OSDN Git Service

nir/spirv: Handle compute shared atomics
[android-x86/external-mesa.git] / src / mesa / drivers / dri / i965 / brw_vec4_tcs.cpp
1 /*
2  * Copyright © 2013 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
21  * DEALINGS IN THE SOFTWARE.
22  */
23
24 /**
25  * \file brw_vec4_tcs.cpp
26  *
27  * Tessellaton control shader specific code derived from the vec4_visitor class.
28  */
29
30 #include "brw_nir.h"
31 #include "brw_vec4_tcs.h"
32
33 namespace brw {
34
35 vec4_tcs_visitor::vec4_tcs_visitor(const struct brw_compiler *compiler,
36                                    void *log_data,
37                                    const struct brw_tcs_prog_key *key,
38                                    struct brw_tcs_prog_data *prog_data,
39                                    const nir_shader *nir,
40                                    void *mem_ctx,
41                                    int shader_time_index,
42                                    const struct brw_vue_map *input_vue_map)
43    : vec4_visitor(compiler, log_data, &key->tex, &prog_data->base,
44                   nir, mem_ctx, false, shader_time_index),
45      input_vue_map(input_vue_map), key(key)
46 {
47 }
48
49
50 void
51 vec4_tcs_visitor::emit_nir_code()
52 {
53    if (key->program_string_id != 0) {
54       /* We have a real application-supplied TCS, emit real code. */
55       vec4_visitor::emit_nir_code();
56    } else {
57       /* There is no TCS; automatically generate a passthrough shader
58        * that writes the API-specified default tessellation levels and
59        * copies VS outputs to TES inputs.
60        */
61       uniforms = 2;
62       uniform_size[0] = 1;
63       uniform_size[1] = 1;
64
65       uint64_t varyings = key->outputs_written;
66
67       src_reg vertex_offset(this, glsl_type::uint_type);
68       emit(MUL(dst_reg(vertex_offset), invocation_id,
69                brw_imm_ud(prog_data->vue_map.num_per_vertex_slots)));
70
71       while (varyings != 0) {
72          const int varying = ffsll(varyings) - 1;
73
74          unsigned in_offset = input_vue_map->varying_to_slot[varying];
75          unsigned out_offset = prog_data->vue_map.varying_to_slot[varying];
76          assert(out_offset >= 2);
77
78          dst_reg val(this, glsl_type::vec4_type);
79          emit_input_urb_read(val, invocation_id, in_offset, src_reg());
80          emit_urb_write(src_reg(val), WRITEMASK_XYZW, out_offset,
81                         vertex_offset);
82
83          varyings &= ~BITFIELD64_BIT(varying);
84       }
85
86       /* Only write the tessellation factors from invocation 0.
87        * There's no point in making other threads do redundant work.
88        */
89       emit(CMP(dst_null_d(), invocation_id, brw_imm_ud(0),
90                BRW_CONDITIONAL_EQ));
91       emit(IF(BRW_PREDICATE_NORMAL));
92       emit_urb_write(src_reg(UNIFORM, 0, glsl_type::vec4_type),
93                      WRITEMASK_XYZW, 0, src_reg());
94       emit_urb_write(src_reg(UNIFORM, 1, glsl_type::vec4_type),
95                      WRITEMASK_XYZW, 1, src_reg());
96       emit(BRW_OPCODE_ENDIF);
97    }
98 }
99
100 void
101 vec4_tcs_visitor::nir_setup_system_value_intrinsic(nir_intrinsic_instr *instr)
102 {
103 }
104
105 dst_reg *
106 vec4_tcs_visitor::make_reg_for_system_value(int location, const glsl_type *type)
107 {
108    return NULL;
109 }
110
111
112 void
113 vec4_tcs_visitor::setup_payload()
114 {
115    int reg = 0;
116
117    /* The payload always contains important data in r0, which contains
118     * the URB handles that are passed on to the URB write at the end
119     * of the thread.
120     */
121    reg++;
122
123    /* r1.0 - r4.7 may contain the input control point URB handles,
124     * which we use to pull vertex data.
125     */
126    reg += 4;
127
128    /* Push constants may start at r5.0 */
129    reg = setup_uniforms(reg);
130
131    this->first_non_payload_grf = reg;
132 }
133
134
135 void
136 vec4_tcs_visitor::emit_prolog()
137 {
138    invocation_id = src_reg(this, glsl_type::uint_type);
139    emit(TCS_OPCODE_GET_INSTANCE_ID, dst_reg(invocation_id));
140
141    /* HS threads are dispatched with the dispatch mask set to 0xFF.
142     * If there are an odd number of output vertices, then the final
143     * HS instance dispatched will only have its bottom half doing real
144     * work, and so we need to disable the upper half:
145     */
146    if (nir->info.tcs.vertices_out % 2) {
147       emit(CMP(dst_null_d(), invocation_id,
148                brw_imm_ud(nir->info.tcs.vertices_out), BRW_CONDITIONAL_L));
149
150       /* Matching ENDIF is in emit_thread_end() */
151       emit(IF(BRW_PREDICATE_NORMAL));
152    }
153 }
154
155
156 void
157 vec4_tcs_visitor::emit_thread_end()
158 {
159    vec4_instruction *inst;
160    current_annotation = "thread end";
161
162    if (nir->info.tcs.vertices_out % 2) {
163       emit(BRW_OPCODE_ENDIF);
164    }
165
166    if (devinfo->gen == 7) {
167       struct brw_tcs_prog_data *tcs_prog_data =
168          (struct brw_tcs_prog_data *) prog_data;
169
170       current_annotation = "release input vertices";
171
172       /* Synchronize all threads, so we know that no one is still
173        * using the input URB handles.
174        */
175       if (tcs_prog_data->instances > 1) {
176          dst_reg header = dst_reg(this, glsl_type::uvec4_type);
177          emit(TCS_OPCODE_CREATE_BARRIER_HEADER, header);
178          emit(SHADER_OPCODE_BARRIER, dst_null_ud(), src_reg(header));
179       }
180
181       /* Make thread 0 (invocations <1, 0>) release pairs of ICP handles.
182        * We want to compare the bottom half of invocation_id with 0, but
183        * use that truth value for the top half as well.  Unfortunately,
184        * we don't have stride in the vec4 world, nor UV immediates in
185        * align16, so we need an opcode to get invocation_id<0,4,0>.
186        */
187       emit(TCS_OPCODE_SRC0_010_IS_ZERO, dst_null_d(), invocation_id);
188       emit(IF(BRW_PREDICATE_NORMAL));
189       for (unsigned i = 0; i < key->input_vertices; i += 2) {
190          /* If we have an odd number of input vertices, the last will be
191           * unpaired.  We don't want to use an interleaved URB write in
192           * that case.
193           */
194          const bool is_unpaired = i == key->input_vertices - 1;
195
196          dst_reg header(this, glsl_type::uvec4_type);
197          emit(TCS_OPCODE_RELEASE_INPUT, header, brw_imm_ud(i),
198               brw_imm_ud(is_unpaired));
199       }
200       emit(BRW_OPCODE_ENDIF);
201    }
202
203    if (unlikely(INTEL_DEBUG & DEBUG_SHADER_TIME))
204       emit_shader_time_end();
205
206    inst = emit(TCS_OPCODE_THREAD_END);
207    inst->base_mrf = 14;
208    inst->mlen = 1;
209 }
210
211
212 void
213 vec4_tcs_visitor::emit_input_urb_read(const dst_reg &dst,
214                                       const src_reg &vertex_index,
215                                       unsigned base_offset,
216                                       const src_reg &indirect_offset)
217 {
218    vec4_instruction *inst;
219    dst_reg temp(this, glsl_type::ivec4_type);
220    temp.type = dst.type;
221
222    /* Set up the message header to reference the proper parts of the URB */
223    dst_reg header = dst_reg(this, glsl_type::uvec4_type);
224    inst = emit(TCS_OPCODE_SET_INPUT_URB_OFFSETS, header, vertex_index,
225                indirect_offset);
226    inst->force_writemask_all = true;
227
228    /* Read into a temporary, ignoring writemasking. */
229    inst = emit(VEC4_OPCODE_URB_READ, temp, src_reg(header));
230    inst->offset = base_offset;
231    inst->mlen = 1;
232    inst->base_mrf = -1;
233
234    /* Copy the temporary to the destination to deal with writemasking.
235     *
236     * Also attempt to deal with gl_PointSize being in the .w component.
237     */
238    if (inst->offset == 0 && indirect_offset.file == BAD_FILE) {
239       emit(MOV(dst, swizzle(src_reg(temp), BRW_SWIZZLE_WWWW)));
240    } else {
241       emit(MOV(dst, src_reg(temp)));
242    }
243 }
244
245 void
246 vec4_tcs_visitor::emit_output_urb_read(const dst_reg &dst,
247                                        unsigned base_offset,
248                                        const src_reg &indirect_offset)
249 {
250    vec4_instruction *inst;
251
252    /* Set up the message header to reference the proper parts of the URB */
253    dst_reg header = dst_reg(this, glsl_type::uvec4_type);
254    inst = emit(TCS_OPCODE_SET_OUTPUT_URB_OFFSETS, header,
255                brw_imm_ud(dst.writemask), indirect_offset);
256    inst->force_writemask_all = true;
257
258    /* Read into a temporary, ignoring writemasking. */
259    vec4_instruction *read = emit(VEC4_OPCODE_URB_READ, dst, src_reg(header));
260    read->offset = base_offset;
261    read->mlen = 1;
262    read->base_mrf = -1;
263 }
264
265 void
266 vec4_tcs_visitor::emit_urb_write(const src_reg &value,
267                                  unsigned writemask,
268                                  unsigned base_offset,
269                                  const src_reg &indirect_offset)
270 {
271    if (writemask == 0)
272       return;
273
274    src_reg message(this, glsl_type::uvec4_type, 2);
275    vec4_instruction *inst;
276
277    inst = emit(TCS_OPCODE_SET_OUTPUT_URB_OFFSETS, dst_reg(message),
278                brw_imm_ud(writemask), indirect_offset);
279    inst->force_writemask_all = true;
280    inst = emit(MOV(offset(dst_reg(retype(message, value.type)), 1), value));
281    inst->force_writemask_all = true;
282
283    inst = emit(TCS_OPCODE_URB_WRITE, dst_null_f(), message);
284    inst->offset = base_offset;
285    inst->mlen = 2;
286    inst->base_mrf = -1;
287 }
288
289 static unsigned
290 tesslevel_outer_components(GLenum tes_primitive_mode)
291 {
292    switch (tes_primitive_mode) {
293    case GL_QUADS:
294       return 4;
295    case GL_TRIANGLES:
296       return 3;
297    case GL_ISOLINES:
298       return 2;
299    default:
300       unreachable("Bogus tessellation domain");
301    }
302    return 0;
303 }
304
305 static unsigned
306 tesslevel_inner_components(GLenum tes_primitive_mode)
307 {
308    switch (tes_primitive_mode) {
309    case GL_QUADS:
310       return 2;
311    case GL_TRIANGLES:
312       return 1;
313    case GL_ISOLINES:
314       return 0;
315    default:
316       unreachable("Bogus tessellation domain");
317    }
318    return 0;
319 }
320
321 /**
322  * Given a normal .xyzw writemask, convert it to a writemask for a vector
323  * that's stored backwards, i.e. .wzyx.
324  */
325 static unsigned
326 writemask_for_backwards_vector(unsigned mask)
327 {
328    unsigned new_mask = 0;
329
330    for (int i = 0; i < 4; i++)
331       new_mask |= ((mask >> i) & 1) << (3 - i);
332
333    return new_mask;
334 }
335
336 void
337 vec4_tcs_visitor::nir_emit_intrinsic(nir_intrinsic_instr *instr)
338 {
339    switch (instr->intrinsic) {
340    case nir_intrinsic_load_invocation_id:
341       emit(MOV(get_nir_dest(instr->dest, BRW_REGISTER_TYPE_UD),
342                invocation_id));
343       break;
344    case nir_intrinsic_load_primitive_id:
345       emit(TCS_OPCODE_GET_PRIMITIVE_ID,
346            get_nir_dest(instr->dest, BRW_REGISTER_TYPE_UD));
347       break;
348    case nir_intrinsic_load_patch_vertices_in:
349       emit(MOV(get_nir_dest(instr->dest, BRW_REGISTER_TYPE_D),
350                brw_imm_d(key->input_vertices)));
351       break;
352    case nir_intrinsic_load_per_vertex_input: {
353       src_reg indirect_offset = get_indirect_offset(instr);
354       unsigned imm_offset = instr->const_index[0];
355
356       nir_const_value *vertex_const = nir_src_as_const_value(instr->src[0]);
357       src_reg vertex_index =
358          vertex_const ? src_reg(brw_imm_ud(vertex_const->u[0]))
359                       : get_nir_src(instr->src[0], BRW_REGISTER_TYPE_UD, 1);
360
361       dst_reg dst = get_nir_dest(instr->dest, BRW_REGISTER_TYPE_D);
362       dst.writemask = brw_writemask_for_size(instr->num_components);
363
364       emit_input_urb_read(dst, vertex_index, imm_offset, indirect_offset);
365       break;
366    }
367    case nir_intrinsic_load_input:
368       unreachable("nir_lower_io should use load_per_vertex_input intrinsics");
369       break;
370    case nir_intrinsic_load_output:
371    case nir_intrinsic_load_per_vertex_output: {
372       src_reg indirect_offset = get_indirect_offset(instr);
373       unsigned imm_offset = instr->const_index[0];;
374
375       dst_reg dst = get_nir_dest(instr->dest, BRW_REGISTER_TYPE_D);
376       dst.writemask = brw_writemask_for_size(instr->num_components);
377
378       if (imm_offset == 0 && indirect_offset.file == BAD_FILE) {
379          dst.type = BRW_REGISTER_TYPE_F;
380
381          /* This is a read of gl_TessLevelInner[], which lives in the
382           * Patch URB header.  The layout depends on the domain.
383           */
384          switch (key->tes_primitive_mode) {
385          case GL_QUADS: {
386             /* DWords 3-2 (reversed); use offset 0 and WZYX swizzle. */
387             dst_reg tmp(this, glsl_type::vec4_type);
388             emit_output_urb_read(tmp, 0, src_reg());
389             emit(MOV(writemask(dst, WRITEMASK_XY),
390                      swizzle(src_reg(tmp), BRW_SWIZZLE_WZYX)));
391             break;
392          }
393          case GL_TRIANGLES:
394             /* DWord 4; use offset 1 but normal swizzle/writemask. */
395             emit_output_urb_read(writemask(dst, WRITEMASK_X), 1, src_reg());
396             break;
397          case GL_ISOLINES:
398             /* All channels are undefined. */
399             return;
400          default:
401             unreachable("Bogus tessellation domain");
402          }
403       } else if (imm_offset == 1 && indirect_offset.file == BAD_FILE) {
404          dst.type = BRW_REGISTER_TYPE_F;
405
406          /* This is a read of gl_TessLevelOuter[], which lives in the
407           * high 4 DWords of the Patch URB header, in reverse order.
408           */
409          switch (key->tes_primitive_mode) {
410          case GL_QUADS:
411             dst.writemask = WRITEMASK_XYZW;
412             break;
413          case GL_TRIANGLES:
414             dst.writemask = WRITEMASK_XYZ;
415             break;
416          case GL_ISOLINES:
417             dst.writemask = WRITEMASK_XY;
418             return;
419          default:
420             unreachable("Bogus tessellation domain");
421          }
422
423          dst_reg tmp(this, glsl_type::vec4_type);
424          emit_output_urb_read(tmp, 1, src_reg());
425          emit(MOV(dst, swizzle(src_reg(tmp), BRW_SWIZZLE_WZYX)));
426       } else {
427          emit_output_urb_read(dst, imm_offset, indirect_offset);
428       }
429       break;
430    }
431    case nir_intrinsic_store_output:
432    case nir_intrinsic_store_per_vertex_output: {
433       src_reg value = get_nir_src(instr->src[0]);
434       unsigned mask = instr->const_index[1];
435       unsigned swiz = BRW_SWIZZLE_XYZW;
436
437       src_reg indirect_offset = get_indirect_offset(instr);
438       unsigned imm_offset = instr->const_index[0];
439
440       if (imm_offset == 0 && indirect_offset.file == BAD_FILE) {
441          value.type = BRW_REGISTER_TYPE_F;
442
443          mask &= (1 << tesslevel_inner_components(key->tes_primitive_mode)) - 1;
444
445          /* This is a write to gl_TessLevelInner[], which lives in the
446           * Patch URB header.  The layout depends on the domain.
447           */
448          switch (key->tes_primitive_mode) {
449          case GL_QUADS:
450             /* gl_TessLevelInner[].xy lives at DWords 3-2 (reversed).
451              * We use an XXYX swizzle to reverse put .xy in the .wz
452              * channels, and use a .zw writemask.
453              */
454             swiz = BRW_SWIZZLE4(0, 0, 1, 0);
455             mask = writemask_for_backwards_vector(mask);
456             break;
457          case GL_TRIANGLES:
458             /* gl_TessLevelInner[].x lives at DWord 4, so we set the
459              * writemask to X and bump the URB offset by 1.
460              */
461             imm_offset = 1;
462             break;
463          case GL_ISOLINES:
464             /* Skip; gl_TessLevelInner[] doesn't exist for isolines. */
465             return;
466          default:
467             unreachable("Bogus tessellation domain");
468          }
469       } else if (imm_offset == 1 && indirect_offset.file == BAD_FILE) {
470          value.type = BRW_REGISTER_TYPE_F;
471
472          mask &= (1 << tesslevel_outer_components(key->tes_primitive_mode)) - 1;
473
474          /* This is a write to gl_TessLevelOuter[] which lives in the
475           * Patch URB Header at DWords 4-7.  However, it's reversed, so
476           * instead of .xyzw we have .wzyx.
477           */
478          swiz = BRW_SWIZZLE_WZYX;
479          mask = writemask_for_backwards_vector(mask);
480       }
481
482       emit_urb_write(swizzle(value, swiz), mask,
483                      imm_offset, indirect_offset);
484       break;
485    }
486
487    case nir_intrinsic_barrier: {
488       dst_reg header = dst_reg(this, glsl_type::uvec4_type);
489       emit(TCS_OPCODE_CREATE_BARRIER_HEADER, header);
490       emit(SHADER_OPCODE_BARRIER, dst_null_ud(), src_reg(header));
491       break;
492    }
493
494    default:
495       vec4_visitor::nir_emit_intrinsic(instr);
496    }
497 }
498
499
500 extern "C" const unsigned *
501 brw_compile_tcs(const struct brw_compiler *compiler,
502                 void *log_data,
503                 void *mem_ctx,
504                 const struct brw_tcs_prog_key *key,
505                 struct brw_tcs_prog_data *prog_data,
506                 const nir_shader *src_shader,
507                 int shader_time_index,
508                 unsigned *final_assembly_size,
509                 char **error_str)
510 {
511    const struct brw_device_info *devinfo = compiler->devinfo;
512    struct brw_vue_prog_data *vue_prog_data = &prog_data->base;
513    const bool is_scalar = compiler->scalar_stage[MESA_SHADER_TESS_CTRL];
514
515    nir_shader *nir = nir_shader_clone(mem_ctx, src_shader);
516    nir = brw_nir_apply_sampler_key(nir, devinfo, &key->tex, is_scalar);
517    nir->info.outputs_written = key->outputs_written;
518    nir->info.patch_outputs_written = key->patch_outputs_written;
519    nir = brw_nir_lower_io(nir, compiler->devinfo, is_scalar);
520    nir = brw_postprocess_nir(nir, compiler->devinfo, is_scalar);
521
522    prog_data->instances = DIV_ROUND_UP(nir->info.tcs.vertices_out, 2);
523
524    brw_compute_tess_vue_map(&vue_prog_data->vue_map,
525                             nir->info.outputs_written,
526                             nir->info.patch_outputs_written);
527
528    /* Compute URB entry size.  The maximum allowed URB entry size is 32k.
529     * That divides up as follows:
530     *
531     *     32 bytes for the patch header (tessellation factors)
532     *    480 bytes for per-patch varyings (a varying component is 4 bytes and
533     *              gl_MaxTessPatchComponents = 120)
534     *  16384 bytes for per-vertex varyings (a varying component is 4 bytes,
535     *              gl_MaxPatchVertices = 32 and
536     *              gl_MaxTessControlOutputComponents = 128)
537     *
538     *  15808 bytes left for varying packing overhead
539     */
540    const int num_per_patch_slots = vue_prog_data->vue_map.num_per_patch_slots;
541    const int num_per_vertex_slots = vue_prog_data->vue_map.num_per_vertex_slots;
542    unsigned output_size_bytes = 0;
543    /* Note that the patch header is counted in num_per_patch_slots. */
544    output_size_bytes += num_per_patch_slots * 16;
545    output_size_bytes += nir->info.tcs.vertices_out * num_per_vertex_slots * 16;
546
547    assert(output_size_bytes >= 1);
548    if (output_size_bytes > GEN7_MAX_HS_URB_ENTRY_SIZE_BYTES)
549       return false;
550
551    /* URB entry sizes are stored as a multiple of 64 bytes. */
552    vue_prog_data->urb_entry_size = ALIGN(output_size_bytes, 64) / 64;
553
554    struct brw_vue_map input_vue_map;
555    brw_compute_vue_map(devinfo, &input_vue_map,
556                        nir->info.inputs_read & ~VARYING_BIT_PRIMITIVE_ID,
557                        true);
558
559    /* HS does not use the usual payload pushing from URB to GRFs,
560     * because we don't have enough registers for a full-size payload, and
561     * the hardware is broken on Haswell anyway.
562     */
563    vue_prog_data->urb_read_length = 0;
564
565    if (unlikely(INTEL_DEBUG & DEBUG_TCS)) {
566       fprintf(stderr, "TCS Input ");
567       brw_print_vue_map(stderr, &input_vue_map);
568       fprintf(stderr, "TCS Output ");
569       brw_print_vue_map(stderr, &vue_prog_data->vue_map);
570    }
571
572    vec4_tcs_visitor v(compiler, log_data, key, prog_data,
573                       nir, mem_ctx, shader_time_index, &input_vue_map);
574    if (!v.run()) {
575       if (error_str)
576          *error_str = ralloc_strdup(mem_ctx, v.fail_msg);
577       return NULL;
578    }
579
580    if (unlikely(INTEL_DEBUG & DEBUG_TCS))
581       v.dump_instructions();
582
583    return brw_vec4_generate_assembly(compiler, log_data, mem_ctx, nir,
584                                      &prog_data->base, v.cfg,
585                                      final_assembly_size);
586 }
587
588
589 } /* namespace brw */