nir_tex_instr *instr)
1705 {
1706    unsigned texture = instr->texture_index;
1707    unsigned sampler = instr->sampler_index;
1708    src_reg texture_reg = brw_imm_ud(texture);
1709    src_reg sampler_reg = brw_imm_ud(sampler);
1710    src_reg coordinate;
1711    const glsl_type *coord_type = NULL;
1712    src_reg shadow_comparitor;
1713    src_reg offset_value;
1714    src_reg lod, lod2;
1715    src_reg sample_index;
1716    src_reg mcs;
1717
1718    const glsl_type *dest_type =
1719       glsl_type_for_nir_alu_type(instr->dest_type,
1720                                  nir_tex_instr_dest_size(instr));
1721    dst_reg dest = get_nir_dest(instr->dest, instr->dest_type);
1722
1723    /* Our hardware requires a LOD for buffer textures */
1724    if (instr->sampler_dim == GLSL_SAMPLER_DIM_BUF)
1725       lod = brw_imm_d(0);
1726
1727    /* Load the texture operation sources */
1728    uint32_t constant_offset = 0;
1729    for (unsigned i = 0; i < instr->num_srcs; i++) {
1730       switch (instr->src[i].src_type) {
1731       case nir_tex_src_comparitor:
1732          shadow_comparitor = get_nir_src(instr->src[i].src,
1733                                          BRW_REGISTER_TYPE_F, 1);
1734          break;
1735
1736       case nir_tex_src_coord: {
1737          unsigned src_size = nir_tex_instr_src_size(instr, i);
1738
1739          switch (instr->op) {
1740          case nir_texop_txf:
1741          case nir_texop_txf_ms:
1742          case nir_texop_samples_identical:
1743             coordinate = get_nir_src(instr->src[i].src, BRW_REGISTER_TYPE_D,
1744                                      src_size);
1745             coord_type = glsl_type::ivec(src_size);
1746             break;
1747
1748          default:
1749             coordinate = get_nir_src(instr->src[i].src, BRW_REGISTER_TYPE_F,
1750                                      src_size);
1751             coord_type = glsl_type::vec(src_size);
1752             break;
1753          }
1754          break;
1755       }
1756
1757       case nir_tex_src_ddx:
1758          lod = get_nir_src(instr->src[i].src, BRW_REGISTER_TYPE_F,
1759                            nir_tex_instr_src_size(instr, i));
1760          break;
1761
1762       case nir_tex_src_ddy:
1763          lod2 = get_nir_src(instr->src[i].src, BRW_REGISTER_TYPE_F,
1764                            nir_tex_instr_src_size(instr, i));
1765          break;
1766
1767       case nir_tex_src_lod:
1768          switch (instr->op) {
1769          case nir_texop_txs:
1770          case nir_texop_txf:
1771             lod = get_nir_src(instr->src[i].src, BRW_REGISTER_TYPE_D, 1);
1772             break;
1773
1774          default:
1775             lod = get_nir_src(instr->src[i].src, BRW_REGISTER_TYPE_F, 1);
1776             break;
1777          }
1778          break;
1779
1780       case nir_tex_src_ms_index: {
1781          sample_index = get_nir_src(instr->src[i].src, BRW_REGISTER_TYPE_D, 1);
1782          break;
1783       }
1784
1785       case nir_tex_src_offset: {
1786          nir_const_value *const_offset =
1787             nir_src_as_const_value(instr->src[i].src);
1788          if (const_offset) {
1789             constant_offset = brw_texture_offset(const_offset->i, 3);
1790          } else {
1791             offset_value =
1792                get_nir_src(instr->src[i].src, BRW_REGISTER_TYPE_D, 2);
1793          }
1794          break;
1795       }
1796
1797       case nir_tex_src_texture_offset: {
1798          /* The highest texture which may be used by this operation is
1799           * the last element of the array. Mark it here, because the generator
1800           * doesn't have enough information to determine the bound.
1801           */
1802          uint32_t array_size = instr->texture_array_size;
1803          uint32_t max_used = texture + array_size - 1;
1804          if (instr->op == nir_texop_tg4) {
1805             max_used += prog_data->base.binding_table.gather_texture_start;
1806          } else {
1807             max_used += prog_data->base.binding_table.texture_start;
1808          }
1809
1810          brw_mark_surface_used(&prog_data->base, max_used);
1811
1812          /* Emit code to evaluate the actual indexing expression */
1813          src_reg src = get_nir_src(instr->src[i].src, 1);
1814          src_reg temp(this, glsl_type::uint_type);
1815          emit(ADD(dst_reg(temp), src, brw_imm_ud(texture)));
1816          texture_reg = emit_uniformize(temp);
1817          break;
1818       }
1819
1820       case nir_tex_src_sampler_offset: {
1821          /* Emit code to evaluate the actual indexing expression */
1822          src_reg src = get_nir_src(instr->src[i].src, 1);
1823          src_reg temp(this, glsl_type::uint_type);
1824          emit(ADD(dst_reg(temp), src, brw_imm_ud(sampler)));
1825          sampler_reg = emit_uniformize(temp);
1826          break;
1827       }
1828
1829       case nir_tex_src_projector:
1830          unreachable("Should be lowered by do_lower_texture_projection");
1831
1832       case nir_tex_src_bias:
1833          unreachable("LOD bias is not valid for vertex shaders.\n");
1834
1835       default:
1836          unreachable("unknown texture source");
1837       }
1838    }
1839
1840    if (instr->op == nir_texop_txf_ms ||
1841        instr->op == nir_texop_samples_identical) {
1842       assert(coord_type != NULL);
1843       if (devinfo->gen >= 7 &&
1844           key_tex->compressed_multisample_layout_mask & (1 << texture)) {
1845          mcs = emit_mcs_fetch(coord_type, coordinate, texture_reg);
1846       } else {
1847          mcs = brw_imm_ud(0u);
1848       }
1849    }
1850
1851    /* Stuff the channel select bits in the top of the texture offset */
1852    if (instr->op == nir_texop_tg4) {
1853       if (instr->component == 1 &&
1854           (key_tex->gather_channel_quirk_mask & (1 << texture))) {
1855          /* gather4 sampler is broken for green channel on RG32F --
1856           * we must ask for blue instead.
1857           */
1858          constant_offset |= 2 << 16;
1859       } else {
1860          constant_offset |= instr->component << 16;
1861       }
1862    }
1863
1864    ir_texture_opcode op = ir_texture_opcode_for_nir_texop(instr->op);
1865
1866    bool is_cube_array =
1867       instr->op == nir_texop_txs &&
1868       instr->sampler_dim == GLSL_SAMPLER_DIM_CUBE &&
1869       instr->is_array;
1870
1871    emit_texture(op, dest, dest_type, coordinate, instr->coord_components,
1872                 shadow_comparitor,
1873                 lod, lod2, sample_index,
1874                 constant_offset, offset_value,
1875                 mcs, is_cube_array,
1876                 texture, texture_reg, sampler, sampler_reg);
1877 }
1878
1879 void
1880 vec4_visitor::nir_emit_undef(nir_ssa_undef_instr *instr)
1881 {
1882    nir_ssa_values[instr->def.index] = dst_reg(VGRF, alloc.allocate(1));
1883 }
1884
1885 }