src/gallium/drivers/nouveau/codegen/nv50_ir_emit_nv50.cpp

   1 /*
   2  * Copyright 2011 Christoph Bumiller
   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 shall be included in
  12  * all copies or substantial portions of the Software.
  13  *
  14  * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR
  15  * IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY,
  16  * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT.  IN NO EVENT SHALL
  17  * THE AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR
  18  * OTHER LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE,
  19  * ARISING FROM, OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR
  20  * OTHER DEALINGS IN THE SOFTWARE.
  21  */
  22
  23 #include "codegen/nv50_ir.h"
  24 #include "codegen/nv50_ir_target_nv50.h"
  25
  26 namespace nv50_ir {
  27
  28 #define NV50_OP_ENC_LONG     0
  29 #define NV50_OP_ENC_SHORT    1
  30 #define NV50_OP_ENC_IMM      2
  31 #define NV50_OP_ENC_LONG_ALT 3
  32
  33 class CodeEmitterNV50 : public CodeEmitter
  34 {
  35 public:
  36    CodeEmitterNV50(const TargetNV50 *);
  37
  38    virtual bool emitInstruction(Instruction *);
  39
  40    virtual uint32_t getMinEncodingSize(const Instruction *) const;
  41
  42    inline void setProgramType(Program::Type pType) { progType = pType; }
  43
  44    virtual void prepareEmission(Function *);
  45
  46 private:
  47    Program::Type progType;
  48
  49    const TargetNV50 *targNV50;
  50
  51 private:
  52    inline void defId(const ValueDef&, const int pos);
  53    inline void srcId(const ValueRef&, const int pos);
  54    inline void srcId(const ValueRef *, const int pos);
  55
  56    inline void srcAddr16(const ValueRef&, bool adj, const int pos);
  57    inline void srcAddr8(const ValueRef&, const int pos);
  58
  59    void emitFlagsRd(const Instruction *);
  60    void emitFlagsWr(const Instruction *);
  61
  62    void emitCondCode(CondCode cc, DataType ty, int pos);
  63
  64    inline void setARegBits(unsigned int);
  65
  66    void setAReg16(const Instruction *, int s);
  67    void setImmediate(const Instruction *, int s);
  68
  69    void setDst(const Value *);
  70    void setDst(const Instruction *, int d);
  71    void setSrcFileBits(const Instruction *, int enc);
  72    void setSrc(const Instruction *, unsigned int s, int slot);
  73
  74    void emitForm_MAD(const Instruction *);
  75    void emitForm_ADD(const Instruction *);
  76    void emitForm_MUL(const Instruction *);
  77    void emitForm_IMM(const Instruction *);
  78
  79    void emitLoadStoreSizeLG(DataType ty, int pos);
  80    void emitLoadStoreSizeCS(DataType ty);
  81
  82    void roundMode_MAD(const Instruction *);
  83    void roundMode_CVT(RoundMode);
  84
  85    void emitMNeg12(const Instruction *);
  86
  87    void emitLOAD(const Instruction *);
  88    void emitSTORE(const Instruction *);
  89    void emitMOV(const Instruction *);
  90    void emitRDSV(const Instruction *);
  91    void emitNOP();
  92    void emitINTERP(const Instruction *);
  93    void emitPFETCH(const Instruction *);
  94    void emitOUT(const Instruction *);
  95
  96    void emitUADD(const Instruction *);
  97    void emitAADD(const Instruction *);
  98    void emitFADD(const Instruction *);
  99    void emitIMUL(const Instruction *);
 100    void emitFMUL(const Instruction *);
 101    void emitFMAD(const Instruction *);
 102    void emitIMAD(const Instruction *);
 103    void emitISAD(const Instruction *);
 104
 105    void emitMINMAX(const Instruction *);
 106
 107    void emitPreOp(const Instruction *);
 108    void emitSFnOp(const Instruction *, uint8_t subOp);
 109
 110    void emitShift(const Instruction *);
 111    void emitARL(const Instruction *, unsigned int shl);
 112    void emitLogicOp(const Instruction *);
 113    void emitNOT(const Instruction *);
 114
 115    void emitCVT(const Instruction *);
 116    void emitSET(const Instruction *);
 117
 118    void emitTEX(const TexInstruction *);
 119    void emitTXQ(const TexInstruction *);
 120    void emitTEXPREP(const TexInstruction *);
 121
 122    void emitQUADOP(const Instruction *, uint8_t lane, uint8_t quOp);
 123
 124    void emitFlow(const Instruction *, uint8_t flowOp);
 125    void emitPRERETEmu(const FlowInstruction *);
 126    void emitBAR(const Instruction *);
 127
 128    void emitATOM(const Instruction *);
 129 };
 130
 131 #define SDATA(a) ((a).rep()->reg.data)
 132 #define DDATA(a) ((a).rep()->reg.data)
 133
 134 void CodeEmitterNV50::srcId(const ValueRef& src, const int pos)
 135 {
 136    assert(src.get());
 137    code[pos / 32] |= SDATA(src).id << (pos % 32);
 138 }
 139
 140 void CodeEmitterNV50::srcId(const ValueRef *src, const int pos)
 141 {
 142    assert(src->get());
 143    code[pos / 32] |= SDATA(*src).id << (pos % 32);
 144 }
 145
 146 void CodeEmitterNV50::srcAddr16(const ValueRef& src, bool adj, const int pos)
 147 {
 148    assert(src.get());
 149
 150    int32_t offset = SDATA(src).offset;
 151
 152    assert(!adj || src.get()->reg.size <= 4);
 153    if (adj)
 154       offset /= src.get()->reg.size;
 155
 156    assert(offset <= 0x7fff && offset >= (int32_t)-0x8000 && (pos % 32) <= 16);
 157
 158    if (offset < 0)
 159       offset &= adj ? (0xffff >> (src.get()->reg.size >> 1)) : 0xffff;
 160
 161    code[pos / 32] |= offset << (pos % 32);
 162 }
 163
 164 void CodeEmitterNV50::srcAddr8(const ValueRef& src, const int pos)
 165 {
 166    assert(src.get());
 167
 168    uint32_t offset = SDATA(src).offset;
 169
 170    assert((offset <= 0x1fc || offset == 0x3fc) && !(offset & 0x3));
 171
 172    code[pos / 32] |= (offset >> 2) << (pos % 32);
 173 }
 174
 175 void CodeEmitterNV50::defId(const ValueDef& def, const int pos)
 176 {
 177    assert(def.get() && def.getFile() != FILE_SHADER_OUTPUT);
 178
 179    code[pos / 32] |= DDATA(def).id << (pos % 32);
 180 }
 181
 182 void
 183 CodeEmitterNV50::roundMode_MAD(const Instruction *insn)
 184 {
 185    switch (insn->rnd) {
 186    case ROUND_M: code[1] |= 1 << 22; break;
 187    case ROUND_P: code[1] |= 2 << 22; break;
 188    case ROUND_Z: code[1] |= 3 << 22; break;
 189    default:
 190       assert(insn->rnd == ROUND_N);
 191       break;
 192    }
 193 }
 194
 195 void
 196 CodeEmitterNV50::emitMNeg12(const Instruction *i)
 197 {
 198    code[1] |= i->src(0).mod.neg() << 26;
 199    code[1] |= i->src(1).mod.neg() << 27;
 200 }
 201
 202 void CodeEmitterNV50::emitCondCode(CondCode cc, DataType ty, int pos)
 203 {
 204    uint8_t enc;
 205
 206    assert(pos >= 32 || pos <= 27);
 207
 208    switch (cc) {
 209    case CC_LT:  enc = 0x1; break;
 210    case CC_LTU: enc = 0x9; break;
 211    case CC_EQ:  enc = 0x2; break;
 212    case CC_EQU: enc = 0xa; break;
 213    case CC_LE:  enc = 0x3; break;
 214    case CC_LEU: enc = 0xb; break;
 215    case CC_GT:  enc = 0x4; break;
 216    case CC_GTU: enc = 0xc; break;
 217    case CC_NE:  enc = 0x5; break;
 218    case CC_NEU: enc = 0xd; break;
 219    case CC_GE:  enc = 0x6; break;
 220    case CC_GEU: enc = 0xe; break;
 221    case CC_TR:  enc = 0xf; break;
 222    case CC_FL:  enc = 0x0; break;
 223
 224    case CC_O:  enc = 0x10; break;
 225    case CC_C:  enc = 0x11; break;
 226    case CC_A:  enc = 0x12; break;
 227    case CC_S:  enc = 0x13; break;
 228    case CC_NS: enc = 0x1c; break;
 229    case CC_NA: enc = 0x1d; break;
 230    case CC_NC: enc = 0x1e; break;
 231    case CC_NO: enc = 0x1f; break;
 232
 233    default:
 234       enc = 0;
 235       assert(!"invalid condition code");
 236       break;
 237    }
 238    if (ty != TYPE_NONE && !isFloatType(ty))
 239       enc &= ~0x8; // unordered only exists for float types
 240
 241    code[pos / 32] |= enc << (pos % 32);
 242 }
 243
 244 void
 245 CodeEmitterNV50::emitFlagsRd(const Instruction *i)
 246 {
 247    int s = (i->flagsSrc >= 0) ? i->flagsSrc : i->predSrc;
 248
 249    assert(!(code[1] & 0x00003f80));
 250
 251    if (s >= 0) {
 252       assert(i->getSrc(s)->reg.file == FILE_FLAGS);
 253       emitCondCode(i->cc, TYPE_NONE, 32 + 7);
 254       srcId(i->src(s), 32 + 12);
 255    } else {
 256       code[1] |= 0x0780;
 257    }
 258 }
 259
 260 void
 261 CodeEmitterNV50::emitFlagsWr(const Instruction *i)
 262 {
 263    assert(!(code[1] & 0x70));
 264
 265    int flagsDef = i->flagsDef;
 266
 267    // find flags definition and check that it is the last def
 268    if (flagsDef < 0) {
 269       for (int d = 0; i->defExists(d); ++d)
 270          if (i->def(d).getFile() == FILE_FLAGS)
 271             flagsDef = d;
 272       if (flagsDef >= 0 && 0) // TODO: enforce use of flagsDef at some point
 273          WARN("Instruction::flagsDef was not set properly\n");
 274    }
 275    if (flagsDef == 0 && i->defExists(1))
 276       WARN("flags def should not be the primary definition\n");
 277
 278    if (flagsDef >= 0)
 279       code[1] |= (DDATA(i->def(flagsDef)).id << 4) | 0x40;
 280
 281 }
 282
 283 void
 284 CodeEmitterNV50::setARegBits(unsigned int u)
 285 {
 286    code[0] |= (u & 3) << 26;
 287    code[1] |= (u & 4);
 288 }
 289
 290 void
 291 CodeEmitterNV50::setAReg16(const Instruction *i, int s)
 292 {
 293    if (i->srcExists(s)) {
 294       s = i->src(s).indirect[0];
 295       if (s >= 0)
 296          setARegBits(SDATA(i->src(s)).id + 1);
 297    }
 298 }
 299
 300 void
 301 CodeEmitterNV50::setImmediate(const Instruction *i, int s)
 302 {
 303    const ImmediateValue *imm = i->src(s).get()->asImm();
 304    assert(imm);
 305
 306    uint32_t u = imm->reg.data.u32;
 307
 308    if (i->src(s).mod & Modifier(NV50_IR_MOD_NOT))
 309       u = ~u;
 310
 311    code[1] |= 3;
 312    code[0] |= (u & 0x3f) << 16;
 313    code[1] |= (u >> 6) << 2;
 314 }
 315
 316 void
 317 CodeEmitterNV50::setDst(const Value *dst)
 318 {
 319    const Storage *reg = &dst->join->reg;
 320
 321    assert(reg->file != FILE_ADDRESS);
 322
 323    if (reg->data.id < 0 || reg->file == FILE_FLAGS) {
 324       code[0] |= (127 << 2) | 1;
 325       code[1] |= 8;
 326    } else {
 327       int id;
 328       if (reg->file == FILE_SHADER_OUTPUT) {
 329          code[1] |= 8;
 330          id = reg->data.offset / 4;
 331       } else {
 332          id = reg->data.id;
 333       }
 334       code[0] |= id << 2;
 335    }
 336 }
 337
 338 void
 339 CodeEmitterNV50::setDst(const Instruction *i, int d)
 340 {
 341    if (i->defExists(d)) {
 342       setDst(i->getDef(d));
 343    } else
 344    if (!d) {
 345       code[0] |= 0x01fc; // bit bucket
 346       code[1] |= 0x0008;
 347    }
 348 }
 349
 350 // 3 * 2 bits:
 351 // 0: r
 352 // 1: a/s
 353 // 2: c
 354 // 3: i
 355 void
 356 CodeEmitterNV50::setSrcFileBits(const Instruction *i, int enc)
 357 {
 358    uint8_t mode = 0;
 359
 360    for (unsigned int s = 0; s < Target::operationSrcNr[i->op]; ++s) {
 361       switch (i->src(s).getFile()) {
 362       case FILE_GPR:
 363          break;
 364       case FILE_MEMORY_SHARED:
 365       case FILE_SHADER_INPUT:
 366          mode |= 1 << (s * 2);
 367          break;
 368       case FILE_MEMORY_CONST:
 369          mode |= 2 << (s * 2);
 370          break;
 371       case FILE_IMMEDIATE:
 372          mode |= 3 << (s * 2);
 373          break;
 374       default:
 375               ERROR("invalid file on source %i: %u\n", s, i->src(s).getFile());
 376          assert(0);
 377          break;
 378       }
 379    }
 380    switch (mode) {
 381    case 0x00: // rrr
 382       break;
 383    case 0x01: // arr/grr
 384       if (progType == Program::TYPE_GEOMETRY && i->src(0).isIndirect(0)) {
 385          code[0] |= 0x01800000;
 386          if (enc == NV50_OP_ENC_LONG || enc == NV50_OP_ENC_LONG_ALT)
 387             code[1] |= 0x00200000;
 388       } else {
 389          if (enc == NV50_OP_ENC_SHORT)
 390             code[0] |= 0x01000000;
 391          else
 392             code[1] |= 0x00200000;
 393       }
 394       break;
 395    case 0x03: // irr
 396       assert(i->op == OP_MOV);
 397       return;
 398    case 0x0c: // rir
 399       break;
 400    case 0x0d: // gir
 401       assert(progType == Program::TYPE_GEOMETRY ||
 402              progType == Program::TYPE_COMPUTE);
 403       code[0] |= 0x01000000;
 404       if (progType == Program::TYPE_GEOMETRY && i->src(0).isIndirect(0)) {
 405          int reg = i->src(0).getIndirect(0)->rep()->reg.data.id;
 406          assert(reg < 3);
 407          code[0] |= (reg + 1) << 26;
 408       }
 409       break;
 410    case 0x08: // rcr
 411       code[0] |= (enc == NV50_OP_ENC_LONG_ALT) ? 0x01000000 : 0x00800000;
 412       code[1] |= (i->getSrc(1)->reg.fileIndex << 22);
 413       break;
 414    case 0x09: // acr/gcr
 415       if (progType == Program::TYPE_GEOMETRY && i->src(0).isIndirect(0)) {
 416          code[0] |= 0x01800000;
 417       } else {
 418          code[0] |= (enc == NV50_OP_ENC_LONG_ALT) ? 0x01000000 : 0x00800000;
 419          code[1] |= 0x00200000;
 420       }
 421       code[1] |= (i->getSrc(1)->reg.fileIndex << 22);
 422       break;
 423    case 0x20: // rrc
 424       code[0] |= 0x01000000;
 425       code[1] |= (i->getSrc(2)->reg.fileIndex << 22);
 426       break;
 427    case 0x21: // arc
 428       code[0] |= 0x01000000;
 429       code[1] |= 0x00200000 | (i->getSrc(2)->reg.fileIndex << 22);
 430       assert(progType != Program::TYPE_GEOMETRY);
 431       break;
 432    default:
 433       ERROR("not encodable: %x\n", mode);
 434       assert(0);
 435       break;
 436    }
 437    if (progType != Program::TYPE_COMPUTE)
 438       return;
 439
 440    if ((mode & 3) == 1) {
 441       const int pos = i->src(1).getFile() == FILE_IMMEDIATE ? 13 : 14;
 442
 443       switch (i->getSrc(0)->reg.type) {
 444       case TYPE_U8:
 445          break;
 446       case TYPE_U16:
 447          code[0] |= 1 << pos;
 448          break;
 449       case TYPE_S16:
 450          code[0] |= 2 << pos;
 451          break;
 452       default:
 453          code[0] |= 3 << pos;
 454          assert(i->getSrc(0)->reg.size == 4);
 455          break;
 456       }
 457    }
 458 }
 459
 460 void
 461 CodeEmitterNV50::setSrc(const Instruction *i, unsigned int s, int slot)
 462 {
 463    if (Target::operationSrcNr[i->op] <= s)
 464       return;
 465    const Storage *reg = &i->src(s).rep()->reg;
 466
 467    unsigned int id = (reg->file == FILE_GPR) ?
 468       reg->data.id :
 469       reg->data.offset >> (reg->size >> 1); // no > 4 byte sources here
 470
 471    switch (slot) {
 472    case 0: code[0] |= id << 9; break;
 473    case 1: code[0] |= id << 16; break;
 474    case 2: code[1] |= id << 14; break;
 475    default:
 476       assert(0);
 477       break;
 478    }
 479 }
 480
 481 // the default form:
 482 //  - long instruction
 483 //  - 1 to 3 sources in slots 0, 1, 2 (rrr, arr, rcr, acr, rrc, arc, gcr, grr)
 484 //  - address & flags
 485 void
 486 CodeEmitterNV50::emitForm_MAD(const Instruction *i)
 487 {
 488    assert(i->encSize == 8);
 489    code[0] |= 1;
 490
 491    emitFlagsRd(i);
 492    emitFlagsWr(i);
 493
 494    setDst(i, 0);
 495
 496    setSrcFileBits(i, NV50_OP_ENC_LONG);
 497    setSrc(i, 0, 0);
 498    setSrc(i, 1, 1);
 499    setSrc(i, 2, 2);
 500
 501    if (i->getIndirect(0, 0)) {
 502       assert(!i->getIndirect(1, 0));
 503       setAReg16(i, 0);
 504    } else {
 505       setAReg16(i, 1);
 506    }
 507 }
 508
 509 // like default form, but 2nd source in slot 2, and no 3rd source
 510 void
 511 CodeEmitterNV50::emitForm_ADD(const Instruction *i)
 512 {
 513    assert(i->encSize == 8);
 514    code[0] |= 1;
 515
 516    emitFlagsRd(i);
 517    emitFlagsWr(i);
 518
 519    setDst(i, 0);
 520
 521    setSrcFileBits(i, NV50_OP_ENC_LONG_ALT);
 522    setSrc(i, 0, 0);
 523    setSrc(i, 1, 2);
 524
 525    if (i->getIndirect(0, 0)) {
 526       assert(!i->getIndirect(1, 0));
 527       setAReg16(i, 0);
 528    } else {
 529       setAReg16(i, 1);
 530    }
 531 }
 532
 533 // default short form (rr, ar, rc, gr)
 534 void
 535 CodeEmitterNV50::emitForm_MUL(const Instruction *i)
 536 {
 537    assert(i->encSize == 4 && !(code[0] & 1));
 538    assert(i->defExists(0));
 539    assert(!i->getPredicate());
 540
 541    setDst(i, 0);
 542
 543    setSrcFileBits(i, NV50_OP_ENC_SHORT);
 544    setSrc(i, 0, 0);
 545    setSrc(i, 1, 1);
 546 }
 547
 548 // usual immediate form
 549 // - 1 to 3 sources where last is immediate (rir, gir)
 550 // - no address or predicate possible
 551 void
 552 CodeEmitterNV50::emitForm_IMM(const Instruction *i)
 553 {
 554    assert(i->encSize == 8);
 555    code[0] |= 1;
 556
 557    assert(i->defExists(0) && i->srcExists(0));
 558
 559    setDst(i, 0);
 560
 561    setSrcFileBits(i, NV50_OP_ENC_IMM);
 562    if (Target::operationSrcNr[i->op] > 1) {
 563       setSrc(i, 0, 0);
 564       setImmediate(i, 1);
 565       setSrc(i, 2, 1);
 566    } else {
 567       setImmediate(i, 0);
 568    }
 569 }
 570
 571 void
 572 CodeEmitterNV50::emitLoadStoreSizeLG(DataType ty, int pos)
 573 {
 574    uint8_t enc;
 575
 576    switch (ty) {
 577    case TYPE_F32: // fall through
 578    case TYPE_S32: // fall through
 579    case TYPE_U32:  enc = 0x6; break;
 580    case TYPE_B128: enc = 0x5; break;
 581    case TYPE_F64: // fall through
 582    case TYPE_S64: // fall through
 583    case TYPE_U64:  enc = 0x4; break;
 584    case TYPE_S16:  enc = 0x3; break;
 585    case TYPE_U16:  enc = 0x2; break;
 586    case TYPE_S8:   enc = 0x1; break;
 587    case TYPE_U8:   enc = 0x0; break;
 588    default:
 589       enc = 0;
 590       assert(!"invalid load/store type");
 591       break;
 592    }
 593    code[pos / 32] |= enc << (pos % 32);
 594 }
 595
 596 void
 597 CodeEmitterNV50::emitLoadStoreSizeCS(DataType ty)
 598 {
 599    switch (ty) {
 600    case TYPE_U8: break;
 601    case TYPE_U16: code[1] |= 0x4000; break;
 602    case TYPE_S16: code[1] |= 0x8000; break;
 603    case TYPE_F32:
 604    case TYPE_S32:
 605    case TYPE_U32: code[1] |= 0xc000; break;
 606    default:
 607       assert(0);
 608       break;
 609    }
 610 }
 611
 612 void
 613 CodeEmitterNV50::emitLOAD(const Instruction *i)
 614 {
 615    DataFile sf = i->src(0).getFile();
 616    int32_t offset = i->getSrc(0)->reg.data.offset;
 617
 618    switch (sf) {
 619    case FILE_SHADER_INPUT:
 620       if (progType == Program::TYPE_GEOMETRY && i->src(0).isIndirect(0))
 621          code[0] = 0x11800001;
 622       else
 623          // use 'mov' where we can
 624          code[0] = i->src(0).isIndirect(0) ? 0x00000001 : 0x10000001;
 625       code[1] = 0x00200000 | (i->lanes << 14);
 626       if (typeSizeof(i->dType) == 4)
 627          code[1] |= 0x04000000;
 628       break;
 629    case FILE_MEMORY_SHARED:
 630       if (targ->getChipset() >= 0x84) {
 631          assert(offset <= (int32_t)(0x3fff * typeSizeof(i->sType)));
 632          code[0] = 0x10000001;
 633          code[1] = 0x40000000;
 634
 635          if (typeSizeof(i->dType) == 4)
 636             code[1] |= 0x04000000;
 637
 638          emitLoadStoreSizeCS(i->sType);
 639       } else {
 640          assert(offset <= (int32_t)(0x1f * typeSizeof(i->sType)));
 641          code[0] = 0x10000001;
 642          code[1] = 0x00200000 | (i->lanes << 14);
 643          emitLoadStoreSizeCS(i->sType);
 644       }
 645       break;
 646    case FILE_MEMORY_CONST:
 647       code[0] = 0x10000001;
 648       code[1] = 0x20000000 | (i->getSrc(0)->reg.fileIndex << 22);
 649       if (typeSizeof(i->dType) == 4)
 650          code[1] |= 0x04000000;
 651       emitLoadStoreSizeCS(i->sType);
 652       break;
 653    case FILE_MEMORY_LOCAL:
 654       code[0] = 0xd0000001;
 655       code[1] = 0x40000000;
 656       break;
 657    case FILE_MEMORY_GLOBAL:
 658       code[0] = 0xd0000001 | (i->getSrc(0)->reg.fileIndex << 16);
 659       code[1] = 0x80000000;
 660       break;
 661    default:
 662       assert(!"invalid load source file");
 663       break;
 664    }
 665    if (sf == FILE_MEMORY_LOCAL ||
 666        sf == FILE_MEMORY_GLOBAL)
 667       emitLoadStoreSizeLG(i->sType, 21 + 32);
 668
 669    setDst(i, 0);
 670
 671    emitFlagsRd(i);
 672    emitFlagsWr(i);
 673
 674    if (i->src(0).getFile() == FILE_MEMORY_GLOBAL) {
 675       srcId(*i->src(0).getIndirect(0), 9);
 676    } else {
 677       setAReg16(i, 0);
 678       srcAddr16(i->src(0), i->src(0).getFile() != FILE_MEMORY_LOCAL, 9);
 679    }
 680 }
 681
 682 void
 683 CodeEmitterNV50::emitSTORE(const Instruction *i)
 684 {
 685    DataFile f = i->getSrc(0)->reg.file;
 686    int32_t offset = i->getSrc(0)->reg.data.offset;
 687
 688    switch (f) {
 689    case FILE_SHADER_OUTPUT:
 690       code[0] = 0x00000001 | ((offset >> 2) << 9);
 691       code[1] = 0x80c00000;
 692       srcId(i->src(1), 32 + 14);
 693       break;
 694    case FILE_MEMORY_GLOBAL:
 695       code[0] = 0xd0000001 | (i->getSrc(0)->reg.fileIndex << 16);
 696       code[1] = 0xa0000000;
 697       emitLoadStoreSizeLG(i->dType, 21 + 32);
 698       srcId(i->src(1), 2);
 699       break;
 700    case FILE_MEMORY_LOCAL:
 701       code[0] = 0xd0000001;
 702       code[1] = 0x60000000;
 703       emitLoadStoreSizeLG(i->dType, 21 + 32);
 704       srcId(i->src(1), 2);
 705       break;
 706    case FILE_MEMORY_SHARED:
 707       code[0] = 0x00000001;
 708       code[1] = 0xe0000000;
 709       switch (typeSizeof(i->dType)) {
 710       case 1:
 711          code[0] |= offset << 9;
 712          code[1] |= 0x00400000;
 713          break;
 714       case 2:
 715          code[0] |= (offset >> 1) << 9;
 716          break;
 717       case 4:
 718          code[0] |= (offset >> 2) << 9;
 719          code[1] |= 0x04200000;
 720          break;
 721       default:
 722          assert(0);
 723          break;
 724       }
 725       srcId(i->src(1), 32 + 14);
 726       break;
 727    default:
 728       assert(!"invalid store destination file");
 729       break;
 730    }
 731
 732    if (f == FILE_MEMORY_GLOBAL)
 733       srcId(*i->src(0).getIndirect(0), 9);
 734    else
 735       setAReg16(i, 0);
 736
 737    if (f == FILE_MEMORY_LOCAL)
 738       srcAddr16(i->src(0), false, 9);
 739
 740    emitFlagsRd(i);
 741 }
 742
 743 void
 744 CodeEmitterNV50::emitMOV(const Instruction *i)
 745 {
 746    DataFile sf = i->getSrc(0)->reg.file;
 747    DataFile df = i->getDef(0)->reg.file;
 748
 749    assert(sf == FILE_GPR || df == FILE_GPR);
 750
 751    if (sf == FILE_FLAGS) {
 752       code[0] = 0x00000001;
 753       code[1] = 0x20000000;
 754       defId(i->def(0), 2);
 755       srcId(i->src(0), 12);
 756       emitFlagsRd(i);
 757    } else
 758    if (sf == FILE_ADDRESS) {
 759       code[0] = 0x00000001;
 760       code[1] = 0x40000000;
 761       defId(i->def(0), 2);
 762       setARegBits(SDATA(i->src(0)).id + 1);
 763       emitFlagsRd(i);
 764    } else
 765    if (df == FILE_FLAGS) {
 766       code[0] = 0x00000001;
 767       code[1] = 0xa0000000;
 768       defId(i->def(0), 4);
 769       srcId(i->src(0), 9);
 770       emitFlagsRd(i);
 771    } else
 772    if (sf == FILE_IMMEDIATE) {
 773       code[0] = 0x10008001;
 774       code[1] = 0x00000003;
 775       emitForm_IMM(i);
 776    } else {
 777       if (i->encSize == 4) {
 778          code[0] = 0x10008000;
 779       } else {
 780          code[0] = 0x10000001;
 781          code[1] = (typeSizeof(i->dType) == 2) ? 0 : 0x04000000;
 782          code[1] |= (i->lanes << 14);
 783          emitFlagsRd(i);
 784       }
 785       defId(i->def(0), 2);
 786       srcId(i->src(0), 9);
 787    }
 788    if (df == FILE_SHADER_OUTPUT) {
 789       assert(i->encSize == 8);
 790       code[1] |= 0x8;
 791    }
 792 }
 793
 794 static inline uint8_t getSRegEncoding(const ValueRef &ref)
 795 {
 796    switch (SDATA(ref).sv.sv) {
 797    case SV_PHYSID:        return 0;
 798    case SV_CLOCK:         return 1;
 799    case SV_VERTEX_STRIDE: return 3;
 800 // case SV_PM_COUNTER:    return 4 + SDATA(ref).sv.index;
 801    case SV_SAMPLE_INDEX:  return 8;
 802    default:
 803       assert(!"no sreg for system value");
 804       return 0;
 805    }
 806 }
 807
 808 void
 809 CodeEmitterNV50::emitRDSV(const Instruction *i)
 810 {
 811    code[0] = 0x00000001;
 812    code[1] = 0x60000000 | (getSRegEncoding(i->src(0)) << 14);
 813    defId(i->def(0), 2);
 814    emitFlagsRd(i);
 815 }
 816
 817 void
 818 CodeEmitterNV50::emitNOP()
 819 {
 820    code[0] = 0xf0000001;
 821    code[1] = 0xe0000000;
 822 }
 823
 824 void
 825 CodeEmitterNV50::emitQUADOP(const Instruction *i, uint8_t lane, uint8_t quOp)
 826 {
 827    code[0] = 0xc0000000 | (lane << 16);
 828    code[1] = 0x80000000;
 829
 830    code[0] |= (quOp & 0x03) << 20;
 831    code[1] |= (quOp & 0xfc) << 20;
 832
 833    emitForm_ADD(i);
 834
 835    if (!i->srcExists(1))
 836       srcId(i->src(0), 32 + 14);
 837 }
 838
 839 /* NOTE: This returns the base address of a vertex inside the primitive.
 840  * src0 is an immediate, the index (not offset) of the vertex
 841  * inside the primitive. XXX: signed or unsigned ?
 842  * src1 (may be NULL) should use whatever units the hardware requires
 843  * (on nv50 this is bytes, so, relative index * 4; signed 16 bit value).
 844  */
 845 void
 846 CodeEmitterNV50::emitPFETCH(const Instruction *i)
 847 {
 848    const uint32_t prim = i->src(0).get()->reg.data.u32;
 849    assert(prim <= 127);
 850
 851    if (i->def(0).getFile() == FILE_ADDRESS) {
 852       // shl $aX a[] 0
 853       code[0] = 0x00000001 | ((DDATA(i->def(0)).id + 1) << 2);
 854       code[1] = 0xc0200000;
 855       code[0] |= prim << 9;
 856       assert(!i->srcExists(1));
 857    } else
 858    if (i->srcExists(1)) {
 859       // ld b32 $rX a[$aX+base]
 860       code[0] = 0x00000001;
 861       code[1] = 0x04200000 | (0xf << 14);
 862       defId(i->def(0), 2);
 863       code[0] |= prim << 9;
 864       setARegBits(SDATA(i->src(1)).id + 1);
 865    } else {
 866       // mov b32 $rX a[]
 867       code[0] = 0x10000001;
 868       code[1] = 0x04200000 | (0xf << 14);
 869       defId(i->def(0), 2);
 870       code[0] |= prim << 9;
 871    }
 872    emitFlagsRd(i);
 873 }
 874
 875 void
 876 CodeEmitterNV50::emitINTERP(const Instruction *i)
 877 {
 878    code[0] = 0x80000000;
 879
 880    defId(i->def(0), 2);
 881    srcAddr8(i->src(0), 16);
 882
 883    if (i->getInterpMode() == NV50_IR_INTERP_FLAT) {
 884       code[0] |= 1 << 8;
 885    } else {
 886       if (i->op == OP_PINTERP) {
 887          code[0] |= 1 << 25;
 888          srcId(i->src(1), 9);
 889       }
 890       if (i->getSampleMode() == NV50_IR_INTERP_CENTROID)
 891          code[0] |= 1 << 24;
 892    }
 893
 894    if (i->encSize == 8) {
 895       code[1] =
 896          (code[0] & (3 << 24)) >> (24 - 16) |
 897          (code[0] & (1 <<  8)) << (18 -  8);
 898       code[0] &= ~0x03000100;
 899       code[0] |= 1;
 900       emitFlagsRd(i);
 901    }
 902 }
 903
 904 void
 905 CodeEmitterNV50::emitMINMAX(const Instruction *i)
 906 {
 907    if (i->dType == TYPE_F64) {
 908       code[0] = 0xe0000000;
 909       code[1] = (i->op == OP_MIN) ? 0xa0000000 : 0xc0000000;
 910    } else {
 911       code[0] = 0x30000000;
 912       code[1] = 0x80000000;
 913       if (i->op == OP_MIN)
 914          code[1] |= 0x20000000;
 915
 916       switch (i->dType) {
 917       case TYPE_F32: code[0] |= 0x80000000; break;
 918       case TYPE_S32: code[1] |= 0x8c000000; break;
 919       case TYPE_U32: code[1] |= 0x84000000; break;
 920       case TYPE_S16: code[1] |= 0x80000000; break;
 921       case TYPE_U16: break;
 922       default:
 923          assert(0);
 924          break;
 925       }
 926       code[1] |= i->src(0).mod.abs() << 20;
 927       code[1] |= i->src(0).mod.neg() << 26;
 928       code[1] |= i->src(1).mod.abs() << 19;
 929       code[1] |= i->src(1).mod.neg() << 27;
 930    }
 931    emitForm_MAD(i);
 932 }
 933
 934 void
 935 CodeEmitterNV50::emitFMAD(const Instruction *i)
 936 {
 937    const int neg_mul = i->src(0).mod.neg() ^ i->src(1).mod.neg();
 938    const int neg_add = i->src(2).mod.neg();
 939
 940    code[0] = 0xe0000000;
 941
 942    if (i->encSize == 4) {
 943       emitForm_MUL(i);
 944       assert(!neg_mul && !neg_add);
 945    } else {
 946       code[1]  = neg_mul << 26;
 947       code[1] |= neg_add << 27;
 948       if (i->saturate)
 949          code[1] |= 1 << 29;
 950       emitForm_MAD(i);
 951    }
 952 }
 953
 954 void
 955 CodeEmitterNV50::emitFADD(const Instruction *i)
 956 {
 957    const int neg0 = i->src(0).mod.neg();
 958    const int neg1 = i->src(1).mod.neg() ^ ((i->op == OP_SUB) ? 1 : 0);
 959
 960    code[0] = 0xb0000000;
 961
 962    assert(!(i->src(0).mod | i->src(1).mod).abs());
 963
 964    if (i->src(1).getFile() == FILE_IMMEDIATE) {
 965       code[1] = 0;
 966       emitForm_IMM(i);
 967       code[0] |= neg0 << 15;
 968       code[0] |= neg1 << 22;
 969       if (i->saturate)
 970          code[0] |= 1 << 8;
 971    } else
 972    if (i->encSize == 8) {
 973       code[1] = 0;
 974       emitForm_ADD(i);
 975       code[1] |= neg0 << 26;
 976       code[1] |= neg1 << 27;
 977       if (i->saturate)
 978          code[1] |= 1 << 29;
 979    } else {
 980       emitForm_MUL(i);
 981       code[0] |= neg0 << 15;
 982       code[0] |= neg1 << 22;
 983       if (i->saturate)
 984          code[0] |= 1 << 8;
 985    }
 986 }
 987
 988 void
 989 CodeEmitterNV50::emitUADD(const Instruction *i)
 990 {
 991    const int neg0 = i->src(0).mod.neg();
 992    const int neg1 = i->src(1).mod.neg() ^ ((i->op == OP_SUB) ? 1 : 0);
 993
 994    code[0] = 0x20008000;
 995
 996    if (i->src(1).getFile() == FILE_IMMEDIATE) {
 997       code[1] = 0;
 998       emitForm_IMM(i);
 999    } else
1000    if (i->encSize == 8) {
1001       code[0] = 0x20000000;
1002       code[1] = (typeSizeof(i->dType) == 2) ? 0 : 0x04000000;
1003       emitForm_ADD(i);
1004    } else {
1005       emitForm_MUL(i);
1006    }
1007    assert(!(neg0 && neg1));
1008    code[0] |= neg0 << 28;
1009    code[0] |= neg1 << 22;
1010
1011    if (i->flagsSrc >= 0) {
1012       // addc == sub | subr
1013       assert(!(code[0] & 0x10400000) && !i->getPredicate());
1014       code[0] |= 0x10400000;
1015       srcId(i->src(i->flagsSrc), 32 + 12);
1016    }
1017 }
1018
1019 void
1020 CodeEmitterNV50::emitAADD(const Instruction *i)
1021 {
1022    const int s = (i->op == OP_MOV) ? 0 : 1;
1023
1024    code[0] = 0xd0000001 | (i->getSrc(s)->reg.data.u16 << 9);
1025    code[1] = 0x20000000;
1026
1027    code[0] |= (DDATA(i->def(0)).id + 1) << 2;
1028
1029    emitFlagsRd(i);
1030
1031    if (s && i->srcExists(0))
1032       setARegBits(SDATA(i->src(0)).id + 1);
1033 }
1034
1035 void
1036 CodeEmitterNV50::emitIMUL(const Instruction *i)
1037 {
1038    code[0] = 0x40000000;
1039
1040    if (i->encSize == 8) {
1041       code[1] = (i->sType == TYPE_S16) ? (0x8000 | 0x4000) : 0x0000;
1042       emitForm_MAD(i);
1043    } else {
1044       if (i->sType == TYPE_S16)
1045          code[0] |= 0x8100;
1046       emitForm_MUL(i);
1047    }
1048 }
1049
1050 void
1051 CodeEmitterNV50::emitFMUL(const Instruction *i)
1052 {
1053    const int neg = (i->src(0).mod ^ i->src(1).mod).neg();
1054
1055    code[0] = 0xc0000000;
1056
1057    if (i->src(1).getFile() == FILE_IMMEDIATE) {
1058       code[1] = 0;
1059       emitForm_IMM(i);
1060       if (neg)
1061          code[0] |= 0x8000;
1062       if (i->saturate)
1063          code[0] |= 1 << 8;
1064    } else
1065    if (i->encSize == 8) {
1066       code[1] = i->rnd == ROUND_Z ? 0x0000c000 : 0;
1067       if (neg)
1068          code[1] |= 0x08000000;
1069       if (i->saturate)
1070          code[1] |= 1 << 20;
1071       emitForm_MAD(i);
1072    } else {
1073       emitForm_MUL(i);
1074       if (neg)
1075          code[0] |= 0x8000;
1076       if (i->saturate)
1077          code[0] |= 1 << 8;
1078    }
1079 }
1080
1081 void
1082 CodeEmitterNV50::emitIMAD(const Instruction *i)
1083 {
1084    code[0] = 0x60000000;
1085    if (isSignedType(i->sType))
1086       code[1] = i->saturate ? 0x40000000 : 0x20000000;
1087    else
1088       code[1] = 0x00000000;
1089
1090    int neg1 = i->src(0).mod.neg() ^ i->src(1).mod.neg();
1091    int neg2 = i->src(2).mod.neg();
1092
1093    assert(!(neg1 & neg2));
1094    code[1] |= neg1 << 27;
1095    code[1] |= neg2 << 26;
1096
1097    emitForm_MAD(i);
1098
1099    if (i->flagsSrc >= 0) {
1100       // add with carry from $cX
1101       assert(!(code[1] & 0x0c000000) && !i->getPredicate());
1102       code[1] |= 0xc << 24;
1103       srcId(i->src(i->flagsSrc), 32 + 12);
1104    }
1105 }
1106
1107 void
1108 CodeEmitterNV50::emitISAD(const Instruction *i)
1109 {
1110    if (i->encSize == 8) {
1111       code[0] = 0x50000000;
1112       switch (i->sType) {
1113       case TYPE_U32: code[1] = 0x04000000; break;
1114       case TYPE_S32: code[1] = 0x0c000000; break;
1115       case TYPE_U16: code[1] = 0x00000000; break;
1116       case TYPE_S16: code[1] = 0x08000000; break;
1117       default:
1118          assert(0);
1119          break;
1120       }
1121       emitForm_MAD(i);
1122    } else {
1123       switch (i->sType) {
1124       case TYPE_U32: code[0] = 0x50008000; break;
1125       case TYPE_S32: code[0] = 0x50008100; break;
1126       case TYPE_U16: code[0] = 0x50000000; break;
1127       case TYPE_S16: code[0] = 0x50000100; break;
1128       default:
1129          assert(0);
1130          break;
1131       }
1132       emitForm_MUL(i);
1133    }
1134 }
1135
1136 void
1137 CodeEmitterNV50::emitSET(const Instruction *i)
1138 {
1139    code[0] = 0x30000000;
1140    code[1] = 0x60000000;
1141
1142    emitCondCode(i->asCmp()->setCond, i->sType, 32 + 14);
1143
1144    switch (i->sType) {
1145    case TYPE_F32: code[0] |= 0x80000000; break;
1146    case TYPE_S32: code[1] |= 0x0c000000; break;
1147    case TYPE_U32: code[1] |= 0x04000000; break;
1148    case TYPE_S16: code[1] |= 0x08000000; break;
1149    case TYPE_U16: break;
1150    default:
1151       assert(0);
1152       break;
1153    }
1154    if (i->src(0).mod.neg()) code[1] |= 0x04000000;
1155    if (i->src(1).mod.neg()) code[1] |= 0x08000000;
1156    if (i->src(0).mod.abs()) code[1] |= 0x00100000;
1157    if (i->src(1).mod.abs()) code[1] |= 0x00080000;
1158
1159    emitForm_MAD(i);
1160 }
1161
1162 void
1163 CodeEmitterNV50::roundMode_CVT(RoundMode rnd)
1164 {
1165    switch (rnd) {
1166    case ROUND_NI: code[1] |= 0x08000000; break;
1167    case ROUND_M:  code[1] |= 0x00020000; break;
1168    case ROUND_MI: code[1] |= 0x08020000; break;
1169    case ROUND_P:  code[1] |= 0x00040000; break;
1170    case ROUND_PI: code[1] |= 0x08040000; break;
1171    case ROUND_Z:  code[1] |= 0x00060000; break;
1172    case ROUND_ZI: code[1] |= 0x08060000; break;
1173    default:
1174       assert(rnd == ROUND_N);
1175       break;
1176    }
1177 }
1178
1179 void
1180 CodeEmitterNV50::emitCVT(const Instruction *i)
1181 {
1182    const bool f2f = isFloatType(i->dType) && isFloatType(i->sType);
1183    RoundMode rnd;
1184    DataType dType;
1185
1186    switch (i->op) {
1187    case OP_CEIL:  rnd = f2f ? ROUND_PI : ROUND_P; break;
1188    case OP_FLOOR: rnd = f2f ? ROUND_MI : ROUND_M; break;
1189    case OP_TRUNC: rnd = f2f ? ROUND_ZI : ROUND_Z; break;
1190    default:
1191       rnd = i->rnd;
1192       break;
1193    }
1194
1195    if (i->op == OP_NEG && i->dType == TYPE_U32)
1196       dType = TYPE_S32;
1197    else
1198       dType = i->dType;
1199
1200    code[0] = 0xa0000000;
1201
1202    switch (dType) {
1203    case TYPE_F64:
1204       switch (i->sType) {
1205       case TYPE_F64: code[1] = 0xc4404000; break;
1206       case TYPE_S64: code[1] = 0x44414000; break;
1207       case TYPE_U64: code[1] = 0x44404000; break;
1208       case TYPE_F32: code[1] = 0xc4400000; break;
1209       case TYPE_S32: code[1] = 0x44410000; break;
1210       case TYPE_U32: code[1] = 0x44400000; break;
1211       default:
1212          assert(0);
1213          break;
1214       }
1215       break;
1216    case TYPE_S64:
1217       switch (i->sType) {
1218       case TYPE_F64: code[1] = 0x8c404000; break;
1219       case TYPE_F32: code[1] = 0x8c400000; break;
1220       default:
1221          assert(0);
1222          break;
1223       }
1224       break;
1225    case TYPE_U64:
1226       switch (i->sType) {
1227       case TYPE_F64: code[1] = 0x84404000; break;
1228       case TYPE_F32: code[1] = 0x84400000; break;
1229       default:
1230          assert(0);
1231          break;
1232       }
1233       break;
1234    case TYPE_F32:
1235       switch (i->sType) {
1236       case TYPE_F64: code[1] = 0xc0404000; break;
1237       case TYPE_S64: code[1] = 0x40414000; break;
1238       case TYPE_U64: code[1] = 0x40404000; break;
1239       case TYPE_F32: code[1] = 0xc4004000; break;
1240       case TYPE_S32: code[1] = 0x44014000; break;
1241       case TYPE_U32: code[1] = 0x44004000; break;
1242       case TYPE_F16: code[1] = 0xc4000000; break;
1243       case TYPE_U16: code[1] = 0x44000000; break;
1244       default:
1245          assert(0);
1246          break;
1247       }
1248       break;
1249    case TYPE_S32:
1250       switch (i->sType) {
1251       case TYPE_F64: code[1] = 0x88404000; break;
1252       case TYPE_F32: code[1] = 0x8c004000; break;
1253       case TYPE_S32: code[1] = 0x0c014000; break;
1254       case TYPE_U32: code[1] = 0x0c004000; break;
1255       case TYPE_F16: code[1] = 0x8c000000; break;
1256       case TYPE_S16: code[1] = 0x0c010000; break;
1257       case TYPE_U16: code[1] = 0x0c000000; break;
1258       case TYPE_S8:  code[1] = 0x0c018000; break;
1259       case TYPE_U8:  code[1] = 0x0c008000; break;
1260       default:
1261          assert(0);
1262          break;
1263       }
1264       break;
1265    case TYPE_U32:
1266       switch (i->sType) {
1267       case TYPE_F64: code[1] = 0x80404000; break;
1268       case TYPE_F32: code[1] = 0x84004000; break;
1269       case TYPE_S32: code[1] = 0x04014000; break;
1270       case TYPE_U32: code[1] = 0x04004000; break;
1271       case TYPE_F16: code[1] = 0x84000000; break;
1272       case TYPE_S16: code[1] = 0x04010000; break;
1273       case TYPE_U16: code[1] = 0x04000000; break;
1274       case TYPE_S8:  code[1] = 0x04018000; break;
1275       case TYPE_U8:  code[1] = 0x04008000; break;
1276       default:
1277          assert(0);
1278          break;
1279       }
1280       break;
1281    case TYPE_S16:
1282    case TYPE_U16:
1283    case TYPE_S8:
1284    case TYPE_U8:
1285    default:
1286       assert(0);
1287       break;
1288    }
1289    if (typeSizeof(i->sType) == 1 && i->getSrc(0)->reg.size == 4)
1290       code[1] |= 0x00004000;
1291
1292    roundMode_CVT(rnd);
1293
1294    switch (i->op) {
1295    case OP_ABS: code[1] |= 1 << 20; break;
1296    case OP_SAT: code[1] |= 1 << 19; break;
1297    case OP_NEG: code[1] |= 1 << 29; break;
1298    default:
1299       break;
1300    }
1301    code[1] ^= i->src(0).mod.neg() << 29;
1302    code[1] |= i->src(0).mod.abs() << 20;
1303    if (i->saturate)
1304       code[1] |= 1 << 19;
1305
1306    assert(i->op != OP_ABS || !i->src(0).mod.neg());
1307
1308    emitForm_MAD(i);
1309 }
1310
1311 void
1312 CodeEmitterNV50::emitPreOp(const Instruction *i)
1313 {
1314    code[0] = 0xb0000000;
1315    code[1] = (i->op == OP_PREEX2) ? 0xc0004000 : 0xc0000000;
1316
1317    code[1] |= i->src(0).mod.abs() << 20;
1318    code[1] |= i->src(0).mod.neg() << 26;
1319
1320    emitForm_MAD(i);
1321 }
1322
1323 void
1324 CodeEmitterNV50::emitSFnOp(const Instruction *i, uint8_t subOp)
1325 {
1326    code[0] = 0x90000000;
1327
1328    if (i->encSize == 4) {
1329       assert(i->op == OP_RCP);
1330       code[0] |= i->src(0).mod.abs() << 15;
1331       code[0] |= i->src(0).mod.neg() << 22;
1332       emitForm_MUL(i);
1333    } else {
1334       code[1] = subOp << 29;
1335       code[1] |= i->src(0).mod.abs() << 20;
1336       code[1] |= i->src(0).mod.neg() << 26;
1337       emitForm_MAD(i);
1338    }
1339 }
1340
1341 void
1342 CodeEmitterNV50::emitNOT(const Instruction *i)
1343 {
1344    code[0] = 0xd0000000;
1345    code[1] = 0x0002c000;
1346
1347    switch (i->sType) {
1348    case TYPE_U32:
1349    case TYPE_S32:
1350       code[1] |= 0x04000000;
1351       break;
1352    default:
1353       break;
1354    }
1355    emitForm_MAD(i);
1356    setSrc(i, 0, 1);
1357 }
1358
1359 void
1360 CodeEmitterNV50::emitLogicOp(const Instruction *i)
1361 {
1362    code[0] = 0xd0000000;
1363    code[1] = 0;
1364
1365    if (i->src(1).getFile() == FILE_IMMEDIATE) {
1366       switch (i->op) {
1367       case OP_OR:  code[0] |= 0x0100; break;
1368       case OP_XOR: code[0] |= 0x8000; break;
1369       default:
1370          assert(i->op == OP_AND);
1371          break;
1372       }
1373       if (i->src(0).mod & Modifier(NV50_IR_MOD_NOT))
1374          code[0] |= 1 << 22;
1375
1376       emitForm_IMM(i);
1377    } else {
1378       switch (i->op) {
1379       case OP_AND: code[1] = 0x04000000; break;
1380       case OP_OR:  code[1] = 0x04004000; break;
1381       case OP_XOR: code[1] = 0x04008000; break;
1382       default:
1383          assert(0);
1384          break;
1385       }
1386       if (i->src(0).mod & Modifier(NV50_IR_MOD_NOT))
1387          code[1] |= 1 << 16;
1388       if (i->src(1).mod & Modifier(NV50_IR_MOD_NOT))
1389          code[1] |= 1 << 17;
1390
1391       emitForm_MAD(i);
1392    }
1393 }
1394
1395 void
1396 CodeEmitterNV50::emitARL(const Instruction *i, unsigned int shl)
1397 {
1398    code[0] = 0x00000001 | (shl << 16);
1399    code[1] = 0xc0000000;
1400
1401    code[0] |= (DDATA(i->def(0)).id + 1) << 2;
1402
1403    setSrcFileBits(i, NV50_OP_ENC_IMM);
1404    setSrc(i, 0, 0);
1405    emitFlagsRd(i);
1406 }
1407
1408 void
1409 CodeEmitterNV50::emitShift(const Instruction *i)
1410 {
1411    if (i->def(0).getFile() == FILE_ADDRESS) {
1412       assert(i->srcExists(1) && i->src(1).getFile() == FILE_IMMEDIATE);
1413       emitARL(i, i->getSrc(1)->reg.data.u32 & 0x3f);
1414    } else {
1415       code[0] = 0x30000001;
1416       code[1] = (i->op == OP_SHR) ? 0xe4000000 : 0xc4000000;
1417       if (i->op == OP_SHR && isSignedType(i->sType))
1418           code[1] |= 1 << 27;
1419
1420       if (i->src(1).getFile() == FILE_IMMEDIATE) {
1421          code[1] |= 1 << 20;
1422          code[0] |= (i->getSrc(1)->reg.data.u32 & 0x7f) << 16;
1423          defId(i->def(0), 2);
1424          srcId(i->src(0), 9);
1425          emitFlagsRd(i);
1426       } else {
1427          emitForm_MAD(i);
1428       }
1429    }
1430 }
1431
1432 void
1433 CodeEmitterNV50::emitOUT(const Instruction *i)
1434 {
1435    code[0] = (i->op == OP_EMIT) ? 0xf0000201 : 0xf0000401;
1436    code[1] = 0xc0000000;
1437
1438    emitFlagsRd(i);
1439 }
1440
1441 void
1442 CodeEmitterNV50::emitTEX(const TexInstruction *i)
1443 {
1444    code[0] = 0xf0000001;
1445    code[1] = 0x00000000;
1446
1447    switch (i->op) {
1448    case OP_TXB:
1449       code[1] = 0x20000000;
1450       break;
1451    case OP_TXL:
1452       code[1] = 0x40000000;
1453       break;
1454    case OP_TXF:
1455       code[0] |= 0x01000000;
1456       break;
1457    case OP_TXG:
1458       code[0] |= 0x01000000;
1459       code[1] = 0x80000000;
1460       break;
1461    case OP_TXLQ:
1462       code[1] = 0x60020000;
1463       break;
1464    default:
1465       assert(i->op == OP_TEX);
1466       break;
1467    }
1468
1469    code[0] |= i->tex.r << 9;
1470    code[0] |= i->tex.s << 17;
1471
1472    int argc = i->tex.target.getArgCount();
1473
1474    if (i->op == OP_TXB || i->op == OP_TXL || i->op == OP_TXF)
1475       argc += 1;
1476    if (i->tex.target.isShadow())
1477       argc += 1;
1478    assert(argc <= 4);
1479
1480    code[0] |= (argc - 1) << 22;
1481
1482    if (i->tex.target.isCube()) {
1483       code[0] |= 0x08000000;
1484    } else
1485    if (i->tex.useOffsets) {
1486       code[1] |= (i->tex.offset[0] & 0xf) << 24;
1487       code[1] |= (i->tex.offset[1] & 0xf) << 20;
1488       code[1] |= (i->tex.offset[2] & 0xf) << 16;
1489    }
1490
1491    code[0] |= (i->tex.mask & 0x3) << 25;
1492    code[1] |= (i->tex.mask & 0xc) << 12;
1493
1494    if (i->tex.liveOnly)
1495       code[1] |= 4;
1496
1497    defId(i->def(0), 2);
1498
1499    emitFlagsRd(i);
1500 }
1501
1502 void
1503 CodeEmitterNV50::emitTXQ(const TexInstruction *i)
1504 {
1505    assert(i->tex.query == TXQ_DIMS);
1506
1507    code[0] = 0xf0000001;
1508    code[1] = 0x60000000;
1509
1510    code[0] |= i->tex.r << 9;
1511    code[0] |= i->tex.s << 17;
1512
1513    code[0] |= (i->tex.mask & 0x3) << 25;
1514    code[1] |= (i->tex.mask & 0xc) << 12;
1515
1516    defId(i->def(0), 2);
1517
1518    emitFlagsRd(i);
1519 }
1520
1521 void
1522 CodeEmitterNV50::emitTEXPREP(const TexInstruction *i)
1523 {
1524    code[0] = 0xf8000001 | (3 << 22) | (i->tex.s << 17) | (i->tex.r << 9);
1525    code[1] = 0x60010000;
1526
1527    code[0] |= (i->tex.mask & 0x3) << 25;
1528    code[1] |= (i->tex.mask & 0xc) << 12;
1529    defId(i->def(0), 2);
1530
1531    emitFlagsRd(i);
1532 }
1533
1534 void
1535 CodeEmitterNV50::emitPRERETEmu(const FlowInstruction *i)
1536 {
1537    uint32_t pos = i->target.bb->binPos + 8; // +8 to skip an op */
1538
1539    code[0] = 0x10000003; // bra
1540    code[1] = 0x00000780; // always
1541
1542    switch (i->subOp) {
1543    case NV50_IR_SUBOP_EMU_PRERET + 0: // bra to the call
1544       break;
1545    case NV50_IR_SUBOP_EMU_PRERET + 1: // bra to skip the call
1546       pos += 8;
1547       break;
1548    default:
1549       assert(i->subOp == (NV50_IR_SUBOP_EMU_PRERET + 2));
1550       code[0] = 0x20000003; // call
1551       code[1] = 0x00000000; // no predicate
1552       break;
1553    }
1554    addReloc(RelocEntry::TYPE_CODE, 0, pos, 0x07fff800, 9);
1555    addReloc(RelocEntry::TYPE_CODE, 1, pos, 0x000fc000, -4);
1556 }
1557
1558 void
1559 CodeEmitterNV50::emitFlow(const Instruction *i, uint8_t flowOp)
1560 {
1561    const FlowInstruction *f = i->asFlow();
1562    bool hasPred = false;
1563    bool hasTarg = false;
1564
1565    code[0] = 0x00000003 | (flowOp << 28);
1566    code[1] = 0x00000000;
1567
1568    switch (i->op) {
1569    case OP_BRA:
1570       hasPred = true;
1571       hasTarg = true;
1572       break;
1573    case OP_BREAK:
1574    case OP_BRKPT:
1575    case OP_DISCARD:
1576    case OP_RET:
1577       hasPred = true;
1578       break;
1579    case OP_CALL:
1580    case OP_PREBREAK:
1581    case OP_JOINAT:
1582       hasTarg = true;
1583       break;
1584    case OP_PRERET:
1585       hasTarg = true;
1586       if (i->subOp >= NV50_IR_SUBOP_EMU_PRERET) {
1587          emitPRERETEmu(f);
1588          return;
1589       }
1590       break;
1591    default:
1592       break;
1593    }
1594
1595    if (hasPred)
1596       emitFlagsRd(i);
1597
1598    if (hasTarg && f) {
1599       uint32_t pos;
1600
1601       if (f->op == OP_CALL) {
1602          if (f->builtin) {
1603             pos = targNV50->getBuiltinOffset(f->target.builtin);
1604          } else {
1605             pos = f->target.fn->binPos;
1606          }
1607       } else {
1608          pos = f->target.bb->binPos;
1609       }
1610
1611       code[0] |= ((pos >>  2) & 0xffff) << 11;
1612       code[1] |= ((pos >> 18) & 0x003f) << 14;
1613
1614       RelocEntry::Type relocTy;
1615
1616       relocTy = f->builtin ? RelocEntry::TYPE_BUILTIN : RelocEntry::TYPE_CODE;
1617
1618       addReloc(relocTy, 0, pos, 0x07fff800, 9);
1619       addReloc(relocTy, 1, pos, 0x000fc000, -4);
1620    }
1621 }
1622
1623 void
1624 CodeEmitterNV50::emitBAR(const Instruction *i)
1625 {
1626    ImmediateValue *barId = i->getSrc(0)->asImm();
1627    assert(barId);
1628
1629    code[0] = 0x82000003 | (barId->reg.data.u32 << 21);
1630    code[1] = 0x00004000;
1631
1632    if (i->subOp == NV50_IR_SUBOP_BAR_SYNC)
1633       code[0] |= 1 << 26;
1634 }
1635
1636 void
1637 CodeEmitterNV50::emitATOM(const Instruction *i)
1638 {
1639    uint8_t subOp;
1640    switch (i->subOp) {
1641    case NV50_IR_SUBOP_ATOM_ADD:  subOp = 0x0; break;
1642    case NV50_IR_SUBOP_ATOM_MIN:  subOp = 0x7; break;
1643    case NV50_IR_SUBOP_ATOM_MAX:  subOp = 0x6; break;
1644    case NV50_IR_SUBOP_ATOM_INC:  subOp = 0x4; break;
1645    case NV50_IR_SUBOP_ATOM_DEC:  subOp = 0x5; break;
1646    case NV50_IR_SUBOP_ATOM_AND:  subOp = 0xa; break;
1647    case NV50_IR_SUBOP_ATOM_OR:   subOp = 0xb; break;
1648    case NV50_IR_SUBOP_ATOM_XOR:  subOp = 0xc; break;
1649    case NV50_IR_SUBOP_ATOM_CAS:  subOp = 0x2; break;
1650    case NV50_IR_SUBOP_ATOM_EXCH: subOp = 0x1; break;
1651    default:
1652       assert(!"invalid subop");
1653       return;
1654    }
1655    code[0] = 0xd0000001;
1656    code[1] = 0xe0c00000 | (subOp << 2);
1657    if (isSignedType(i->dType))
1658       code[1] |= 1 << 21;
1659
1660    // args
1661    emitFlagsRd(i);
1662    setDst(i, 0);
1663    setSrc(i, 1, 1);
1664    if (i->subOp == NV50_IR_SUBOP_ATOM_CAS)
1665       setSrc(i, 2, 2);
1666
1667    // g[] pointer
1668    code[0] |= i->getSrc(0)->reg.fileIndex << 23;
1669    srcId(i->getIndirect(0, 0), 9);
1670 }
1671
1672 bool
1673 CodeEmitterNV50::emitInstruction(Instruction *insn)
1674 {
1675    if (!insn->encSize) {
1676       ERROR("skipping unencodable instruction: "); insn->print();
1677       return false;
1678    } else
1679    if (codeSize + insn->encSize > codeSizeLimit) {
1680       ERROR("code emitter output buffer too small\n");
1681       return false;
1682    }
1683
1684    if (insn->bb->getProgram()->dbgFlags & NV50_IR_DEBUG_BASIC) {
1685       INFO("EMIT: "); insn->print();
1686    }
1687
1688    switch (insn->op) {
1689    case OP_MOV:
1690       emitMOV(insn);
1691       break;
1692    case OP_EXIT:
1693    case OP_NOP:
1694    case OP_JOIN:
1695       emitNOP();
1696       break;
1697    case OP_VFETCH:
1698    case OP_LOAD:
1699       emitLOAD(insn);
1700       break;
1701    case OP_EXPORT:
1702    case OP_STORE:
1703       emitSTORE(insn);
1704       break;
1705    case OP_PFETCH:
1706       emitPFETCH(insn);
1707       break;
1708    case OP_RDSV:
1709       emitRDSV(insn);
1710       break;
1711    case OP_LINTERP:
1712    case OP_PINTERP:
1713       emitINTERP(insn);
1714       break;
1715    case OP_ADD:
1716    case OP_SUB:
1717       if (isFloatType(insn->dType))
1718          emitFADD(insn);
1719       else if (insn->getDef(0)->reg.file == FILE_ADDRESS)
1720          emitAADD(insn);
1721       else
1722          emitUADD(insn);
1723       break;
1724    case OP_MUL:
1725       if (isFloatType(insn->dType))
1726          emitFMUL(insn);
1727       else
1728          emitIMUL(insn);
1729       break;
1730    case OP_MAD:
1731    case OP_FMA:
1732       if (isFloatType(insn->dType))
1733          emitFMAD(insn);
1734       else
1735          emitIMAD(insn);
1736       break;
1737    case OP_SAD:
1738       emitISAD(insn);
1739       break;
1740    case OP_NOT:
1741       emitNOT(insn);
1742       break;
1743    case OP_AND:
1744    case OP_OR:
1745    case OP_XOR:
1746       emitLogicOp(insn);
1747       break;
1748    case OP_SHL:
1749    case OP_SHR:
1750       emitShift(insn);
1751       break;
1752    case OP_SET:
1753       emitSET(insn);
1754       break;
1755    case OP_MIN:
1756    case OP_MAX:
1757       emitMINMAX(insn);
1758       break;
1759    case OP_CEIL:
1760    case OP_FLOOR:
1761    case OP_TRUNC:
1762    case OP_ABS:
1763    case OP_NEG:
1764    case OP_SAT:
1765       emitCVT(insn);
1766       break;
1767    case OP_CVT:
1768       if (insn->def(0).getFile() == FILE_ADDRESS)
1769          emitARL(insn, 0);
1770       else
1771       if (insn->def(0).getFile() == FILE_FLAGS ||
1772           insn->src(0).getFile() == FILE_FLAGS ||
1773           insn->src(0).getFile() == FILE_ADDRESS)
1774          emitMOV(insn);
1775       else
1776          emitCVT(insn);
1777       break;
1778    case OP_RCP:
1779       emitSFnOp(insn, 0);
1780       break;
1781    case OP_RSQ:
1782       emitSFnOp(insn, 2);
1783       break;
1784    case OP_LG2:
1785       emitSFnOp(insn, 3);
1786       break;
1787    case OP_SIN:
1788       emitSFnOp(insn, 4);
1789       break;
1790    case OP_COS:
1791       emitSFnOp(insn, 5);
1792       break;
1793    case OP_EX2:
1794       emitSFnOp(insn, 6);
1795       break;
1796    case OP_PRESIN:
1797    case OP_PREEX2:
1798       emitPreOp(insn);
1799       break;
1800    case OP_TEX:
1801    case OP_TXB:
1802    case OP_TXL:
1803    case OP_TXF:
1804    case OP_TXG:
1805    case OP_TXLQ:
1806       emitTEX(insn->asTex());
1807       break;
1808    case OP_TXQ:
1809       emitTXQ(insn->asTex());
1810       break;
1811    case OP_TEXPREP:
1812       emitTEXPREP(insn->asTex());
1813       break;
1814    case OP_EMIT:
1815    case OP_RESTART:
1816       emitOUT(insn);
1817       break;
1818    case OP_DISCARD:
1819       emitFlow(insn, 0x0);
1820       break;
1821    case OP_BRA:
1822       emitFlow(insn, 0x1);
1823       break;
1824    case OP_CALL:
1825       emitFlow(insn, 0x2);
1826       break;
1827    case OP_RET:
1828       emitFlow(insn, 0x3);
1829       break;
1830    case OP_PREBREAK:
1831       emitFlow(insn, 0x4);
1832       break;
1833    case OP_BREAK:
1834       emitFlow(insn, 0x5);
1835       break;
1836    case OP_QUADON:
1837       emitFlow(insn, 0x6);
1838       break;
1839    case OP_QUADPOP:
1840       emitFlow(insn, 0x7);
1841       break;
1842    case OP_JOINAT:
1843       emitFlow(insn, 0xa);
1844       break;
1845    case OP_PRERET:
1846       emitFlow(insn, 0xd);
1847       break;
1848    case OP_QUADOP:
1849       emitQUADOP(insn, insn->lanes, insn->subOp);
1850       break;
1851    case OP_DFDX:
1852       emitQUADOP(insn, 4, insn->src(0).mod.neg() ? 0x66 : 0x99);
1853       break;
1854    case OP_DFDY:
1855       emitQUADOP(insn, 5, insn->src(0).mod.neg() ? 0x5a : 0xa5);
1856       break;
1857    case OP_ATOM:
1858       emitATOM(insn);
1859       break;
1860    case OP_BAR:
1861       emitBAR(insn);
1862       break;
1863    case OP_PHI:
1864    case OP_UNION:
1865    case OP_CONSTRAINT:
1866       ERROR("operation should have been eliminated\n");
1867       return false;
1868    case OP_EXP:
1869    case OP_LOG:
1870    case OP_SQRT:
1871    case OP_POW:
1872    case OP_SELP:
1873    case OP_SLCT:
1874    case OP_TXD:
1875    case OP_PRECONT:
1876    case OP_CONT:
1877    case OP_POPCNT:
1878    case OP_INSBF:
1879    case OP_EXTBF:
1880       ERROR("operation should have been lowered\n");
1881       return false;
1882    default:
1883       ERROR("unknown op: %u\n", insn->op);
1884       return false;
1885    }
1886    if (insn->join || insn->op == OP_JOIN)
1887       code[1] |= 0x2;
1888    else
1889    if (insn->exit || insn->op == OP_EXIT)
1890       code[1] |= 0x1;
1891
1892    assert((insn->encSize == 8) == (code[0] & 1));
1893
1894    code += insn->encSize / 4;
1895    codeSize += insn->encSize;
1896    return true;
1897 }
1898
1899 uint32_t
1900 CodeEmitterNV50::getMinEncodingSize(const Instruction *i) const
1901 {
1902    const Target::OpInfo &info = targ->getOpInfo(i);
1903
1904    if (info.minEncSize > 4)
1905       return 8;
1906
1907    // check constraints on dst and src operands
1908    for (int d = 0; i->defExists(d); ++d) {
1909       if (i->def(d).rep()->reg.data.id > 63 ||
1910           i->def(d).rep()->reg.file != FILE_GPR)
1911          return 8;
1912    }
1913
1914    for (int s = 0; i->srcExists(s); ++s) {
1915       DataFile sf = i->src(s).getFile();
1916       if (sf != FILE_GPR)
1917          if (sf != FILE_SHADER_INPUT || progType != Program::TYPE_FRAGMENT)
1918             return 8;
1919       if (i->src(s).rep()->reg.data.id > 63)
1920          return 8;
1921    }
1922
1923    // check modifiers & rounding
1924    if (i->join || i->lanes != 0xf || i->exit)
1925       return 8;
1926    if (i->op == OP_MUL && i->rnd != ROUND_N)
1927       return 8;
1928
1929    if (i->asTex())
1930       return 8; // TODO: short tex encoding
1931
1932    // check constraints on short MAD
1933    if (info.srcNr >= 2 && i->srcExists(2)) {
1934       if (i->saturate || i->src(2).mod)
1935          return 8;
1936       if ((i->src(0).mod ^ i->src(1).mod) ||
1937           (i->src(0).mod | i->src(1).mod).abs())
1938          return 8;
1939       if (!i->defExists(0) ||
1940           i->def(0).rep()->reg.data.id != i->src(2).rep()->reg.data.id)
1941          return 8;
1942    }
1943
1944    return info.minEncSize;
1945 }
1946
1947 // Change the encoding size of an instruction after BBs have been scheduled.
1948 static void
1949 makeInstructionLong(Instruction *insn)
1950 {
1951    if (insn->encSize == 8)
1952       return;
1953    Function *fn = insn->bb->getFunction();
1954    int n = 0;
1955    int adj = 4;
1956
1957    for (Instruction *i = insn->next; i && i->encSize == 4; ++n, i = i->next);
1958
1959    if (n & 1) {
1960       adj = 8;
1961       insn->next->encSize = 8;
1962    } else
1963    if (insn->prev && insn->prev->encSize == 4) {
1964       adj = 8;
1965       insn->prev->encSize = 8;
1966    }
1967    insn->encSize = 8;
1968
1969    for (int i = fn->bbCount - 1; i >= 0 && fn->bbArray[i] != insn->bb; --i) {
1970       fn->bbArray[i]->binPos += 4;
1971    }
1972    fn->binSize += adj;
1973    insn->bb->binSize += adj;
1974 }
1975
1976 static bool
1977 trySetExitModifier(Instruction *insn)
1978 {
1979    if (insn->op == OP_DISCARD ||
1980        insn->op == OP_QUADON ||
1981        insn->op == OP_QUADPOP)
1982       return false;
1983    for (int s = 0; insn->srcExists(s); ++s)
1984       if (insn->src(s).getFile() == FILE_IMMEDIATE)
1985          return false;
1986    if (insn->asFlow()) {
1987       if (insn->op == OP_CALL) // side effects !
1988          return false;
1989       if (insn->getPredicate()) // cannot do conditional exit (or can we ?)
1990          return false;
1991       insn->op = OP_EXIT;
1992    }
1993    insn->exit = 1;
1994    makeInstructionLong(insn);
1995    return true;
1996 }
1997
1998 static void
1999 replaceExitWithModifier(Function *func)
2000 {
2001    BasicBlock *epilogue = BasicBlock::get(func->cfgExit);
2002
2003    if (!epilogue->getExit() ||
2004        epilogue->getExit()->op != OP_EXIT) // only main will use OP_EXIT
2005       return;
2006
2007    if (epilogue->getEntry()->op != OP_EXIT) {
2008       Instruction *insn = epilogue->getExit()->prev;
2009       if (!insn || !trySetExitModifier(insn))
2010          return;
2011       insn->exit = 1;
2012    } else {
2013       for (Graph::EdgeIterator ei = func->cfgExit->incident();
2014            !ei.end(); ei.next()) {
2015          BasicBlock *bb = BasicBlock::get(ei.getNode());
2016          Instruction *i = bb->getExit();
2017
2018          if (!i || !trySetExitModifier(i))
2019             return;
2020       }
2021    }
2022    epilogue->binSize -= 8;
2023    func->binSize -= 8;
2024    delete_Instruction(func->getProgram(), epilogue->getExit());
2025 }
2026
2027 void
2028 CodeEmitterNV50::prepareEmission(Function *func)
2029 {
2030    CodeEmitter::prepareEmission(func);
2031
2032    replaceExitWithModifier(func);
2033 }
2034
2035 CodeEmitterNV50::CodeEmitterNV50(const TargetNV50 *target) :
2036    CodeEmitter(target), targNV50(target)
2037 {
2038    targ = target; // specialized
2039    code = NULL;
2040    codeSize = codeSizeLimit = 0;
2041    relocInfo = NULL;
2042 }
2043
2044 CodeEmitter *
2045 TargetNV50::getCodeEmitter(Program::Type type)
2046 {
2047    CodeEmitterNV50 *emit = new CodeEmitterNV50(this);
2048    emit->setProgramType(type);
2049    return emit;
2050 }
2051
2052 } // namespace nv50_ir