OSDN Git Service

i965/fs: Rename opt_copy_propagate -> opt_copy_propagation.
[android-x86/external-mesa.git] / src / mesa / drivers / dri / i965 / brw_fs.cpp
1 /*
2  * Copyright © 2010 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 /** @file brw_fs.cpp
25  *
26  * This file drives the GLSL IR -> LIR translation, contains the
27  * optimizations on the LIR, and drives the generation of native code
28  * from the LIR.
29  */
30
31 #include "main/macros.h"
32 #include "brw_context.h"
33 #include "brw_eu.h"
34 #include "brw_fs.h"
35 #include "brw_cs.h"
36 #include "brw_nir.h"
37 #include "brw_vec4_gs_visitor.h"
38 #include "brw_cfg.h"
39 #include "brw_program.h"
40 #include "brw_dead_control_flow.h"
41 #include "compiler/glsl_types.h"
42 #include "compiler/nir/nir_builder.h"
43 #include "program/prog_parameter.h"
44
45 using namespace brw;
46
47 static unsigned get_lowered_simd_width(const struct gen_device_info *devinfo,
48                                        const fs_inst *inst);
49
50 void
51 fs_inst::init(enum opcode opcode, uint8_t exec_size, const fs_reg &dst,
52               const fs_reg *src, unsigned sources)
53 {
54    memset(this, 0, sizeof(*this));
55
56    this->src = new fs_reg[MAX2(sources, 3)];
57    for (unsigned i = 0; i < sources; i++)
58       this->src[i] = src[i];
59
60    this->opcode = opcode;
61    this->dst = dst;
62    this->sources = sources;
63    this->exec_size = exec_size;
64    this->base_mrf = -1;
65
66    assert(dst.file != IMM && dst.file != UNIFORM);
67
68    assert(this->exec_size != 0);
69
70    this->conditional_mod = BRW_CONDITIONAL_NONE;
71
72    /* This will be the case for almost all instructions. */
73    switch (dst.file) {
74    case VGRF:
75    case ARF:
76    case FIXED_GRF:
77    case MRF:
78    case ATTR:
79       this->size_written = dst.component_size(exec_size);
80       break;
81    case BAD_FILE:
82       this->size_written = 0;
83       break;
84    case IMM:
85    case UNIFORM:
86       unreachable("Invalid destination register file");
87    }
88
89    this->writes_accumulator = false;
90 }
91
92 fs_inst::fs_inst()
93 {
94    init(BRW_OPCODE_NOP, 8, dst, NULL, 0);
95 }
96
97 fs_inst::fs_inst(enum opcode opcode, uint8_t exec_size)
98 {
99    init(opcode, exec_size, reg_undef, NULL, 0);
100 }
101
102 fs_inst::fs_inst(enum opcode opcode, uint8_t exec_size, const fs_reg &dst)
103 {
104    init(opcode, exec_size, dst, NULL, 0);
105 }
106
107 fs_inst::fs_inst(enum opcode opcode, uint8_t exec_size, const fs_reg &dst,
108                  const fs_reg &src0)
109 {
110    const fs_reg src[1] = { src0 };
111    init(opcode, exec_size, dst, src, 1);
112 }
113
114 fs_inst::fs_inst(enum opcode opcode, uint8_t exec_size, const fs_reg &dst,
115                  const fs_reg &src0, const fs_reg &src1)
116 {
117    const fs_reg src[2] = { src0, src1 };
118    init(opcode, exec_size, dst, src, 2);
119 }
120
121 fs_inst::fs_inst(enum opcode opcode, uint8_t exec_size, const fs_reg &dst,
122                  const fs_reg &src0, const fs_reg &src1, const fs_reg &src2)
123 {
124    const fs_reg src[3] = { src0, src1, src2 };
125    init(opcode, exec_size, dst, src, 3);
126 }
127
128 fs_inst::fs_inst(enum opcode opcode, uint8_t exec_width, const fs_reg &dst,
129                  const fs_reg src[], unsigned sources)
130 {
131    init(opcode, exec_width, dst, src, sources);
132 }
133
134 fs_inst::fs_inst(const fs_inst &that)
135 {
136    memcpy(this, &that, sizeof(that));
137
138    this->src = new fs_reg[MAX2(that.sources, 3)];
139
140    for (unsigned i = 0; i < that.sources; i++)
141       this->src[i] = that.src[i];
142 }
143
144 fs_inst::~fs_inst()
145 {
146    delete[] this->src;
147 }
148
149 void
150 fs_inst::resize_sources(uint8_t num_sources)
151 {
152    if (this->sources != num_sources) {
153       fs_reg *src = new fs_reg[MAX2(num_sources, 3)];
154
155       for (unsigned i = 0; i < MIN2(this->sources, num_sources); ++i)
156          src[i] = this->src[i];
157
158       delete[] this->src;
159       this->src = src;
160       this->sources = num_sources;
161    }
162 }
163
164 void
165 fs_visitor::VARYING_PULL_CONSTANT_LOAD(const fs_builder &bld,
166                                        const fs_reg &dst,
167                                        const fs_reg &surf_index,
168                                        const fs_reg &varying_offset,
169                                        uint32_t const_offset)
170 {
171    /* We have our constant surface use a pitch of 4 bytes, so our index can
172     * be any component of a vector, and then we load 4 contiguous
173     * components starting from that.
174     *
175     * We break down the const_offset to a portion added to the variable offset
176     * and a portion done using fs_reg::offset, which means that if you have
177     * GLSL using something like "uniform vec4 a[20]; gl_FragColor = a[i]",
178     * we'll temporarily generate 4 vec4 loads from offset i * 4, and CSE can
179     * later notice that those loads are all the same and eliminate the
180     * redundant ones.
181     */
182    fs_reg vec4_offset = vgrf(glsl_type::uint_type);
183    bld.ADD(vec4_offset, varying_offset, brw_imm_ud(const_offset & ~0xf));
184
185    /* The pull load message will load a vec4 (16 bytes). If we are loading
186     * a double this means we are only loading 2 elements worth of data.
187     * We also want to use a 32-bit data type for the dst of the load operation
188     * so other parts of the driver don't get confused about the size of the
189     * result.
190     */
191    fs_reg vec4_result = bld.vgrf(BRW_REGISTER_TYPE_F, 4);
192    fs_inst *inst = bld.emit(FS_OPCODE_VARYING_PULL_CONSTANT_LOAD_LOGICAL,
193                             vec4_result, surf_index, vec4_offset);
194    inst->size_written = 4 * vec4_result.component_size(inst->exec_size);
195
196    if (type_sz(dst.type) == 8) {
197       shuffle_32bit_load_result_to_64bit_data(
198          bld, retype(vec4_result, dst.type), vec4_result, 2);
199    }
200
201    vec4_result.type = dst.type;
202    bld.MOV(dst, offset(vec4_result, bld,
203                        (const_offset & 0xf) / type_sz(vec4_result.type)));
204 }
205
206 /**
207  * A helper for MOV generation for fixing up broken hardware SEND dependency
208  * handling.
209  */
210 void
211 fs_visitor::DEP_RESOLVE_MOV(const fs_builder &bld, int grf)
212 {
213    /* The caller always wants uncompressed to emit the minimal extra
214     * dependencies, and to avoid having to deal with aligning its regs to 2.
215     */
216    const fs_builder ubld = bld.annotate("send dependency resolve")
217                               .half(0);
218
219    ubld.MOV(ubld.null_reg_f(), fs_reg(VGRF, grf, BRW_REGISTER_TYPE_F));
220 }
221
222 bool
223 fs_inst::equals(fs_inst *inst) const
224 {
225    return (opcode == inst->opcode &&
226            dst.equals(inst->dst) &&
227            src[0].equals(inst->src[0]) &&
228            src[1].equals(inst->src[1]) &&
229            src[2].equals(inst->src[2]) &&
230            saturate == inst->saturate &&
231            predicate == inst->predicate &&
232            conditional_mod == inst->conditional_mod &&
233            mlen == inst->mlen &&
234            base_mrf == inst->base_mrf &&
235            target == inst->target &&
236            eot == inst->eot &&
237            header_size == inst->header_size &&
238            shadow_compare == inst->shadow_compare &&
239            exec_size == inst->exec_size &&
240            offset == inst->offset);
241 }
242
243 bool
244 fs_inst::is_send_from_grf() const
245 {
246    switch (opcode) {
247    case FS_OPCODE_VARYING_PULL_CONSTANT_LOAD_GEN7:
248    case SHADER_OPCODE_SHADER_TIME_ADD:
249    case FS_OPCODE_INTERPOLATE_AT_SAMPLE:
250    case FS_OPCODE_INTERPOLATE_AT_SHARED_OFFSET:
251    case FS_OPCODE_INTERPOLATE_AT_PER_SLOT_OFFSET:
252    case SHADER_OPCODE_UNTYPED_ATOMIC:
253    case SHADER_OPCODE_UNTYPED_SURFACE_READ:
254    case SHADER_OPCODE_UNTYPED_SURFACE_WRITE:
255    case SHADER_OPCODE_TYPED_ATOMIC:
256    case SHADER_OPCODE_TYPED_SURFACE_READ:
257    case SHADER_OPCODE_TYPED_SURFACE_WRITE:
258    case SHADER_OPCODE_URB_WRITE_SIMD8:
259    case SHADER_OPCODE_URB_WRITE_SIMD8_PER_SLOT:
260    case SHADER_OPCODE_URB_WRITE_SIMD8_MASKED:
261    case SHADER_OPCODE_URB_WRITE_SIMD8_MASKED_PER_SLOT:
262    case SHADER_OPCODE_URB_READ_SIMD8:
263    case SHADER_OPCODE_URB_READ_SIMD8_PER_SLOT:
264       return true;
265    case FS_OPCODE_UNIFORM_PULL_CONSTANT_LOAD:
266       return src[1].file == VGRF;
267    case FS_OPCODE_FB_WRITE:
268    case FS_OPCODE_FB_READ:
269       return src[0].file == VGRF;
270    default:
271       if (is_tex())
272          return src[0].file == VGRF;
273
274       return false;
275    }
276 }
277
278 /**
279  * Returns true if this instruction's sources and destinations cannot
280  * safely be the same register.
281  *
282  * In most cases, a register can be written over safely by the same
283  * instruction that is its last use.  For a single instruction, the
284  * sources are dereferenced before writing of the destination starts
285  * (naturally).
286  *
287  * However, there are a few cases where this can be problematic:
288  *
289  * - Virtual opcodes that translate to multiple instructions in the
290  *   code generator: if src == dst and one instruction writes the
291  *   destination before a later instruction reads the source, then
292  *   src will have been clobbered.
293  *
294  * - SIMD16 compressed instructions with certain regioning (see below).
295  *
296  * The register allocator uses this information to set up conflicts between
297  * GRF sources and the destination.
298  */
299 bool
300 fs_inst::has_source_and_destination_hazard() const
301 {
302    switch (opcode) {
303    case FS_OPCODE_PACK_HALF_2x16_SPLIT:
304       /* Multiple partial writes to the destination */
305       return true;
306    default:
307       /* The SIMD16 compressed instruction
308        *
309        * add(16)      g4<1>F      g4<8,8,1>F   g6<8,8,1>F
310        *
311        * is actually decoded in hardware as:
312        *
313        * add(8)       g4<1>F      g4<8,8,1>F   g6<8,8,1>F
314        * add(8)       g5<1>F      g5<8,8,1>F   g7<8,8,1>F
315        *
316        * Which is safe.  However, if we have uniform accesses
317        * happening, we get into trouble:
318        *
319        * add(8)       g4<1>F      g4<0,1,0>F   g6<8,8,1>F
320        * add(8)       g5<1>F      g4<0,1,0>F   g7<8,8,1>F
321        *
322        * Now our destination for the first instruction overwrote the
323        * second instruction's src0, and we get garbage for those 8
324        * pixels.  There's a similar issue for the pre-gen6
325        * pixel_x/pixel_y, which are registers of 16-bit values and thus
326        * would get stomped by the first decode as well.
327        */
328       if (exec_size == 16) {
329          for (int i = 0; i < sources; i++) {
330             if (src[i].file == VGRF && (src[i].stride == 0 ||
331                                         src[i].type == BRW_REGISTER_TYPE_UW ||
332                                         src[i].type == BRW_REGISTER_TYPE_W ||
333                                         src[i].type == BRW_REGISTER_TYPE_UB ||
334                                         src[i].type == BRW_REGISTER_TYPE_B)) {
335                return true;
336             }
337          }
338       }
339       return false;
340    }
341 }
342
343 bool
344 fs_inst::is_copy_payload(const brw::simple_allocator &grf_alloc) const
345 {
346    if (this->opcode != SHADER_OPCODE_LOAD_PAYLOAD)
347       return false;
348
349    fs_reg reg = this->src[0];
350    if (reg.file != VGRF || reg.offset != 0 || reg.stride != 1)
351       return false;
352
353    if (grf_alloc.sizes[reg.nr] * REG_SIZE != this->size_written)
354       return false;
355
356    for (int i = 0; i < this->sources; i++) {
357       reg.type = this->src[i].type;
358       if (!this->src[i].equals(reg))
359          return false;
360
361       if (i < this->header_size) {
362          reg.offset += REG_SIZE;
363       } else {
364          reg = horiz_offset(reg, this->exec_size);
365       }
366    }
367
368    return true;
369 }
370
371 bool
372 fs_inst::can_do_source_mods(const struct gen_device_info *devinfo)
373 {
374    if (devinfo->gen == 6 && is_math())
375       return false;
376
377    if (is_send_from_grf())
378       return false;
379
380    if (!backend_instruction::can_do_source_mods())
381       return false;
382
383    return true;
384 }
385
386 bool
387 fs_inst::can_change_types() const
388 {
389    return dst.type == src[0].type &&
390           !src[0].abs && !src[0].negate && !saturate &&
391           (opcode == BRW_OPCODE_MOV ||
392            (opcode == BRW_OPCODE_SEL &&
393             dst.type == src[1].type &&
394             predicate != BRW_PREDICATE_NONE &&
395             !src[1].abs && !src[1].negate));
396 }
397
398 bool
399 fs_inst::has_side_effects() const
400 {
401    return this->eot || backend_instruction::has_side_effects();
402 }
403
404 void
405 fs_reg::init()
406 {
407    memset(this, 0, sizeof(*this));
408    stride = 1;
409 }
410
411 /** Generic unset register constructor. */
412 fs_reg::fs_reg()
413 {
414    init();
415    this->file = BAD_FILE;
416 }
417
418 fs_reg::fs_reg(struct ::brw_reg reg) :
419    backend_reg(reg)
420 {
421    this->offset = 0;
422    this->stride = 1;
423    if (this->file == IMM &&
424        (this->type != BRW_REGISTER_TYPE_V &&
425         this->type != BRW_REGISTER_TYPE_UV &&
426         this->type != BRW_REGISTER_TYPE_VF)) {
427       this->stride = 0;
428    }
429 }
430
431 bool
432 fs_reg::equals(const fs_reg &r) const
433 {
434    return (this->backend_reg::equals(r) &&
435            stride == r.stride);
436 }
437
438 bool
439 fs_reg::is_contiguous() const
440 {
441    return stride == 1;
442 }
443
444 unsigned
445 fs_reg::component_size(unsigned width) const
446 {
447    const unsigned stride = ((file != ARF && file != FIXED_GRF) ? this->stride :
448                             hstride == 0 ? 0 :
449                             1 << (hstride - 1));
450    return MAX2(width * stride, 1) * type_sz(type);
451 }
452
453 extern "C" int
454 type_size_scalar(const struct glsl_type *type)
455 {
456    unsigned int size, i;
457
458    switch (type->base_type) {
459    case GLSL_TYPE_UINT:
460    case GLSL_TYPE_INT:
461    case GLSL_TYPE_FLOAT:
462    case GLSL_TYPE_BOOL:
463       return type->components();
464    case GLSL_TYPE_DOUBLE:
465       return type->components() * 2;
466    case GLSL_TYPE_ARRAY:
467       return type_size_scalar(type->fields.array) * type->length;
468    case GLSL_TYPE_STRUCT:
469       size = 0;
470       for (i = 0; i < type->length; i++) {
471          size += type_size_scalar(type->fields.structure[i].type);
472       }
473       return size;
474    case GLSL_TYPE_SAMPLER:
475       /* Samplers take up no register space, since they're baked in at
476        * link time.
477        */
478       return 0;
479    case GLSL_TYPE_ATOMIC_UINT:
480       return 0;
481    case GLSL_TYPE_SUBROUTINE:
482       return 1;
483    case GLSL_TYPE_IMAGE:
484       return BRW_IMAGE_PARAM_SIZE;
485    case GLSL_TYPE_VOID:
486    case GLSL_TYPE_ERROR:
487    case GLSL_TYPE_INTERFACE:
488    case GLSL_TYPE_FUNCTION:
489       unreachable("not reached");
490    }
491
492    return 0;
493 }
494
495 /* Attribute arrays are loaded as one vec4 per element (or matrix column),
496  * except for double-precision types, which are loaded as one dvec4.
497  */
498 extern "C" int
499 type_size_vs_input(const struct glsl_type *type)
500 {
501    if (type->is_double()) {
502       return type_size_dvec4(type);
503    } else {
504       return type_size_vec4(type);
505    }
506 }
507
508 /**
509  * Create a MOV to read the timestamp register.
510  *
511  * The caller is responsible for emitting the MOV.  The return value is
512  * the destination of the MOV, with extra parameters set.
513  */
514 fs_reg
515 fs_visitor::get_timestamp(const fs_builder &bld)
516 {
517    assert(devinfo->gen >= 7);
518
519    fs_reg ts = fs_reg(retype(brw_vec4_reg(BRW_ARCHITECTURE_REGISTER_FILE,
520                                           BRW_ARF_TIMESTAMP,
521                                           0),
522                              BRW_REGISTER_TYPE_UD));
523
524    fs_reg dst = fs_reg(VGRF, alloc.allocate(1), BRW_REGISTER_TYPE_UD);
525
526    /* We want to read the 3 fields we care about even if it's not enabled in
527     * the dispatch.
528     */
529    bld.group(4, 0).exec_all().MOV(dst, ts);
530
531    return dst;
532 }
533
534 void
535 fs_visitor::emit_shader_time_begin()
536 {
537    /* We want only the low 32 bits of the timestamp.  Since it's running
538     * at the GPU clock rate of ~1.2ghz, it will roll over every ~3 seconds,
539     * which is plenty of time for our purposes.  It is identical across the
540     * EUs, but since it's tracking GPU core speed it will increment at a
541     * varying rate as render P-states change.
542     */
543    shader_start_time = component(
544       get_timestamp(bld.annotate("shader time start")), 0);
545 }
546
547 void
548 fs_visitor::emit_shader_time_end()
549 {
550    /* Insert our code just before the final SEND with EOT. */
551    exec_node *end = this->instructions.get_tail();
552    assert(end && ((fs_inst *) end)->eot);
553    const fs_builder ibld = bld.annotate("shader time end")
554                               .exec_all().at(NULL, end);
555    const fs_reg timestamp = get_timestamp(ibld);
556
557    /* We only use the low 32 bits of the timestamp - see
558     * emit_shader_time_begin()).
559     *
560     * We could also check if render P-states have changed (or anything
561     * else that might disrupt timing) by setting smear to 2 and checking if
562     * that field is != 0.
563     */
564    const fs_reg shader_end_time = component(timestamp, 0);
565
566    /* Check that there weren't any timestamp reset events (assuming these
567     * were the only two timestamp reads that happened).
568     */
569    const fs_reg reset = component(timestamp, 2);
570    set_condmod(BRW_CONDITIONAL_Z,
571                ibld.AND(ibld.null_reg_ud(), reset, brw_imm_ud(1u)));
572    ibld.IF(BRW_PREDICATE_NORMAL);
573
574    fs_reg start = shader_start_time;
575    start.negate = true;
576    const fs_reg diff = component(fs_reg(VGRF, alloc.allocate(1),
577                                         BRW_REGISTER_TYPE_UD),
578                                  0);
579    const fs_builder cbld = ibld.group(1, 0);
580    cbld.group(1, 0).ADD(diff, start, shader_end_time);
581
582    /* If there were no instructions between the two timestamp gets, the diff
583     * is 2 cycles.  Remove that overhead, so I can forget about that when
584     * trying to determine the time taken for single instructions.
585     */
586    cbld.ADD(diff, diff, brw_imm_ud(-2u));
587    SHADER_TIME_ADD(cbld, 0, diff);
588    SHADER_TIME_ADD(cbld, 1, brw_imm_ud(1u));
589    ibld.emit(BRW_OPCODE_ELSE);
590    SHADER_TIME_ADD(cbld, 2, brw_imm_ud(1u));
591    ibld.emit(BRW_OPCODE_ENDIF);
592 }
593
594 void
595 fs_visitor::SHADER_TIME_ADD(const fs_builder &bld,
596                             int shader_time_subindex,
597                             fs_reg value)
598 {
599    int index = shader_time_index * 3 + shader_time_subindex;
600    struct brw_reg offset = brw_imm_d(index * SHADER_TIME_STRIDE);
601
602    fs_reg payload;
603    if (dispatch_width == 8)
604       payload = vgrf(glsl_type::uvec2_type);
605    else
606       payload = vgrf(glsl_type::uint_type);
607
608    bld.emit(SHADER_OPCODE_SHADER_TIME_ADD, fs_reg(), payload, offset, value);
609 }
610
611 void
612 fs_visitor::vfail(const char *format, va_list va)
613 {
614    char *msg;
615
616    if (failed)
617       return;
618
619    failed = true;
620
621    msg = ralloc_vasprintf(mem_ctx, format, va);
622    msg = ralloc_asprintf(mem_ctx, "%s compile failed: %s\n", stage_abbrev, msg);
623
624    this->fail_msg = msg;
625
626    if (debug_enabled) {
627       fprintf(stderr, "%s",  msg);
628    }
629 }
630
631 void
632 fs_visitor::fail(const char *format, ...)
633 {
634    va_list va;
635
636    va_start(va, format);
637    vfail(format, va);
638    va_end(va);
639 }
640
641 /**
642  * Mark this program as impossible to compile with dispatch width greater
643  * than n.
644  *
645  * During the SIMD8 compile (which happens first), we can detect and flag
646  * things that are unsupported in SIMD16+ mode, so the compiler can skip the
647  * SIMD16+ compile altogether.
648  *
649  * During a compile of dispatch width greater than n (if one happens anyway),
650  * this just calls fail().
651  */
652 void
653 fs_visitor::limit_dispatch_width(unsigned n, const char *msg)
654 {
655    if (dispatch_width > n) {
656       fail("%s", msg);
657    } else {
658       max_dispatch_width = n;
659       compiler->shader_perf_log(log_data,
660                                 "Shader dispatch width limited to SIMD%d: %s",
661                                 n, msg);
662    }
663 }
664
665 /**
666  * Returns true if the instruction has a flag that means it won't
667  * update an entire destination register.
668  *
669  * For example, dead code elimination and live variable analysis want to know
670  * when a write to a variable screens off any preceding values that were in
671  * it.
672  */
673 bool
674 fs_inst::is_partial_write() const
675 {
676    return ((this->predicate && this->opcode != BRW_OPCODE_SEL) ||
677            (this->exec_size * type_sz(this->dst.type)) < 32 ||
678            !this->dst.is_contiguous() ||
679            this->dst.offset % REG_SIZE != 0);
680 }
681
682 unsigned
683 fs_inst::components_read(unsigned i) const
684 {
685    /* Return zero if the source is not present. */
686    if (src[i].file == BAD_FILE)
687       return 0;
688
689    switch (opcode) {
690    case FS_OPCODE_LINTERP:
691       if (i == 0)
692          return 2;
693       else
694          return 1;
695
696    case FS_OPCODE_PIXEL_X:
697    case FS_OPCODE_PIXEL_Y:
698       assert(i == 0);
699       return 2;
700
701    case FS_OPCODE_FB_WRITE_LOGICAL:
702       assert(src[FB_WRITE_LOGICAL_SRC_COMPONENTS].file == IMM);
703       /* First/second FB write color. */
704       if (i < 2)
705          return src[FB_WRITE_LOGICAL_SRC_COMPONENTS].ud;
706       else
707          return 1;
708
709    case SHADER_OPCODE_TEX_LOGICAL:
710    case SHADER_OPCODE_TXD_LOGICAL:
711    case SHADER_OPCODE_TXF_LOGICAL:
712    case SHADER_OPCODE_TXL_LOGICAL:
713    case SHADER_OPCODE_TXS_LOGICAL:
714    case FS_OPCODE_TXB_LOGICAL:
715    case SHADER_OPCODE_TXF_CMS_LOGICAL:
716    case SHADER_OPCODE_TXF_CMS_W_LOGICAL:
717    case SHADER_OPCODE_TXF_UMS_LOGICAL:
718    case SHADER_OPCODE_TXF_MCS_LOGICAL:
719    case SHADER_OPCODE_LOD_LOGICAL:
720    case SHADER_OPCODE_TG4_LOGICAL:
721    case SHADER_OPCODE_TG4_OFFSET_LOGICAL:
722    case SHADER_OPCODE_SAMPLEINFO_LOGICAL:
723       assert(src[TEX_LOGICAL_SRC_COORD_COMPONENTS].file == IMM &&
724              src[TEX_LOGICAL_SRC_GRAD_COMPONENTS].file == IMM);
725       /* Texture coordinates. */
726       if (i == TEX_LOGICAL_SRC_COORDINATE)
727          return src[TEX_LOGICAL_SRC_COORD_COMPONENTS].ud;
728       /* Texture derivatives. */
729       else if ((i == TEX_LOGICAL_SRC_LOD || i == TEX_LOGICAL_SRC_LOD2) &&
730                opcode == SHADER_OPCODE_TXD_LOGICAL)
731          return src[TEX_LOGICAL_SRC_GRAD_COMPONENTS].ud;
732       /* Texture offset. */
733       else if (i == TEX_LOGICAL_SRC_OFFSET_VALUE)
734          return 2;
735       /* MCS */
736       else if (i == TEX_LOGICAL_SRC_MCS && opcode == SHADER_OPCODE_TXF_CMS_W_LOGICAL)
737          return 2;
738       else
739          return 1;
740
741    case SHADER_OPCODE_UNTYPED_SURFACE_READ_LOGICAL:
742    case SHADER_OPCODE_TYPED_SURFACE_READ_LOGICAL:
743       assert(src[3].file == IMM);
744       /* Surface coordinates. */
745       if (i == 0)
746          return src[3].ud;
747       /* Surface operation source (ignored for reads). */
748       else if (i == 1)
749          return 0;
750       else
751          return 1;
752
753    case SHADER_OPCODE_UNTYPED_SURFACE_WRITE_LOGICAL:
754    case SHADER_OPCODE_TYPED_SURFACE_WRITE_LOGICAL:
755       assert(src[3].file == IMM &&
756              src[4].file == IMM);
757       /* Surface coordinates. */
758       if (i == 0)
759          return src[3].ud;
760       /* Surface operation source. */
761       else if (i == 1)
762          return src[4].ud;
763       else
764          return 1;
765
766    case SHADER_OPCODE_UNTYPED_ATOMIC_LOGICAL:
767    case SHADER_OPCODE_TYPED_ATOMIC_LOGICAL: {
768       assert(src[3].file == IMM &&
769              src[4].file == IMM);
770       const unsigned op = src[4].ud;
771       /* Surface coordinates. */
772       if (i == 0)
773          return src[3].ud;
774       /* Surface operation source. */
775       else if (i == 1 && op == BRW_AOP_CMPWR)
776          return 2;
777       else if (i == 1 && (op == BRW_AOP_INC || op == BRW_AOP_DEC ||
778                           op == BRW_AOP_PREDEC))
779          return 0;
780       else
781          return 1;
782    }
783
784    default:
785       return 1;
786    }
787 }
788
789 unsigned
790 fs_inst::size_read(int arg) const
791 {
792    switch (opcode) {
793    case FS_OPCODE_FB_WRITE:
794    case FS_OPCODE_FB_READ:
795    case SHADER_OPCODE_URB_WRITE_SIMD8:
796    case SHADER_OPCODE_URB_WRITE_SIMD8_PER_SLOT:
797    case SHADER_OPCODE_URB_WRITE_SIMD8_MASKED:
798    case SHADER_OPCODE_URB_WRITE_SIMD8_MASKED_PER_SLOT:
799    case SHADER_OPCODE_URB_READ_SIMD8:
800    case SHADER_OPCODE_URB_READ_SIMD8_PER_SLOT:
801    case SHADER_OPCODE_UNTYPED_ATOMIC:
802    case SHADER_OPCODE_UNTYPED_SURFACE_READ:
803    case SHADER_OPCODE_UNTYPED_SURFACE_WRITE:
804    case SHADER_OPCODE_TYPED_ATOMIC:
805    case SHADER_OPCODE_TYPED_SURFACE_READ:
806    case SHADER_OPCODE_TYPED_SURFACE_WRITE:
807    case FS_OPCODE_INTERPOLATE_AT_PER_SLOT_OFFSET:
808       if (arg == 0)
809          return mlen * REG_SIZE;
810       break;
811
812    case FS_OPCODE_UNIFORM_PULL_CONSTANT_LOAD_GEN7:
813       /* The payload is actually stored in src1 */
814       if (arg == 1)
815          return mlen * REG_SIZE;
816       break;
817
818    case FS_OPCODE_LINTERP:
819       if (arg == 1)
820          return 16;
821       break;
822
823    case SHADER_OPCODE_LOAD_PAYLOAD:
824       if (arg < this->header_size)
825          return REG_SIZE;
826       break;
827
828    case CS_OPCODE_CS_TERMINATE:
829    case SHADER_OPCODE_BARRIER:
830       return REG_SIZE;
831
832    case SHADER_OPCODE_MOV_INDIRECT:
833       if (arg == 0) {
834          assert(src[2].file == IMM);
835          return src[2].ud;
836       }
837       break;
838
839    default:
840       if (is_tex() && arg == 0 && src[0].file == VGRF)
841          return mlen * REG_SIZE;
842       break;
843    }
844
845    switch (src[arg].file) {
846    case UNIFORM:
847    case IMM:
848       return components_read(arg) * type_sz(src[arg].type);
849    case BAD_FILE:
850    case ARF:
851    case FIXED_GRF:
852    case VGRF:
853    case ATTR:
854       return components_read(arg) * src[arg].component_size(exec_size);
855    case MRF:
856       unreachable("MRF registers are not allowed as sources");
857    }
858    return 0;
859 }
860
861 namespace {
862    /* Return the subset of flag registers that an instruction could
863     * potentially read or write based on the execution controls and flag
864     * subregister number of the instruction.
865     */
866    unsigned
867    flag_mask(const fs_inst *inst)
868    {
869       const unsigned start = inst->flag_subreg * 16 + inst->group;
870       const unsigned end = start + inst->exec_size;
871       return ((1 << DIV_ROUND_UP(end, 8)) - 1) & ~((1 << (start / 8)) - 1);
872    }
873 }
874
875 unsigned
876 fs_inst::flags_read(const gen_device_info *devinfo) const
877 {
878    /* XXX - This doesn't consider explicit uses of the flag register as source
879     *       region.
880     */
881    if (predicate == BRW_PREDICATE_ALIGN1_ANYV ||
882        predicate == BRW_PREDICATE_ALIGN1_ALLV) {
883       /* The vertical predication modes combine corresponding bits from
884        * f0.0 and f1.0 on Gen7+, and f0.0 and f0.1 on older hardware.
885        */
886       const unsigned shift = devinfo->gen >= 7 ? 4 : 2;
887       return flag_mask(this) << shift | flag_mask(this);
888    } else if (predicate) {
889       return flag_mask(this);
890    } else {
891       return 0;
892    }
893 }
894
895 unsigned
896 fs_inst::flags_written() const
897 {
898    /* XXX - This doesn't consider explicit uses of the flag register as
899     *       destination region.
900     */
901    if ((conditional_mod && (opcode != BRW_OPCODE_SEL &&
902                             opcode != BRW_OPCODE_IF &&
903                             opcode != BRW_OPCODE_WHILE)) ||
904        opcode == FS_OPCODE_MOV_DISPATCH_TO_FLAGS) {
905       return flag_mask(this);
906    } else {
907       return 0;
908    }
909 }
910
911 /**
912  * Returns how many MRFs an FS opcode will write over.
913  *
914  * Note that this is not the 0 or 1 implied writes in an actual gen
915  * instruction -- the FS opcodes often generate MOVs in addition.
916  */
917 int
918 fs_visitor::implied_mrf_writes(fs_inst *inst)
919 {
920    if (inst->mlen == 0)
921       return 0;
922
923    if (inst->base_mrf == -1)
924       return 0;
925
926    switch (inst->opcode) {
927    case SHADER_OPCODE_RCP:
928    case SHADER_OPCODE_RSQ:
929    case SHADER_OPCODE_SQRT:
930    case SHADER_OPCODE_EXP2:
931    case SHADER_OPCODE_LOG2:
932    case SHADER_OPCODE_SIN:
933    case SHADER_OPCODE_COS:
934       return 1 * dispatch_width / 8;
935    case SHADER_OPCODE_POW:
936    case SHADER_OPCODE_INT_QUOTIENT:
937    case SHADER_OPCODE_INT_REMAINDER:
938       return 2 * dispatch_width / 8;
939    case SHADER_OPCODE_TEX:
940    case FS_OPCODE_TXB:
941    case SHADER_OPCODE_TXD:
942    case SHADER_OPCODE_TXF:
943    case SHADER_OPCODE_TXF_CMS:
944    case SHADER_OPCODE_TXF_MCS:
945    case SHADER_OPCODE_TG4:
946    case SHADER_OPCODE_TG4_OFFSET:
947    case SHADER_OPCODE_TXL:
948    case SHADER_OPCODE_TXS:
949    case SHADER_OPCODE_LOD:
950    case SHADER_OPCODE_SAMPLEINFO:
951       return 1;
952    case FS_OPCODE_FB_WRITE:
953       return 2;
954    case FS_OPCODE_UNIFORM_PULL_CONSTANT_LOAD:
955    case SHADER_OPCODE_GEN4_SCRATCH_READ:
956       return 1;
957    case FS_OPCODE_VARYING_PULL_CONSTANT_LOAD_GEN4:
958       return inst->mlen;
959    case SHADER_OPCODE_GEN4_SCRATCH_WRITE:
960       return inst->mlen;
961    default:
962       unreachable("not reached");
963    }
964 }
965
966 fs_reg
967 fs_visitor::vgrf(const glsl_type *const type)
968 {
969    int reg_width = dispatch_width / 8;
970    return fs_reg(VGRF, alloc.allocate(type_size_scalar(type) * reg_width),
971                  brw_type_for_base_type(type));
972 }
973
974 fs_reg::fs_reg(enum brw_reg_file file, int nr)
975 {
976    init();
977    this->file = file;
978    this->nr = nr;
979    this->type = BRW_REGISTER_TYPE_F;
980    this->stride = (file == UNIFORM ? 0 : 1);
981 }
982
983 fs_reg::fs_reg(enum brw_reg_file file, int nr, enum brw_reg_type type)
984 {
985    init();
986    this->file = file;
987    this->nr = nr;
988    this->type = type;
989    this->stride = (file == UNIFORM ? 0 : 1);
990 }
991
992 /* For SIMD16, we need to follow from the uniform setup of SIMD8 dispatch.
993  * This brings in those uniform definitions
994  */
995 void
996 fs_visitor::import_uniforms(fs_visitor *v)
997 {
998    this->push_constant_loc = v->push_constant_loc;
999    this->pull_constant_loc = v->pull_constant_loc;
1000    this->uniforms = v->uniforms;
1001 }
1002
1003 void
1004 fs_visitor::emit_fragcoord_interpolation(fs_reg wpos)
1005 {
1006    assert(stage == MESA_SHADER_FRAGMENT);
1007
1008    /* gl_FragCoord.x */
1009    bld.MOV(wpos, this->pixel_x);
1010    wpos = offset(wpos, bld, 1);
1011
1012    /* gl_FragCoord.y */
1013    bld.MOV(wpos, this->pixel_y);
1014    wpos = offset(wpos, bld, 1);
1015
1016    /* gl_FragCoord.z */
1017    if (devinfo->gen >= 6) {
1018       bld.MOV(wpos, fs_reg(brw_vec8_grf(payload.source_depth_reg, 0)));
1019    } else {
1020       bld.emit(FS_OPCODE_LINTERP, wpos,
1021            this->delta_xy[BRW_BARYCENTRIC_PERSPECTIVE_PIXEL],
1022            interp_reg(VARYING_SLOT_POS, 2));
1023    }
1024    wpos = offset(wpos, bld, 1);
1025
1026    /* gl_FragCoord.w: Already set up in emit_interpolation */
1027    bld.MOV(wpos, this->wpos_w);
1028 }
1029
1030 enum brw_barycentric_mode
1031 brw_barycentric_mode(enum glsl_interp_mode mode, nir_intrinsic_op op)
1032 {
1033    /* Barycentric modes don't make sense for flat inputs. */
1034    assert(mode != INTERP_MODE_FLAT);
1035
1036    unsigned bary;
1037    switch (op) {
1038    case nir_intrinsic_load_barycentric_pixel:
1039    case nir_intrinsic_load_barycentric_at_offset:
1040       bary = BRW_BARYCENTRIC_PERSPECTIVE_PIXEL;
1041       break;
1042    case nir_intrinsic_load_barycentric_centroid:
1043       bary = BRW_BARYCENTRIC_PERSPECTIVE_CENTROID;
1044       break;
1045    case nir_intrinsic_load_barycentric_sample:
1046    case nir_intrinsic_load_barycentric_at_sample:
1047       bary = BRW_BARYCENTRIC_PERSPECTIVE_SAMPLE;
1048       break;
1049    default:
1050       unreachable("invalid intrinsic");
1051    }
1052
1053    if (mode == INTERP_MODE_NOPERSPECTIVE)
1054       bary += 3;
1055
1056    return (enum brw_barycentric_mode) bary;
1057 }
1058
1059 /**
1060  * Turn one of the two CENTROID barycentric modes into PIXEL mode.
1061  */
1062 static enum brw_barycentric_mode
1063 centroid_to_pixel(enum brw_barycentric_mode bary)
1064 {
1065    assert(bary == BRW_BARYCENTRIC_PERSPECTIVE_CENTROID ||
1066           bary == BRW_BARYCENTRIC_NONPERSPECTIVE_CENTROID);
1067    return (enum brw_barycentric_mode) ((unsigned) bary - 1);
1068 }
1069
1070 fs_reg *
1071 fs_visitor::emit_frontfacing_interpolation()
1072 {
1073    fs_reg *reg = new(this->mem_ctx) fs_reg(vgrf(glsl_type::bool_type));
1074
1075    if (devinfo->gen >= 6) {
1076       /* Bit 15 of g0.0 is 0 if the polygon is front facing. We want to create
1077        * a boolean result from this (~0/true or 0/false).
1078        *
1079        * We can use the fact that bit 15 is the MSB of g0.0:W to accomplish
1080        * this task in only one instruction:
1081        *    - a negation source modifier will flip the bit; and
1082        *    - a W -> D type conversion will sign extend the bit into the high
1083        *      word of the destination.
1084        *
1085        * An ASR 15 fills the low word of the destination.
1086        */
1087       fs_reg g0 = fs_reg(retype(brw_vec1_grf(0, 0), BRW_REGISTER_TYPE_W));
1088       g0.negate = true;
1089
1090       bld.ASR(*reg, g0, brw_imm_d(15));
1091    } else {
1092       /* Bit 31 of g1.6 is 0 if the polygon is front facing. We want to create
1093        * a boolean result from this (1/true or 0/false).
1094        *
1095        * Like in the above case, since the bit is the MSB of g1.6:UD we can use
1096        * the negation source modifier to flip it. Unfortunately the SHR
1097        * instruction only operates on UD (or D with an abs source modifier)
1098        * sources without negation.
1099        *
1100        * Instead, use ASR (which will give ~0/true or 0/false).
1101        */
1102       fs_reg g1_6 = fs_reg(retype(brw_vec1_grf(1, 6), BRW_REGISTER_TYPE_D));
1103       g1_6.negate = true;
1104
1105       bld.ASR(*reg, g1_6, brw_imm_d(31));
1106    }
1107
1108    return reg;
1109 }
1110
1111 void
1112 fs_visitor::compute_sample_position(fs_reg dst, fs_reg int_sample_pos)
1113 {
1114    assert(stage == MESA_SHADER_FRAGMENT);
1115    struct brw_wm_prog_data *wm_prog_data = brw_wm_prog_data(this->prog_data);
1116    assert(dst.type == BRW_REGISTER_TYPE_F);
1117
1118    if (wm_prog_data->persample_dispatch) {
1119       /* Convert int_sample_pos to floating point */
1120       bld.MOV(dst, int_sample_pos);
1121       /* Scale to the range [0, 1] */
1122       bld.MUL(dst, dst, brw_imm_f(1 / 16.0f));
1123    }
1124    else {
1125       /* From ARB_sample_shading specification:
1126        * "When rendering to a non-multisample buffer, or if multisample
1127        *  rasterization is disabled, gl_SamplePosition will always be
1128        *  (0.5, 0.5).
1129        */
1130       bld.MOV(dst, brw_imm_f(0.5f));
1131    }
1132 }
1133
1134 fs_reg *
1135 fs_visitor::emit_samplepos_setup()
1136 {
1137    assert(devinfo->gen >= 6);
1138
1139    const fs_builder abld = bld.annotate("compute sample position");
1140    fs_reg *reg = new(this->mem_ctx) fs_reg(vgrf(glsl_type::vec2_type));
1141    fs_reg pos = *reg;
1142    fs_reg int_sample_x = vgrf(glsl_type::int_type);
1143    fs_reg int_sample_y = vgrf(glsl_type::int_type);
1144
1145    /* WM will be run in MSDISPMODE_PERSAMPLE. So, only one of SIMD8 or SIMD16
1146     * mode will be enabled.
1147     *
1148     * From the Ivy Bridge PRM, volume 2 part 1, page 344:
1149     * R31.1:0         Position Offset X/Y for Slot[3:0]
1150     * R31.3:2         Position Offset X/Y for Slot[7:4]
1151     * .....
1152     *
1153     * The X, Y sample positions come in as bytes in  thread payload. So, read
1154     * the positions using vstride=16, width=8, hstride=2.
1155     */
1156    struct brw_reg sample_pos_reg =
1157       stride(retype(brw_vec1_grf(payload.sample_pos_reg, 0),
1158                     BRW_REGISTER_TYPE_B), 16, 8, 2);
1159
1160    if (dispatch_width == 8) {
1161       abld.MOV(int_sample_x, fs_reg(sample_pos_reg));
1162    } else {
1163       abld.half(0).MOV(half(int_sample_x, 0), fs_reg(sample_pos_reg));
1164       abld.half(1).MOV(half(int_sample_x, 1),
1165                        fs_reg(suboffset(sample_pos_reg, 16)));
1166    }
1167    /* Compute gl_SamplePosition.x */
1168    compute_sample_position(pos, int_sample_x);
1169    pos = offset(pos, abld, 1);
1170    if (dispatch_width == 8) {
1171       abld.MOV(int_sample_y, fs_reg(suboffset(sample_pos_reg, 1)));
1172    } else {
1173       abld.half(0).MOV(half(int_sample_y, 0),
1174                        fs_reg(suboffset(sample_pos_reg, 1)));
1175       abld.half(1).MOV(half(int_sample_y, 1),
1176                        fs_reg(suboffset(sample_pos_reg, 17)));
1177    }
1178    /* Compute gl_SamplePosition.y */
1179    compute_sample_position(pos, int_sample_y);
1180    return reg;
1181 }
1182
1183 fs_reg *
1184 fs_visitor::emit_sampleid_setup()
1185 {
1186    assert(stage == MESA_SHADER_FRAGMENT);
1187    brw_wm_prog_key *key = (brw_wm_prog_key*) this->key;
1188    assert(devinfo->gen >= 6);
1189
1190    const fs_builder abld = bld.annotate("compute sample id");
1191    fs_reg *reg = new(this->mem_ctx) fs_reg(vgrf(glsl_type::int_type));
1192
1193    if (!key->multisample_fbo) {
1194       /* As per GL_ARB_sample_shading specification:
1195        * "When rendering to a non-multisample buffer, or if multisample
1196        *  rasterization is disabled, gl_SampleID will always be zero."
1197        */
1198       abld.MOV(*reg, brw_imm_d(0));
1199    } else if (devinfo->gen >= 8) {
1200       /* Sample ID comes in as 4-bit numbers in g1.0:
1201        *
1202        *    15:12 Slot 3 SampleID (only used in SIMD16)
1203        *     11:8 Slot 2 SampleID (only used in SIMD16)
1204        *      7:4 Slot 1 SampleID
1205        *      3:0 Slot 0 SampleID
1206        *
1207        * Each slot corresponds to four channels, so we want to replicate each
1208        * half-byte value to 4 channels in a row:
1209        *
1210        *    dst+0:    .7    .6    .5    .4    .3    .2    .1    .0
1211        *             7:4   7:4   7:4   7:4   3:0   3:0   3:0   3:0
1212        *
1213        *    dst+1:    .7    .6    .5    .4    .3    .2    .1    .0  (if SIMD16)
1214        *           15:12 15:12 15:12 15:12  11:8  11:8  11:8  11:8
1215        *
1216        * First, we read g1.0 with a <1,8,0>UB region, causing the first 8
1217        * channels to read the first byte (7:0), and the second group of 8
1218        * channels to read the second byte (15:8).  Then, we shift right by
1219        * a vector immediate of <4, 4, 4, 4, 0, 0, 0, 0>, moving the slot 1 / 3
1220        * values into place.  Finally, we AND with 0xf to keep the low nibble.
1221        *
1222        *    shr(16) tmp<1>W g1.0<1,8,0>B 0x44440000:V
1223        *    and(16) dst<1>D tmp<8,8,1>W  0xf:W
1224        *
1225        * TODO: These payload bits exist on Gen7 too, but they appear to always
1226        *       be zero, so this code fails to work.  We should find out why.
1227        */
1228       fs_reg tmp(VGRF, alloc.allocate(1), BRW_REGISTER_TYPE_W);
1229
1230       abld.SHR(tmp, fs_reg(stride(retype(brw_vec1_grf(1, 0),
1231                                          BRW_REGISTER_TYPE_B), 1, 8, 0)),
1232                     brw_imm_v(0x44440000));
1233       abld.AND(*reg, tmp, brw_imm_w(0xf));
1234    } else {
1235       const fs_reg t1 = component(fs_reg(VGRF, alloc.allocate(1),
1236                                          BRW_REGISTER_TYPE_D), 0);
1237       const fs_reg t2(VGRF, alloc.allocate(1), BRW_REGISTER_TYPE_W);
1238
1239       /* The PS will be run in MSDISPMODE_PERSAMPLE. For example with
1240        * 8x multisampling, subspan 0 will represent sample N (where N
1241        * is 0, 2, 4 or 6), subspan 1 will represent sample 1, 3, 5 or
1242        * 7. We can find the value of N by looking at R0.0 bits 7:6
1243        * ("Starting Sample Pair Index (SSPI)") and multiplying by two
1244        * (since samples are always delivered in pairs). That is, we
1245        * compute 2*((R0.0 & 0xc0) >> 6) == (R0.0 & 0xc0) >> 5. Then
1246        * we need to add N to the sequence (0, 0, 0, 0, 1, 1, 1, 1) in
1247        * case of SIMD8 and sequence (0, 0, 0, 0, 1, 1, 1, 1, 2, 2, 2,
1248        * 2, 3, 3, 3, 3) in case of SIMD16. We compute this sequence by
1249        * populating a temporary variable with the sequence (0, 1, 2, 3),
1250        * and then reading from it using vstride=1, width=4, hstride=0.
1251        * These computations hold good for 4x multisampling as well.
1252        *
1253        * For 2x MSAA and SIMD16, we want to use the sequence (0, 1, 0, 1):
1254        * the first four slots are sample 0 of subspan 0; the next four
1255        * are sample 1 of subspan 0; the third group is sample 0 of
1256        * subspan 1, and finally sample 1 of subspan 1.
1257        */
1258
1259       /* SKL+ has an extra bit for the Starting Sample Pair Index to
1260        * accomodate 16x MSAA.
1261        */
1262       abld.exec_all().group(1, 0)
1263           .AND(t1, fs_reg(retype(brw_vec1_grf(0, 0), BRW_REGISTER_TYPE_D)),
1264                brw_imm_ud(0xc0));
1265       abld.exec_all().group(1, 0).SHR(t1, t1, brw_imm_d(5));
1266
1267       /* This works for both SIMD8 and SIMD16 */
1268       abld.exec_all().group(4, 0).MOV(t2, brw_imm_v(0x3210));
1269
1270       /* This special instruction takes care of setting vstride=1,
1271        * width=4, hstride=0 of t2 during an ADD instruction.
1272        */
1273       abld.emit(FS_OPCODE_SET_SAMPLE_ID, *reg, t1, t2);
1274    }
1275
1276    return reg;
1277 }
1278
1279 fs_reg *
1280 fs_visitor::emit_samplemaskin_setup()
1281 {
1282    assert(stage == MESA_SHADER_FRAGMENT);
1283    struct brw_wm_prog_data *wm_prog_data = brw_wm_prog_data(this->prog_data);
1284    assert(devinfo->gen >= 6);
1285
1286    fs_reg *reg = new(this->mem_ctx) fs_reg(vgrf(glsl_type::int_type));
1287
1288    fs_reg coverage_mask(retype(brw_vec8_grf(payload.sample_mask_in_reg, 0),
1289                                BRW_REGISTER_TYPE_D));
1290
1291    if (wm_prog_data->persample_dispatch) {
1292       /* gl_SampleMaskIn[] comes from two sources: the input coverage mask,
1293        * and a mask representing which sample is being processed by the
1294        * current shader invocation.
1295        *
1296        * From the OES_sample_variables specification:
1297        * "When per-sample shading is active due to the use of a fragment input
1298        *  qualified by "sample" or due to the use of the gl_SampleID or
1299        *  gl_SamplePosition variables, only the bit for the current sample is
1300        *  set in gl_SampleMaskIn."
1301        */
1302       const fs_builder abld = bld.annotate("compute gl_SampleMaskIn");
1303
1304       if (nir_system_values[SYSTEM_VALUE_SAMPLE_ID].file == BAD_FILE)
1305          nir_system_values[SYSTEM_VALUE_SAMPLE_ID] = *emit_sampleid_setup();
1306
1307       fs_reg one = vgrf(glsl_type::int_type);
1308       fs_reg enabled_mask = vgrf(glsl_type::int_type);
1309       abld.MOV(one, brw_imm_d(1));
1310       abld.SHL(enabled_mask, one, nir_system_values[SYSTEM_VALUE_SAMPLE_ID]);
1311       abld.AND(*reg, enabled_mask, coverage_mask);
1312    } else {
1313       /* In per-pixel mode, the coverage mask is sufficient. */
1314       *reg = coverage_mask;
1315    }
1316    return reg;
1317 }
1318
1319 fs_reg
1320 fs_visitor::resolve_source_modifiers(const fs_reg &src)
1321 {
1322    if (!src.abs && !src.negate)
1323       return src;
1324
1325    fs_reg temp = bld.vgrf(src.type);
1326    bld.MOV(temp, src);
1327
1328    return temp;
1329 }
1330
1331 void
1332 fs_visitor::emit_discard_jump()
1333 {
1334    assert(brw_wm_prog_data(this->prog_data)->uses_kill);
1335
1336    /* For performance, after a discard, jump to the end of the
1337     * shader if all relevant channels have been discarded.
1338     */
1339    fs_inst *discard_jump = bld.emit(FS_OPCODE_DISCARD_JUMP);
1340    discard_jump->flag_subreg = 1;
1341
1342    discard_jump->predicate = BRW_PREDICATE_ALIGN1_ANY4H;
1343    discard_jump->predicate_inverse = true;
1344 }
1345
1346 void
1347 fs_visitor::emit_gs_thread_end()
1348 {
1349    assert(stage == MESA_SHADER_GEOMETRY);
1350
1351    struct brw_gs_prog_data *gs_prog_data = brw_gs_prog_data(prog_data);
1352
1353    if (gs_compile->control_data_header_size_bits > 0) {
1354       emit_gs_control_data_bits(this->final_gs_vertex_count);
1355    }
1356
1357    const fs_builder abld = bld.annotate("thread end");
1358    fs_inst *inst;
1359
1360    if (gs_prog_data->static_vertex_count != -1) {
1361       foreach_in_list_reverse(fs_inst, prev, &this->instructions) {
1362          if (prev->opcode == SHADER_OPCODE_URB_WRITE_SIMD8 ||
1363              prev->opcode == SHADER_OPCODE_URB_WRITE_SIMD8_MASKED ||
1364              prev->opcode == SHADER_OPCODE_URB_WRITE_SIMD8_PER_SLOT ||
1365              prev->opcode == SHADER_OPCODE_URB_WRITE_SIMD8_MASKED_PER_SLOT) {
1366             prev->eot = true;
1367
1368             /* Delete now dead instructions. */
1369             foreach_in_list_reverse_safe(exec_node, dead, &this->instructions) {
1370                if (dead == prev)
1371                   break;
1372                dead->remove();
1373             }
1374             return;
1375          } else if (prev->is_control_flow() || prev->has_side_effects()) {
1376             break;
1377          }
1378       }
1379       fs_reg hdr = abld.vgrf(BRW_REGISTER_TYPE_UD, 1);
1380       abld.MOV(hdr, fs_reg(retype(brw_vec8_grf(1, 0), BRW_REGISTER_TYPE_UD)));
1381       inst = abld.emit(SHADER_OPCODE_URB_WRITE_SIMD8, reg_undef, hdr);
1382       inst->mlen = 1;
1383    } else {
1384       fs_reg payload = abld.vgrf(BRW_REGISTER_TYPE_UD, 2);
1385       fs_reg *sources = ralloc_array(mem_ctx, fs_reg, 2);
1386       sources[0] = fs_reg(retype(brw_vec8_grf(1, 0), BRW_REGISTER_TYPE_UD));
1387       sources[1] = this->final_gs_vertex_count;
1388       abld.LOAD_PAYLOAD(payload, sources, 2, 2);
1389       inst = abld.emit(SHADER_OPCODE_URB_WRITE_SIMD8, reg_undef, payload);
1390       inst->mlen = 2;
1391    }
1392    inst->eot = true;
1393    inst->offset = 0;
1394 }
1395
1396 void
1397 fs_visitor::assign_curb_setup()
1398 {
1399    prog_data->curb_read_length = ALIGN(stage_prog_data->nr_params, 8) / 8;
1400
1401    /* Map the offsets in the UNIFORM file to fixed HW regs. */
1402    foreach_block_and_inst(block, fs_inst, inst, cfg) {
1403       for (unsigned int i = 0; i < inst->sources; i++) {
1404          if (inst->src[i].file == UNIFORM) {
1405             int uniform_nr = inst->src[i].nr + inst->src[i].offset / 4;
1406             int constant_nr;
1407             if (uniform_nr >= 0 && uniform_nr < (int) uniforms) {
1408                constant_nr = push_constant_loc[uniform_nr];
1409             } else {
1410                /* Section 5.11 of the OpenGL 4.1 spec says:
1411                 * "Out-of-bounds reads return undefined values, which include
1412                 *  values from other variables of the active program or zero."
1413                 * Just return the first push constant.
1414                 */
1415                constant_nr = 0;
1416             }
1417
1418             struct brw_reg brw_reg = brw_vec1_grf(payload.num_regs +
1419                                                   constant_nr / 8,
1420                                                   constant_nr % 8);
1421             brw_reg.abs = inst->src[i].abs;
1422             brw_reg.negate = inst->src[i].negate;
1423
1424             assert(inst->src[i].stride == 0);
1425             inst->src[i] = byte_offset(
1426                retype(brw_reg, inst->src[i].type),
1427                inst->src[i].offset % 4);
1428          }
1429       }
1430    }
1431
1432    /* This may be updated in assign_urb_setup or assign_vs_urb_setup. */
1433    this->first_non_payload_grf = payload.num_regs + prog_data->curb_read_length;
1434 }
1435
1436 void
1437 fs_visitor::calculate_urb_setup()
1438 {
1439    assert(stage == MESA_SHADER_FRAGMENT);
1440    struct brw_wm_prog_data *prog_data = brw_wm_prog_data(this->prog_data);
1441    brw_wm_prog_key *key = (brw_wm_prog_key*) this->key;
1442
1443    memset(prog_data->urb_setup, -1,
1444           sizeof(prog_data->urb_setup[0]) * VARYING_SLOT_MAX);
1445
1446    int urb_next = 0;
1447    /* Figure out where each of the incoming setup attributes lands. */
1448    if (devinfo->gen >= 6) {
1449       if (_mesa_bitcount_64(nir->info.inputs_read &
1450                             BRW_FS_VARYING_INPUT_MASK) <= 16) {
1451          /* The SF/SBE pipeline stage can do arbitrary rearrangement of the
1452           * first 16 varying inputs, so we can put them wherever we want.
1453           * Just put them in order.
1454           *
1455           * This is useful because it means that (a) inputs not used by the
1456           * fragment shader won't take up valuable register space, and (b) we
1457           * won't have to recompile the fragment shader if it gets paired with
1458           * a different vertex (or geometry) shader.
1459           */
1460          for (unsigned int i = 0; i < VARYING_SLOT_MAX; i++) {
1461             if (nir->info.inputs_read & BRW_FS_VARYING_INPUT_MASK &
1462                 BITFIELD64_BIT(i)) {
1463                prog_data->urb_setup[i] = urb_next++;
1464             }
1465          }
1466       } else {
1467          bool include_vue_header =
1468             nir->info.inputs_read & (VARYING_BIT_LAYER | VARYING_BIT_VIEWPORT);
1469
1470          /* We have enough input varyings that the SF/SBE pipeline stage can't
1471           * arbitrarily rearrange them to suit our whim; we have to put them
1472           * in an order that matches the output of the previous pipeline stage
1473           * (geometry or vertex shader).
1474           */
1475          struct brw_vue_map prev_stage_vue_map;
1476          brw_compute_vue_map(devinfo, &prev_stage_vue_map,
1477                              key->input_slots_valid,
1478                              nir->info.separate_shader);
1479          int first_slot =
1480             include_vue_header ? 0 : 2 * BRW_SF_URB_ENTRY_READ_OFFSET;
1481
1482          assert(prev_stage_vue_map.num_slots <= first_slot + 32);
1483          for (int slot = first_slot; slot < prev_stage_vue_map.num_slots;
1484               slot++) {
1485             int varying = prev_stage_vue_map.slot_to_varying[slot];
1486             if (varying != BRW_VARYING_SLOT_PAD &&
1487                 (nir->info.inputs_read & BRW_FS_VARYING_INPUT_MASK &
1488                  BITFIELD64_BIT(varying))) {
1489                prog_data->urb_setup[varying] = slot - first_slot;
1490             }
1491          }
1492          urb_next = prev_stage_vue_map.num_slots - first_slot;
1493       }
1494    } else {
1495       /* FINISHME: The sf doesn't map VS->FS inputs for us very well. */
1496       for (unsigned int i = 0; i < VARYING_SLOT_MAX; i++) {
1497          /* Point size is packed into the header, not as a general attribute */
1498          if (i == VARYING_SLOT_PSIZ)
1499             continue;
1500
1501          if (key->input_slots_valid & BITFIELD64_BIT(i)) {
1502             /* The back color slot is skipped when the front color is
1503              * also written to.  In addition, some slots can be
1504              * written in the vertex shader and not read in the
1505              * fragment shader.  So the register number must always be
1506              * incremented, mapped or not.
1507              */
1508             if (_mesa_varying_slot_in_fs((gl_varying_slot) i))
1509                prog_data->urb_setup[i] = urb_next;
1510             urb_next++;
1511          }
1512       }
1513
1514       /*
1515        * It's a FS only attribute, and we did interpolation for this attribute
1516        * in SF thread. So, count it here, too.
1517        *
1518        * See compile_sf_prog() for more info.
1519        */
1520       if (nir->info.inputs_read & BITFIELD64_BIT(VARYING_SLOT_PNTC))
1521          prog_data->urb_setup[VARYING_SLOT_PNTC] = urb_next++;
1522    }
1523
1524    prog_data->num_varying_inputs = urb_next;
1525 }
1526
1527 void
1528 fs_visitor::assign_urb_setup()
1529 {
1530    assert(stage == MESA_SHADER_FRAGMENT);
1531    struct brw_wm_prog_data *prog_data = brw_wm_prog_data(this->prog_data);
1532
1533    int urb_start = payload.num_regs + prog_data->base.curb_read_length;
1534
1535    /* Offset all the urb_setup[] index by the actual position of the
1536     * setup regs, now that the location of the constants has been chosen.
1537     */
1538    foreach_block_and_inst(block, fs_inst, inst, cfg) {
1539       if (inst->opcode == FS_OPCODE_LINTERP) {
1540          assert(inst->src[1].file == FIXED_GRF);
1541          inst->src[1].nr += urb_start;
1542       }
1543
1544       if (inst->opcode == FS_OPCODE_CINTERP) {
1545          assert(inst->src[0].file == FIXED_GRF);
1546          inst->src[0].nr += urb_start;
1547       }
1548    }
1549
1550    /* Each attribute is 4 setup channels, each of which is half a reg. */
1551    this->first_non_payload_grf += prog_data->num_varying_inputs * 2;
1552 }
1553
1554 void
1555 fs_visitor::convert_attr_sources_to_hw_regs(fs_inst *inst)
1556 {
1557    for (int i = 0; i < inst->sources; i++) {
1558       if (inst->src[i].file == ATTR) {
1559          int grf = payload.num_regs +
1560                    prog_data->curb_read_length +
1561                    inst->src[i].nr +
1562                    inst->src[i].offset / REG_SIZE;
1563
1564          /* As explained at brw_reg_from_fs_reg, From the Haswell PRM:
1565           *
1566           * VertStride must be used to cross GRF register boundaries. This
1567           * rule implies that elements within a 'Width' cannot cross GRF
1568           * boundaries.
1569           *
1570           * So, for registers that are large enough, we have to split the exec
1571           * size in two and trust the compression state to sort it out.
1572           */
1573          unsigned total_size = inst->exec_size *
1574                                inst->src[i].stride *
1575                                type_sz(inst->src[i].type);
1576
1577          assert(total_size <= 2 * REG_SIZE);
1578          const unsigned exec_size =
1579             (total_size <= REG_SIZE) ? inst->exec_size : inst->exec_size / 2;
1580
1581          unsigned width = inst->src[i].stride == 0 ? 1 : exec_size;
1582          struct brw_reg reg =
1583             stride(byte_offset(retype(brw_vec8_grf(grf, 0), inst->src[i].type),
1584                                inst->src[i].offset % REG_SIZE),
1585                    exec_size * inst->src[i].stride,
1586                    width, inst->src[i].stride);
1587          reg.abs = inst->src[i].abs;
1588          reg.negate = inst->src[i].negate;
1589
1590          inst->src[i] = reg;
1591       }
1592    }
1593 }
1594
1595 void
1596 fs_visitor::assign_vs_urb_setup()
1597 {
1598    struct brw_vs_prog_data *vs_prog_data = brw_vs_prog_data(prog_data);
1599
1600    assert(stage == MESA_SHADER_VERTEX);
1601
1602    /* Each attribute is 4 regs. */
1603    this->first_non_payload_grf += 4 * vs_prog_data->nr_attribute_slots;
1604
1605    assert(vs_prog_data->base.urb_read_length <= 15);
1606
1607    /* Rewrite all ATTR file references to the hw grf that they land in. */
1608    foreach_block_and_inst(block, fs_inst, inst, cfg) {
1609       convert_attr_sources_to_hw_regs(inst);
1610    }
1611 }
1612
1613 void
1614 fs_visitor::assign_tcs_single_patch_urb_setup()
1615 {
1616    assert(stage == MESA_SHADER_TESS_CTRL);
1617
1618    /* Rewrite all ATTR file references to HW_REGs. */
1619    foreach_block_and_inst(block, fs_inst, inst, cfg) {
1620       convert_attr_sources_to_hw_regs(inst);
1621    }
1622 }
1623
1624 void
1625 fs_visitor::assign_tes_urb_setup()
1626 {
1627    assert(stage == MESA_SHADER_TESS_EVAL);
1628
1629    struct brw_vue_prog_data *vue_prog_data = brw_vue_prog_data(prog_data);
1630
1631    first_non_payload_grf += 8 * vue_prog_data->urb_read_length;
1632
1633    /* Rewrite all ATTR file references to HW_REGs. */
1634    foreach_block_and_inst(block, fs_inst, inst, cfg) {
1635       convert_attr_sources_to_hw_regs(inst);
1636    }
1637 }
1638
1639 void
1640 fs_visitor::assign_gs_urb_setup()
1641 {
1642    assert(stage == MESA_SHADER_GEOMETRY);
1643
1644    struct brw_vue_prog_data *vue_prog_data = brw_vue_prog_data(prog_data);
1645
1646    first_non_payload_grf +=
1647       8 * vue_prog_data->urb_read_length * nir->info.gs.vertices_in;
1648
1649    foreach_block_and_inst(block, fs_inst, inst, cfg) {
1650       /* Rewrite all ATTR file references to GRFs. */
1651       convert_attr_sources_to_hw_regs(inst);
1652    }
1653 }
1654
1655
1656 /**
1657  * Split large virtual GRFs into separate components if we can.
1658  *
1659  * This is mostly duplicated with what brw_fs_vector_splitting does,
1660  * but that's really conservative because it's afraid of doing
1661  * splitting that doesn't result in real progress after the rest of
1662  * the optimization phases, which would cause infinite looping in
1663  * optimization.  We can do it once here, safely.  This also has the
1664  * opportunity to split interpolated values, or maybe even uniforms,
1665  * which we don't have at the IR level.
1666  *
1667  * We want to split, because virtual GRFs are what we register
1668  * allocate and spill (due to contiguousness requirements for some
1669  * instructions), and they're what we naturally generate in the
1670  * codegen process, but most virtual GRFs don't actually need to be
1671  * contiguous sets of GRFs.  If we split, we'll end up with reduced
1672  * live intervals and better dead code elimination and coalescing.
1673  */
1674 void
1675 fs_visitor::split_virtual_grfs()
1676 {
1677    /* Compact the register file so we eliminate dead vgrfs.  This
1678     * only defines split points for live registers, so if we have
1679     * too large dead registers they will hit assertions later.
1680     */
1681    compact_virtual_grfs();
1682
1683    int num_vars = this->alloc.count;
1684
1685    /* Count the total number of registers */
1686    int reg_count = 0;
1687    int vgrf_to_reg[num_vars];
1688    for (int i = 0; i < num_vars; i++) {
1689       vgrf_to_reg[i] = reg_count;
1690       reg_count += alloc.sizes[i];
1691    }
1692
1693    /* An array of "split points".  For each register slot, this indicates
1694     * if this slot can be separated from the previous slot.  Every time an
1695     * instruction uses multiple elements of a register (as a source or
1696     * destination), we mark the used slots as inseparable.  Then we go
1697     * through and split the registers into the smallest pieces we can.
1698     */
1699    bool split_points[reg_count];
1700    memset(split_points, 0, sizeof(split_points));
1701
1702    /* Mark all used registers as fully splittable */
1703    foreach_block_and_inst(block, fs_inst, inst, cfg) {
1704       if (inst->dst.file == VGRF) {
1705          int reg = vgrf_to_reg[inst->dst.nr];
1706          for (unsigned j = 1; j < this->alloc.sizes[inst->dst.nr]; j++)
1707             split_points[reg + j] = true;
1708       }
1709
1710       for (int i = 0; i < inst->sources; i++) {
1711          if (inst->src[i].file == VGRF) {
1712             int reg = vgrf_to_reg[inst->src[i].nr];
1713             for (unsigned j = 1; j < this->alloc.sizes[inst->src[i].nr]; j++)
1714                split_points[reg + j] = true;
1715          }
1716       }
1717    }
1718
1719    foreach_block_and_inst(block, fs_inst, inst, cfg) {
1720       if (inst->dst.file == VGRF) {
1721          int reg = vgrf_to_reg[inst->dst.nr] + inst->dst.offset / REG_SIZE;
1722          for (unsigned j = 1; j < regs_written(inst); j++)
1723             split_points[reg + j] = false;
1724       }
1725       for (int i = 0; i < inst->sources; i++) {
1726          if (inst->src[i].file == VGRF) {
1727             int reg = vgrf_to_reg[inst->src[i].nr] + inst->src[i].offset / REG_SIZE;
1728             for (unsigned j = 1; j < regs_read(inst, i); j++)
1729                split_points[reg + j] = false;
1730          }
1731       }
1732    }
1733
1734    int new_virtual_grf[reg_count];
1735    int new_reg_offset[reg_count];
1736
1737    int reg = 0;
1738    for (int i = 0; i < num_vars; i++) {
1739       /* The first one should always be 0 as a quick sanity check. */
1740       assert(split_points[reg] == false);
1741
1742       /* j = 0 case */
1743       new_reg_offset[reg] = 0;
1744       reg++;
1745       int offset = 1;
1746
1747       /* j > 0 case */
1748       for (unsigned j = 1; j < alloc.sizes[i]; j++) {
1749          /* If this is a split point, reset the offset to 0 and allocate a
1750           * new virtual GRF for the previous offset many registers
1751           */
1752          if (split_points[reg]) {
1753             assert(offset <= MAX_VGRF_SIZE);
1754             int grf = alloc.allocate(offset);
1755             for (int k = reg - offset; k < reg; k++)
1756                new_virtual_grf[k] = grf;
1757             offset = 0;
1758          }
1759          new_reg_offset[reg] = offset;
1760          offset++;
1761          reg++;
1762       }
1763
1764       /* The last one gets the original register number */
1765       assert(offset <= MAX_VGRF_SIZE);
1766       alloc.sizes[i] = offset;
1767       for (int k = reg - offset; k < reg; k++)
1768          new_virtual_grf[k] = i;
1769    }
1770    assert(reg == reg_count);
1771
1772    foreach_block_and_inst(block, fs_inst, inst, cfg) {
1773       if (inst->dst.file == VGRF) {
1774          reg = vgrf_to_reg[inst->dst.nr] + inst->dst.offset / REG_SIZE;
1775          inst->dst.nr = new_virtual_grf[reg];
1776          inst->dst.offset = new_reg_offset[reg] * REG_SIZE +
1777                             inst->dst.offset % REG_SIZE;
1778          assert((unsigned)new_reg_offset[reg] < alloc.sizes[new_virtual_grf[reg]]);
1779       }
1780       for (int i = 0; i < inst->sources; i++) {
1781          if (inst->src[i].file == VGRF) {
1782             reg = vgrf_to_reg[inst->src[i].nr] + inst->src[i].offset / REG_SIZE;
1783             inst->src[i].nr = new_virtual_grf[reg];
1784             inst->src[i].offset = new_reg_offset[reg] * REG_SIZE +
1785                                   inst->src[i].offset % REG_SIZE;
1786             assert((unsigned)new_reg_offset[reg] < alloc.sizes[new_virtual_grf[reg]]);
1787          }
1788       }
1789    }
1790    invalidate_live_intervals();
1791 }
1792
1793 /**
1794  * Remove unused virtual GRFs and compact the virtual_grf_* arrays.
1795  *
1796  * During code generation, we create tons of temporary variables, many of
1797  * which get immediately killed and are never used again.  Yet, in later
1798  * optimization and analysis passes, such as compute_live_intervals, we need
1799  * to loop over all the virtual GRFs.  Compacting them can save a lot of
1800  * overhead.
1801  */
1802 bool
1803 fs_visitor::compact_virtual_grfs()
1804 {
1805    bool progress = false;
1806    int remap_table[this->alloc.count];
1807    memset(remap_table, -1, sizeof(remap_table));
1808
1809    /* Mark which virtual GRFs are used. */
1810    foreach_block_and_inst(block, const fs_inst, inst, cfg) {
1811       if (inst->dst.file == VGRF)
1812          remap_table[inst->dst.nr] = 0;
1813
1814       for (int i = 0; i < inst->sources; i++) {
1815          if (inst->src[i].file == VGRF)
1816             remap_table[inst->src[i].nr] = 0;
1817       }
1818    }
1819
1820    /* Compact the GRF arrays. */
1821    int new_index = 0;
1822    for (unsigned i = 0; i < this->alloc.count; i++) {
1823       if (remap_table[i] == -1) {
1824          /* We just found an unused register.  This means that we are
1825           * actually going to compact something.
1826           */
1827          progress = true;
1828       } else {
1829          remap_table[i] = new_index;
1830          alloc.sizes[new_index] = alloc.sizes[i];
1831          invalidate_live_intervals();
1832          ++new_index;
1833       }
1834    }
1835
1836    this->alloc.count = new_index;
1837
1838    /* Patch all the instructions to use the newly renumbered registers */
1839    foreach_block_and_inst(block, fs_inst, inst, cfg) {
1840       if (inst->dst.file == VGRF)
1841          inst->dst.nr = remap_table[inst->dst.nr];
1842
1843       for (int i = 0; i < inst->sources; i++) {
1844          if (inst->src[i].file == VGRF)
1845             inst->src[i].nr = remap_table[inst->src[i].nr];
1846       }
1847    }
1848
1849    /* Patch all the references to delta_xy, since they're used in register
1850     * allocation.  If they're unused, switch them to BAD_FILE so we don't
1851     * think some random VGRF is delta_xy.
1852     */
1853    for (unsigned i = 0; i < ARRAY_SIZE(delta_xy); i++) {
1854       if (delta_xy[i].file == VGRF) {
1855          if (remap_table[delta_xy[i].nr] != -1) {
1856             delta_xy[i].nr = remap_table[delta_xy[i].nr];
1857          } else {
1858             delta_xy[i].file = BAD_FILE;
1859          }
1860       }
1861    }
1862
1863    return progress;
1864 }
1865
1866 static void
1867 set_push_pull_constant_loc(unsigned uniform, int *chunk_start, bool contiguous,
1868                            int *push_constant_loc, int *pull_constant_loc,
1869                            unsigned *num_push_constants,
1870                            unsigned *num_pull_constants,
1871                            const unsigned max_push_components,
1872                            const unsigned max_chunk_size,
1873                            struct brw_stage_prog_data *stage_prog_data)
1874 {
1875    /* This is the first live uniform in the chunk */
1876    if (*chunk_start < 0)
1877       *chunk_start = uniform;
1878
1879    /* If this element does not need to be contiguous with the next, we
1880     * split at this point and everything between chunk_start and u forms a
1881     * single chunk.
1882     */
1883    if (!contiguous) {
1884       unsigned chunk_size = uniform - *chunk_start + 1;
1885
1886       /* Decide whether we should push or pull this parameter.  In the
1887        * Vulkan driver, push constants are explicitly exposed via the API
1888        * so we push everything.  In GL, we only push small arrays.
1889        */
1890       if (stage_prog_data->pull_param == NULL ||
1891           (*num_push_constants + chunk_size <= max_push_components &&
1892            chunk_size <= max_chunk_size)) {
1893          assert(*num_push_constants + chunk_size <= max_push_components);
1894          for (unsigned j = *chunk_start; j <= uniform; j++)
1895             push_constant_loc[j] = (*num_push_constants)++;
1896       } else {
1897          for (unsigned j = *chunk_start; j <= uniform; j++)
1898             pull_constant_loc[j] = (*num_pull_constants)++;
1899       }
1900
1901       *chunk_start = -1;
1902    }
1903 }
1904
1905 /**
1906  * Assign UNIFORM file registers to either push constants or pull constants.
1907  *
1908  * We allow a fragment shader to have more than the specified minimum
1909  * maximum number of fragment shader uniform components (64).  If
1910  * there are too many of these, they'd fill up all of register space.
1911  * So, this will push some of them out to the pull constant buffer and
1912  * update the program to load them.
1913  */
1914 void
1915 fs_visitor::assign_constant_locations()
1916 {
1917    /* Only the first compile gets to decide on locations. */
1918    if (dispatch_width != min_dispatch_width)
1919       return;
1920
1921    bool is_live[uniforms];
1922    memset(is_live, 0, sizeof(is_live));
1923    bool is_live_64bit[uniforms];
1924    memset(is_live_64bit, 0, sizeof(is_live_64bit));
1925
1926    /* For each uniform slot, a value of true indicates that the given slot and
1927     * the next slot must remain contiguous.  This is used to keep us from
1928     * splitting arrays apart.
1929     */
1930    bool contiguous[uniforms];
1931    memset(contiguous, 0, sizeof(contiguous));
1932
1933    int thread_local_id_index =
1934       (stage == MESA_SHADER_COMPUTE) ?
1935       brw_cs_prog_data(stage_prog_data)->thread_local_id_index : -1;
1936
1937    /* First, we walk through the instructions and do two things:
1938     *
1939     *  1) Figure out which uniforms are live.
1940     *
1941     *  2) Mark any indirectly used ranges of registers as contiguous.
1942     *
1943     * Note that we don't move constant-indexed accesses to arrays.  No
1944     * testing has been done of the performance impact of this choice.
1945     */
1946    foreach_block_and_inst_safe(block, fs_inst, inst, cfg) {
1947       for (int i = 0 ; i < inst->sources; i++) {
1948          if (inst->src[i].file != UNIFORM)
1949             continue;
1950
1951          int constant_nr = inst->src[i].nr + inst->src[i].offset / 4;
1952
1953          if (inst->opcode == SHADER_OPCODE_MOV_INDIRECT && i == 0) {
1954             assert(inst->src[2].ud % 4 == 0);
1955             unsigned last = constant_nr + (inst->src[2].ud / 4) - 1;
1956             assert(last < uniforms);
1957
1958             for (unsigned j = constant_nr; j < last; j++) {
1959                is_live[j] = true;
1960                contiguous[j] = true;
1961                if (type_sz(inst->src[i].type) == 8) {
1962                   is_live_64bit[j] = true;
1963                }
1964             }
1965             is_live[last] = true;
1966          } else {
1967             if (constant_nr >= 0 && constant_nr < (int) uniforms) {
1968                int regs_read = inst->components_read(i) *
1969                   type_sz(inst->src[i].type) / 4;
1970                for (int j = 0; j < regs_read; j++) {
1971                   is_live[constant_nr + j] = true;
1972                   if (type_sz(inst->src[i].type) == 8) {
1973                      is_live_64bit[constant_nr + j] = true;
1974                   }
1975                }
1976             }
1977          }
1978       }
1979    }
1980
1981    if (thread_local_id_index >= 0 && !is_live[thread_local_id_index])
1982       thread_local_id_index = -1;
1983
1984    /* Only allow 16 registers (128 uniform components) as push constants.
1985     *
1986     * Just demote the end of the list.  We could probably do better
1987     * here, demoting things that are rarely used in the program first.
1988     *
1989     * If changing this value, note the limitation about total_regs in
1990     * brw_curbe.c.
1991     */
1992    unsigned int max_push_components = 16 * 8;
1993    if (thread_local_id_index >= 0)
1994       max_push_components--; /* Save a slot for the thread ID */
1995
1996    /* We push small arrays, but no bigger than 16 floats.  This is big enough
1997     * for a vec4 but hopefully not large enough to push out other stuff.  We
1998     * should probably use a better heuristic at some point.
1999     */
2000    const unsigned int max_chunk_size = 16;
2001
2002    unsigned int num_push_constants = 0;
2003    unsigned int num_pull_constants = 0;
2004
2005    push_constant_loc = ralloc_array(mem_ctx, int, uniforms);
2006    pull_constant_loc = ralloc_array(mem_ctx, int, uniforms);
2007
2008    /* Default to -1 meaning no location */
2009    memset(push_constant_loc, -1, uniforms * sizeof(*push_constant_loc));
2010    memset(pull_constant_loc, -1, uniforms * sizeof(*pull_constant_loc));
2011
2012    int chunk_start = -1;
2013
2014    /* First push 64-bit uniforms to ensure they are properly aligned */
2015    for (unsigned u = 0; u < uniforms; u++) {
2016       if (!is_live[u] || !is_live_64bit[u])
2017          continue;
2018
2019       set_push_pull_constant_loc(u, &chunk_start, contiguous[u],
2020                                  push_constant_loc, pull_constant_loc,
2021                                  &num_push_constants, &num_pull_constants,
2022                                  max_push_components, max_chunk_size,
2023                                  stage_prog_data);
2024
2025    }
2026
2027    /* Then push the rest of uniforms */
2028    for (unsigned u = 0; u < uniforms; u++) {
2029       if (!is_live[u] || is_live_64bit[u])
2030          continue;
2031
2032       /* Skip thread_local_id_index to put it in the last push register. */
2033       if (thread_local_id_index == (int)u)
2034          continue;
2035
2036       set_push_pull_constant_loc(u, &chunk_start, contiguous[u],
2037                                  push_constant_loc, pull_constant_loc,
2038                                  &num_push_constants, &num_pull_constants,
2039                                  max_push_components, max_chunk_size,
2040                                  stage_prog_data);
2041    }
2042
2043    /* Add the CS local thread ID uniform at the end of the push constants */
2044    if (thread_local_id_index >= 0)
2045       push_constant_loc[thread_local_id_index] = num_push_constants++;
2046
2047    /* As the uniforms are going to be reordered, take the data from a temporary
2048     * copy of the original param[].
2049     */
2050    gl_constant_value **param = ralloc_array(NULL, gl_constant_value*,
2051                                             stage_prog_data->nr_params);
2052    memcpy(param, stage_prog_data->param,
2053           sizeof(gl_constant_value*) * stage_prog_data->nr_params);
2054    stage_prog_data->nr_params = num_push_constants;
2055    stage_prog_data->nr_pull_params = num_pull_constants;
2056
2057    /* Up until now, the param[] array has been indexed by reg + offset
2058     * of UNIFORM registers.  Move pull constants into pull_param[] and
2059     * condense param[] to only contain the uniforms we chose to push.
2060     *
2061     * NOTE: Because we are condensing the params[] array, we know that
2062     * push_constant_loc[i] <= i and we can do it in one smooth loop without
2063     * having to make a copy.
2064     */
2065    int new_thread_local_id_index = -1;
2066    for (unsigned int i = 0; i < uniforms; i++) {
2067       const gl_constant_value *value = param[i];
2068
2069       if (pull_constant_loc[i] != -1) {
2070          stage_prog_data->pull_param[pull_constant_loc[i]] = value;
2071       } else if (push_constant_loc[i] != -1) {
2072          stage_prog_data->param[push_constant_loc[i]] = value;
2073          if (thread_local_id_index == (int)i)
2074             new_thread_local_id_index = push_constant_loc[i];
2075       }
2076    }
2077    ralloc_free(param);
2078
2079    if (stage == MESA_SHADER_COMPUTE)
2080       brw_cs_prog_data(stage_prog_data)->thread_local_id_index =
2081          new_thread_local_id_index;
2082 }
2083
2084 /**
2085  * Replace UNIFORM register file access with either UNIFORM_PULL_CONSTANT_LOAD
2086  * or VARYING_PULL_CONSTANT_LOAD instructions which load values into VGRFs.
2087  */
2088 void
2089 fs_visitor::lower_constant_loads()
2090 {
2091    const unsigned index = stage_prog_data->binding_table.pull_constants_start;
2092
2093    foreach_block_and_inst_safe (block, fs_inst, inst, cfg) {
2094       /* Set up the annotation tracking for new generated instructions. */
2095       const fs_builder ibld(this, block, inst);
2096
2097       for (int i = 0; i < inst->sources; i++) {
2098          if (inst->src[i].file != UNIFORM)
2099             continue;
2100
2101          /* We'll handle this case later */
2102          if (inst->opcode == SHADER_OPCODE_MOV_INDIRECT && i == 0)
2103             continue;
2104
2105          unsigned location = inst->src[i].nr + inst->src[i].offset / 4;
2106          if (location >= uniforms)
2107             continue; /* Out of bounds access */
2108
2109          int pull_index = pull_constant_loc[location];
2110
2111          if (pull_index == -1)
2112             continue;
2113
2114          const unsigned index = stage_prog_data->binding_table.pull_constants_start;
2115          fs_reg dst;
2116
2117          if (type_sz(inst->src[i].type) <= 4)
2118             dst = vgrf(glsl_type::float_type);
2119          else
2120             dst = vgrf(glsl_type::double_type);
2121
2122          assert(inst->src[i].stride == 0);
2123
2124          const fs_builder ubld = ibld.exec_all().group(8, 0);
2125          struct brw_reg offset = brw_imm_ud((unsigned)(pull_index * 4) & ~15);
2126          ubld.emit(FS_OPCODE_UNIFORM_PULL_CONSTANT_LOAD,
2127                    dst, brw_imm_ud(index), offset);
2128
2129          /* Rewrite the instruction to use the temporary VGRF. */
2130          inst->src[i].file = VGRF;
2131          inst->src[i].nr = dst.nr;
2132          inst->src[i].offset = (pull_index & 3) * 4 + inst->src[i].offset % 4;
2133
2134          brw_mark_surface_used(prog_data, index);
2135       }
2136
2137       if (inst->opcode == SHADER_OPCODE_MOV_INDIRECT &&
2138           inst->src[0].file == UNIFORM) {
2139
2140          unsigned location = inst->src[0].nr + inst->src[0].offset / 4;
2141          if (location >= uniforms)
2142             continue; /* Out of bounds access */
2143
2144          int pull_index = pull_constant_loc[location];
2145
2146          if (pull_index == -1)
2147             continue;
2148
2149          VARYING_PULL_CONSTANT_LOAD(ibld, inst->dst,
2150                                     brw_imm_ud(index),
2151                                     inst->src[1],
2152                                     pull_index * 4);
2153          inst->remove(block);
2154
2155          brw_mark_surface_used(prog_data, index);
2156       }
2157    }
2158    invalidate_live_intervals();
2159 }
2160
2161 bool
2162 fs_visitor::opt_algebraic()
2163 {
2164    bool progress = false;
2165
2166    foreach_block_and_inst(block, fs_inst, inst, cfg) {
2167       switch (inst->opcode) {
2168       case BRW_OPCODE_MOV:
2169          if (inst->src[0].file != IMM)
2170             break;
2171
2172          if (inst->saturate) {
2173             if (inst->dst.type != inst->src[0].type)
2174                assert(!"unimplemented: saturate mixed types");
2175
2176             if (brw_saturate_immediate(inst->dst.type,
2177                                        &inst->src[0].as_brw_reg())) {
2178                inst->saturate = false;
2179                progress = true;
2180             }
2181          }
2182          break;
2183
2184       case BRW_OPCODE_MUL:
2185          if (inst->src[1].file != IMM)
2186             continue;
2187
2188          /* a * 1.0 = a */
2189          if (inst->src[1].is_one()) {
2190             inst->opcode = BRW_OPCODE_MOV;
2191             inst->src[1] = reg_undef;
2192             progress = true;
2193             break;
2194          }
2195
2196          /* a * -1.0 = -a */
2197          if (inst->src[1].is_negative_one()) {
2198             inst->opcode = BRW_OPCODE_MOV;
2199             inst->src[0].negate = !inst->src[0].negate;
2200             inst->src[1] = reg_undef;
2201             progress = true;
2202             break;
2203          }
2204
2205          /* a * 0.0 = 0.0 */
2206          if (inst->src[1].is_zero()) {
2207             inst->opcode = BRW_OPCODE_MOV;
2208             inst->src[0] = inst->src[1];
2209             inst->src[1] = reg_undef;
2210             progress = true;
2211             break;
2212          }
2213
2214          if (inst->src[0].file == IMM) {
2215             assert(inst->src[0].type == BRW_REGISTER_TYPE_F);
2216             inst->opcode = BRW_OPCODE_MOV;
2217             inst->src[0].f *= inst->src[1].f;
2218             inst->src[1] = reg_undef;
2219             progress = true;
2220             break;
2221          }
2222          break;
2223       case BRW_OPCODE_ADD:
2224          if (inst->src[1].file != IMM)
2225             continue;
2226
2227          /* a + 0.0 = a */
2228          if (inst->src[1].is_zero()) {
2229             inst->opcode = BRW_OPCODE_MOV;
2230             inst->src[1] = reg_undef;
2231             progress = true;
2232             break;
2233          }
2234
2235          if (inst->src[0].file == IMM) {
2236             assert(inst->src[0].type == BRW_REGISTER_TYPE_F);
2237             inst->opcode = BRW_OPCODE_MOV;
2238             inst->src[0].f += inst->src[1].f;
2239             inst->src[1] = reg_undef;
2240             progress = true;
2241             break;
2242          }
2243          break;
2244       case BRW_OPCODE_OR:
2245          if (inst->src[0].equals(inst->src[1])) {
2246             inst->opcode = BRW_OPCODE_MOV;
2247             inst->src[1] = reg_undef;
2248             progress = true;
2249             break;
2250          }
2251          break;
2252       case BRW_OPCODE_LRP:
2253          if (inst->src[1].equals(inst->src[2])) {
2254             inst->opcode = BRW_OPCODE_MOV;
2255             inst->src[0] = inst->src[1];
2256             inst->src[1] = reg_undef;
2257             inst->src[2] = reg_undef;
2258             progress = true;
2259             break;
2260          }
2261          break;
2262       case BRW_OPCODE_CMP:
2263          if (inst->conditional_mod == BRW_CONDITIONAL_GE &&
2264              inst->src[0].abs &&
2265              inst->src[0].negate &&
2266              inst->src[1].is_zero()) {
2267             inst->src[0].abs = false;
2268             inst->src[0].negate = false;
2269             inst->conditional_mod = BRW_CONDITIONAL_Z;
2270             progress = true;
2271             break;
2272          }
2273          break;
2274       case BRW_OPCODE_SEL:
2275          if (inst->src[0].equals(inst->src[1])) {
2276             inst->opcode = BRW_OPCODE_MOV;
2277             inst->src[1] = reg_undef;
2278             inst->predicate = BRW_PREDICATE_NONE;
2279             inst->predicate_inverse = false;
2280             progress = true;
2281          } else if (inst->saturate && inst->src[1].file == IMM) {
2282             switch (inst->conditional_mod) {
2283             case BRW_CONDITIONAL_LE:
2284             case BRW_CONDITIONAL_L:
2285                switch (inst->src[1].type) {
2286                case BRW_REGISTER_TYPE_F:
2287                   if (inst->src[1].f >= 1.0f) {
2288                      inst->opcode = BRW_OPCODE_MOV;
2289                      inst->src[1] = reg_undef;
2290                      inst->conditional_mod = BRW_CONDITIONAL_NONE;
2291                      progress = true;
2292                   }
2293                   break;
2294                default:
2295                   break;
2296                }
2297                break;
2298             case BRW_CONDITIONAL_GE:
2299             case BRW_CONDITIONAL_G:
2300                switch (inst->src[1].type) {
2301                case BRW_REGISTER_TYPE_F:
2302                   if (inst->src[1].f <= 0.0f) {
2303                      inst->opcode = BRW_OPCODE_MOV;
2304                      inst->src[1] = reg_undef;
2305                      inst->conditional_mod = BRW_CONDITIONAL_NONE;
2306                      progress = true;
2307                   }
2308                   break;
2309                default:
2310                   break;
2311                }
2312             default:
2313                break;
2314             }
2315          }
2316          break;
2317       case BRW_OPCODE_MAD:
2318          if (inst->src[1].is_zero() || inst->src[2].is_zero()) {
2319             inst->opcode = BRW_OPCODE_MOV;
2320             inst->src[1] = reg_undef;
2321             inst->src[2] = reg_undef;
2322             progress = true;
2323          } else if (inst->src[0].is_zero()) {
2324             inst->opcode = BRW_OPCODE_MUL;
2325             inst->src[0] = inst->src[2];
2326             inst->src[2] = reg_undef;
2327             progress = true;
2328          } else if (inst->src[1].is_one()) {
2329             inst->opcode = BRW_OPCODE_ADD;
2330             inst->src[1] = inst->src[2];
2331             inst->src[2] = reg_undef;
2332             progress = true;
2333          } else if (inst->src[2].is_one()) {
2334             inst->opcode = BRW_OPCODE_ADD;
2335             inst->src[2] = reg_undef;
2336             progress = true;
2337          } else if (inst->src[1].file == IMM && inst->src[2].file == IMM) {
2338             inst->opcode = BRW_OPCODE_ADD;
2339             inst->src[1].f *= inst->src[2].f;
2340             inst->src[2] = reg_undef;
2341             progress = true;
2342          }
2343          break;
2344       case SHADER_OPCODE_BROADCAST:
2345          if (is_uniform(inst->src[0])) {
2346             inst->opcode = BRW_OPCODE_MOV;
2347             inst->sources = 1;
2348             inst->force_writemask_all = true;
2349             progress = true;
2350          } else if (inst->src[1].file == IMM) {
2351             inst->opcode = BRW_OPCODE_MOV;
2352             inst->src[0] = component(inst->src[0],
2353                                      inst->src[1].ud);
2354             inst->sources = 1;
2355             inst->force_writemask_all = true;
2356             progress = true;
2357          }
2358          break;
2359
2360       default:
2361          break;
2362       }
2363
2364       /* Swap if src[0] is immediate. */
2365       if (progress && inst->is_commutative()) {
2366          if (inst->src[0].file == IMM) {
2367             fs_reg tmp = inst->src[1];
2368             inst->src[1] = inst->src[0];
2369             inst->src[0] = tmp;
2370          }
2371       }
2372    }
2373    return progress;
2374 }
2375
2376 /**
2377  * Optimize sample messages that have constant zero values for the trailing
2378  * texture coordinates. We can just reduce the message length for these
2379  * instructions instead of reserving a register for it. Trailing parameters
2380  * that aren't sent default to zero anyway. This will cause the dead code
2381  * eliminator to remove the MOV instruction that would otherwise be emitted to
2382  * set up the zero value.
2383  */
2384 bool
2385 fs_visitor::opt_zero_samples()
2386 {
2387    /* Gen4 infers the texturing opcode based on the message length so we can't
2388     * change it.
2389     */
2390    if (devinfo->gen < 5)
2391       return false;
2392
2393    bool progress = false;
2394
2395    foreach_block_and_inst(block, fs_inst, inst, cfg) {
2396       if (!inst->is_tex())
2397          continue;
2398
2399       fs_inst *load_payload = (fs_inst *) inst->prev;
2400
2401       if (load_payload->is_head_sentinel() ||
2402           load_payload->opcode != SHADER_OPCODE_LOAD_PAYLOAD)
2403          continue;
2404
2405       /* We don't want to remove the message header or the first parameter.
2406        * Removing the first parameter is not allowed, see the Haswell PRM
2407        * volume 7, page 149:
2408        *
2409        *     "Parameter 0 is required except for the sampleinfo message, which
2410        *      has no parameter 0"
2411        */
2412       while (inst->mlen > inst->header_size + inst->exec_size / 8 &&
2413              load_payload->src[(inst->mlen - inst->header_size) /
2414                                (inst->exec_size / 8) +
2415                                inst->header_size - 1].is_zero()) {
2416          inst->mlen -= inst->exec_size / 8;
2417          progress = true;
2418       }
2419    }
2420
2421    if (progress)
2422       invalidate_live_intervals();
2423
2424    return progress;
2425 }
2426
2427 /**
2428  * Optimize sample messages which are followed by the final RT write.
2429  *
2430  * CHV, and GEN9+ can mark a texturing SEND instruction with EOT to have its
2431  * results sent directly to the framebuffer, bypassing the EU.  Recognize the
2432  * final texturing results copied to the framebuffer write payload and modify
2433  * them to write to the framebuffer directly.
2434  */
2435 bool
2436 fs_visitor::opt_sampler_eot()
2437 {
2438    brw_wm_prog_key *key = (brw_wm_prog_key*) this->key;
2439
2440    if (stage != MESA_SHADER_FRAGMENT)
2441       return false;
2442
2443    if (devinfo->gen < 9 && !devinfo->is_cherryview)
2444       return false;
2445
2446    /* FINISHME: It should be possible to implement this optimization when there
2447     * are multiple drawbuffers.
2448     */
2449    if (key->nr_color_regions != 1)
2450       return false;
2451
2452    /* Requires emitting a bunch of saturating MOV instructions during logical
2453     * send lowering to clamp the color payload, which the sampler unit isn't
2454     * going to do for us.
2455     */
2456    if (key->clamp_fragment_color)
2457       return false;
2458
2459    /* Look for a texturing instruction immediately before the final FB_WRITE. */
2460    bblock_t *block = cfg->blocks[cfg->num_blocks - 1];
2461    fs_inst *fb_write = (fs_inst *)block->end();
2462    assert(fb_write->eot);
2463    assert(fb_write->opcode == FS_OPCODE_FB_WRITE_LOGICAL);
2464
2465    /* There wasn't one; nothing to do. */
2466    if (unlikely(fb_write->prev->is_head_sentinel()))
2467       return false;
2468
2469    fs_inst *tex_inst = (fs_inst *) fb_write->prev;
2470
2471    /* 3D Sampler » Messages » Message Format
2472     *
2473     * “Response Length of zero is allowed on all SIMD8* and SIMD16* sampler
2474     *  messages except sample+killpix, resinfo, sampleinfo, LOD, and gather4*”
2475     */
2476    if (tex_inst->opcode != SHADER_OPCODE_TEX_LOGICAL &&
2477        tex_inst->opcode != SHADER_OPCODE_TXD_LOGICAL &&
2478        tex_inst->opcode != SHADER_OPCODE_TXF_LOGICAL &&
2479        tex_inst->opcode != SHADER_OPCODE_TXL_LOGICAL &&
2480        tex_inst->opcode != FS_OPCODE_TXB_LOGICAL &&
2481        tex_inst->opcode != SHADER_OPCODE_TXF_CMS_LOGICAL &&
2482        tex_inst->opcode != SHADER_OPCODE_TXF_CMS_W_LOGICAL &&
2483        tex_inst->opcode != SHADER_OPCODE_TXF_UMS_LOGICAL)
2484       return false;
2485
2486    /* XXX - This shouldn't be necessary. */
2487    if (tex_inst->prev->is_head_sentinel())
2488       return false;
2489
2490    /* Check that the FB write sources are fully initialized by the single
2491     * texturing instruction.
2492     */
2493    for (unsigned i = 0; i < FB_WRITE_LOGICAL_NUM_SRCS; i++) {
2494       if (i == FB_WRITE_LOGICAL_SRC_COLOR0) {
2495          if (!fb_write->src[i].equals(tex_inst->dst) ||
2496              fb_write->size_read(i) != tex_inst->size_written)
2497          return false;
2498       } else if (i != FB_WRITE_LOGICAL_SRC_COMPONENTS) {
2499          if (fb_write->src[i].file != BAD_FILE)
2500             return false;
2501       }
2502    }
2503
2504    assert(!tex_inst->eot); /* We can't get here twice */
2505    assert((tex_inst->offset & (0xff << 24)) == 0);
2506
2507    const fs_builder ibld(this, block, tex_inst);
2508
2509    tex_inst->offset |= fb_write->target << 24;
2510    tex_inst->eot = true;
2511    tex_inst->dst = ibld.null_reg_ud();
2512    tex_inst->size_written = 0;
2513    fb_write->remove(cfg->blocks[cfg->num_blocks - 1]);
2514
2515    /* Marking EOT is sufficient, lower_logical_sends() will notice the EOT
2516     * flag and submit a header together with the sampler message as required
2517     * by the hardware.
2518     */
2519    invalidate_live_intervals();
2520    return true;
2521 }
2522
2523 bool
2524 fs_visitor::opt_register_renaming()
2525 {
2526    bool progress = false;
2527    int depth = 0;
2528
2529    int remap[alloc.count];
2530    memset(remap, -1, sizeof(int) * alloc.count);
2531
2532    foreach_block_and_inst(block, fs_inst, inst, cfg) {
2533       if (inst->opcode == BRW_OPCODE_IF || inst->opcode == BRW_OPCODE_DO) {
2534          depth++;
2535       } else if (inst->opcode == BRW_OPCODE_ENDIF ||
2536                  inst->opcode == BRW_OPCODE_WHILE) {
2537          depth--;
2538       }
2539
2540       /* Rewrite instruction sources. */
2541       for (int i = 0; i < inst->sources; i++) {
2542          if (inst->src[i].file == VGRF &&
2543              remap[inst->src[i].nr] != -1 &&
2544              remap[inst->src[i].nr] != inst->src[i].nr) {
2545             inst->src[i].nr = remap[inst->src[i].nr];
2546             progress = true;
2547          }
2548       }
2549
2550       const int dst = inst->dst.nr;
2551
2552       if (depth == 0 &&
2553           inst->dst.file == VGRF &&
2554           alloc.sizes[inst->dst.nr] * REG_SIZE == inst->size_written &&
2555           !inst->is_partial_write()) {
2556          if (remap[dst] == -1) {
2557             remap[dst] = dst;
2558          } else {
2559             remap[dst] = alloc.allocate(regs_written(inst));
2560             inst->dst.nr = remap[dst];
2561             progress = true;
2562          }
2563       } else if (inst->dst.file == VGRF &&
2564                  remap[dst] != -1 &&
2565                  remap[dst] != dst) {
2566          inst->dst.nr = remap[dst];
2567          progress = true;
2568       }
2569    }
2570
2571    if (progress) {
2572       invalidate_live_intervals();
2573
2574       for (unsigned i = 0; i < ARRAY_SIZE(delta_xy); i++) {
2575          if (delta_xy[i].file == VGRF && remap[delta_xy[i].nr] != -1) {
2576             delta_xy[i].nr = remap[delta_xy[i].nr];
2577          }
2578       }
2579    }
2580
2581    return progress;
2582 }
2583
2584 /**
2585  * Remove redundant or useless discard jumps.
2586  *
2587  * For example, we can eliminate jumps in the following sequence:
2588  *
2589  * discard-jump       (redundant with the next jump)
2590  * discard-jump       (useless; jumps to the next instruction)
2591  * placeholder-halt
2592  */
2593 bool
2594 fs_visitor::opt_redundant_discard_jumps()
2595 {
2596    bool progress = false;
2597
2598    bblock_t *last_bblock = cfg->blocks[cfg->num_blocks - 1];
2599
2600    fs_inst *placeholder_halt = NULL;
2601    foreach_inst_in_block_reverse(fs_inst, inst, last_bblock) {
2602       if (inst->opcode == FS_OPCODE_PLACEHOLDER_HALT) {
2603          placeholder_halt = inst;
2604          break;
2605       }
2606    }
2607
2608    if (!placeholder_halt)
2609       return false;
2610
2611    /* Delete any HALTs immediately before the placeholder halt. */
2612    for (fs_inst *prev = (fs_inst *) placeholder_halt->prev;
2613         !prev->is_head_sentinel() && prev->opcode == FS_OPCODE_DISCARD_JUMP;
2614         prev = (fs_inst *) placeholder_halt->prev) {
2615       prev->remove(last_bblock);
2616       progress = true;
2617    }
2618
2619    if (progress)
2620       invalidate_live_intervals();
2621
2622    return progress;
2623 }
2624
2625 /**
2626  * Compute a bitmask with GRF granularity with a bit set for each GRF starting
2627  * from \p r.offset which overlaps the region starting at \p s.offset and
2628  * spanning \p ds bytes.
2629  */
2630 static inline unsigned
2631 mask_relative_to(const fs_reg &r, const fs_reg &s, unsigned ds)
2632 {
2633    const int rel_offset = reg_offset(s) - reg_offset(r);
2634    const int shift = rel_offset / REG_SIZE;
2635    const unsigned n = DIV_ROUND_UP(rel_offset % REG_SIZE + ds, REG_SIZE);
2636    assert(reg_space(r) == reg_space(s) &&
2637           shift >= 0 && shift < int(8 * sizeof(unsigned)));
2638    return ((1 << n) - 1) << shift;
2639 }
2640
2641 bool
2642 fs_visitor::compute_to_mrf()
2643 {
2644    bool progress = false;
2645    int next_ip = 0;
2646
2647    /* No MRFs on Gen >= 7. */
2648    if (devinfo->gen >= 7)
2649       return false;
2650
2651    calculate_live_intervals();
2652
2653    foreach_block_and_inst_safe(block, fs_inst, inst, cfg) {
2654       int ip = next_ip;
2655       next_ip++;
2656
2657       if (inst->opcode != BRW_OPCODE_MOV ||
2658           inst->is_partial_write() ||
2659           inst->dst.file != MRF || inst->src[0].file != VGRF ||
2660           inst->dst.type != inst->src[0].type ||
2661           inst->src[0].abs || inst->src[0].negate ||
2662           !inst->src[0].is_contiguous() ||
2663           inst->src[0].offset % REG_SIZE != 0)
2664          continue;
2665
2666       /* Can't compute-to-MRF this GRF if someone else was going to
2667        * read it later.
2668        */
2669       if (this->virtual_grf_end[inst->src[0].nr] > ip)
2670          continue;
2671
2672       /* Found a move of a GRF to a MRF.  Let's see if we can go rewrite the
2673        * things that computed the value of all GRFs of the source region.  The
2674        * regs_left bitset keeps track of the registers we haven't yet found a
2675        * generating instruction for.
2676        */
2677       unsigned regs_left = (1 << regs_read(inst, 0)) - 1;
2678
2679       foreach_inst_in_block_reverse_starting_from(fs_inst, scan_inst, inst) {
2680          if (regions_overlap(scan_inst->dst, scan_inst->size_written,
2681                              inst->src[0], inst->size_read(0))) {
2682             /* Found the last thing to write our reg we want to turn
2683              * into a compute-to-MRF.
2684              */
2685
2686             /* If this one instruction didn't populate all the
2687              * channels, bail.  We might be able to rewrite everything
2688              * that writes that reg, but it would require smarter
2689              * tracking.
2690              */
2691             if (scan_inst->is_partial_write())
2692                break;
2693
2694             /* Handling things not fully contained in the source of the copy
2695              * would need us to understand coalescing out more than one MOV at
2696              * a time.
2697              */
2698             if (!region_contained_in(scan_inst->dst, scan_inst->size_written,
2699                                      inst->src[0], inst->size_read(0)))
2700                break;
2701
2702             /* SEND instructions can't have MRF as a destination. */
2703             if (scan_inst->mlen)
2704                break;
2705
2706             if (devinfo->gen == 6) {
2707                /* gen6 math instructions must have the destination be
2708                 * GRF, so no compute-to-MRF for them.
2709                 */
2710                if (scan_inst->is_math()) {
2711                   break;
2712                }
2713             }
2714
2715             /* Clear the bits for any registers this instruction overwrites. */
2716             regs_left &= ~mask_relative_to(
2717                inst->src[0], scan_inst->dst, scan_inst->size_written);
2718             if (!regs_left)
2719                break;
2720          }
2721
2722          /* We don't handle control flow here.  Most computation of
2723           * values that end up in MRFs are shortly before the MRF
2724           * write anyway.
2725           */
2726          if (block->start() == scan_inst)
2727             break;
2728
2729          /* You can't read from an MRF, so if someone else reads our
2730           * MRF's source GRF that we wanted to rewrite, that stops us.
2731           */
2732          bool interfered = false;
2733          for (int i = 0; i < scan_inst->sources; i++) {
2734             if (regions_overlap(scan_inst->src[i], scan_inst->size_read(i),
2735                                 inst->src[0], inst->size_read(0))) {
2736                interfered = true;
2737             }
2738          }
2739          if (interfered)
2740             break;
2741
2742          if (regions_overlap(scan_inst->dst, scan_inst->size_written,
2743                              inst->dst, inst->size_written)) {
2744             /* If somebody else writes our MRF here, we can't
2745              * compute-to-MRF before that.
2746              */
2747             break;
2748          }
2749
2750          if (scan_inst->mlen > 0 && scan_inst->base_mrf != -1 &&
2751              regions_overlap(fs_reg(MRF, scan_inst->base_mrf), scan_inst->mlen * REG_SIZE,
2752                              inst->dst, inst->size_written)) {
2753             /* Found a SEND instruction, which means that there are
2754              * live values in MRFs from base_mrf to base_mrf +
2755              * scan_inst->mlen - 1.  Don't go pushing our MRF write up
2756              * above it.
2757              */
2758             break;
2759          }
2760       }
2761
2762       if (regs_left)
2763          continue;
2764
2765       /* Found all generating instructions of our MRF's source value, so it
2766        * should be safe to rewrite them to point to the MRF directly.
2767        */
2768       regs_left = (1 << regs_read(inst, 0)) - 1;
2769
2770       foreach_inst_in_block_reverse_starting_from(fs_inst, scan_inst, inst) {
2771          if (regions_overlap(scan_inst->dst, scan_inst->size_written,
2772                              inst->src[0], inst->size_read(0))) {
2773             /* Clear the bits for any registers this instruction overwrites. */
2774             regs_left &= ~mask_relative_to(
2775                inst->src[0], scan_inst->dst, scan_inst->size_written);
2776
2777             const unsigned rel_offset = reg_offset(scan_inst->dst) -
2778                                         reg_offset(inst->src[0]);
2779
2780             if (inst->dst.nr & BRW_MRF_COMPR4) {
2781                /* Apply the same address transformation done by the hardware
2782                 * for COMPR4 MRF writes.
2783                 */
2784                assert(rel_offset < 2 * REG_SIZE);
2785                scan_inst->dst.nr = inst->dst.nr + rel_offset / REG_SIZE * 4;
2786
2787                /* Clear the COMPR4 bit if the generating instruction is not
2788                 * compressed.
2789                 */
2790                if (scan_inst->size_written < 2 * REG_SIZE)
2791                   scan_inst->dst.nr &= ~BRW_MRF_COMPR4;
2792
2793             } else {
2794                /* Calculate the MRF number the result of this instruction is
2795                 * ultimately written to.
2796                 */
2797                scan_inst->dst.nr = inst->dst.nr + rel_offset / REG_SIZE;
2798             }
2799
2800             scan_inst->dst.file = MRF;
2801             scan_inst->dst.offset = inst->dst.offset + rel_offset % REG_SIZE;
2802             scan_inst->saturate |= inst->saturate;
2803             if (!regs_left)
2804                break;
2805          }
2806       }
2807
2808       assert(!regs_left);
2809       inst->remove(block);
2810       progress = true;
2811    }
2812
2813    if (progress)
2814       invalidate_live_intervals();
2815
2816    return progress;
2817 }
2818
2819 /**
2820  * Eliminate FIND_LIVE_CHANNEL instructions occurring outside any control
2821  * flow.  We could probably do better here with some form of divergence
2822  * analysis.
2823  */
2824 bool
2825 fs_visitor::eliminate_find_live_channel()
2826 {
2827    bool progress = false;
2828    unsigned depth = 0;
2829
2830    if (!brw_stage_has_packed_dispatch(devinfo, stage, stage_prog_data)) {
2831       /* The optimization below assumes that channel zero is live on thread
2832        * dispatch, which may not be the case if the fixed function dispatches
2833        * threads sparsely.
2834        */
2835       return false;
2836    }
2837
2838    foreach_block_and_inst_safe(block, fs_inst, inst, cfg) {
2839       switch (inst->opcode) {
2840       case BRW_OPCODE_IF:
2841       case BRW_OPCODE_DO:
2842          depth++;
2843          break;
2844
2845       case BRW_OPCODE_ENDIF:
2846       case BRW_OPCODE_WHILE:
2847          depth--;
2848          break;
2849
2850       case FS_OPCODE_DISCARD_JUMP:
2851          /* This can potentially make control flow non-uniform until the end
2852           * of the program.
2853           */
2854          return progress;
2855
2856       case SHADER_OPCODE_FIND_LIVE_CHANNEL:
2857          if (depth == 0) {
2858             inst->opcode = BRW_OPCODE_MOV;
2859             inst->src[0] = brw_imm_ud(0u);
2860             inst->sources = 1;
2861             inst->force_writemask_all = true;
2862             progress = true;
2863          }
2864          break;
2865
2866       default:
2867          break;
2868       }
2869    }
2870
2871    return progress;
2872 }
2873
2874 /**
2875  * Once we've generated code, try to convert normal FS_OPCODE_FB_WRITE
2876  * instructions to FS_OPCODE_REP_FB_WRITE.
2877  */
2878 void
2879 fs_visitor::emit_repclear_shader()
2880 {
2881    brw_wm_prog_key *key = (brw_wm_prog_key*) this->key;
2882    int base_mrf = 0;
2883    int color_mrf = base_mrf + 2;
2884    fs_inst *mov;
2885
2886    if (uniforms > 0) {
2887       mov = bld.exec_all().group(4, 0)
2888                .MOV(brw_message_reg(color_mrf),
2889                     fs_reg(UNIFORM, 0, BRW_REGISTER_TYPE_F));
2890    } else {
2891       struct brw_reg reg =
2892          brw_reg(BRW_GENERAL_REGISTER_FILE, 2, 3, 0, 0, BRW_REGISTER_TYPE_F,
2893                  BRW_VERTICAL_STRIDE_8, BRW_WIDTH_2, BRW_HORIZONTAL_STRIDE_4,
2894                  BRW_SWIZZLE_XYZW, WRITEMASK_XYZW);
2895
2896       mov = bld.exec_all().group(4, 0)
2897                .MOV(vec4(brw_message_reg(color_mrf)), fs_reg(reg));
2898    }
2899
2900    fs_inst *write;
2901    if (key->nr_color_regions == 1) {
2902       write = bld.emit(FS_OPCODE_REP_FB_WRITE);
2903       write->saturate = key->clamp_fragment_color;
2904       write->base_mrf = color_mrf;
2905       write->target = 0;
2906       write->header_size = 0;
2907       write->mlen = 1;
2908    } else {
2909       assume(key->nr_color_regions > 0);
2910       for (int i = 0; i < key->nr_color_regions; ++i) {
2911          write = bld.emit(FS_OPCODE_REP_FB_WRITE);
2912          write->saturate = key->clamp_fragment_color;
2913          write->base_mrf = base_mrf;
2914          write->target = i;
2915          write->header_size = 2;
2916          write->mlen = 3;
2917       }
2918    }
2919    write->eot = true;
2920
2921    calculate_cfg();
2922
2923    assign_constant_locations();
2924    assign_curb_setup();
2925
2926    /* Now that we have the uniform assigned, go ahead and force it to a vec4. */
2927    if (uniforms > 0) {
2928       assert(mov->src[0].file == FIXED_GRF);
2929       mov->src[0] = brw_vec4_grf(mov->src[0].nr, 0);
2930    }
2931 }
2932
2933 /**
2934  * Walks through basic blocks, looking for repeated MRF writes and
2935  * removing the later ones.
2936  */
2937 bool
2938 fs_visitor::remove_duplicate_mrf_writes()
2939 {
2940    fs_inst *last_mrf_move[BRW_MAX_MRF(devinfo->gen)];
2941    bool progress = false;
2942
2943    /* Need to update the MRF tracking for compressed instructions. */
2944    if (dispatch_width >= 16)
2945       return false;
2946
2947    memset(last_mrf_move, 0, sizeof(last_mrf_move));
2948
2949    foreach_block_and_inst_safe (block, fs_inst, inst, cfg) {
2950       if (inst->is_control_flow()) {
2951          memset(last_mrf_move, 0, sizeof(last_mrf_move));
2952       }
2953
2954       if (inst->opcode == BRW_OPCODE_MOV &&
2955           inst->dst.file == MRF) {
2956          fs_inst *prev_inst = last_mrf_move[inst->dst.nr];
2957          if (prev_inst && inst->equals(prev_inst)) {
2958             inst->remove(block);
2959             progress = true;
2960             continue;
2961          }
2962       }
2963
2964       /* Clear out the last-write records for MRFs that were overwritten. */
2965       if (inst->dst.file == MRF) {
2966          last_mrf_move[inst->dst.nr] = NULL;
2967       }
2968
2969       if (inst->mlen > 0 && inst->base_mrf != -1) {
2970          /* Found a SEND instruction, which will include two or fewer
2971           * implied MRF writes.  We could do better here.
2972           */
2973          for (int i = 0; i < implied_mrf_writes(inst); i++) {
2974             last_mrf_move[inst->base_mrf + i] = NULL;
2975          }
2976       }
2977
2978       /* Clear out any MRF move records whose sources got overwritten. */
2979       for (unsigned i = 0; i < ARRAY_SIZE(last_mrf_move); i++) {
2980          if (last_mrf_move[i] &&
2981              regions_overlap(inst->dst, inst->size_written,
2982                              last_mrf_move[i]->src[0],
2983                              last_mrf_move[i]->size_read(0))) {
2984             last_mrf_move[i] = NULL;
2985          }
2986       }
2987
2988       if (inst->opcode == BRW_OPCODE_MOV &&
2989           inst->dst.file == MRF &&
2990           inst->src[0].file != ARF &&
2991           !inst->is_partial_write()) {
2992          last_mrf_move[inst->dst.nr] = inst;
2993       }
2994    }
2995
2996    if (progress)
2997       invalidate_live_intervals();
2998
2999    return progress;
3000 }
3001
3002 static void
3003 clear_deps_for_inst_src(fs_inst *inst, bool *deps, int first_grf, int grf_len)
3004 {
3005    /* Clear the flag for registers that actually got read (as expected). */
3006    for (int i = 0; i < inst->sources; i++) {
3007       int grf;
3008       if (inst->src[i].file == VGRF || inst->src[i].file == FIXED_GRF) {
3009          grf = inst->src[i].nr;
3010       } else {
3011          continue;
3012       }
3013
3014       if (grf >= first_grf &&
3015           grf < first_grf + grf_len) {
3016          deps[grf - first_grf] = false;
3017          if (inst->exec_size == 16)
3018             deps[grf - first_grf + 1] = false;
3019       }
3020    }
3021 }
3022
3023 /**
3024  * Implements this workaround for the original 965:
3025  *
3026  *     "[DevBW, DevCL] Implementation Restrictions: As the hardware does not
3027  *      check for post destination dependencies on this instruction, software
3028  *      must ensure that there is no destination hazard for the case of ‘write
3029  *      followed by a posted write’ shown in the following example.
3030  *
3031  *      1. mov r3 0
3032  *      2. send r3.xy <rest of send instruction>
3033  *      3. mov r2 r3
3034  *
3035  *      Due to no post-destination dependency check on the ‘send’, the above
3036  *      code sequence could have two instructions (1 and 2) in flight at the
3037  *      same time that both consider ‘r3’ as the target of their final writes.
3038  */
3039 void
3040 fs_visitor::insert_gen4_pre_send_dependency_workarounds(bblock_t *block,
3041                                                         fs_inst *inst)
3042 {
3043    int write_len = regs_written(inst);
3044    int first_write_grf = inst->dst.nr;
3045    bool needs_dep[BRW_MAX_MRF(devinfo->gen)];
3046    assert(write_len < (int)sizeof(needs_dep) - 1);
3047
3048    memset(needs_dep, false, sizeof(needs_dep));
3049    memset(needs_dep, true, write_len);
3050
3051    clear_deps_for_inst_src(inst, needs_dep, first_write_grf, write_len);
3052
3053    /* Walk backwards looking for writes to registers we're writing which
3054     * aren't read since being written.  If we hit the start of the program,
3055     * we assume that there are no outstanding dependencies on entry to the
3056     * program.
3057     */
3058    foreach_inst_in_block_reverse_starting_from(fs_inst, scan_inst, inst) {
3059       /* If we hit control flow, assume that there *are* outstanding
3060        * dependencies, and force their cleanup before our instruction.
3061        */
3062       if (block->start() == scan_inst && block->num != 0) {
3063          for (int i = 0; i < write_len; i++) {
3064             if (needs_dep[i])
3065                DEP_RESOLVE_MOV(fs_builder(this, block, inst),
3066                                first_write_grf + i);
3067          }
3068          return;
3069       }
3070
3071       /* We insert our reads as late as possible on the assumption that any
3072        * instruction but a MOV that might have left us an outstanding
3073        * dependency has more latency than a MOV.
3074        */
3075       if (scan_inst->dst.file == VGRF) {
3076          for (unsigned i = 0; i < regs_written(scan_inst); i++) {
3077             int reg = scan_inst->dst.nr + i;
3078
3079             if (reg >= first_write_grf &&
3080                 reg < first_write_grf + write_len &&
3081                 needs_dep[reg - first_write_grf]) {
3082                DEP_RESOLVE_MOV(fs_builder(this, block, inst), reg);
3083                needs_dep[reg - first_write_grf] = false;
3084                if (scan_inst->exec_size == 16)
3085                   needs_dep[reg - first_write_grf + 1] = false;
3086             }
3087          }
3088       }
3089
3090       /* Clear the flag for registers that actually got read (as expected). */
3091       clear_deps_for_inst_src(scan_inst, needs_dep, first_write_grf, write_len);
3092
3093       /* Continue the loop only if we haven't resolved all the dependencies */
3094       int i;
3095       for (i = 0; i < write_len; i++) {
3096          if (needs_dep[i])
3097             break;
3098       }
3099       if (i == write_len)
3100          return;
3101    }
3102 }
3103
3104 /**
3105  * Implements this workaround for the original 965:
3106  *
3107  *     "[DevBW, DevCL] Errata: A destination register from a send can not be
3108  *      used as a destination register until after it has been sourced by an
3109  *      instruction with a different destination register.
3110  */
3111 void
3112 fs_visitor::insert_gen4_post_send_dependency_workarounds(bblock_t *block, fs_inst *inst)
3113 {
3114    int write_len = regs_written(inst);
3115    int first_write_grf = inst->dst.nr;
3116    bool needs_dep[BRW_MAX_MRF(devinfo->gen)];
3117    assert(write_len < (int)sizeof(needs_dep) - 1);
3118
3119    memset(needs_dep, false, sizeof(needs_dep));
3120    memset(needs_dep, true, write_len);
3121    /* Walk forwards looking for writes to registers we're writing which aren't
3122     * read before being written.
3123     */
3124    foreach_inst_in_block_starting_from(fs_inst, scan_inst, inst) {
3125       /* If we hit control flow, force resolve all remaining dependencies. */
3126       if (block->end() == scan_inst && block->num != cfg->num_blocks - 1) {
3127          for (int i = 0; i < write_len; i++) {
3128             if (needs_dep[i])
3129                DEP_RESOLVE_MOV(fs_builder(this, block, scan_inst),
3130                                first_write_grf + i);
3131          }
3132          return;
3133       }
3134
3135       /* Clear the flag for registers that actually got read (as expected). */
3136       clear_deps_for_inst_src(scan_inst, needs_dep, first_write_grf, write_len);
3137
3138       /* We insert our reads as late as possible since they're reading the
3139        * result of a SEND, which has massive latency.
3140        */
3141       if (scan_inst->dst.file == VGRF &&
3142           scan_inst->dst.nr >= first_write_grf &&
3143           scan_inst->dst.nr < first_write_grf + write_len &&
3144           needs_dep[scan_inst->dst.nr - first_write_grf]) {
3145          DEP_RESOLVE_MOV(fs_builder(this, block, scan_inst),
3146                          scan_inst->dst.nr);
3147          needs_dep[scan_inst->dst.nr - first_write_grf] = false;
3148       }
3149
3150       /* Continue the loop only if we haven't resolved all the dependencies */
3151       int i;
3152       for (i = 0; i < write_len; i++) {
3153          if (needs_dep[i])
3154             break;
3155       }
3156       if (i == write_len)
3157          return;
3158    }
3159 }
3160
3161 void
3162 fs_visitor::insert_gen4_send_dependency_workarounds()
3163 {
3164    if (devinfo->gen != 4 || devinfo->is_g4x)
3165       return;
3166
3167    bool progress = false;
3168
3169    foreach_block_and_inst(block, fs_inst, inst, cfg) {
3170       if (inst->mlen != 0 && inst->dst.file == VGRF) {
3171          insert_gen4_pre_send_dependency_workarounds(block, inst);
3172          insert_gen4_post_send_dependency_workarounds(block, inst);
3173          progress = true;
3174       }
3175    }
3176
3177    if (progress)
3178       invalidate_live_intervals();
3179 }
3180
3181 /**
3182  * Turns the generic expression-style uniform pull constant load instruction
3183  * into a hardware-specific series of instructions for loading a pull
3184  * constant.
3185  *
3186  * The expression style allows the CSE pass before this to optimize out
3187  * repeated loads from the same offset, and gives the pre-register-allocation
3188  * scheduling full flexibility, while the conversion to native instructions
3189  * allows the post-register-allocation scheduler the best information
3190  * possible.
3191  *
3192  * Note that execution masking for setting up pull constant loads is special:
3193  * the channels that need to be written are unrelated to the current execution
3194  * mask, since a later instruction will use one of the result channels as a
3195  * source operand for all 8 or 16 of its channels.
3196  */
3197 void
3198 fs_visitor::lower_uniform_pull_constant_loads()
3199 {
3200    foreach_block_and_inst (block, fs_inst, inst, cfg) {
3201       if (inst->opcode != FS_OPCODE_UNIFORM_PULL_CONSTANT_LOAD)
3202          continue;
3203
3204       if (devinfo->gen >= 7) {
3205          /* The offset arg is a vec4-aligned immediate byte offset. */
3206          fs_reg const_offset_reg = inst->src[1];
3207          assert(const_offset_reg.file == IMM &&
3208                 const_offset_reg.type == BRW_REGISTER_TYPE_UD);
3209          assert(const_offset_reg.ud % 16 == 0);
3210
3211          fs_reg payload, offset;
3212          if (devinfo->gen >= 9) {
3213             /* We have to use a message header on Skylake to get SIMD4x2
3214              * mode.  Reserve space for the register.
3215             */
3216             offset = payload = fs_reg(VGRF, alloc.allocate(2));
3217             offset.offset += REG_SIZE;
3218             inst->mlen = 2;
3219          } else {
3220             offset = payload = fs_reg(VGRF, alloc.allocate(1));
3221             inst->mlen = 1;
3222          }
3223
3224          /* This is actually going to be a MOV, but since only the first dword
3225           * is accessed, we have a special opcode to do just that one.  Note
3226           * that this needs to be an operation that will be considered a def
3227           * by live variable analysis, or register allocation will explode.
3228           */
3229          fs_inst *setup = new(mem_ctx) fs_inst(FS_OPCODE_SET_SIMD4X2_OFFSET,
3230                                                8, offset, const_offset_reg);
3231          setup->force_writemask_all = true;
3232
3233          setup->ir = inst->ir;
3234          setup->annotation = inst->annotation;
3235          inst->insert_before(block, setup);
3236
3237          /* Similarly, this will only populate the first 4 channels of the
3238           * result register (since we only use smear values from 0-3), but we
3239           * don't tell the optimizer.
3240           */
3241          inst->opcode = FS_OPCODE_UNIFORM_PULL_CONSTANT_LOAD_GEN7;
3242          inst->src[1] = payload;
3243
3244          invalidate_live_intervals();
3245       } else {
3246          /* Before register allocation, we didn't tell the scheduler about the
3247           * MRF we use.  We know it's safe to use this MRF because nothing
3248           * else does except for register spill/unspill, which generates and
3249           * uses its MRF within a single IR instruction.
3250           */
3251          inst->base_mrf = FIRST_PULL_LOAD_MRF(devinfo->gen) + 1;
3252          inst->mlen = 1;
3253       }
3254    }
3255 }
3256
3257 bool
3258 fs_visitor::lower_load_payload()
3259 {
3260    bool progress = false;
3261
3262    foreach_block_and_inst_safe (block, fs_inst, inst, cfg) {
3263       if (inst->opcode != SHADER_OPCODE_LOAD_PAYLOAD)
3264          continue;
3265
3266       assert(inst->dst.file == MRF || inst->dst.file == VGRF);
3267       assert(inst->saturate == false);
3268       fs_reg dst = inst->dst;
3269
3270       /* Get rid of COMPR4.  We'll add it back in if we need it */
3271       if (dst.file == MRF)
3272          dst.nr = dst.nr & ~BRW_MRF_COMPR4;
3273
3274       const fs_builder ibld(this, block, inst);
3275       const fs_builder hbld = ibld.exec_all().group(8, 0);
3276
3277       for (uint8_t i = 0; i < inst->header_size; i++) {
3278          if (inst->src[i].file != BAD_FILE) {
3279             fs_reg mov_dst = retype(dst, BRW_REGISTER_TYPE_UD);
3280             fs_reg mov_src = retype(inst->src[i], BRW_REGISTER_TYPE_UD);
3281             hbld.MOV(mov_dst, mov_src);
3282          }
3283          dst = offset(dst, hbld, 1);
3284       }
3285
3286       if (inst->dst.file == MRF && (inst->dst.nr & BRW_MRF_COMPR4) &&
3287           inst->exec_size > 8) {
3288          /* In this case, the payload portion of the LOAD_PAYLOAD isn't
3289           * a straightforward copy.  Instead, the result of the
3290           * LOAD_PAYLOAD is treated as interleaved and the first four
3291           * non-header sources are unpacked as:
3292           *
3293           * m + 0: r0
3294           * m + 1: g0
3295           * m + 2: b0
3296           * m + 3: a0
3297           * m + 4: r1
3298           * m + 5: g1
3299           * m + 6: b1
3300           * m + 7: a1
3301           *
3302           * This is used for gen <= 5 fb writes.
3303           */
3304          assert(inst->exec_size == 16);
3305          assert(inst->header_size + 4 <= inst->sources);
3306          for (uint8_t i = inst->header_size; i < inst->header_size + 4; i++) {
3307             if (inst->src[i].file != BAD_FILE) {
3308                if (devinfo->has_compr4) {
3309                   fs_reg compr4_dst = retype(dst, inst->src[i].type);
3310                   compr4_dst.nr |= BRW_MRF_COMPR4;
3311                   ibld.MOV(compr4_dst, inst->src[i]);
3312                } else {
3313                   /* Platform doesn't have COMPR4.  We have to fake it */
3314                   fs_reg mov_dst = retype(dst, inst->src[i].type);
3315                   ibld.half(0).MOV(mov_dst, half(inst->src[i], 0));
3316                   mov_dst.nr += 4;
3317                   ibld.half(1).MOV(mov_dst, half(inst->src[i], 1));
3318                }
3319             }
3320
3321             dst.nr++;
3322          }
3323
3324          /* The loop above only ever incremented us through the first set
3325           * of 4 registers.  However, thanks to the magic of COMPR4, we
3326           * actually wrote to the first 8 registers, so we need to take
3327           * that into account now.
3328           */
3329          dst.nr += 4;
3330
3331          /* The COMPR4 code took care of the first 4 sources.  We'll let
3332           * the regular path handle any remaining sources.  Yes, we are
3333           * modifying the instruction but we're about to delete it so
3334           * this really doesn't hurt anything.
3335           */
3336          inst->header_size += 4;
3337       }
3338
3339       for (uint8_t i = inst->header_size; i < inst->sources; i++) {
3340          if (inst->src[i].file != BAD_FILE)
3341             ibld.MOV(retype(dst, inst->src[i].type), inst->src[i]);
3342          dst = offset(dst, ibld, 1);
3343       }
3344
3345       inst->remove(block);
3346       progress = true;
3347    }
3348
3349    if (progress)
3350       invalidate_live_intervals();
3351
3352    return progress;
3353 }
3354
3355 bool
3356 fs_visitor::lower_integer_multiplication()
3357 {
3358    bool progress = false;
3359
3360    foreach_block_and_inst_safe(block, fs_inst, inst, cfg) {
3361       const fs_builder ibld(this, block, inst);
3362
3363       if (inst->opcode == BRW_OPCODE_MUL) {
3364          if (inst->dst.is_accumulator() ||
3365              (inst->dst.type != BRW_REGISTER_TYPE_D &&
3366               inst->dst.type != BRW_REGISTER_TYPE_UD))
3367             continue;
3368
3369          /* Gen8's MUL instruction can do a 32-bit x 32-bit -> 32-bit
3370           * operation directly, but CHV/BXT cannot.
3371           */
3372          if (devinfo->gen >= 8 &&
3373              !devinfo->is_cherryview && !devinfo->is_broxton)
3374             continue;
3375
3376          if (inst->src[1].file == IMM &&
3377              inst->src[1].ud < (1 << 16)) {
3378             /* The MUL instruction isn't commutative. On Gen <= 6, only the low
3379              * 16-bits of src0 are read, and on Gen >= 7 only the low 16-bits of
3380              * src1 are used.
3381              *
3382              * If multiplying by an immediate value that fits in 16-bits, do a
3383              * single MUL instruction with that value in the proper location.
3384              */
3385             if (devinfo->gen < 7) {
3386                fs_reg imm(VGRF, alloc.allocate(dispatch_width / 8),
3387                           inst->dst.type);
3388                ibld.MOV(imm, inst->src[1]);
3389                ibld.MUL(inst->dst, imm, inst->src[0]);
3390             } else {
3391                const bool ud = (inst->src[1].type == BRW_REGISTER_TYPE_UD);
3392                ibld.MUL(inst->dst, inst->src[0],
3393                         ud ? brw_imm_uw(inst->src[1].ud)
3394                            : brw_imm_w(inst->src[1].d));
3395             }
3396          } else {
3397             /* Gen < 8 (and some Gen8+ low-power parts like Cherryview) cannot
3398              * do 32-bit integer multiplication in one instruction, but instead
3399              * must do a sequence (which actually calculates a 64-bit result):
3400              *
3401              *    mul(8)  acc0<1>D   g3<8,8,1>D      g4<8,8,1>D
3402              *    mach(8) null       g3<8,8,1>D      g4<8,8,1>D
3403              *    mov(8)  g2<1>D     acc0<8,8,1>D
3404              *
3405              * But on Gen > 6, the ability to use second accumulator register
3406              * (acc1) for non-float data types was removed, preventing a simple
3407              * implementation in SIMD16. A 16-channel result can be calculated by
3408              * executing the three instructions twice in SIMD8, once with quarter
3409              * control of 1Q for the first eight channels and again with 2Q for
3410              * the second eight channels.
3411              *
3412              * Which accumulator register is implicitly accessed (by AccWrEnable
3413              * for instance) is determined by the quarter control. Unfortunately
3414              * Ivybridge (and presumably Baytrail) has a hardware bug in which an
3415              * implicit accumulator access by an instruction with 2Q will access
3416              * acc1 regardless of whether the data type is usable in acc1.
3417              *
3418              * Specifically, the 2Q mach(8) writes acc1 which does not exist for
3419              * integer data types.
3420              *
3421              * Since we only want the low 32-bits of the result, we can do two
3422              * 32-bit x 16-bit multiplies (like the mul and mach are doing), and
3423              * adjust the high result and add them (like the mach is doing):
3424              *
3425              *    mul(8)  g7<1>D     g3<8,8,1>D      g4.0<8,8,1>UW
3426              *    mul(8)  g8<1>D     g3<8,8,1>D      g4.1<8,8,1>UW
3427              *    shl(8)  g9<1>D     g8<8,8,1>D      16D
3428              *    add(8)  g2<1>D     g7<8,8,1>D      g8<8,8,1>D
3429              *
3430              * We avoid the shl instruction by realizing that we only want to add
3431              * the low 16-bits of the "high" result to the high 16-bits of the
3432              * "low" result and using proper regioning on the add:
3433              *
3434              *    mul(8)  g7<1>D     g3<8,8,1>D      g4.0<16,8,2>UW
3435              *    mul(8)  g8<1>D     g3<8,8,1>D      g4.1<16,8,2>UW
3436              *    add(8)  g7.1<2>UW  g7.1<16,8,2>UW  g8<16,8,2>UW
3437              *
3438              * Since it does not use the (single) accumulator register, we can
3439              * schedule multi-component multiplications much better.
3440              */
3441
3442             fs_reg orig_dst = inst->dst;
3443             if (orig_dst.is_null() || orig_dst.file == MRF) {
3444                inst->dst = fs_reg(VGRF, alloc.allocate(dispatch_width / 8),
3445                                   inst->dst.type);
3446             }
3447             fs_reg low = inst->dst;
3448             fs_reg high(VGRF, alloc.allocate(dispatch_width / 8),
3449                         inst->dst.type);
3450
3451             if (devinfo->gen >= 7) {
3452                if (inst->src[1].file == IMM) {
3453                   ibld.MUL(low, inst->src[0],
3454                            brw_imm_uw(inst->src[1].ud & 0xffff));
3455                   ibld.MUL(high, inst->src[0],
3456                            brw_imm_uw(inst->src[1].ud >> 16));
3457                } else {
3458                   ibld.MUL(low, inst->src[0],
3459                            subscript(inst->src[1], BRW_REGISTER_TYPE_UW, 0));
3460                   ibld.MUL(high, inst->src[0],
3461                            subscript(inst->src[1], BRW_REGISTER_TYPE_UW, 1));
3462                }
3463             } else {
3464                ibld.MUL(low, subscript(inst->src[0], BRW_REGISTER_TYPE_UW, 0),
3465                         inst->src[1]);
3466                ibld.MUL(high, subscript(inst->src[0], BRW_REGISTER_TYPE_UW, 1),
3467                         inst->src[1]);
3468             }
3469
3470             ibld.ADD(subscript(inst->dst, BRW_REGISTER_TYPE_UW, 1),
3471                      subscript(low, BRW_REGISTER_TYPE_UW, 1),
3472                      subscript(high, BRW_REGISTER_TYPE_UW, 0));
3473
3474             if (inst->conditional_mod || orig_dst.file == MRF) {
3475                set_condmod(inst->conditional_mod,
3476                            ibld.MOV(orig_dst, inst->dst));
3477             }
3478          }
3479
3480       } else if (inst->opcode == SHADER_OPCODE_MULH) {
3481          /* Should have been lowered to 8-wide. */
3482          assert(inst->exec_size <= get_lowered_simd_width(devinfo, inst));
3483          const fs_reg acc = retype(brw_acc_reg(inst->exec_size),
3484                                    inst->dst.type);
3485          fs_inst *mul = ibld.MUL(acc, inst->src[0], inst->src[1]);
3486          fs_inst *mach = ibld.MACH(inst->dst, inst->src[0], inst->src[1]);
3487
3488          if (devinfo->gen >= 8) {
3489             /* Until Gen8, integer multiplies read 32-bits from one source,
3490              * and 16-bits from the other, and relying on the MACH instruction
3491              * to generate the high bits of the result.
3492              *
3493              * On Gen8, the multiply instruction does a full 32x32-bit
3494              * multiply, but in order to do a 64-bit multiply we can simulate
3495              * the previous behavior and then use a MACH instruction.
3496              *
3497              * FINISHME: Don't use source modifiers on src1.
3498              */
3499             assert(mul->src[1].type == BRW_REGISTER_TYPE_D ||
3500                    mul->src[1].type == BRW_REGISTER_TYPE_UD);
3501             mul->src[1].type = BRW_REGISTER_TYPE_UW;
3502             mul->src[1].stride *= 2;
3503
3504          } else if (devinfo->gen == 7 && !devinfo->is_haswell &&
3505                     inst->group > 0) {
3506             /* Among other things the quarter control bits influence which
3507              * accumulator register is used by the hardware for instructions
3508              * that access the accumulator implicitly (e.g. MACH).  A
3509              * second-half instruction would normally map to acc1, which
3510              * doesn't exist on Gen7 and up (the hardware does emulate it for
3511              * floating-point instructions *only* by taking advantage of the
3512              * extra precision of acc0 not normally used for floating point
3513              * arithmetic).
3514              *
3515              * HSW and up are careful enough not to try to access an
3516              * accumulator register that doesn't exist, but on earlier Gen7
3517              * hardware we need to make sure that the quarter control bits are
3518              * zero to avoid non-deterministic behaviour and emit an extra MOV
3519              * to get the result masked correctly according to the current
3520              * channel enables.
3521              */
3522             mach->group = 0;
3523             mach->force_writemask_all = true;
3524             mach->dst = ibld.vgrf(inst->dst.type);
3525             ibld.MOV(inst->dst, mach->dst);
3526          }
3527       } else {
3528          continue;
3529       }
3530
3531       inst->remove(block);
3532       progress = true;
3533    }
3534
3535    if (progress)
3536       invalidate_live_intervals();
3537
3538    return progress;
3539 }
3540
3541 bool
3542 fs_visitor::lower_minmax()
3543 {
3544    assert(devinfo->gen < 6);
3545
3546    bool progress = false;
3547
3548    foreach_block_and_inst_safe(block, fs_inst, inst, cfg) {
3549       const fs_builder ibld(this, block, inst);
3550
3551       if (inst->opcode == BRW_OPCODE_SEL &&
3552           inst->predicate == BRW_PREDICATE_NONE) {
3553          /* FIXME: Using CMP doesn't preserve the NaN propagation semantics of
3554           *        the original SEL.L/GE instruction
3555           */
3556          ibld.CMP(ibld.null_reg_d(), inst->src[0], inst->src[1],
3557                   inst->conditional_mod);
3558          inst->predicate = BRW_PREDICATE_NORMAL;
3559          inst->conditional_mod = BRW_CONDITIONAL_NONE;
3560
3561          progress = true;
3562       }
3563    }
3564
3565    if (progress)
3566       invalidate_live_intervals();
3567
3568    return progress;
3569 }
3570
3571 static void
3572 setup_color_payload(const fs_builder &bld, const brw_wm_prog_key *key,
3573                     fs_reg *dst, fs_reg color, unsigned components)
3574 {
3575    if (key->clamp_fragment_color) {
3576       fs_reg tmp = bld.vgrf(BRW_REGISTER_TYPE_F, 4);
3577       assert(color.type == BRW_REGISTER_TYPE_F);
3578
3579       for (unsigned i = 0; i < components; i++)
3580          set_saturate(true,
3581                       bld.MOV(offset(tmp, bld, i), offset(color, bld, i)));
3582
3583       color = tmp;
3584    }
3585
3586    for (unsigned i = 0; i < components; i++)
3587       dst[i] = offset(color, bld, i);
3588 }
3589
3590 static void
3591 lower_fb_write_logical_send(const fs_builder &bld, fs_inst *inst,
3592                             const struct brw_wm_prog_data *prog_data,
3593                             const brw_wm_prog_key *key,
3594                             const fs_visitor::thread_payload &payload)
3595 {
3596    assert(inst->src[FB_WRITE_LOGICAL_SRC_COMPONENTS].file == IMM);
3597    const gen_device_info *devinfo = bld.shader->devinfo;
3598    const fs_reg &color0 = inst->src[FB_WRITE_LOGICAL_SRC_COLOR0];
3599    const fs_reg &color1 = inst->src[FB_WRITE_LOGICAL_SRC_COLOR1];
3600    const fs_reg &src0_alpha = inst->src[FB_WRITE_LOGICAL_SRC_SRC0_ALPHA];
3601    const fs_reg &src_depth = inst->src[FB_WRITE_LOGICAL_SRC_SRC_DEPTH];
3602    const fs_reg &dst_depth = inst->src[FB_WRITE_LOGICAL_SRC_DST_DEPTH];
3603    const fs_reg &src_stencil = inst->src[FB_WRITE_LOGICAL_SRC_SRC_STENCIL];
3604    fs_reg sample_mask = inst->src[FB_WRITE_LOGICAL_SRC_OMASK];
3605    const unsigned components =
3606       inst->src[FB_WRITE_LOGICAL_SRC_COMPONENTS].ud;
3607
3608    /* We can potentially have a message length of up to 15, so we have to set
3609     * base_mrf to either 0 or 1 in order to fit in m0..m15.
3610     */
3611    fs_reg sources[15];
3612    int header_size = 2, payload_header_size;
3613    unsigned length = 0;
3614
3615    /* From the Sandy Bridge PRM, volume 4, page 198:
3616     *
3617     *     "Dispatched Pixel Enables. One bit per pixel indicating
3618     *      which pixels were originally enabled when the thread was
3619     *      dispatched. This field is only required for the end-of-
3620     *      thread message and on all dual-source messages."
3621     */
3622    if (devinfo->gen >= 6 &&
3623        (devinfo->is_haswell || devinfo->gen >= 8 || !prog_data->uses_kill) &&
3624        color1.file == BAD_FILE &&
3625        key->nr_color_regions == 1) {
3626       header_size = 0;
3627    }
3628
3629    if (header_size != 0) {
3630       assert(header_size == 2);
3631       /* Allocate 2 registers for a header */
3632       length += 2;
3633    }
3634
3635    if (payload.aa_dest_stencil_reg) {
3636       sources[length] = fs_reg(VGRF, bld.shader->alloc.allocate(1));
3637       bld.group(8, 0).exec_all().annotate("FB write stencil/AA alpha")
3638          .MOV(sources[length],
3639               fs_reg(brw_vec8_grf(payload.aa_dest_stencil_reg, 0)));
3640       length++;
3641    }
3642
3643    if (sample_mask.file != BAD_FILE) {
3644       sources[length] = fs_reg(VGRF, bld.shader->alloc.allocate(1),
3645                                BRW_REGISTER_TYPE_UD);
3646
3647       /* Hand over gl_SampleMask.  Only the lower 16 bits of each channel are
3648        * relevant.  Since it's unsigned single words one vgrf is always
3649        * 16-wide, but only the lower or higher 8 channels will be used by the
3650        * hardware when doing a SIMD8 write depending on whether we have
3651        * selected the subspans for the first or second half respectively.
3652        */
3653       assert(sample_mask.file != BAD_FILE && type_sz(sample_mask.type) == 4);
3654       sample_mask.type = BRW_REGISTER_TYPE_UW;
3655       sample_mask.stride *= 2;
3656
3657       bld.exec_all().annotate("FB write oMask")
3658          .MOV(horiz_offset(retype(sources[length], BRW_REGISTER_TYPE_UW),
3659                            inst->group),
3660               sample_mask);
3661       length++;
3662    }
3663
3664    payload_header_size = length;
3665
3666    if (src0_alpha.file != BAD_FILE) {
3667       /* FIXME: This is being passed at the wrong location in the payload and
3668        * doesn't work when gl_SampleMask and MRTs are used simultaneously.
3669        * It's supposed to be immediately before oMask but there seems to be no
3670        * reasonable way to pass them in the correct order because LOAD_PAYLOAD
3671        * requires header sources to form a contiguous segment at the beginning
3672        * of the message and src0_alpha has per-channel semantics.
3673        */
3674       setup_color_payload(bld, key, &sources[length], src0_alpha, 1);
3675       length++;
3676    } else if (key->replicate_alpha && inst->target != 0) {
3677       /* Handle the case when fragment shader doesn't write to draw buffer
3678        * zero. No need to call setup_color_payload() for src0_alpha because
3679        * alpha value will be undefined.
3680        */
3681       length++;
3682    }
3683
3684    setup_color_payload(bld, key, &sources[length], color0, components);
3685    length += 4;
3686
3687    if (color1.file != BAD_FILE) {
3688       setup_color_payload(bld, key, &sources[length], color1, components);
3689       length += 4;
3690    }
3691
3692    if (src_depth.file != BAD_FILE) {
3693       sources[length] = src_depth;
3694       length++;
3695    }
3696
3697    if (dst_depth.file != BAD_FILE) {
3698       sources[length] = dst_depth;
3699       length++;
3700    }
3701
3702    if (src_stencil.file != BAD_FILE) {
3703       assert(devinfo->gen >= 9);
3704       assert(bld.dispatch_width() != 16);
3705
3706       /* XXX: src_stencil is only available on gen9+. dst_depth is never
3707        * available on gen9+. As such it's impossible to have both enabled at the
3708        * same time and therefore length cannot overrun the array.
3709        */
3710       assert(length < 15);
3711
3712       sources[length] = bld.vgrf(BRW_REGISTER_TYPE_UD);
3713       bld.exec_all().annotate("FB write OS")
3714          .MOV(retype(sources[length], BRW_REGISTER_TYPE_UB),
3715               subscript(src_stencil, BRW_REGISTER_TYPE_UB, 0));
3716       length++;
3717    }
3718
3719    fs_inst *load;
3720    if (devinfo->gen >= 7) {
3721       /* Send from the GRF */
3722       fs_reg payload = fs_reg(VGRF, -1, BRW_REGISTER_TYPE_F);
3723       load = bld.LOAD_PAYLOAD(payload, sources, length, payload_header_size);
3724       payload.nr = bld.shader->alloc.allocate(regs_written(load));
3725       load->dst = payload;
3726
3727       inst->src[0] = payload;
3728       inst->resize_sources(1);
3729    } else {
3730       /* Send from the MRF */
3731       load = bld.LOAD_PAYLOAD(fs_reg(MRF, 1, BRW_REGISTER_TYPE_F),
3732                               sources, length, payload_header_size);
3733
3734       /* On pre-SNB, we have to interlace the color values.  LOAD_PAYLOAD
3735        * will do this for us if we just give it a COMPR4 destination.
3736        */
3737       if (devinfo->gen < 6 && bld.dispatch_width() == 16)
3738          load->dst.nr |= BRW_MRF_COMPR4;
3739
3740       inst->resize_sources(0);
3741       inst->base_mrf = 1;
3742    }
3743
3744    inst->opcode = FS_OPCODE_FB_WRITE;
3745    inst->mlen = regs_written(load);
3746    inst->header_size = header_size;
3747 }
3748
3749 static void
3750 lower_fb_read_logical_send(const fs_builder &bld, fs_inst *inst)
3751 {
3752    const fs_builder &ubld = bld.exec_all();
3753    const unsigned length = 2;
3754    const fs_reg header = ubld.group(8, 0).vgrf(BRW_REGISTER_TYPE_UD, length);
3755
3756    ubld.group(16, 0)
3757        .MOV(header, retype(brw_vec8_grf(0, 0), BRW_REGISTER_TYPE_UD));
3758
3759    inst->resize_sources(1);
3760    inst->src[0] = header;
3761    inst->opcode = FS_OPCODE_FB_READ;
3762    inst->mlen = length;
3763    inst->header_size = length;
3764 }
3765
3766 static void
3767 lower_sampler_logical_send_gen4(const fs_builder &bld, fs_inst *inst, opcode op,
3768                                 const fs_reg &coordinate,
3769                                 const fs_reg &shadow_c,
3770                                 const fs_reg &lod, const fs_reg &lod2,
3771                                 const fs_reg &surface,
3772                                 const fs_reg &sampler,
3773                                 unsigned coord_components,
3774                                 unsigned grad_components)
3775 {
3776    const bool has_lod = (op == SHADER_OPCODE_TXL || op == FS_OPCODE_TXB ||
3777                          op == SHADER_OPCODE_TXF || op == SHADER_OPCODE_TXS);
3778    fs_reg msg_begin(MRF, 1, BRW_REGISTER_TYPE_F);
3779    fs_reg msg_end = msg_begin;
3780
3781    /* g0 header. */
3782    msg_end = offset(msg_end, bld.group(8, 0), 1);
3783
3784    for (unsigned i = 0; i < coord_components; i++)
3785       bld.MOV(retype(offset(msg_end, bld, i), coordinate.type),
3786               offset(coordinate, bld, i));
3787
3788    msg_end = offset(msg_end, bld, coord_components);
3789
3790    /* Messages other than SAMPLE and RESINFO in SIMD16 and TXD in SIMD8
3791     * require all three components to be present and zero if they are unused.
3792     */
3793    if (coord_components > 0 &&
3794        (has_lod || shadow_c.file != BAD_FILE ||
3795         (op == SHADER_OPCODE_TEX && bld.dispatch_width() == 8))) {
3796       for (unsigned i = coord_components; i < 3; i++)
3797          bld.MOV(offset(msg_end, bld, i), brw_imm_f(0.0f));
3798
3799       msg_end = offset(msg_end, bld, 3 - coord_components);
3800    }
3801
3802    if (op == SHADER_OPCODE_TXD) {
3803       /* TXD unsupported in SIMD16 mode. */
3804       assert(bld.dispatch_width() == 8);
3805
3806       /* the slots for u and v are always present, but r is optional */
3807       if (coord_components < 2)
3808          msg_end = offset(msg_end, bld, 2 - coord_components);
3809
3810       /*  P   = u, v, r
3811        * dPdx = dudx, dvdx, drdx
3812        * dPdy = dudy, dvdy, drdy
3813        *
3814        * 1-arg: Does not exist.
3815        *
3816        * 2-arg: dudx   dvdx   dudy   dvdy
3817        *        dPdx.x dPdx.y dPdy.x dPdy.y
3818        *        m4     m5     m6     m7
3819        *
3820        * 3-arg: dudx   dvdx   drdx   dudy   dvdy   drdy
3821        *        dPdx.x dPdx.y dPdx.z dPdy.x dPdy.y dPdy.z
3822        *        m5     m6     m7     m8     m9     m10
3823        */
3824       for (unsigned i = 0; i < grad_components; i++)
3825          bld.MOV(offset(msg_end, bld, i), offset(lod, bld, i));
3826
3827       msg_end = offset(msg_end, bld, MAX2(grad_components, 2));
3828
3829       for (unsigned i = 0; i < grad_components; i++)
3830          bld.MOV(offset(msg_end, bld, i), offset(lod2, bld, i));
3831
3832       msg_end = offset(msg_end, bld, MAX2(grad_components, 2));
3833    }
3834
3835    if (has_lod) {
3836       /* Bias/LOD with shadow comparitor is unsupported in SIMD16 -- *Without*
3837        * shadow comparitor (including RESINFO) it's unsupported in SIMD8 mode.
3838        */
3839       assert(shadow_c.file != BAD_FILE ? bld.dispatch_width() == 8 :
3840              bld.dispatch_width() == 16);
3841
3842       const brw_reg_type type =
3843          (op == SHADER_OPCODE_TXF || op == SHADER_OPCODE_TXS ?
3844           BRW_REGISTER_TYPE_UD : BRW_REGISTER_TYPE_F);
3845       bld.MOV(retype(msg_end, type), lod);
3846       msg_end = offset(msg_end, bld, 1);
3847    }
3848
3849    if (shadow_c.file != BAD_FILE) {
3850       if (op == SHADER_OPCODE_TEX && bld.dispatch_width() == 8) {
3851          /* There's no plain shadow compare message, so we use shadow
3852           * compare with a bias of 0.0.
3853           */
3854          bld.MOV(msg_end, brw_imm_f(0.0f));
3855          msg_end = offset(msg_end, bld, 1);
3856       }
3857
3858       bld.MOV(msg_end, shadow_c);
3859       msg_end = offset(msg_end, bld, 1);
3860    }
3861
3862    inst->opcode = op;
3863    inst->src[0] = reg_undef;
3864    inst->src[1] = surface;
3865    inst->src[2] = sampler;
3866    inst->resize_sources(3);
3867    inst->base_mrf = msg_begin.nr;
3868    inst->mlen = msg_end.nr - msg_begin.nr;
3869    inst->header_size = 1;
3870 }
3871
3872 static void
3873 lower_sampler_logical_send_gen5(const fs_builder &bld, fs_inst *inst, opcode op,
3874                                 const fs_reg &coordinate,
3875                                 const fs_reg &shadow_c,
3876                                 const fs_reg &lod, const fs_reg &lod2,
3877                                 const fs_reg &sample_index,
3878                                 const fs_reg &surface,
3879                                 const fs_reg &sampler,
3880                                 const fs_reg &offset_value,
3881                                 unsigned coord_components,
3882                                 unsigned grad_components)
3883 {
3884    fs_reg message(MRF, 2, BRW_REGISTER_TYPE_F);
3885    fs_reg msg_coords = message;
3886    unsigned header_size = 0;
3887
3888    if (offset_value.file != BAD_FILE) {
3889       /* The offsets set up by the visitor are in the m1 header, so we can't
3890        * go headerless.
3891        */
3892       header_size = 1;
3893       message.nr--;
3894    }
3895
3896    for (unsigned i = 0; i < coord_components; i++)
3897       bld.MOV(retype(offset(msg_coords, bld, i), coordinate.type),
3898               offset(coordinate, bld, i));
3899
3900    fs_reg msg_end = offset(msg_coords, bld, coord_components);
3901    fs_reg msg_lod = offset(msg_coords, bld, 4);
3902
3903    if (shadow_c.file != BAD_FILE) {
3904       fs_reg msg_shadow = msg_lod;
3905       bld.MOV(msg_shadow, shadow_c);
3906       msg_lod = offset(msg_shadow, bld, 1);
3907       msg_end = msg_lod;
3908    }
3909
3910    switch (op) {
3911    case SHADER_OPCODE_TXL:
3912    case FS_OPCODE_TXB:
3913       bld.MOV(msg_lod, lod);
3914       msg_end = offset(msg_lod, bld, 1);
3915       break;
3916    case SHADER_OPCODE_TXD:
3917       /**
3918        *  P   =  u,    v,    r
3919        * dPdx = dudx, dvdx, drdx
3920        * dPdy = dudy, dvdy, drdy
3921        *
3922        * Load up these values:
3923        * - dudx   dudy   dvdx   dvdy   drdx   drdy
3924        * - dPdx.x dPdy.x dPdx.y dPdy.y dPdx.z dPdy.z
3925        */
3926       msg_end = msg_lod;
3927       for (unsigned i = 0; i < grad_components; i++) {
3928          bld.MOV(msg_end, offset(lod, bld, i));
3929          msg_end = offset(msg_end, bld, 1);
3930
3931          bld.MOV(msg_end, offset(lod2, bld, i));
3932          msg_end = offset(msg_end, bld, 1);
3933       }
3934       break;
3935    case SHADER_OPCODE_TXS:
3936       msg_lod = retype(msg_end, BRW_REGISTER_TYPE_UD);
3937       bld.MOV(msg_lod, lod);
3938       msg_end = offset(msg_lod, bld, 1);
3939       break;
3940    case SHADER_OPCODE_TXF:
3941       msg_lod = offset(msg_coords, bld, 3);
3942       bld.MOV(retype(msg_lod, BRW_REGISTER_TYPE_UD), lod);
3943       msg_end = offset(msg_lod, bld, 1);
3944       break;
3945    case SHADER_OPCODE_TXF_CMS:
3946       msg_lod = offset(msg_coords, bld, 3);
3947       /* lod */
3948       bld.MOV(retype(msg_lod, BRW_REGISTER_TYPE_UD), brw_imm_ud(0u));
3949       /* sample index */
3950       bld.MOV(retype(offset(msg_lod, bld, 1), BRW_REGISTER_TYPE_UD), sample_index);
3951       msg_end = offset(msg_lod, bld, 2);
3952       break;
3953    default:
3954       break;
3955    }
3956
3957    inst->opcode = op;
3958    inst->src[0] = reg_undef;
3959    inst->src[1] = surface;
3960    inst->src[2] = sampler;
3961    inst->resize_sources(3);
3962    inst->base_mrf = message.nr;
3963    inst->mlen = msg_end.nr - message.nr;
3964    inst->header_size = header_size;
3965
3966    /* Message length > MAX_SAMPLER_MESSAGE_SIZE disallowed by hardware. */
3967    assert(inst->mlen <= MAX_SAMPLER_MESSAGE_SIZE);
3968 }
3969
3970 static bool
3971 is_high_sampler(const struct gen_device_info *devinfo, const fs_reg &sampler)
3972 {
3973    if (devinfo->gen < 8 && !devinfo->is_haswell)
3974       return false;
3975
3976    return sampler.file != IMM || sampler.ud >= 16;
3977 }
3978
3979 static void
3980 lower_sampler_logical_send_gen7(const fs_builder &bld, fs_inst *inst, opcode op,
3981                                 const fs_reg &coordinate,
3982                                 const fs_reg &shadow_c,
3983                                 fs_reg lod, const fs_reg &lod2,
3984                                 const fs_reg &sample_index,
3985                                 const fs_reg &mcs,
3986                                 const fs_reg &surface,
3987                                 const fs_reg &sampler,
3988                                 const fs_reg &offset_value,
3989                                 unsigned coord_components,
3990                                 unsigned grad_components)
3991 {
3992    const gen_device_info *devinfo = bld.shader->devinfo;
3993    unsigned reg_width = bld.dispatch_width() / 8;
3994    unsigned header_size = 0, length = 0;
3995    fs_reg sources[MAX_SAMPLER_MESSAGE_SIZE];
3996    for (unsigned i = 0; i < ARRAY_SIZE(sources); i++)
3997       sources[i] = bld.vgrf(BRW_REGISTER_TYPE_F);
3998
3999    if (op == SHADER_OPCODE_TG4 || op == SHADER_OPCODE_TG4_OFFSET ||
4000        offset_value.file != BAD_FILE || inst->eot ||
4001        op == SHADER_OPCODE_SAMPLEINFO ||
4002        is_high_sampler(devinfo, sampler)) {
4003       /* For general texture offsets (no txf workaround), we need a header to
4004        * put them in.  Note that we're only reserving space for it in the
4005        * message payload as it will be initialized implicitly by the
4006        * generator.
4007        *
4008        * TG4 needs to place its channel select in the header, for interaction
4009        * with ARB_texture_swizzle.  The sampler index is only 4-bits, so for
4010        * larger sampler numbers we need to offset the Sampler State Pointer in
4011        * the header.
4012        */
4013       header_size = 1;
4014       sources[0] = fs_reg();
4015       length++;
4016
4017       /* If we're requesting fewer than four channels worth of response,
4018        * and we have an explicit header, we need to set up the sampler
4019        * writemask.  It's reversed from normal: 1 means "don't write".
4020        */
4021       if (!inst->eot && regs_written(inst) != 4 * reg_width) {
4022          assert(regs_written(inst) % reg_width == 0);
4023          unsigned mask = ~((1 << (regs_written(inst) / reg_width)) - 1) & 0xf;
4024          inst->offset |= mask << 12;
4025       }
4026    }
4027
4028    if (shadow_c.file != BAD_FILE) {
4029       bld.MOV(sources[length], shadow_c);
4030       length++;
4031    }
4032
4033    bool coordinate_done = false;
4034
4035    /* Set up the LOD info */
4036    switch (op) {
4037    case FS_OPCODE_TXB:
4038    case SHADER_OPCODE_TXL:
4039       if (devinfo->gen >= 9 && op == SHADER_OPCODE_TXL && lod.is_zero()) {
4040          op = SHADER_OPCODE_TXL_LZ;
4041          break;
4042       }
4043       bld.MOV(sources[length], lod);
4044       length++;
4045       break;
4046    case SHADER_OPCODE_TXD:
4047       /* TXD should have been lowered in SIMD16 mode. */
4048       assert(bld.dispatch_width() == 8);
4049
4050       /* Load dPdx and the coordinate together:
4051        * [hdr], [ref], x, dPdx.x, dPdy.x, y, dPdx.y, dPdy.y, z, dPdx.z, dPdy.z
4052        */
4053       for (unsigned i = 0; i < coord_components; i++) {
4054          bld.MOV(sources[length++], offset(coordinate, bld, i));
4055
4056          /* For cube map array, the coordinate is (u,v,r,ai) but there are
4057           * only derivatives for (u, v, r).
4058           */
4059          if (i < grad_components) {
4060             bld.MOV(sources[length++], offset(lod, bld, i));
4061             bld.MOV(sources[length++], offset(lod2, bld, i));
4062          }
4063       }
4064
4065       coordinate_done = true;
4066       break;
4067    case SHADER_OPCODE_TXS:
4068       bld.MOV(retype(sources[length], BRW_REGISTER_TYPE_UD), lod);
4069       length++;
4070       break;
4071    case SHADER_OPCODE_TXF:
4072       /* Unfortunately, the parameters for LD are intermixed: u, lod, v, r.
4073        * On Gen9 they are u, v, lod, r
4074        */
4075       bld.MOV(retype(sources[length++], BRW_REGISTER_TYPE_D), coordinate);
4076
4077       if (devinfo->gen >= 9) {
4078          if (coord_components >= 2) {
4079             bld.MOV(retype(sources[length], BRW_REGISTER_TYPE_D),
4080                     offset(coordinate, bld, 1));
4081          } else {
4082             sources[length] = brw_imm_d(0);
4083          }
4084          length++;
4085       }
4086
4087       if (devinfo->gen >= 9 && lod.is_zero()) {
4088          op = SHADER_OPCODE_TXF_LZ;
4089       } else {
4090          bld.MOV(retype(sources[length], BRW_REGISTER_TYPE_D), lod);
4091          length++;
4092       }
4093
4094       for (unsigned i = devinfo->gen >= 9 ? 2 : 1; i < coord_components; i++)
4095          bld.MOV(retype(sources[length++], BRW_REGISTER_TYPE_D),
4096                  offset(coordinate, bld, i));
4097
4098       coordinate_done = true;
4099       break;
4100
4101    case SHADER_OPCODE_TXF_CMS:
4102    case SHADER_OPCODE_TXF_CMS_W:
4103    case SHADER_OPCODE_TXF_UMS:
4104    case SHADER_OPCODE_TXF_MCS:
4105       if (op == SHADER_OPCODE_TXF_UMS ||
4106           op == SHADER_OPCODE_TXF_CMS ||
4107           op == SHADER_OPCODE_TXF_CMS_W) {
4108          bld.MOV(retype(sources[length], BRW_REGISTER_TYPE_UD), sample_index);
4109          length++;
4110       }
4111
4112       if (op == SHADER_OPCODE_TXF_CMS || op == SHADER_OPCODE_TXF_CMS_W) {
4113          /* Data from the multisample control surface. */
4114          bld.MOV(retype(sources[length], BRW_REGISTER_TYPE_UD), mcs);
4115          length++;
4116
4117          /* On Gen9+ we'll use ld2dms_w instead which has two registers for
4118           * the MCS data.
4119           */
4120          if (op == SHADER_OPCODE_TXF_CMS_W) {
4121             bld.MOV(retype(sources[length], BRW_REGISTER_TYPE_UD),
4122                     mcs.file == IMM ?
4123                     mcs :
4124                     offset(mcs, bld, 1));
4125             length++;
4126          }
4127       }
4128
4129       /* There is no offsetting for this message; just copy in the integer
4130        * texture coordinates.
4131        */
4132       for (unsigned i = 0; i < coord_components; i++)
4133          bld.MOV(retype(sources[length++], BRW_REGISTER_TYPE_D),
4134                  offset(coordinate, bld, i));
4135
4136       coordinate_done = true;
4137       break;
4138    case SHADER_OPCODE_TG4_OFFSET:
4139       /* More crazy intermixing */
4140       for (unsigned i = 0; i < 2; i++) /* u, v */
4141          bld.MOV(sources[length++], offset(coordinate, bld, i));
4142
4143       for (unsigned i = 0; i < 2; i++) /* offu, offv */
4144          bld.MOV(retype(sources[length++], BRW_REGISTER_TYPE_D),
4145                  offset(offset_value, bld, i));
4146
4147       if (coord_components == 3) /* r if present */
4148          bld.MOV(sources[length++], offset(coordinate, bld, 2));
4149
4150       coordinate_done = true;
4151       break;
4152    default:
4153       break;
4154    }
4155
4156    /* Set up the coordinate (except for cases where it was done above) */
4157    if (!coordinate_done) {
4158       for (unsigned i = 0; i < coord_components; i++)
4159          bld.MOV(sources[length++], offset(coordinate, bld, i));
4160    }
4161
4162    int mlen;
4163    if (reg_width == 2)
4164       mlen = length * reg_width - header_size;
4165    else
4166       mlen = length * reg_width;
4167
4168    const fs_reg src_payload = fs_reg(VGRF, bld.shader->alloc.allocate(mlen),
4169                                      BRW_REGISTER_TYPE_F);
4170    bld.LOAD_PAYLOAD(src_payload, sources, length, header_size);
4171
4172    /* Generate the SEND. */
4173    inst->opcode = op;
4174    inst->src[0] = src_payload;
4175    inst->src[1] = surface;
4176    inst->src[2] = sampler;
4177    inst->resize_sources(3);
4178    inst->mlen = mlen;
4179    inst->header_size = header_size;
4180
4181    /* Message length > MAX_SAMPLER_MESSAGE_SIZE disallowed by hardware. */
4182    assert(inst->mlen <= MAX_SAMPLER_MESSAGE_SIZE);
4183 }
4184
4185 static void
4186 lower_sampler_logical_send(const fs_builder &bld, fs_inst *inst, opcode op)
4187 {
4188    const gen_device_info *devinfo = bld.shader->devinfo;
4189    const fs_reg &coordinate = inst->src[TEX_LOGICAL_SRC_COORDINATE];
4190    const fs_reg &shadow_c = inst->src[TEX_LOGICAL_SRC_SHADOW_C];
4191    const fs_reg &lod = inst->src[TEX_LOGICAL_SRC_LOD];
4192    const fs_reg &lod2 = inst->src[TEX_LOGICAL_SRC_LOD2];
4193    const fs_reg &sample_index = inst->src[TEX_LOGICAL_SRC_SAMPLE_INDEX];
4194    const fs_reg &mcs = inst->src[TEX_LOGICAL_SRC_MCS];
4195    const fs_reg &surface = inst->src[TEX_LOGICAL_SRC_SURFACE];
4196    const fs_reg &sampler = inst->src[TEX_LOGICAL_SRC_SAMPLER];
4197    const fs_reg &offset_value = inst->src[TEX_LOGICAL_SRC_OFFSET_VALUE];
4198    assert(inst->src[TEX_LOGICAL_SRC_COORD_COMPONENTS].file == IMM);
4199    const unsigned coord_components = inst->src[TEX_LOGICAL_SRC_COORD_COMPONENTS].ud;
4200    assert(inst->src[TEX_LOGICAL_SRC_GRAD_COMPONENTS].file == IMM);
4201    const unsigned grad_components = inst->src[TEX_LOGICAL_SRC_GRAD_COMPONENTS].ud;
4202
4203    if (devinfo->gen >= 7) {
4204       lower_sampler_logical_send_gen7(bld, inst, op, coordinate,
4205                                       shadow_c, lod, lod2, sample_index,
4206                                       mcs, surface, sampler, offset_value,
4207                                       coord_components, grad_components);
4208    } else if (devinfo->gen >= 5) {
4209       lower_sampler_logical_send_gen5(bld, inst, op, coordinate,
4210                                       shadow_c, lod, lod2, sample_index,
4211                                       surface, sampler, offset_value,
4212                                       coord_components, grad_components);
4213    } else {
4214       lower_sampler_logical_send_gen4(bld, inst, op, coordinate,
4215                                       shadow_c, lod, lod2,
4216                                       surface, sampler,
4217                                       coord_components, grad_components);
4218    }
4219 }
4220
4221 /**
4222  * Initialize the header present in some typed and untyped surface
4223  * messages.
4224  */
4225 static fs_reg
4226 emit_surface_header(const fs_builder &bld, const fs_reg &sample_mask)
4227 {
4228    fs_builder ubld = bld.exec_all().group(8, 0);
4229    const fs_reg dst = ubld.vgrf(BRW_REGISTER_TYPE_UD);
4230    ubld.MOV(dst, brw_imm_d(0));
4231    ubld.MOV(component(dst, 7), sample_mask);
4232    return dst;
4233 }
4234
4235 static void
4236 lower_surface_logical_send(const fs_builder &bld, fs_inst *inst, opcode op,
4237                            const fs_reg &sample_mask)
4238 {
4239    /* Get the logical send arguments. */
4240    const fs_reg &addr = inst->src[0];
4241    const fs_reg &src = inst->src[1];
4242    const fs_reg &surface = inst->src[2];
4243    const UNUSED fs_reg &dims = inst->src[3];
4244    const fs_reg &arg = inst->src[4];
4245
4246    /* Calculate the total number of components of the payload. */
4247    const unsigned addr_sz = inst->components_read(0);
4248    const unsigned src_sz = inst->components_read(1);
4249    const unsigned header_sz = (sample_mask.file == BAD_FILE ? 0 : 1);
4250    const unsigned sz = header_sz + addr_sz + src_sz;
4251
4252    /* Allocate space for the payload. */
4253    fs_reg *const components = new fs_reg[sz];
4254    const fs_reg payload = bld.vgrf(BRW_REGISTER_TYPE_UD, sz);
4255    unsigned n = 0;
4256
4257    /* Construct the payload. */
4258    if (header_sz)
4259       components[n++] = emit_surface_header(bld, sample_mask);
4260
4261    for (unsigned i = 0; i < addr_sz; i++)
4262       components[n++] = offset(addr, bld, i);
4263
4264    for (unsigned i = 0; i < src_sz; i++)
4265       components[n++] = offset(src, bld, i);
4266
4267    bld.LOAD_PAYLOAD(payload, components, sz, header_sz);
4268
4269    /* Update the original instruction. */
4270    inst->opcode = op;
4271    inst->mlen = header_sz + (addr_sz + src_sz) * inst->exec_size / 8;
4272    inst->header_size = header_sz;
4273
4274    inst->src[0] = payload;
4275    inst->src[1] = surface;
4276    inst->src[2] = arg;
4277    inst->resize_sources(3);
4278
4279    delete[] components;
4280 }
4281
4282 static void
4283 lower_varying_pull_constant_logical_send(const fs_builder &bld, fs_inst *inst)
4284 {
4285    const gen_device_info *devinfo = bld.shader->devinfo;
4286
4287    if (devinfo->gen >= 7) {
4288       /* We are switching the instruction from an ALU-like instruction to a
4289        * send-from-grf instruction.  Since sends can't handle strides or
4290        * source modifiers, we have to make a copy of the offset source.
4291        */
4292       fs_reg tmp = bld.vgrf(BRW_REGISTER_TYPE_UD);
4293       bld.MOV(tmp, inst->src[1]);
4294       inst->src[1] = tmp;
4295
4296       inst->opcode = FS_OPCODE_VARYING_PULL_CONSTANT_LOAD_GEN7;
4297
4298    } else {
4299       const fs_reg payload(MRF, FIRST_PULL_LOAD_MRF(devinfo->gen),
4300                            BRW_REGISTER_TYPE_UD);
4301
4302       bld.MOV(byte_offset(payload, REG_SIZE), inst->src[1]);
4303
4304       inst->opcode = FS_OPCODE_VARYING_PULL_CONSTANT_LOAD_GEN4;
4305       inst->resize_sources(1);
4306       inst->base_mrf = payload.nr;
4307       inst->header_size = 1;
4308       inst->mlen = 1 + inst->exec_size / 8;
4309    }
4310 }
4311
4312 static void
4313 lower_math_logical_send(const fs_builder &bld, fs_inst *inst)
4314 {
4315    assert(bld.shader->devinfo->gen < 6);
4316
4317    inst->base_mrf = 2;
4318    inst->mlen = inst->sources * inst->exec_size / 8;
4319
4320    if (inst->sources > 1) {
4321       /* From the Ironlake PRM, Volume 4, Part 1, Section 6.1.13
4322        * "Message Payload":
4323        *
4324        * "Operand0[7].  For the INT DIV functions, this operand is the
4325        *  denominator."
4326        *  ...
4327        * "Operand1[7].  For the INT DIV functions, this operand is the
4328        *  numerator."
4329        */
4330       const bool is_int_div = inst->opcode != SHADER_OPCODE_POW;
4331       const fs_reg src0 = is_int_div ? inst->src[1] : inst->src[0];
4332       const fs_reg src1 = is_int_div ? inst->src[0] : inst->src[1];
4333
4334       inst->resize_sources(1);
4335       inst->src[0] = src0;
4336
4337       assert(inst->exec_size == 8);
4338       bld.MOV(fs_reg(MRF, inst->base_mrf + 1, src1.type), src1);
4339    }
4340 }
4341
4342 bool
4343 fs_visitor::lower_logical_sends()
4344 {
4345    bool progress = false;
4346
4347    foreach_block_and_inst_safe(block, fs_inst, inst, cfg) {
4348       const fs_builder ibld(this, block, inst);
4349
4350       switch (inst->opcode) {
4351       case FS_OPCODE_FB_WRITE_LOGICAL:
4352          assert(stage == MESA_SHADER_FRAGMENT);
4353          lower_fb_write_logical_send(ibld, inst,
4354                                      brw_wm_prog_data(prog_data),
4355                                      (const brw_wm_prog_key *)key,
4356                                      payload);
4357          break;
4358
4359       case FS_OPCODE_FB_READ_LOGICAL:
4360          lower_fb_read_logical_send(ibld, inst);
4361          break;
4362
4363       case SHADER_OPCODE_TEX_LOGICAL:
4364          lower_sampler_logical_send(ibld, inst, SHADER_OPCODE_TEX);
4365          break;
4366
4367       case SHADER_OPCODE_TXD_LOGICAL:
4368          lower_sampler_logical_send(ibld, inst, SHADER_OPCODE_TXD);
4369          break;
4370
4371       case SHADER_OPCODE_TXF_LOGICAL:
4372          lower_sampler_logical_send(ibld, inst, SHADER_OPCODE_TXF);
4373          break;
4374
4375       case SHADER_OPCODE_TXL_LOGICAL:
4376          lower_sampler_logical_send(ibld, inst, SHADER_OPCODE_TXL);
4377          break;
4378
4379       case SHADER_OPCODE_TXS_LOGICAL:
4380          lower_sampler_logical_send(ibld, inst, SHADER_OPCODE_TXS);
4381          break;
4382
4383       case FS_OPCODE_TXB_LOGICAL:
4384          lower_sampler_logical_send(ibld, inst, FS_OPCODE_TXB);
4385          break;
4386
4387       case SHADER_OPCODE_TXF_CMS_LOGICAL:
4388          lower_sampler_logical_send(ibld, inst, SHADER_OPCODE_TXF_CMS);
4389          break;
4390
4391       case SHADER_OPCODE_TXF_CMS_W_LOGICAL:
4392          lower_sampler_logical_send(ibld, inst, SHADER_OPCODE_TXF_CMS_W);
4393          break;
4394
4395       case SHADER_OPCODE_TXF_UMS_LOGICAL:
4396          lower_sampler_logical_send(ibld, inst, SHADER_OPCODE_TXF_UMS);
4397          break;
4398
4399       case SHADER_OPCODE_TXF_MCS_LOGICAL:
4400          lower_sampler_logical_send(ibld, inst, SHADER_OPCODE_TXF_MCS);
4401          break;
4402
4403       case SHADER_OPCODE_LOD_LOGICAL:
4404          lower_sampler_logical_send(ibld, inst, SHADER_OPCODE_LOD);
4405          break;
4406
4407       case SHADER_OPCODE_TG4_LOGICAL:
4408          lower_sampler_logical_send(ibld, inst, SHADER_OPCODE_TG4);
4409          break;
4410
4411       case SHADER_OPCODE_TG4_OFFSET_LOGICAL:
4412          lower_sampler_logical_send(ibld, inst, SHADER_OPCODE_TG4_OFFSET);
4413          break;
4414
4415       case SHADER_OPCODE_SAMPLEINFO_LOGICAL:
4416          lower_sampler_logical_send(ibld, inst, SHADER_OPCODE_SAMPLEINFO);
4417          break;
4418
4419       case SHADER_OPCODE_UNTYPED_SURFACE_READ_LOGICAL:
4420          lower_surface_logical_send(ibld, inst,
4421                                     SHADER_OPCODE_UNTYPED_SURFACE_READ,
4422                                     fs_reg());
4423          break;
4424
4425       case SHADER_OPCODE_UNTYPED_SURFACE_WRITE_LOGICAL:
4426          lower_surface_logical_send(ibld, inst,
4427                                     SHADER_OPCODE_UNTYPED_SURFACE_WRITE,
4428                                     ibld.sample_mask_reg());
4429          break;
4430
4431       case SHADER_OPCODE_UNTYPED_ATOMIC_LOGICAL:
4432          lower_surface_logical_send(ibld, inst,
4433                                     SHADER_OPCODE_UNTYPED_ATOMIC,
4434                                     ibld.sample_mask_reg());
4435          break;
4436
4437       case SHADER_OPCODE_TYPED_SURFACE_READ_LOGICAL:
4438          lower_surface_logical_send(ibld, inst,
4439                                     SHADER_OPCODE_TYPED_SURFACE_READ,
4440                                     brw_imm_d(0xffff));
4441          break;
4442
4443       case SHADER_OPCODE_TYPED_SURFACE_WRITE_LOGICAL:
4444          lower_surface_logical_send(ibld, inst,
4445                                     SHADER_OPCODE_TYPED_SURFACE_WRITE,
4446                                     ibld.sample_mask_reg());
4447          break;
4448
4449       case SHADER_OPCODE_TYPED_ATOMIC_LOGICAL:
4450          lower_surface_logical_send(ibld, inst,
4451                                     SHADER_OPCODE_TYPED_ATOMIC,
4452                                     ibld.sample_mask_reg());
4453          break;
4454
4455       case FS_OPCODE_VARYING_PULL_CONSTANT_LOAD_LOGICAL:
4456          lower_varying_pull_constant_logical_send(ibld, inst);
4457          break;
4458
4459       case SHADER_OPCODE_RCP:
4460       case SHADER_OPCODE_RSQ:
4461       case SHADER_OPCODE_SQRT:
4462       case SHADER_OPCODE_EXP2:
4463       case SHADER_OPCODE_LOG2:
4464       case SHADER_OPCODE_SIN:
4465       case SHADER_OPCODE_COS:
4466       case SHADER_OPCODE_POW:
4467       case SHADER_OPCODE_INT_QUOTIENT:
4468       case SHADER_OPCODE_INT_REMAINDER:
4469          /* The math opcodes are overloaded for the send-like and
4470           * expression-like instructions which seems kind of icky.  Gen6+ has
4471           * a native (but rather quirky) MATH instruction so we don't need to
4472           * do anything here.  On Gen4-5 we'll have to lower the Gen6-like
4473           * logical instructions (which we can easily recognize because they
4474           * have mlen = 0) into send-like virtual instructions.
4475           */
4476          if (devinfo->gen < 6 && inst->mlen == 0) {
4477             lower_math_logical_send(ibld, inst);
4478             break;
4479
4480          } else {
4481             continue;
4482          }
4483
4484       default:
4485          continue;
4486       }
4487
4488       progress = true;
4489    }
4490
4491    if (progress)
4492       invalidate_live_intervals();
4493
4494    return progress;
4495 }
4496
4497 /**
4498  * Get the closest allowed SIMD width for instruction \p inst accounting for
4499  * some common regioning and execution control restrictions that apply to FPU
4500  * instructions.  These restrictions don't necessarily have any relevance to
4501  * instructions not executed by the FPU pipeline like extended math, control
4502  * flow or send message instructions.
4503  *
4504  * For virtual opcodes it's really up to the instruction -- In some cases
4505  * (e.g. where a virtual instruction unrolls into a simple sequence of FPU
4506  * instructions) it may simplify virtual instruction lowering if we can
4507  * enforce FPU-like regioning restrictions already on the virtual instruction,
4508  * in other cases (e.g. virtual send-like instructions) this may be
4509  * excessively restrictive.
4510  */
4511 static unsigned
4512 get_fpu_lowered_simd_width(const struct gen_device_info *devinfo,
4513                            const fs_inst *inst)
4514 {
4515    /* Maximum execution size representable in the instruction controls. */
4516    unsigned max_width = MIN2(32, inst->exec_size);
4517
4518    /* According to the PRMs:
4519     *  "A. In Direct Addressing mode, a source cannot span more than 2
4520     *      adjacent GRF registers.
4521     *   B. A destination cannot span more than 2 adjacent GRF registers."
4522     *
4523     * Look for the source or destination with the largest register region
4524     * which is the one that is going to limit the overall execution size of
4525     * the instruction due to this rule.
4526     */
4527    unsigned reg_count = DIV_ROUND_UP(inst->size_written, REG_SIZE);
4528
4529    for (unsigned i = 0; i < inst->sources; i++)
4530       reg_count = MAX2(reg_count, DIV_ROUND_UP(inst->size_read(i), REG_SIZE));
4531
4532    /* Calculate the maximum execution size of the instruction based on the
4533     * factor by which it goes over the hardware limit of 2 GRFs.
4534     */
4535    if (reg_count > 2)
4536       max_width = MIN2(max_width, inst->exec_size / DIV_ROUND_UP(reg_count, 2));
4537
4538    /* According to the IVB PRMs:
4539     *  "When destination spans two registers, the source MUST span two
4540     *   registers. The exception to the above rule:
4541     *
4542     *    - When source is scalar, the source registers are not incremented.
4543     *    - When source is packed integer Word and destination is packed
4544     *      integer DWord, the source register is not incremented but the
4545     *      source sub register is incremented."
4546     *
4547     * The hardware specs from Gen4 to Gen7.5 mention similar regioning
4548     * restrictions.  The code below intentionally doesn't check whether the
4549     * destination type is integer because empirically the hardware doesn't
4550     * seem to care what the actual type is as long as it's dword-aligned.
4551     */
4552    if (devinfo->gen < 8) {
4553       for (unsigned i = 0; i < inst->sources; i++) {
4554          if (inst->size_written > REG_SIZE &&
4555              inst->size_read(i) != 0 && inst->size_read(i) <= REG_SIZE &&
4556              !is_uniform(inst->src[i]) &&
4557              !(type_sz(inst->dst.type) == 4 && inst->dst.stride == 1 &&
4558                type_sz(inst->src[i].type) == 2 && inst->src[i].stride == 1)) {
4559             const unsigned reg_count = DIV_ROUND_UP(inst->size_written, REG_SIZE);
4560             max_width = MIN2(max_width, inst->exec_size / reg_count);
4561          }
4562       }
4563    }
4564
4565    /* From the IVB PRMs:
4566     *  "When an instruction is SIMD32, the low 16 bits of the execution mask
4567     *   are applied for both halves of the SIMD32 instruction. If different
4568     *   execution mask channels are required, split the instruction into two
4569     *   SIMD16 instructions."
4570     *
4571     * There is similar text in the HSW PRMs.  Gen4-6 don't even implement
4572     * 32-wide control flow support in hardware and will behave similarly.
4573     */
4574    if (devinfo->gen < 8 && !inst->force_writemask_all)
4575       max_width = MIN2(max_width, 16);
4576
4577    /* From the IVB PRMs (applies to HSW too):
4578     *  "Instructions with condition modifiers must not use SIMD32."
4579     *
4580     * From the BDW PRMs (applies to later hardware too):
4581     *  "Ternary instruction with condition modifiers must not use SIMD32."
4582     */
4583    if (inst->conditional_mod && (devinfo->gen < 8 || inst->is_3src(devinfo)))
4584       max_width = MIN2(max_width, 16);
4585
4586    /* From the IVB PRMs (applies to other devices that don't have the
4587     * gen_device_info::supports_simd16_3src flag set):
4588     *  "In Align16 access mode, SIMD16 is not allowed for DW operations and
4589     *   SIMD8 is not allowed for DF operations."
4590     */
4591    if (inst->is_3src(devinfo) && !devinfo->supports_simd16_3src)
4592       max_width = MIN2(max_width, inst->exec_size / reg_count);
4593
4594    /* Pre-Gen8 EUs are hardwired to use the QtrCtrl+1 (where QtrCtrl is
4595     * the 8-bit quarter of the execution mask signals specified in the
4596     * instruction control fields) for the second compressed half of any
4597     * single-precision instruction (for double-precision instructions
4598     * it's hardwired to use NibCtrl+1, at least on HSW), which means that
4599     * the EU will apply the wrong execution controls for the second
4600     * sequential GRF write if the number of channels per GRF is not exactly
4601     * eight in single-precision mode (or four in double-float mode).
4602     *
4603     * In this situation we calculate the maximum size of the split
4604     * instructions so they only ever write to a single register.
4605     */
4606    if (devinfo->gen < 8 && inst->size_written > REG_SIZE &&
4607        !inst->force_writemask_all) {
4608       const unsigned channels_per_grf = inst->exec_size /
4609          DIV_ROUND_UP(inst->size_written, REG_SIZE);
4610       unsigned exec_type_size = 0;
4611       for (int i = 0; i < inst->sources; i++) {
4612          if (inst->src[i].file != BAD_FILE)
4613             exec_type_size = MAX2(exec_type_size, type_sz(inst->src[i].type));
4614       }
4615       assert(exec_type_size);
4616
4617       /* The hardware shifts exactly 8 channels per compressed half of the
4618        * instruction in single-precision mode and exactly 4 in double-precision.
4619        */
4620       if (channels_per_grf != (exec_type_size == 8 ? 4 : 8))
4621          max_width = MIN2(max_width, channels_per_grf);
4622    }
4623
4624    /* Only power-of-two execution sizes are representable in the instruction
4625     * control fields.
4626     */
4627    return 1 << _mesa_logbase2(max_width);
4628 }
4629
4630 /**
4631  * Get the maximum allowed SIMD width for instruction \p inst accounting for
4632  * various payload size restrictions that apply to sampler message
4633  * instructions.
4634  *
4635  * This is only intended to provide a maximum theoretical bound for the
4636  * execution size of the message based on the number of argument components
4637  * alone, which in most cases will determine whether the SIMD8 or SIMD16
4638  * variant of the message can be used, though some messages may have
4639  * additional restrictions not accounted for here (e.g. pre-ILK hardware uses
4640  * the message length to determine the exact SIMD width and argument count,
4641  * which makes a number of sampler message combinations impossible to
4642  * represent).
4643  */
4644 static unsigned
4645 get_sampler_lowered_simd_width(const struct gen_device_info *devinfo,
4646                                const fs_inst *inst)
4647 {
4648    /* Calculate the number of coordinate components that have to be present
4649     * assuming that additional arguments follow the texel coordinates in the
4650     * message payload.  On IVB+ there is no need for padding, on ILK-SNB we
4651     * need to pad to four or three components depending on the message,
4652     * pre-ILK we need to pad to at most three components.
4653     */
4654    const unsigned req_coord_components =
4655       (devinfo->gen >= 7 ||
4656        !inst->components_read(TEX_LOGICAL_SRC_COORDINATE)) ? 0 :
4657       (devinfo->gen >= 5 && inst->opcode != SHADER_OPCODE_TXF_LOGICAL &&
4658                             inst->opcode != SHADER_OPCODE_TXF_CMS_LOGICAL) ? 4 :
4659       3;
4660
4661    /* On Gen9+ the LOD argument is for free if we're able to use the LZ
4662     * variant of the TXL or TXF message.
4663     */
4664    const bool implicit_lod = devinfo->gen >= 9 &&
4665                              (inst->opcode == SHADER_OPCODE_TXL ||
4666                               inst->opcode == SHADER_OPCODE_TXF) &&
4667                              inst->src[TEX_LOGICAL_SRC_LOD].is_zero();
4668
4669    /* Calculate the total number of argument components that need to be passed
4670     * to the sampler unit.
4671     */
4672    const unsigned num_payload_components =
4673       MAX2(inst->components_read(TEX_LOGICAL_SRC_COORDINATE),
4674            req_coord_components) +
4675       inst->components_read(TEX_LOGICAL_SRC_SHADOW_C) +
4676       (implicit_lod ? 0 : inst->components_read(TEX_LOGICAL_SRC_LOD)) +
4677       inst->components_read(TEX_LOGICAL_SRC_LOD2) +
4678       inst->components_read(TEX_LOGICAL_SRC_SAMPLE_INDEX) +
4679       (inst->opcode == SHADER_OPCODE_TG4_OFFSET_LOGICAL ?
4680        inst->components_read(TEX_LOGICAL_SRC_OFFSET_VALUE) : 0) +
4681       inst->components_read(TEX_LOGICAL_SRC_MCS);
4682
4683    /* SIMD16 messages with more than five arguments exceed the maximum message
4684     * size supported by the sampler, regardless of whether a header is
4685     * provided or not.
4686     */
4687    return MIN2(inst->exec_size,
4688                num_payload_components > MAX_SAMPLER_MESSAGE_SIZE / 2 ? 8 : 16);
4689 }
4690
4691 /**
4692  * Get the closest native SIMD width supported by the hardware for instruction
4693  * \p inst.  The instruction will be left untouched by
4694  * fs_visitor::lower_simd_width() if the returned value is equal to the
4695  * original execution size.
4696  */
4697 static unsigned
4698 get_lowered_simd_width(const struct gen_device_info *devinfo,
4699                        const fs_inst *inst)
4700 {
4701    switch (inst->opcode) {
4702    case BRW_OPCODE_MOV:
4703    case BRW_OPCODE_SEL:
4704    case BRW_OPCODE_NOT:
4705    case BRW_OPCODE_AND:
4706    case BRW_OPCODE_OR:
4707    case BRW_OPCODE_XOR:
4708    case BRW_OPCODE_SHR:
4709    case BRW_OPCODE_SHL:
4710    case BRW_OPCODE_ASR:
4711    case BRW_OPCODE_CMPN:
4712    case BRW_OPCODE_CSEL:
4713    case BRW_OPCODE_F32TO16:
4714    case BRW_OPCODE_F16TO32:
4715    case BRW_OPCODE_BFREV:
4716    case BRW_OPCODE_BFE:
4717    case BRW_OPCODE_ADD:
4718    case BRW_OPCODE_MUL:
4719    case BRW_OPCODE_AVG:
4720    case BRW_OPCODE_FRC:
4721    case BRW_OPCODE_RNDU:
4722    case BRW_OPCODE_RNDD:
4723    case BRW_OPCODE_RNDE:
4724    case BRW_OPCODE_RNDZ:
4725    case BRW_OPCODE_LZD:
4726    case BRW_OPCODE_FBH:
4727    case BRW_OPCODE_FBL:
4728    case BRW_OPCODE_CBIT:
4729    case BRW_OPCODE_SAD2:
4730    case BRW_OPCODE_MAD:
4731    case BRW_OPCODE_LRP:
4732    case FS_OPCODE_PACK:
4733       return get_fpu_lowered_simd_width(devinfo, inst);
4734
4735    case BRW_OPCODE_CMP: {
4736       /* The Ivybridge/BayTrail WaCMPInstFlagDepClearedEarly workaround says that
4737        * when the destination is a GRF the dependency-clear bit on the flag
4738        * register is cleared early.
4739        *
4740        * Suggested workarounds are to disable coissuing CMP instructions
4741        * or to split CMP(16) instructions into two CMP(8) instructions.
4742        *
4743        * We choose to split into CMP(8) instructions since disabling
4744        * coissuing would affect CMP instructions not otherwise affected by
4745        * the errata.
4746        */
4747       const unsigned max_width = (devinfo->gen == 7 && !devinfo->is_haswell &&
4748                                   !inst->dst.is_null() ? 8 : ~0);
4749       return MIN2(max_width, get_fpu_lowered_simd_width(devinfo, inst));
4750    }
4751    case BRW_OPCODE_BFI1:
4752    case BRW_OPCODE_BFI2:
4753       /* The Haswell WaForceSIMD8ForBFIInstruction workaround says that we
4754        * should
4755        *  "Force BFI instructions to be executed always in SIMD8."
4756        */
4757       return MIN2(devinfo->is_haswell ? 8 : ~0u,
4758                   get_fpu_lowered_simd_width(devinfo, inst));
4759
4760    case BRW_OPCODE_IF:
4761       assert(inst->src[0].file == BAD_FILE || inst->exec_size <= 16);
4762       return inst->exec_size;
4763
4764    case SHADER_OPCODE_RCP:
4765    case SHADER_OPCODE_RSQ:
4766    case SHADER_OPCODE_SQRT:
4767    case SHADER_OPCODE_EXP2:
4768    case SHADER_OPCODE_LOG2:
4769    case SHADER_OPCODE_SIN:
4770    case SHADER_OPCODE_COS:
4771       /* Unary extended math instructions are limited to SIMD8 on Gen4 and
4772        * Gen6.
4773        */
4774       return (devinfo->gen >= 7 ? MIN2(16, inst->exec_size) :
4775               devinfo->gen == 5 || devinfo->is_g4x ? MIN2(16, inst->exec_size) :
4776               MIN2(8, inst->exec_size));
4777
4778    case SHADER_OPCODE_POW:
4779       /* SIMD16 is only allowed on Gen7+. */
4780       return (devinfo->gen >= 7 ? MIN2(16, inst->exec_size) :
4781               MIN2(8, inst->exec_size));
4782
4783    case SHADER_OPCODE_INT_QUOTIENT:
4784    case SHADER_OPCODE_INT_REMAINDER:
4785       /* Integer division is limited to SIMD8 on all generations. */
4786       return MIN2(8, inst->exec_size);
4787
4788    case FS_OPCODE_LINTERP:
4789    case FS_OPCODE_GET_BUFFER_SIZE:
4790    case FS_OPCODE_DDX_COARSE:
4791    case FS_OPCODE_DDX_FINE:
4792    case FS_OPCODE_DDY_COARSE:
4793    case FS_OPCODE_UNIFORM_PULL_CONSTANT_LOAD:
4794    case FS_OPCODE_VARYING_PULL_CONSTANT_LOAD_GEN7:
4795    case FS_OPCODE_PACK_HALF_2x16_SPLIT:
4796    case FS_OPCODE_UNPACK_HALF_2x16_SPLIT_X:
4797    case FS_OPCODE_UNPACK_HALF_2x16_SPLIT_Y:
4798    case FS_OPCODE_INTERPOLATE_AT_SAMPLE:
4799    case FS_OPCODE_INTERPOLATE_AT_SHARED_OFFSET:
4800    case FS_OPCODE_INTERPOLATE_AT_PER_SLOT_OFFSET:
4801       return MIN2(16, inst->exec_size);
4802
4803    case FS_OPCODE_VARYING_PULL_CONSTANT_LOAD_LOGICAL:
4804       /* Pre-ILK hardware doesn't have a SIMD8 variant of the texel fetch
4805        * message used to implement varying pull constant loads, so expand it
4806        * to SIMD16.  An alternative with longer message payload length but
4807        * shorter return payload would be to use the SIMD8 sampler message that
4808        * takes (header, u, v, r) as parameters instead of (header, u).
4809        */
4810       return (devinfo->gen == 4 ? 16 : MIN2(16, inst->exec_size));
4811
4812    case FS_OPCODE_DDY_FINE:
4813       /* The implementation of this virtual opcode may require emitting
4814        * compressed Align16 instructions, which are severely limited on some
4815        * generations.
4816        *
4817        * From the Ivy Bridge PRM, volume 4 part 3, section 3.3.9 (Register
4818        * Region Restrictions):
4819        *
4820        *  "In Align16 access mode, SIMD16 is not allowed for DW operations
4821        *   and SIMD8 is not allowed for DF operations."
4822        *
4823        * In this context, "DW operations" means "operations acting on 32-bit
4824        * values", so it includes operations on floats.
4825        *
4826        * Gen4 has a similar restriction.  From the i965 PRM, section 11.5.3
4827        * (Instruction Compression -> Rules and Restrictions):
4828        *
4829        *  "A compressed instruction must be in Align1 access mode. Align16
4830        *   mode instructions cannot be compressed."
4831        *
4832        * Similar text exists in the g45 PRM.
4833        *
4834        * Empirically, compressed align16 instructions using odd register
4835        * numbers don't appear to work on Sandybridge either.
4836        */
4837       return (devinfo->gen == 4 || devinfo->gen == 6 ||
4838               (devinfo->gen == 7 && !devinfo->is_haswell) ?
4839               MIN2(8, inst->exec_size) : MIN2(16, inst->exec_size));
4840
4841    case SHADER_OPCODE_MULH:
4842       /* MULH is lowered to the MUL/MACH sequence using the accumulator, which
4843        * is 8-wide on Gen7+.
4844        */
4845       return (devinfo->gen >= 7 ? 8 :
4846               get_fpu_lowered_simd_width(devinfo, inst));
4847
4848    case FS_OPCODE_FB_WRITE_LOGICAL:
4849       /* Gen6 doesn't support SIMD16 depth writes but we cannot handle them
4850        * here.
4851        */
4852       assert(devinfo->gen != 6 ||
4853              inst->src[FB_WRITE_LOGICAL_SRC_SRC_DEPTH].file == BAD_FILE ||
4854              inst->exec_size == 8);
4855       /* Dual-source FB writes are unsupported in SIMD16 mode. */
4856       return (inst->src[FB_WRITE_LOGICAL_SRC_COLOR1].file != BAD_FILE ?
4857               8 : MIN2(16, inst->exec_size));
4858
4859    case FS_OPCODE_FB_READ_LOGICAL:
4860       return MIN2(16, inst->exec_size);
4861
4862    case SHADER_OPCODE_TEX_LOGICAL:
4863    case SHADER_OPCODE_TXF_CMS_LOGICAL:
4864    case SHADER_OPCODE_TXF_UMS_LOGICAL:
4865    case SHADER_OPCODE_TXF_MCS_LOGICAL:
4866    case SHADER_OPCODE_LOD_LOGICAL:
4867    case SHADER_OPCODE_TG4_LOGICAL:
4868    case SHADER_OPCODE_SAMPLEINFO_LOGICAL:
4869    case SHADER_OPCODE_TXF_CMS_W_LOGICAL:
4870    case SHADER_OPCODE_TG4_OFFSET_LOGICAL:
4871       return get_sampler_lowered_simd_width(devinfo, inst);
4872
4873    case SHADER_OPCODE_TXD_LOGICAL:
4874       /* TXD is unsupported in SIMD16 mode. */
4875       return 8;
4876
4877    case SHADER_OPCODE_TXL_LOGICAL:
4878    case FS_OPCODE_TXB_LOGICAL:
4879       /* Only one execution size is representable pre-ILK depending on whether
4880        * the shadow reference argument is present.
4881        */
4882       if (devinfo->gen == 4)
4883          return inst->src[TEX_LOGICAL_SRC_SHADOW_C].file == BAD_FILE ? 16 : 8;
4884       else
4885          return get_sampler_lowered_simd_width(devinfo, inst);
4886
4887    case SHADER_OPCODE_TXF_LOGICAL:
4888    case SHADER_OPCODE_TXS_LOGICAL:
4889       /* Gen4 doesn't have SIMD8 variants for the RESINFO and LD-with-LOD
4890        * messages.  Use SIMD16 instead.
4891        */
4892       if (devinfo->gen == 4)
4893          return 16;
4894       else
4895          return get_sampler_lowered_simd_width(devinfo, inst);
4896
4897    case SHADER_OPCODE_TYPED_ATOMIC_LOGICAL:
4898    case SHADER_OPCODE_TYPED_SURFACE_READ_LOGICAL:
4899    case SHADER_OPCODE_TYPED_SURFACE_WRITE_LOGICAL:
4900       return 8;
4901
4902    case SHADER_OPCODE_UNTYPED_ATOMIC_LOGICAL:
4903    case SHADER_OPCODE_UNTYPED_SURFACE_READ_LOGICAL:
4904    case SHADER_OPCODE_UNTYPED_SURFACE_WRITE_LOGICAL:
4905       return MIN2(16, inst->exec_size);
4906
4907    case SHADER_OPCODE_URB_READ_SIMD8:
4908    case SHADER_OPCODE_URB_READ_SIMD8_PER_SLOT:
4909    case SHADER_OPCODE_URB_WRITE_SIMD8:
4910    case SHADER_OPCODE_URB_WRITE_SIMD8_PER_SLOT:
4911    case SHADER_OPCODE_URB_WRITE_SIMD8_MASKED:
4912    case SHADER_OPCODE_URB_WRITE_SIMD8_MASKED_PER_SLOT:
4913       return MIN2(8, inst->exec_size);
4914
4915    case SHADER_OPCODE_MOV_INDIRECT:
4916       /* Prior to Broadwell, we only have 8 address subregisters */
4917       return MIN3(devinfo->gen >= 8 ? 16 : 8,
4918                   2 * REG_SIZE / (inst->dst.stride * type_sz(inst->dst.type)),
4919                   inst->exec_size);
4920
4921    case SHADER_OPCODE_LOAD_PAYLOAD: {
4922       const unsigned reg_count =
4923          DIV_ROUND_UP(inst->dst.component_size(inst->exec_size), REG_SIZE);
4924
4925       if (reg_count > 2) {
4926          /* Only LOAD_PAYLOAD instructions with per-channel destination region
4927           * can be easily lowered (which excludes headers and heterogeneous
4928           * types).
4929           */
4930          assert(!inst->header_size);
4931          for (unsigned i = 0; i < inst->sources; i++)
4932             assert(type_sz(inst->dst.type) == type_sz(inst->src[i].type) ||
4933                    inst->src[i].file == BAD_FILE);
4934
4935          return inst->exec_size / DIV_ROUND_UP(reg_count, 2);
4936       } else {
4937          return inst->exec_size;
4938       }
4939    }
4940    default:
4941       return inst->exec_size;
4942    }
4943 }
4944
4945 /**
4946  * Return true if splitting out the group of channels of instruction \p inst
4947  * given by lbld.group() requires allocating a temporary for the i-th source
4948  * of the lowered instruction.
4949  */
4950 static inline bool
4951 needs_src_copy(const fs_builder &lbld, const fs_inst *inst, unsigned i)
4952 {
4953    return !(is_periodic(inst->src[i], lbld.dispatch_width()) ||
4954             (inst->components_read(i) == 1 &&
4955              lbld.dispatch_width() <= inst->exec_size));
4956 }
4957
4958 /**
4959  * Extract the data that would be consumed by the channel group given by
4960  * lbld.group() from the i-th source region of instruction \p inst and return
4961  * it as result in packed form.  If any copy instructions are required they
4962  * will be emitted before the given \p inst in \p block.
4963  */
4964 static fs_reg
4965 emit_unzip(const fs_builder &lbld, bblock_t *block, fs_inst *inst,
4966            unsigned i)
4967 {
4968    /* Specified channel group from the source region. */
4969    const fs_reg src = horiz_offset(inst->src[i], lbld.group());
4970
4971    if (needs_src_copy(lbld, inst, i)) {
4972       /* Builder of the right width to perform the copy avoiding uninitialized
4973        * data if the lowered execution size is greater than the original
4974        * execution size of the instruction.
4975        */
4976       const fs_builder cbld = lbld.group(MIN2(lbld.dispatch_width(),
4977                                               inst->exec_size), 0);
4978       const fs_reg tmp = lbld.vgrf(inst->src[i].type, inst->components_read(i));
4979
4980       for (unsigned k = 0; k < inst->components_read(i); ++k)
4981          cbld.at(block, inst)
4982              .MOV(offset(tmp, lbld, k), offset(src, inst->exec_size, k));
4983
4984       return tmp;
4985
4986    } else if (is_periodic(inst->src[i], lbld.dispatch_width())) {
4987       /* The source is invariant for all dispatch_width-wide groups of the
4988        * original region.
4989        */
4990       return inst->src[i];
4991
4992    } else {
4993       /* We can just point the lowered instruction at the right channel group
4994        * from the original region.
4995        */
4996       return src;
4997    }
4998 }
4999
5000 /**
5001  * Return true if splitting out the group of channels of instruction \p inst
5002  * given by lbld.group() requires allocating a temporary for the destination
5003  * of the lowered instruction and copying the data back to the original
5004  * destination region.
5005  */
5006 static inline bool
5007 needs_dst_copy(const fs_builder &lbld, const fs_inst *inst)
5008 {
5009    /* If the instruction writes more than one component we'll have to shuffle
5010     * the results of multiple lowered instructions in order to make sure that
5011     * they end up arranged correctly in the original destination region.
5012     */
5013    if (inst->size_written > inst->dst.component_size(inst->exec_size))
5014       return true;
5015
5016    /* If the lowered execution size is larger than the original the result of
5017     * the instruction won't fit in the original destination, so we'll have to
5018     * allocate a temporary in any case.
5019     */
5020    if (lbld.dispatch_width() > inst->exec_size)
5021       return true;
5022
5023    for (unsigned i = 0; i < inst->sources; i++) {
5024       /* If we already made a copy of the source for other reasons there won't
5025        * be any overlap with the destination.
5026        */
5027       if (needs_src_copy(lbld, inst, i))
5028          continue;
5029
5030       /* In order to keep the logic simple we emit a copy whenever the
5031        * destination region doesn't exactly match an overlapping source, which
5032        * may point at the source and destination not being aligned group by
5033        * group which could cause one of the lowered instructions to overwrite
5034        * the data read from the same source by other lowered instructions.
5035        */
5036       if (regions_overlap(inst->dst, inst->size_written,
5037                           inst->src[i], inst->size_read(i)) &&
5038           !inst->dst.equals(inst->src[i]))
5039         return true;
5040    }
5041
5042    return false;
5043 }
5044
5045 /**
5046  * Insert data from a packed temporary into the channel group given by
5047  * lbld.group() of the destination region of instruction \p inst and return
5048  * the temporary as result.  If any copy instructions are required they will
5049  * be emitted around the given \p inst in \p block.
5050  */
5051 static fs_reg
5052 emit_zip(const fs_builder &lbld, bblock_t *block, fs_inst *inst)
5053 {
5054    /* Builder of the right width to perform the copy avoiding uninitialized
5055     * data if the lowered execution size is greater than the original
5056     * execution size of the instruction.
5057     */
5058    const fs_builder cbld = lbld.group(MIN2(lbld.dispatch_width(),
5059                                            inst->exec_size), 0);
5060
5061    /* Specified channel group from the destination region. */
5062    const fs_reg dst = horiz_offset(inst->dst, lbld.group());
5063    const unsigned dst_size = inst->size_written /
5064       inst->dst.component_size(inst->exec_size);
5065
5066    if (needs_dst_copy(lbld, inst)) {
5067       const fs_reg tmp = lbld.vgrf(inst->dst.type, dst_size);
5068
5069       if (inst->predicate) {
5070          /* Handle predication by copying the original contents of
5071           * the destination into the temporary before emitting the
5072           * lowered instruction.
5073           */
5074          for (unsigned k = 0; k < dst_size; ++k)
5075             cbld.at(block, inst)
5076                 .MOV(offset(tmp, lbld, k), offset(dst, inst->exec_size, k));
5077       }
5078
5079       for (unsigned k = 0; k < dst_size; ++k)
5080          cbld.at(block, inst->next)
5081              .MOV(offset(dst, inst->exec_size, k), offset(tmp, lbld, k));
5082
5083       return tmp;
5084
5085    } else {
5086       /* No need to allocate a temporary for the lowered instruction, just
5087        * take the right group of channels from the original region.
5088        */
5089       return dst;
5090    }
5091 }
5092
5093 bool
5094 fs_visitor::lower_simd_width()
5095 {
5096    bool progress = false;
5097
5098    foreach_block_and_inst_safe(block, fs_inst, inst, cfg) {
5099       const unsigned lower_width = get_lowered_simd_width(devinfo, inst);
5100
5101       if (lower_width != inst->exec_size) {
5102          /* Builder matching the original instruction.  We may also need to
5103           * emit an instruction of width larger than the original, set the
5104           * execution size of the builder to the highest of both for now so
5105           * we're sure that both cases can be handled.
5106           */
5107          const unsigned max_width = MAX2(inst->exec_size, lower_width);
5108          const fs_builder ibld = bld.at(block, inst)
5109                                     .exec_all(inst->force_writemask_all)
5110                                     .group(max_width, inst->group / max_width);
5111
5112          /* Split the copies in chunks of the execution width of either the
5113           * original or the lowered instruction, whichever is lower.
5114           */
5115          const unsigned n = DIV_ROUND_UP(inst->exec_size, lower_width);
5116          const unsigned dst_size = inst->size_written /
5117             inst->dst.component_size(inst->exec_size);
5118
5119          assert(!inst->writes_accumulator && !inst->mlen);
5120
5121          for (unsigned i = 0; i < n; i++) {
5122             /* Emit a copy of the original instruction with the lowered width.
5123              * If the EOT flag was set throw it away except for the last
5124              * instruction to avoid killing the thread prematurely.
5125              */
5126             fs_inst split_inst = *inst;
5127             split_inst.exec_size = lower_width;
5128             split_inst.eot = inst->eot && i == n - 1;
5129
5130             /* Select the correct channel enables for the i-th group, then
5131              * transform the sources and destination and emit the lowered
5132              * instruction.
5133              */
5134             const fs_builder lbld = ibld.group(lower_width, i);
5135
5136             for (unsigned j = 0; j < inst->sources; j++)
5137                split_inst.src[j] = emit_unzip(lbld, block, inst, j);
5138
5139             split_inst.dst = emit_zip(lbld, block, inst);
5140             split_inst.size_written =
5141                split_inst.dst.component_size(lower_width) * dst_size;
5142
5143             lbld.emit(split_inst);
5144          }
5145
5146          inst->remove(block);
5147          progress = true;
5148       }
5149    }
5150
5151    if (progress)
5152       invalidate_live_intervals();
5153
5154    return progress;
5155 }
5156
5157 void
5158 fs_visitor::dump_instructions()
5159 {
5160    dump_instructions(NULL);
5161 }
5162
5163 void
5164 fs_visitor::dump_instructions(const char *name)
5165 {
5166    FILE *file = stderr;
5167    if (name && geteuid() != 0) {
5168       file = fopen(name, "w");
5169       if (!file)
5170          file = stderr;
5171    }
5172
5173    if (cfg) {
5174       calculate_register_pressure();
5175       int ip = 0, max_pressure = 0;
5176       foreach_block_and_inst(block, backend_instruction, inst, cfg) {
5177          max_pressure = MAX2(max_pressure, regs_live_at_ip[ip]);
5178          fprintf(file, "{%3d} %4d: ", regs_live_at_ip[ip], ip);
5179          dump_instruction(inst, file);
5180          ip++;
5181       }
5182       fprintf(file, "Maximum %3d registers live at once.\n", max_pressure);
5183    } else {
5184       int ip = 0;
5185       foreach_in_list(backend_instruction, inst, &instructions) {
5186          fprintf(file, "%4d: ", ip++);
5187          dump_instruction(inst, file);
5188       }
5189    }
5190
5191    if (file != stderr) {
5192       fclose(file);
5193    }
5194 }
5195
5196 void
5197 fs_visitor::dump_instruction(backend_instruction *be_inst)
5198 {
5199    dump_instruction(be_inst, stderr);
5200 }
5201
5202 void
5203 fs_visitor::dump_instruction(backend_instruction *be_inst, FILE *file)
5204 {
5205    fs_inst *inst = (fs_inst *)be_inst;
5206
5207    if (inst->predicate) {
5208       fprintf(file, "(%cf0.%d) ",
5209              inst->predicate_inverse ? '-' : '+',
5210              inst->flag_subreg);
5211    }
5212
5213    fprintf(file, "%s", brw_instruction_name(devinfo, inst->opcode));
5214    if (inst->saturate)
5215       fprintf(file, ".sat");
5216    if (inst->conditional_mod) {
5217       fprintf(file, "%s", conditional_modifier[inst->conditional_mod]);
5218       if (!inst->predicate &&
5219           (devinfo->gen < 5 || (inst->opcode != BRW_OPCODE_SEL &&
5220                               inst->opcode != BRW_OPCODE_IF &&
5221                               inst->opcode != BRW_OPCODE_WHILE))) {
5222          fprintf(file, ".f0.%d", inst->flag_subreg);
5223       }
5224    }
5225    fprintf(file, "(%d) ", inst->exec_size);
5226
5227    if (inst->mlen) {
5228       fprintf(file, "(mlen: %d) ", inst->mlen);
5229    }
5230
5231    if (inst->eot) {
5232       fprintf(file, "(EOT) ");
5233    }
5234
5235    switch (inst->dst.file) {
5236    case VGRF:
5237       fprintf(file, "vgrf%d", inst->dst.nr);
5238       break;
5239    case FIXED_GRF:
5240       fprintf(file, "g%d", inst->dst.nr);
5241       break;
5242    case MRF:
5243       fprintf(file, "m%d", inst->dst.nr);
5244       break;
5245    case BAD_FILE:
5246       fprintf(file, "(null)");
5247       break;
5248    case UNIFORM:
5249       fprintf(file, "***u%d***", inst->dst.nr);
5250       break;
5251    case ATTR:
5252       fprintf(file, "***attr%d***", inst->dst.nr);
5253       break;
5254    case ARF:
5255       switch (inst->dst.nr) {
5256       case BRW_ARF_NULL:
5257          fprintf(file, "null");
5258          break;
5259       case BRW_ARF_ADDRESS:
5260          fprintf(file, "a0.%d", inst->dst.subnr);
5261          break;
5262       case BRW_ARF_ACCUMULATOR:
5263          fprintf(file, "acc%d", inst->dst.subnr);
5264          break;
5265       case BRW_ARF_FLAG:
5266          fprintf(file, "f%d.%d", inst->dst.nr & 0xf, inst->dst.subnr);
5267          break;
5268       default:
5269          fprintf(file, "arf%d.%d", inst->dst.nr & 0xf, inst->dst.subnr);
5270          break;
5271       }
5272       break;
5273    case IMM:
5274       unreachable("not reached");
5275    }
5276
5277    if (inst->dst.offset ||
5278        (inst->dst.file == VGRF &&
5279         alloc.sizes[inst->dst.nr] * REG_SIZE != inst->size_written)) {
5280       const unsigned reg_size = (inst->dst.file == UNIFORM ? 4 : REG_SIZE);
5281       fprintf(file, "+%d.%d", inst->dst.offset / reg_size,
5282               inst->dst.offset % reg_size);
5283    }
5284
5285    if (inst->dst.stride != 1)
5286       fprintf(file, "<%u>", inst->dst.stride);
5287    fprintf(file, ":%s, ", brw_reg_type_letters(inst->dst.type));
5288
5289    for (int i = 0; i < inst->sources; i++) {
5290       if (inst->src[i].negate)
5291          fprintf(file, "-");
5292       if (inst->src[i].abs)
5293          fprintf(file, "|");
5294       switch (inst->src[i].file) {
5295       case VGRF:
5296          fprintf(file, "vgrf%d", inst->src[i].nr);
5297          break;
5298       case FIXED_GRF:
5299          fprintf(file, "g%d", inst->src[i].nr);
5300          break;
5301       case MRF:
5302          fprintf(file, "***m%d***", inst->src[i].nr);
5303          break;
5304       case ATTR:
5305          fprintf(file, "attr%d", inst->src[i].nr);
5306          break;
5307       case UNIFORM:
5308          fprintf(file, "u%d", inst->src[i].nr);
5309          break;
5310       case BAD_FILE:
5311          fprintf(file, "(null)");
5312          break;
5313       case IMM:
5314          switch (inst->src[i].type) {
5315          case BRW_REGISTER_TYPE_F:
5316             fprintf(file, "%-gf", inst->src[i].f);
5317             break;
5318          case BRW_REGISTER_TYPE_DF:
5319             fprintf(file, "%fdf", inst->src[i].df);
5320             break;
5321          case BRW_REGISTER_TYPE_W:
5322          case BRW_REGISTER_TYPE_D:
5323             fprintf(file, "%dd", inst->src[i].d);
5324             break;
5325          case BRW_REGISTER_TYPE_UW:
5326          case BRW_REGISTER_TYPE_UD:
5327             fprintf(file, "%uu", inst->src[i].ud);
5328             break;
5329          case BRW_REGISTER_TYPE_VF:
5330             fprintf(file, "[%-gF, %-gF, %-gF, %-gF]",
5331                     brw_vf_to_float((inst->src[i].ud >>  0) & 0xff),
5332                     brw_vf_to_float((inst->src[i].ud >>  8) & 0xff),
5333                     brw_vf_to_float((inst->src[i].ud >> 16) & 0xff),
5334                     brw_vf_to_float((inst->src[i].ud >> 24) & 0xff));
5335             break;
5336          default:
5337             fprintf(file, "???");
5338             break;
5339          }
5340          break;
5341       case ARF:
5342          switch (inst->src[i].nr) {
5343          case BRW_ARF_NULL:
5344             fprintf(file, "null");
5345             break;
5346          case BRW_ARF_ADDRESS:
5347             fprintf(file, "a0.%d", inst->src[i].subnr);
5348             break;
5349          case BRW_ARF_ACCUMULATOR:
5350             fprintf(file, "acc%d", inst->src[i].subnr);
5351             break;
5352          case BRW_ARF_FLAG:
5353             fprintf(file, "f%d.%d", inst->src[i].nr & 0xf, inst->src[i].subnr);
5354             break;
5355          default:
5356             fprintf(file, "arf%d.%d", inst->src[i].nr & 0xf, inst->src[i].subnr);
5357             break;
5358          }
5359          break;
5360       }
5361
5362       if (inst->src[i].offset ||
5363           (inst->src[i].file == VGRF &&
5364            alloc.sizes[inst->src[i].nr] * REG_SIZE != inst->size_read(i))) {
5365          const unsigned reg_size = (inst->src[i].file == UNIFORM ? 4 : REG_SIZE);
5366          fprintf(file, "+%d.%d", inst->src[i].offset / reg_size,
5367                  inst->src[i].offset % reg_size);
5368       }
5369
5370       if (inst->src[i].abs)
5371          fprintf(file, "|");
5372
5373       if (inst->src[i].file != IMM) {
5374          unsigned stride;
5375          if (inst->src[i].file == ARF || inst->src[i].file == FIXED_GRF) {
5376             unsigned hstride = inst->src[i].hstride;
5377             stride = (hstride == 0 ? 0 : (1 << (hstride - 1)));
5378          } else {
5379             stride = inst->src[i].stride;
5380          }
5381          if (stride != 1)
5382             fprintf(file, "<%u>", stride);
5383
5384          fprintf(file, ":%s", brw_reg_type_letters(inst->src[i].type));
5385       }
5386
5387       if (i < inst->sources - 1 && inst->src[i + 1].file != BAD_FILE)
5388          fprintf(file, ", ");
5389    }
5390
5391    fprintf(file, " ");
5392
5393    if (inst->force_writemask_all)
5394       fprintf(file, "NoMask ");
5395
5396    if (inst->exec_size != dispatch_width)
5397       fprintf(file, "group%d ", inst->group);
5398
5399    fprintf(file, "\n");
5400 }
5401
5402 /**
5403  * Possibly returns an instruction that set up @param reg.
5404  *
5405  * Sometimes we want to take the result of some expression/variable
5406  * dereference tree and rewrite the instruction generating the result
5407  * of the tree.  When processing the tree, we know that the
5408  * instructions generated are all writing temporaries that are dead
5409  * outside of this tree.  So, if we have some instructions that write
5410  * a temporary, we're free to point that temp write somewhere else.
5411  *
5412  * Note that this doesn't guarantee that the instruction generated
5413  * only reg -- it might be the size=4 destination of a texture instruction.
5414  */
5415 fs_inst *
5416 fs_visitor::get_instruction_generating_reg(fs_inst *start,
5417                                            fs_inst *end,
5418                                            const fs_reg &reg)
5419 {
5420    if (end == start ||
5421        end->is_partial_write() ||
5422        !reg.equals(end->dst)) {
5423       return NULL;
5424    } else {
5425       return end;
5426    }
5427 }
5428
5429 void
5430 fs_visitor::setup_fs_payload_gen6()
5431 {
5432    assert(stage == MESA_SHADER_FRAGMENT);
5433    struct brw_wm_prog_data *prog_data = brw_wm_prog_data(this->prog_data);
5434
5435    assert(devinfo->gen >= 6);
5436
5437    /* R0-1: masks, pixel X/Y coordinates. */
5438    payload.num_regs = 2;
5439    /* R2: only for 32-pixel dispatch.*/
5440
5441    /* R3-26: barycentric interpolation coordinates.  These appear in the
5442     * same order that they appear in the brw_barycentric_mode
5443     * enum.  Each set of coordinates occupies 2 registers if dispatch width
5444     * == 8 and 4 registers if dispatch width == 16.  Coordinates only
5445     * appear if they were enabled using the "Barycentric Interpolation
5446     * Mode" bits in WM_STATE.
5447     */
5448    for (int i = 0; i < BRW_BARYCENTRIC_MODE_COUNT; ++i) {
5449       if (prog_data->barycentric_interp_modes & (1 << i)) {
5450          payload.barycentric_coord_reg[i] = payload.num_regs;
5451          payload.num_regs += 2;
5452          if (dispatch_width == 16) {
5453             payload.num_regs += 2;
5454          }
5455       }
5456    }
5457
5458    /* R27: interpolated depth if uses source depth */
5459    prog_data->uses_src_depth =
5460       (nir->info.inputs_read & (1 << VARYING_SLOT_POS)) != 0;
5461    if (prog_data->uses_src_depth) {
5462       payload.source_depth_reg = payload.num_regs;
5463       payload.num_regs++;
5464       if (dispatch_width == 16) {
5465          /* R28: interpolated depth if not SIMD8. */
5466          payload.num_regs++;
5467       }
5468    }
5469
5470    /* R29: interpolated W set if GEN6_WM_USES_SOURCE_W. */
5471    prog_data->uses_src_w =
5472       (nir->info.inputs_read & (1 << VARYING_SLOT_POS)) != 0;
5473    if (prog_data->uses_src_w) {
5474       payload.source_w_reg = payload.num_regs;
5475       payload.num_regs++;
5476       if (dispatch_width == 16) {
5477          /* R30: interpolated W if not SIMD8. */
5478          payload.num_regs++;
5479       }
5480    }
5481
5482    /* R31: MSAA position offsets. */
5483    if (prog_data->persample_dispatch &&
5484        (nir->info.system_values_read & SYSTEM_BIT_SAMPLE_POS)) {
5485       /* From the Ivy Bridge PRM documentation for 3DSTATE_PS:
5486        *
5487        *    "MSDISPMODE_PERSAMPLE is required in order to select
5488        *    POSOFFSET_SAMPLE"
5489        *
5490        * So we can only really get sample positions if we are doing real
5491        * per-sample dispatch.  If we need gl_SamplePosition and we don't have
5492        * persample dispatch, we hard-code it to 0.5.
5493        */
5494       prog_data->uses_pos_offset = true;
5495       payload.sample_pos_reg = payload.num_regs;
5496       payload.num_regs++;
5497    }
5498
5499    /* R32: MSAA input coverage mask */
5500    prog_data->uses_sample_mask =
5501       (nir->info.system_values_read & SYSTEM_BIT_SAMPLE_MASK_IN) != 0;
5502    if (prog_data->uses_sample_mask) {
5503       assert(devinfo->gen >= 7);
5504       payload.sample_mask_in_reg = payload.num_regs;
5505       payload.num_regs++;
5506       if (dispatch_width == 16) {
5507          /* R33: input coverage mask if not SIMD8. */
5508          payload.num_regs++;
5509       }
5510    }
5511
5512    /* R34-: bary for 32-pixel. */
5513    /* R58-59: interp W for 32-pixel. */
5514
5515    if (nir->info.outputs_written & BITFIELD64_BIT(FRAG_RESULT_DEPTH)) {
5516       source_depth_to_render_target = true;
5517    }
5518 }
5519
5520 void
5521 fs_visitor::setup_vs_payload()
5522 {
5523    /* R0: thread header, R1: urb handles */
5524    payload.num_regs = 2;
5525 }
5526
5527 void
5528 fs_visitor::setup_gs_payload()
5529 {
5530    assert(stage == MESA_SHADER_GEOMETRY);
5531
5532    struct brw_gs_prog_data *gs_prog_data = brw_gs_prog_data(prog_data);
5533    struct brw_vue_prog_data *vue_prog_data = brw_vue_prog_data(prog_data);
5534
5535    /* R0: thread header, R1: output URB handles */
5536    payload.num_regs = 2;
5537
5538    if (gs_prog_data->include_primitive_id) {
5539       /* R2: Primitive ID 0..7 */
5540       payload.num_regs++;
5541    }
5542
5543    /* Use a maximum of 24 registers for push-model inputs. */
5544    const unsigned max_push_components = 24;
5545
5546    /* If pushing our inputs would take too many registers, reduce the URB read
5547     * length (which is in HWords, or 8 registers), and resort to pulling.
5548     *
5549     * Note that the GS reads <URB Read Length> HWords for every vertex - so we
5550     * have to multiply by VerticesIn to obtain the total storage requirement.
5551     */
5552    if (8 * vue_prog_data->urb_read_length * nir->info.gs.vertices_in >
5553        max_push_components || gs_prog_data->invocations > 1) {
5554       gs_prog_data->base.include_vue_handles = true;
5555
5556       /* R3..RN: ICP Handles for each incoming vertex (when using pull model) */
5557       payload.num_regs += nir->info.gs.vertices_in;
5558
5559       vue_prog_data->urb_read_length =
5560          ROUND_DOWN_TO(max_push_components / nir->info.gs.vertices_in, 8) / 8;
5561    }
5562 }
5563
5564 void
5565 fs_visitor::setup_cs_payload()
5566 {
5567    assert(devinfo->gen >= 7);
5568    payload.num_regs = 1;
5569 }
5570
5571 void
5572 fs_visitor::calculate_register_pressure()
5573 {
5574    invalidate_live_intervals();
5575    calculate_live_intervals();
5576
5577    unsigned num_instructions = 0;
5578    foreach_block(block, cfg)
5579       num_instructions += block->instructions.length();
5580
5581    regs_live_at_ip = rzalloc_array(mem_ctx, int, num_instructions);
5582
5583    for (unsigned reg = 0; reg < alloc.count; reg++) {
5584       for (int ip = virtual_grf_start[reg]; ip <= virtual_grf_end[reg]; ip++)
5585          regs_live_at_ip[ip] += alloc.sizes[reg];
5586    }
5587 }
5588
5589 /**
5590  * Look for repeated FS_OPCODE_MOV_DISPATCH_TO_FLAGS and drop the later ones.
5591  *
5592  * The needs_unlit_centroid_workaround ends up producing one of these per
5593  * channel of centroid input, so it's good to clean them up.
5594  *
5595  * An assumption here is that nothing ever modifies the dispatched pixels
5596  * value that FS_OPCODE_MOV_DISPATCH_TO_FLAGS reads from, but the hardware
5597  * dictates that anyway.
5598  */
5599 bool
5600 fs_visitor::opt_drop_redundant_mov_to_flags()
5601 {
5602    bool flag_mov_found[2] = {false};
5603    bool progress = false;
5604
5605    /* Instructions removed by this pass can only be added if this were true */
5606    if (!devinfo->needs_unlit_centroid_workaround)
5607       return false;
5608
5609    foreach_block_and_inst_safe(block, fs_inst, inst, cfg) {
5610       if (inst->is_control_flow()) {
5611          memset(flag_mov_found, 0, sizeof(flag_mov_found));
5612       } else if (inst->opcode == FS_OPCODE_MOV_DISPATCH_TO_FLAGS) {
5613          if (!flag_mov_found[inst->flag_subreg]) {
5614             flag_mov_found[inst->flag_subreg] = true;
5615          } else {
5616             inst->remove(block);
5617             progress = true;
5618          }
5619       } else if (inst->flags_written()) {
5620          flag_mov_found[inst->flag_subreg] = false;
5621       }
5622    }
5623
5624    return progress;
5625 }
5626
5627 void
5628 fs_visitor::optimize()
5629 {
5630    /* Start by validating the shader we currently have. */
5631    validate();
5632
5633    /* bld is the common builder object pointing at the end of the program we
5634     * used to translate it into i965 IR.  For the optimization and lowering
5635     * passes coming next, any code added after the end of the program without
5636     * having explicitly called fs_builder::at() clearly points at a mistake.
5637     * Ideally optimization passes wouldn't be part of the visitor so they
5638     * wouldn't have access to bld at all, but they do, so just in case some
5639     * pass forgets to ask for a location explicitly set it to NULL here to
5640     * make it trip.  The dispatch width is initialized to a bogus value to
5641     * make sure that optimizations set the execution controls explicitly to
5642     * match the code they are manipulating instead of relying on the defaults.
5643     */
5644    bld = fs_builder(this, 64);
5645
5646    assign_constant_locations();
5647    lower_constant_loads();
5648
5649    validate();
5650
5651    split_virtual_grfs();
5652    validate();
5653
5654 #define OPT(pass, args...) ({                                           \
5655       pass_num++;                                                       \
5656       bool this_progress = pass(args);                                  \
5657                                                                         \
5658       if (unlikely(INTEL_DEBUG & DEBUG_OPTIMIZER) && this_progress) {   \
5659          char filename[64];                                             \
5660          snprintf(filename, 64, "%s%d-%s-%02d-%02d-" #pass,              \
5661                   stage_abbrev, dispatch_width, nir->info.name, iteration, pass_num); \
5662                                                                         \
5663          backend_shader::dump_instructions(filename);                   \
5664       }                                                                 \
5665                                                                         \
5666       validate();                                                       \
5667                                                                         \
5668       progress = progress || this_progress;                             \
5669       this_progress;                                                    \
5670    })
5671
5672    if (unlikely(INTEL_DEBUG & DEBUG_OPTIMIZER)) {
5673       char filename[64];
5674       snprintf(filename, 64, "%s%d-%s-00-00-start",
5675                stage_abbrev, dispatch_width, nir->info.name);
5676
5677       backend_shader::dump_instructions(filename);
5678    }
5679
5680    bool progress = false;
5681    int iteration = 0;
5682    int pass_num = 0;
5683
5684    OPT(opt_drop_redundant_mov_to_flags);
5685
5686    do {
5687       progress = false;
5688       pass_num = 0;
5689       iteration++;
5690
5691       OPT(remove_duplicate_mrf_writes);
5692
5693       OPT(opt_algebraic);
5694       OPT(opt_cse);
5695       OPT(opt_copy_propagation);
5696       OPT(opt_predicated_break, this);
5697       OPT(opt_cmod_propagation);
5698       OPT(dead_code_eliminate);
5699       OPT(opt_peephole_sel);
5700       OPT(dead_control_flow_eliminate, this);
5701       OPT(opt_register_renaming);
5702       OPT(opt_saturate_propagation);
5703       OPT(register_coalesce);
5704       OPT(compute_to_mrf);
5705       OPT(eliminate_find_live_channel);
5706
5707       OPT(compact_virtual_grfs);
5708    } while (progress);
5709
5710    progress = false;
5711    pass_num = 0;
5712
5713    if (OPT(lower_pack)) {
5714       OPT(register_coalesce);
5715       OPT(dead_code_eliminate);
5716    }
5717
5718    if (OPT(lower_d2x)) {
5719       OPT(opt_copy_propagation);
5720       OPT(dead_code_eliminate);
5721    }
5722
5723    OPT(lower_simd_width);
5724
5725    /* After SIMD lowering just in case we had to unroll the EOT send. */
5726    OPT(opt_sampler_eot);
5727
5728    OPT(lower_logical_sends);
5729
5730    if (progress) {
5731       OPT(opt_copy_propagation);
5732       /* Only run after logical send lowering because it's easier to implement
5733        * in terms of physical sends.
5734        */
5735       if (OPT(opt_zero_samples))
5736          OPT(opt_copy_propagation);
5737       /* Run after logical send lowering to give it a chance to CSE the
5738        * LOAD_PAYLOAD instructions created to construct the payloads of
5739        * e.g. texturing messages in cases where it wasn't possible to CSE the
5740        * whole logical instruction.
5741        */
5742       OPT(opt_cse);
5743       OPT(register_coalesce);
5744       OPT(compute_to_mrf);
5745       OPT(dead_code_eliminate);
5746       OPT(remove_duplicate_mrf_writes);
5747       OPT(opt_peephole_sel);
5748    }
5749
5750    OPT(opt_redundant_discard_jumps);
5751
5752    if (OPT(lower_load_payload)) {
5753       split_virtual_grfs();
5754       OPT(register_coalesce);
5755       OPT(compute_to_mrf);
5756       OPT(dead_code_eliminate);
5757    }
5758
5759    OPT(opt_combine_constants);
5760    OPT(lower_integer_multiplication);
5761
5762    if (devinfo->gen <= 5 && OPT(lower_minmax)) {
5763       OPT(opt_cmod_propagation);
5764       OPT(opt_cse);
5765       OPT(opt_copy_propagation);
5766       OPT(dead_code_eliminate);
5767    }
5768
5769    lower_uniform_pull_constant_loads();
5770
5771    validate();
5772 }
5773
5774 /**
5775  * Three source instruction must have a GRF/MRF destination register.
5776  * ARF NULL is not allowed.  Fix that up by allocating a temporary GRF.
5777  */
5778 void
5779 fs_visitor::fixup_3src_null_dest()
5780 {
5781    bool progress = false;
5782
5783    foreach_block_and_inst_safe (block, fs_inst, inst, cfg) {
5784       if (inst->is_3src(devinfo) && inst->dst.is_null()) {
5785          inst->dst = fs_reg(VGRF, alloc.allocate(dispatch_width / 8),
5786                             inst->dst.type);
5787          progress = true;
5788       }
5789    }
5790
5791    if (progress)
5792       invalidate_live_intervals();
5793 }
5794
5795 void
5796 fs_visitor::allocate_registers(bool allow_spilling)
5797 {
5798    bool allocated_without_spills;
5799
5800    static const enum instruction_scheduler_mode pre_modes[] = {
5801       SCHEDULE_PRE,
5802       SCHEDULE_PRE_NON_LIFO,
5803       SCHEDULE_PRE_LIFO,
5804    };
5805
5806    bool spill_all = allow_spilling && (INTEL_DEBUG & DEBUG_SPILL_FS);
5807
5808    /* Try each scheduling heuristic to see if it can successfully register
5809     * allocate without spilling.  They should be ordered by decreasing
5810     * performance but increasing likelihood of allocating.
5811     */
5812    for (unsigned i = 0; i < ARRAY_SIZE(pre_modes); i++) {
5813       schedule_instructions(pre_modes[i]);
5814
5815       if (0) {
5816          assign_regs_trivial();
5817          allocated_without_spills = true;
5818       } else {
5819          allocated_without_spills = assign_regs(false, spill_all);
5820       }
5821       if (allocated_without_spills)
5822          break;
5823    }
5824
5825    if (!allocated_without_spills) {
5826       if (!allow_spilling)
5827          fail("Failure to register allocate and spilling is not allowed.");
5828
5829       /* We assume that any spilling is worse than just dropping back to
5830        * SIMD8.  There's probably actually some intermediate point where
5831        * SIMD16 with a couple of spills is still better.
5832        */
5833       if (dispatch_width > min_dispatch_width) {
5834          fail("Failure to register allocate.  Reduce number of "
5835               "live scalar values to avoid this.");
5836       } else {
5837          compiler->shader_perf_log(log_data,
5838                                    "%s shader triggered register spilling.  "
5839                                    "Try reducing the number of live scalar "
5840                                    "values to improve performance.\n",
5841                                    stage_name);
5842       }
5843
5844       /* Since we're out of heuristics, just go spill registers until we
5845        * get an allocation.
5846        */
5847       while (!assign_regs(true, spill_all)) {
5848          if (failed)
5849             break;
5850       }
5851    }
5852
5853    /* This must come after all optimization and register allocation, since
5854     * it inserts dead code that happens to have side effects, and it does
5855     * so based on the actual physical registers in use.
5856     */
5857    insert_gen4_send_dependency_workarounds();
5858
5859    if (failed)
5860       return;
5861
5862    schedule_instructions(SCHEDULE_POST);
5863
5864    if (last_scratch > 0) {
5865       MAYBE_UNUSED unsigned max_scratch_size = 2 * 1024 * 1024;
5866
5867       prog_data->total_scratch = brw_get_scratch_size(last_scratch);
5868
5869       if (stage == MESA_SHADER_COMPUTE) {
5870          if (devinfo->is_haswell) {
5871             /* According to the MEDIA_VFE_STATE's "Per Thread Scratch Space"
5872              * field documentation, Haswell supports a minimum of 2kB of
5873              * scratch space for compute shaders, unlike every other stage
5874              * and platform.
5875              */
5876             prog_data->total_scratch = MAX2(prog_data->total_scratch, 2048);
5877          } else if (devinfo->gen <= 7) {
5878             /* According to the MEDIA_VFE_STATE's "Per Thread Scratch Space"
5879              * field documentation, platforms prior to Haswell measure scratch
5880              * size linearly with a range of [1kB, 12kB] and 1kB granularity.
5881              */
5882             prog_data->total_scratch = ALIGN(last_scratch, 1024);
5883             max_scratch_size = 12 * 1024;
5884          }
5885       }
5886
5887       /* We currently only support up to 2MB of scratch space.  If we
5888        * need to support more eventually, the documentation suggests
5889        * that we could allocate a larger buffer, and partition it out
5890        * ourselves.  We'd just have to undo the hardware's address
5891        * calculation by subtracting (FFTID * Per Thread Scratch Space)
5892        * and then add FFTID * (Larger Per Thread Scratch Space).
5893        *
5894        * See 3D-Media-GPGPU Engine > Media GPGPU Pipeline >
5895        * Thread Group Tracking > Local Memory/Scratch Space.
5896        */
5897       assert(prog_data->total_scratch < max_scratch_size);
5898    }
5899 }
5900
5901 bool
5902 fs_visitor::run_vs(gl_clip_plane *clip_planes)
5903 {
5904    assert(stage == MESA_SHADER_VERTEX);
5905
5906    setup_vs_payload();
5907
5908    if (shader_time_index >= 0)
5909       emit_shader_time_begin();
5910
5911    emit_nir_code();
5912
5913    if (failed)
5914       return false;
5915
5916    compute_clip_distance(clip_planes);
5917
5918    emit_urb_writes();
5919
5920    if (shader_time_index >= 0)
5921       emit_shader_time_end();
5922
5923    calculate_cfg();
5924
5925    optimize();
5926
5927    assign_curb_setup();
5928    assign_vs_urb_setup();
5929
5930    fixup_3src_null_dest();
5931    allocate_registers(true);
5932
5933    return !failed;
5934 }
5935
5936 bool
5937 fs_visitor::run_tcs_single_patch()
5938 {
5939    assert(stage == MESA_SHADER_TESS_CTRL);
5940
5941    struct brw_tcs_prog_data *tcs_prog_data = brw_tcs_prog_data(prog_data);
5942
5943    /* r1-r4 contain the ICP handles. */
5944    payload.num_regs = 5;
5945
5946    if (shader_time_index >= 0)
5947       emit_shader_time_begin();
5948
5949    /* Initialize gl_InvocationID */
5950    fs_reg channels_uw = bld.vgrf(BRW_REGISTER_TYPE_UW);
5951    fs_reg channels_ud = bld.vgrf(BRW_REGISTER_TYPE_UD);
5952    bld.MOV(channels_uw, fs_reg(brw_imm_uv(0x76543210)));
5953    bld.MOV(channels_ud, channels_uw);
5954
5955    if (tcs_prog_data->instances == 1) {
5956       invocation_id = channels_ud;
5957    } else {
5958       invocation_id = bld.vgrf(BRW_REGISTER_TYPE_UD);
5959
5960       /* Get instance number from g0.2 bits 23:17, and multiply it by 8. */
5961       fs_reg t = bld.vgrf(BRW_REGISTER_TYPE_UD);
5962       fs_reg instance_times_8 = bld.vgrf(BRW_REGISTER_TYPE_UD);
5963       bld.AND(t, fs_reg(retype(brw_vec1_grf(0, 2), BRW_REGISTER_TYPE_UD)),
5964               brw_imm_ud(INTEL_MASK(23, 17)));
5965       bld.SHR(instance_times_8, t, brw_imm_ud(17 - 3));
5966
5967       bld.ADD(invocation_id, instance_times_8, channels_ud);
5968    }
5969
5970    /* Fix the disptach mask */
5971    if (nir->info.tcs.vertices_out % 8) {
5972       bld.CMP(bld.null_reg_ud(), invocation_id,
5973               brw_imm_ud(nir->info.tcs.vertices_out), BRW_CONDITIONAL_L);
5974       bld.IF(BRW_PREDICATE_NORMAL);
5975    }
5976
5977    emit_nir_code();
5978
5979    if (nir->info.tcs.vertices_out % 8) {
5980       bld.emit(BRW_OPCODE_ENDIF);
5981    }
5982
5983    /* Emit EOT write; set TR DS Cache bit */
5984    fs_reg srcs[3] = {
5985       fs_reg(retype(brw_vec1_grf(0, 0), BRW_REGISTER_TYPE_UD)),
5986       fs_reg(brw_imm_ud(WRITEMASK_X << 16)),
5987       fs_reg(brw_imm_ud(0)),
5988    };
5989    fs_reg payload = bld.vgrf(BRW_REGISTER_TYPE_UD, 3);
5990    bld.LOAD_PAYLOAD(payload, srcs, 3, 2);
5991
5992    fs_inst *inst = bld.emit(SHADER_OPCODE_URB_WRITE_SIMD8_MASKED,
5993                             bld.null_reg_ud(), payload);
5994    inst->mlen = 3;
5995    inst->eot = true;
5996
5997    if (shader_time_index >= 0)
5998       emit_shader_time_end();
5999
6000    if (failed)
6001       return false;
6002
6003    calculate_cfg();
6004
6005    optimize();
6006
6007    assign_curb_setup();
6008    assign_tcs_single_patch_urb_setup();
6009
6010    fixup_3src_null_dest();
6011    allocate_registers(true);
6012
6013    return !failed;
6014 }
6015
6016 bool
6017 fs_visitor::run_tes()
6018 {
6019    assert(stage == MESA_SHADER_TESS_EVAL);
6020
6021    /* R0: thread header, R1-3: gl_TessCoord.xyz, R4: URB handles */
6022    payload.num_regs = 5;
6023
6024    if (shader_time_index >= 0)
6025       emit_shader_time_begin();
6026
6027    emit_nir_code();
6028
6029    if (failed)
6030       return false;
6031
6032    emit_urb_writes();
6033
6034    if (shader_time_index >= 0)
6035       emit_shader_time_end();
6036
6037    calculate_cfg();
6038
6039    optimize();
6040
6041    assign_curb_setup();
6042    assign_tes_urb_setup();
6043
6044    fixup_3src_null_dest();
6045    allocate_registers(true);
6046
6047    return !failed;
6048 }
6049
6050 bool
6051 fs_visitor::run_gs()
6052 {
6053    assert(stage == MESA_SHADER_GEOMETRY);
6054
6055    setup_gs_payload();
6056
6057    this->final_gs_vertex_count = vgrf(glsl_type::uint_type);
6058
6059    if (gs_compile->control_data_header_size_bits > 0) {
6060       /* Create a VGRF to store accumulated control data bits. */
6061       this->control_data_bits = vgrf(glsl_type::uint_type);
6062
6063       /* If we're outputting more than 32 control data bits, then EmitVertex()
6064        * will set control_data_bits to 0 after emitting the first vertex.
6065        * Otherwise, we need to initialize it to 0 here.
6066        */
6067       if (gs_compile->control_data_header_size_bits <= 32) {
6068          const fs_builder abld = bld.annotate("initialize control data bits");
6069          abld.MOV(this->control_data_bits, brw_imm_ud(0u));
6070       }
6071    }
6072
6073    if (shader_time_index >= 0)
6074       emit_shader_time_begin();
6075
6076    emit_nir_code();
6077
6078    emit_gs_thread_end();
6079
6080    if (shader_time_index >= 0)
6081       emit_shader_time_end();
6082
6083    if (failed)
6084       return false;
6085
6086    calculate_cfg();
6087
6088    optimize();
6089
6090    assign_curb_setup();
6091    assign_gs_urb_setup();
6092
6093    fixup_3src_null_dest();
6094    allocate_registers(true);
6095
6096    return !failed;
6097 }
6098
6099 bool
6100 fs_visitor::run_fs(bool allow_spilling, bool do_rep_send)
6101 {
6102    struct brw_wm_prog_data *wm_prog_data = brw_wm_prog_data(this->prog_data);
6103    brw_wm_prog_key *wm_key = (brw_wm_prog_key *) this->key;
6104
6105    assert(stage == MESA_SHADER_FRAGMENT);
6106
6107    if (devinfo->gen >= 6)
6108       setup_fs_payload_gen6();
6109    else
6110       setup_fs_payload_gen4();
6111
6112    if (0) {
6113       emit_dummy_fs();
6114    } else if (do_rep_send) {
6115       assert(dispatch_width == 16);
6116       emit_repclear_shader();
6117    } else {
6118       if (shader_time_index >= 0)
6119          emit_shader_time_begin();
6120
6121       calculate_urb_setup();
6122       if (nir->info.inputs_read > 0 ||
6123           (nir->info.outputs_read > 0 && !wm_key->coherent_fb_fetch)) {
6124          if (devinfo->gen < 6)
6125             emit_interpolation_setup_gen4();
6126          else
6127             emit_interpolation_setup_gen6();
6128       }
6129
6130       /* We handle discards by keeping track of the still-live pixels in f0.1.
6131        * Initialize it with the dispatched pixels.
6132        */
6133       if (wm_prog_data->uses_kill) {
6134          fs_inst *discard_init = bld.emit(FS_OPCODE_MOV_DISPATCH_TO_FLAGS);
6135          discard_init->flag_subreg = 1;
6136       }
6137
6138       /* Generate FS IR for main().  (the visitor only descends into
6139        * functions called "main").
6140        */
6141       emit_nir_code();
6142
6143       if (failed)
6144          return false;
6145
6146       if (wm_prog_data->uses_kill)
6147          bld.emit(FS_OPCODE_PLACEHOLDER_HALT);
6148
6149       if (wm_key->alpha_test_func)
6150          emit_alpha_test();
6151
6152       emit_fb_writes();
6153
6154       if (shader_time_index >= 0)
6155          emit_shader_time_end();
6156
6157       calculate_cfg();
6158
6159       optimize();
6160
6161       assign_curb_setup();
6162       assign_urb_setup();
6163
6164       fixup_3src_null_dest();
6165       allocate_registers(allow_spilling);
6166
6167       if (failed)
6168          return false;
6169    }
6170
6171    return !failed;
6172 }
6173
6174 bool
6175 fs_visitor::run_cs()
6176 {
6177    assert(stage == MESA_SHADER_COMPUTE);
6178
6179    setup_cs_payload();
6180
6181    if (shader_time_index >= 0)
6182       emit_shader_time_begin();
6183
6184    if (devinfo->is_haswell && prog_data->total_shared > 0) {
6185       /* Move SLM index from g0.0[27:24] to sr0.1[11:8] */
6186       const fs_builder abld = bld.exec_all().group(1, 0);
6187       abld.MOV(retype(brw_sr0_reg(1), BRW_REGISTER_TYPE_UW),
6188                suboffset(retype(brw_vec1_grf(0, 0), BRW_REGISTER_TYPE_UW), 1));
6189    }
6190
6191    emit_nir_code();
6192
6193    if (failed)
6194       return false;
6195
6196    emit_cs_terminate();
6197
6198    if (shader_time_index >= 0)
6199       emit_shader_time_end();
6200
6201    calculate_cfg();
6202
6203    optimize();
6204
6205    assign_curb_setup();
6206
6207    fixup_3src_null_dest();
6208    allocate_registers(true);
6209
6210    if (failed)
6211       return false;
6212
6213    return !failed;
6214 }
6215
6216 /**
6217  * Return a bitfield where bit n is set if barycentric interpolation mode n
6218  * (see enum brw_barycentric_mode) is needed by the fragment shader.
6219  *
6220  * We examine the load_barycentric intrinsics rather than looking at input
6221  * variables so that we catch interpolateAtCentroid() messages too, which
6222  * also need the BRW_BARYCENTRIC_[NON]PERSPECTIVE_CENTROID mode set up.
6223  */
6224 static unsigned
6225 brw_compute_barycentric_interp_modes(const struct gen_device_info *devinfo,
6226                                      const nir_shader *shader)
6227 {
6228    unsigned barycentric_interp_modes = 0;
6229
6230    nir_foreach_function(f, shader) {
6231       if (!f->impl)
6232          continue;
6233
6234       nir_foreach_block(block, f->impl) {
6235          nir_foreach_instr(instr, block) {
6236             if (instr->type != nir_instr_type_intrinsic)
6237                continue;
6238
6239             nir_intrinsic_instr *intrin = nir_instr_as_intrinsic(instr);
6240             if (intrin->intrinsic != nir_intrinsic_load_interpolated_input)
6241                continue;
6242
6243             /* Ignore WPOS; it doesn't require interpolation. */
6244             if (nir_intrinsic_base(intrin) == VARYING_SLOT_POS)
6245                continue;
6246
6247             intrin = nir_instr_as_intrinsic(intrin->src[0].ssa->parent_instr);
6248             enum glsl_interp_mode interp = (enum glsl_interp_mode)
6249                nir_intrinsic_interp_mode(intrin);
6250             nir_intrinsic_op bary_op = intrin->intrinsic;
6251             enum brw_barycentric_mode bary =
6252                brw_barycentric_mode(interp, bary_op);
6253
6254             barycentric_interp_modes |= 1 << bary;
6255
6256             if (devinfo->needs_unlit_centroid_workaround &&
6257                 bary_op == nir_intrinsic_load_barycentric_centroid)
6258                barycentric_interp_modes |= 1 << centroid_to_pixel(bary);
6259          }
6260       }
6261    }
6262
6263    return barycentric_interp_modes;
6264 }
6265
6266 static void
6267 brw_compute_flat_inputs(struct brw_wm_prog_data *prog_data,
6268                         const nir_shader *shader)
6269 {
6270    prog_data->flat_inputs = 0;
6271
6272    nir_foreach_variable(var, &shader->inputs) {
6273       int input_index = prog_data->urb_setup[var->data.location];
6274
6275       if (input_index < 0)
6276          continue;
6277
6278       /* flat shading */
6279       if (var->data.interpolation == INTERP_MODE_FLAT)
6280          prog_data->flat_inputs |= (1 << input_index);
6281    }
6282 }
6283
6284 static uint8_t
6285 computed_depth_mode(const nir_shader *shader)
6286 {
6287    if (shader->info.outputs_written & BITFIELD64_BIT(FRAG_RESULT_DEPTH)) {
6288       switch (shader->info.fs.depth_layout) {
6289       case FRAG_DEPTH_LAYOUT_NONE:
6290       case FRAG_DEPTH_LAYOUT_ANY:
6291          return BRW_PSCDEPTH_ON;
6292       case FRAG_DEPTH_LAYOUT_GREATER:
6293          return BRW_PSCDEPTH_ON_GE;
6294       case FRAG_DEPTH_LAYOUT_LESS:
6295          return BRW_PSCDEPTH_ON_LE;
6296       case FRAG_DEPTH_LAYOUT_UNCHANGED:
6297          return BRW_PSCDEPTH_OFF;
6298       }
6299    }
6300    return BRW_PSCDEPTH_OFF;
6301 }
6302
6303 /**
6304  * Move load_interpolated_input with simple (payload-based) barycentric modes
6305  * to the top of the program so we don't emit multiple PLNs for the same input.
6306  *
6307  * This works around CSE not being able to handle non-dominating cases
6308  * such as:
6309  *
6310  *    if (...) {
6311  *       interpolate input
6312  *    } else {
6313  *       interpolate the same exact input
6314  *    }
6315  *
6316  * This should be replaced by global value numbering someday.
6317  */
6318 void
6319 move_interpolation_to_top(nir_shader *nir)
6320 {
6321    nir_foreach_function(f, nir) {
6322       if (!f->impl)
6323          continue;
6324
6325       nir_block *top = nir_start_block(f->impl);
6326       exec_node *cursor_node = NULL;
6327
6328       nir_foreach_block(block, f->impl) {
6329          if (block == top)
6330             continue;
6331
6332          nir_foreach_instr_safe(instr, block) {
6333             if (instr->type != nir_instr_type_intrinsic)
6334                continue;
6335
6336             nir_intrinsic_instr *intrin = nir_instr_as_intrinsic(instr);
6337             if (intrin->intrinsic != nir_intrinsic_load_interpolated_input)
6338                continue;
6339             nir_intrinsic_instr *bary_intrinsic =
6340                nir_instr_as_intrinsic(intrin->src[0].ssa->parent_instr);
6341             nir_intrinsic_op op = bary_intrinsic->intrinsic;
6342
6343             /* Leave interpolateAtSample/Offset() where they are. */
6344             if (op == nir_intrinsic_load_barycentric_at_sample ||
6345                 op == nir_intrinsic_load_barycentric_at_offset)
6346                continue;
6347
6348             nir_instr *move[3] = {
6349                &bary_intrinsic->instr,
6350                intrin->src[1].ssa->parent_instr,
6351                instr
6352             };
6353
6354             for (unsigned i = 0; i < ARRAY_SIZE(move); i++) {
6355                if (move[i]->block != top) {
6356                   move[i]->block = top;
6357                   exec_node_remove(&move[i]->node);
6358                   if (cursor_node) {
6359                      exec_node_insert_after(cursor_node, &move[i]->node);
6360                   } else {
6361                      exec_list_push_head(&top->instr_list, &move[i]->node);
6362                   }
6363                   cursor_node = &move[i]->node;
6364                }
6365             }
6366          }
6367       }
6368       nir_metadata_preserve(f->impl, (nir_metadata)
6369                             ((unsigned) nir_metadata_block_index |
6370                              (unsigned) nir_metadata_dominance));
6371    }
6372 }
6373
6374 /**
6375  * Demote per-sample barycentric intrinsics to centroid.
6376  *
6377  * Useful when rendering to a non-multisampled buffer.
6378  */
6379 static void
6380 demote_sample_qualifiers(nir_shader *nir)
6381 {
6382    nir_foreach_function(f, nir) {
6383       if (!f->impl)
6384          continue;
6385
6386       nir_builder b;
6387       nir_builder_init(&b, f->impl);
6388
6389       nir_foreach_block(block, f->impl) {
6390          nir_foreach_instr_safe(instr, block) {
6391             if (instr->type != nir_instr_type_intrinsic)
6392                continue;
6393
6394             nir_intrinsic_instr *intrin = nir_instr_as_intrinsic(instr);
6395             if (intrin->intrinsic != nir_intrinsic_load_barycentric_sample &&
6396                 intrin->intrinsic != nir_intrinsic_load_barycentric_at_sample)
6397                continue;
6398
6399             b.cursor = nir_before_instr(instr);
6400             nir_ssa_def *centroid =
6401                nir_load_barycentric(&b, nir_intrinsic_load_barycentric_centroid,
6402                                     nir_intrinsic_interp_mode(intrin));
6403             nir_ssa_def_rewrite_uses(&intrin->dest.ssa,
6404                                      nir_src_for_ssa(centroid));
6405             nir_instr_remove(instr);
6406          }
6407       }
6408
6409       nir_metadata_preserve(f->impl, (nir_metadata)
6410                             ((unsigned) nir_metadata_block_index |
6411                              (unsigned) nir_metadata_dominance));
6412    }
6413 }
6414
6415 const unsigned *
6416 brw_compile_fs(const struct brw_compiler *compiler, void *log_data,
6417                void *mem_ctx,
6418                const struct brw_wm_prog_key *key,
6419                struct brw_wm_prog_data *prog_data,
6420                const nir_shader *src_shader,
6421                struct gl_program *prog,
6422                int shader_time_index8, int shader_time_index16,
6423                bool allow_spilling,
6424                bool use_rep_send,
6425                unsigned *final_assembly_size,
6426                char **error_str)
6427 {
6428    nir_shader *shader = nir_shader_clone(mem_ctx, src_shader);
6429    shader = brw_nir_apply_sampler_key(shader, compiler->devinfo, &key->tex,
6430                                       true);
6431    brw_nir_lower_fs_inputs(shader, compiler->devinfo, key);
6432    brw_nir_lower_fs_outputs(shader);
6433    if (!key->multisample_fbo)
6434       NIR_PASS_V(shader, demote_sample_qualifiers);
6435    NIR_PASS_V(shader, move_interpolation_to_top);
6436    shader = brw_postprocess_nir(shader, compiler->devinfo, true);
6437
6438    /* key->alpha_test_func means simulating alpha testing via discards,
6439     * so the shader definitely kills pixels.
6440     */
6441    prog_data->uses_kill = shader->info.fs.uses_discard || key->alpha_test_func;
6442    prog_data->uses_omask = key->multisample_fbo &&
6443       shader->info.outputs_written & BITFIELD64_BIT(FRAG_RESULT_SAMPLE_MASK);
6444    prog_data->computed_depth_mode = computed_depth_mode(shader);
6445    prog_data->computed_stencil =
6446       shader->info.outputs_written & BITFIELD64_BIT(FRAG_RESULT_STENCIL);
6447
6448    prog_data->persample_dispatch =
6449       key->multisample_fbo &&
6450       (key->persample_interp ||
6451        (shader->info.system_values_read & (SYSTEM_BIT_SAMPLE_ID |
6452                                            SYSTEM_BIT_SAMPLE_POS)) ||
6453        shader->info.fs.uses_sample_qualifier ||
6454        shader->info.outputs_read);
6455
6456    prog_data->early_fragment_tests = shader->info.fs.early_fragment_tests;
6457
6458    prog_data->barycentric_interp_modes =
6459       brw_compute_barycentric_interp_modes(compiler->devinfo, shader);
6460
6461    cfg_t *simd8_cfg = NULL, *simd16_cfg = NULL;
6462    uint8_t simd8_grf_start = 0, simd16_grf_start = 0;
6463    unsigned simd8_grf_used = 0, simd16_grf_used = 0;
6464
6465    fs_visitor v8(compiler, log_data, mem_ctx, key,
6466                  &prog_data->base, prog, shader, 8,
6467                  shader_time_index8);
6468    if (!v8.run_fs(allow_spilling, false /* do_rep_send */)) {
6469       if (error_str)
6470          *error_str = ralloc_strdup(mem_ctx, v8.fail_msg);
6471
6472       return NULL;
6473    } else if (likely(!(INTEL_DEBUG & DEBUG_NO8))) {
6474       simd8_cfg = v8.cfg;
6475       simd8_grf_start = v8.payload.num_regs;
6476       simd8_grf_used = v8.grf_used;
6477    }
6478
6479    if (v8.max_dispatch_width >= 16 &&
6480        likely(!(INTEL_DEBUG & DEBUG_NO16) || use_rep_send)) {
6481       /* Try a SIMD16 compile */
6482       fs_visitor v16(compiler, log_data, mem_ctx, key,
6483                      &prog_data->base, prog, shader, 16,
6484                      shader_time_index16);
6485       v16.import_uniforms(&v8);
6486       if (!v16.run_fs(allow_spilling, use_rep_send)) {
6487          compiler->shader_perf_log(log_data,
6488                                    "SIMD16 shader failed to compile: %s",
6489                                    v16.fail_msg);
6490       } else {
6491          simd16_cfg = v16.cfg;
6492          simd16_grf_start = v16.payload.num_regs;
6493          simd16_grf_used = v16.grf_used;
6494       }
6495    }
6496
6497    /* When the caller requests a repclear shader, they want SIMD16-only */
6498    if (use_rep_send)
6499       simd8_cfg = NULL;
6500
6501    /* Prior to Iron Lake, the PS had a single shader offset with a jump table
6502     * at the top to select the shader.  We've never implemented that.
6503     * Instead, we just give them exactly one shader and we pick the widest one
6504     * available.
6505     */
6506    if (compiler->devinfo->gen < 5 && simd16_cfg)
6507       simd8_cfg = NULL;
6508
6509    if (prog_data->persample_dispatch) {
6510       /* Starting with SandyBridge (where we first get MSAA), the different
6511        * pixel dispatch combinations are grouped into classifications A
6512        * through F (SNB PRM Vol. 2 Part 1 Section 7.7.1).  On all hardware
6513        * generations, the only configurations supporting persample dispatch
6514        * are are this in which only one dispatch width is enabled.
6515        *
6516        * If computed depth is enabled, SNB only allows SIMD8 while IVB+
6517        * allow SIMD8 or SIMD16 so we choose SIMD16 if available.
6518        */
6519       if (compiler->devinfo->gen == 6 &&
6520           prog_data->computed_depth_mode != BRW_PSCDEPTH_OFF) {
6521          simd16_cfg = NULL;
6522       } else if (simd16_cfg) {
6523          simd8_cfg = NULL;
6524       }
6525    }
6526
6527    /* We have to compute the flat inputs after the visitor is finished running
6528     * because it relies on prog_data->urb_setup which is computed in
6529     * fs_visitor::calculate_urb_setup().
6530     */
6531    brw_compute_flat_inputs(prog_data, shader);
6532
6533    fs_generator g(compiler, log_data, mem_ctx, (void *) key, &prog_data->base,
6534                   v8.promoted_constants, v8.runtime_check_aads_emit,
6535                   MESA_SHADER_FRAGMENT);
6536
6537    if (unlikely(INTEL_DEBUG & DEBUG_WM)) {
6538       g.enable_debug(ralloc_asprintf(mem_ctx, "%s fragment shader %s",
6539                                      shader->info.label ? shader->info.label :
6540                                                           "unnamed",
6541                                      shader->info.name));
6542    }
6543
6544    if (simd8_cfg) {
6545       prog_data->dispatch_8 = true;
6546       g.generate_code(simd8_cfg, 8);
6547       prog_data->base.dispatch_grf_start_reg = simd8_grf_start;
6548       prog_data->reg_blocks_0 = brw_register_blocks(simd8_grf_used);
6549
6550       if (simd16_cfg) {
6551          prog_data->dispatch_16 = true;
6552          prog_data->prog_offset_2 = g.generate_code(simd16_cfg, 16);
6553          prog_data->dispatch_grf_start_reg_2 = simd16_grf_start;
6554          prog_data->reg_blocks_2 = brw_register_blocks(simd16_grf_used);
6555       }
6556    } else if (simd16_cfg) {
6557       prog_data->dispatch_16 = true;
6558       g.generate_code(simd16_cfg, 16);
6559       prog_data->base.dispatch_grf_start_reg = simd16_grf_start;
6560       prog_data->reg_blocks_0 = brw_register_blocks(simd16_grf_used);
6561    }
6562
6563    return g.get_assembly(final_assembly_size);
6564 }
6565
6566 fs_reg *
6567 fs_visitor::emit_cs_work_group_id_setup()
6568 {
6569    assert(stage == MESA_SHADER_COMPUTE);
6570
6571    fs_reg *reg = new(this->mem_ctx) fs_reg(vgrf(glsl_type::uvec3_type));
6572
6573    struct brw_reg r0_1(retype(brw_vec1_grf(0, 1), BRW_REGISTER_TYPE_UD));
6574    struct brw_reg r0_6(retype(brw_vec1_grf(0, 6), BRW_REGISTER_TYPE_UD));
6575    struct brw_reg r0_7(retype(brw_vec1_grf(0, 7), BRW_REGISTER_TYPE_UD));
6576
6577    bld.MOV(*reg, r0_1);
6578    bld.MOV(offset(*reg, bld, 1), r0_6);
6579    bld.MOV(offset(*reg, bld, 2), r0_7);
6580
6581    return reg;
6582 }
6583
6584 static void
6585 fill_push_const_block_info(struct brw_push_const_block *block, unsigned dwords)
6586 {
6587    block->dwords = dwords;
6588    block->regs = DIV_ROUND_UP(dwords, 8);
6589    block->size = block->regs * 32;
6590 }
6591
6592 static void
6593 cs_fill_push_const_info(const struct gen_device_info *devinfo,
6594                         struct brw_cs_prog_data *cs_prog_data)
6595 {
6596    const struct brw_stage_prog_data *prog_data = &cs_prog_data->base;
6597    bool fill_thread_id =
6598       cs_prog_data->thread_local_id_index >= 0 &&
6599       cs_prog_data->thread_local_id_index < (int)prog_data->nr_params;
6600    bool cross_thread_supported = devinfo->gen > 7 || devinfo->is_haswell;
6601
6602    /* The thread ID should be stored in the last param dword */
6603    assert(prog_data->nr_params > 0 || !fill_thread_id);
6604    assert(!fill_thread_id ||
6605           cs_prog_data->thread_local_id_index ==
6606              (int)prog_data->nr_params - 1);
6607
6608    unsigned cross_thread_dwords, per_thread_dwords;
6609    if (!cross_thread_supported) {
6610       cross_thread_dwords = 0u;
6611       per_thread_dwords = prog_data->nr_params;
6612    } else if (fill_thread_id) {
6613       /* Fill all but the last register with cross-thread payload */
6614       cross_thread_dwords = 8 * (cs_prog_data->thread_local_id_index / 8);
6615       per_thread_dwords = prog_data->nr_params - cross_thread_dwords;
6616       assert(per_thread_dwords > 0 && per_thread_dwords <= 8);
6617    } else {
6618       /* Fill all data using cross-thread payload */
6619       cross_thread_dwords = prog_data->nr_params;
6620       per_thread_dwords = 0u;
6621    }
6622
6623    fill_push_const_block_info(&cs_prog_data->push.cross_thread, cross_thread_dwords);
6624    fill_push_const_block_info(&cs_prog_data->push.per_thread, per_thread_dwords);
6625
6626    unsigned total_dwords =
6627       (cs_prog_data->push.per_thread.size * cs_prog_data->threads +
6628        cs_prog_data->push.cross_thread.size) / 4;
6629    fill_push_const_block_info(&cs_prog_data->push.total, total_dwords);
6630
6631    assert(cs_prog_data->push.cross_thread.dwords % 8 == 0 ||
6632           cs_prog_data->push.per_thread.size == 0);
6633    assert(cs_prog_data->push.cross_thread.dwords +
6634           cs_prog_data->push.per_thread.dwords ==
6635              prog_data->nr_params);
6636 }
6637
6638 static void
6639 cs_set_simd_size(struct brw_cs_prog_data *cs_prog_data, unsigned size)
6640 {
6641    cs_prog_data->simd_size = size;
6642    unsigned group_size = cs_prog_data->local_size[0] *
6643       cs_prog_data->local_size[1] * cs_prog_data->local_size[2];
6644    cs_prog_data->threads = (group_size + size - 1) / size;
6645 }
6646
6647 const unsigned *
6648 brw_compile_cs(const struct brw_compiler *compiler, void *log_data,
6649                void *mem_ctx,
6650                const struct brw_cs_prog_key *key,
6651                struct brw_cs_prog_data *prog_data,
6652                const nir_shader *src_shader,
6653                int shader_time_index,
6654                unsigned *final_assembly_size,
6655                char **error_str)
6656 {
6657    nir_shader *shader = nir_shader_clone(mem_ctx, src_shader);
6658    shader = brw_nir_apply_sampler_key(shader, compiler->devinfo, &key->tex,
6659                                       true);
6660    brw_nir_lower_cs_shared(shader);
6661    prog_data->base.total_shared += shader->num_shared;
6662
6663    /* Now that we cloned the nir_shader, we can update num_uniforms based on
6664     * the thread_local_id_index.
6665     */
6666    assert(prog_data->thread_local_id_index >= 0);
6667    shader->num_uniforms =
6668       MAX2(shader->num_uniforms,
6669            (unsigned)4 * (prog_data->thread_local_id_index + 1));
6670
6671    brw_nir_lower_intrinsics(shader, &prog_data->base);
6672    shader = brw_postprocess_nir(shader, compiler->devinfo, true);
6673
6674    prog_data->local_size[0] = shader->info.cs.local_size[0];
6675    prog_data->local_size[1] = shader->info.cs.local_size[1];
6676    prog_data->local_size[2] = shader->info.cs.local_size[2];
6677    unsigned local_workgroup_size =
6678       shader->info.cs.local_size[0] * shader->info.cs.local_size[1] *
6679       shader->info.cs.local_size[2];
6680
6681    unsigned max_cs_threads = compiler->devinfo->max_cs_threads;
6682    unsigned simd_required = DIV_ROUND_UP(local_workgroup_size, max_cs_threads);
6683
6684    cfg_t *cfg = NULL;
6685    const char *fail_msg = NULL;
6686
6687    /* Now the main event: Visit the shader IR and generate our CS IR for it.
6688     */
6689    fs_visitor v8(compiler, log_data, mem_ctx, key, &prog_data->base,
6690                  NULL, /* Never used in core profile */
6691                  shader, 8, shader_time_index);
6692    if (simd_required <= 8) {
6693       if (!v8.run_cs()) {
6694          fail_msg = v8.fail_msg;
6695       } else {
6696          cfg = v8.cfg;
6697          cs_set_simd_size(prog_data, 8);
6698          cs_fill_push_const_info(compiler->devinfo, prog_data);
6699          prog_data->base.dispatch_grf_start_reg = v8.payload.num_regs;
6700       }
6701    }
6702
6703    fs_visitor v16(compiler, log_data, mem_ctx, key, &prog_data->base,
6704                  NULL, /* Never used in core profile */
6705                  shader, 16, shader_time_index);
6706    if (likely(!(INTEL_DEBUG & DEBUG_NO16)) &&
6707        !fail_msg && v8.max_dispatch_width >= 16 &&
6708        simd_required <= 16) {
6709       /* Try a SIMD16 compile */
6710       if (simd_required <= 8)
6711          v16.import_uniforms(&v8);
6712       if (!v16.run_cs()) {
6713          compiler->shader_perf_log(log_data,
6714                                    "SIMD16 shader failed to compile: %s",
6715                                    v16.fail_msg);
6716          if (!cfg) {
6717             fail_msg =
6718                "Couldn't generate SIMD16 program and not "
6719                "enough threads for SIMD8";
6720          }
6721       } else {
6722          cfg = v16.cfg;
6723          cs_set_simd_size(prog_data, 16);
6724          cs_fill_push_const_info(compiler->devinfo, prog_data);
6725          prog_data->dispatch_grf_start_reg_16 = v16.payload.num_regs;
6726       }
6727    }
6728
6729    fs_visitor v32(compiler, log_data, mem_ctx, key, &prog_data->base,
6730                  NULL, /* Never used in core profile */
6731                  shader, 32, shader_time_index);
6732    if (!fail_msg && v8.max_dispatch_width >= 32 &&
6733        (simd_required > 16 || (INTEL_DEBUG & DEBUG_DO32))) {
6734       /* Try a SIMD32 compile */
6735       if (simd_required <= 8)
6736          v32.import_uniforms(&v8);
6737       else if (simd_required <= 16)
6738          v32.import_uniforms(&v16);
6739
6740       if (!v32.run_cs()) {
6741          compiler->shader_perf_log(log_data,
6742                                    "SIMD32 shader failed to compile: %s",
6743                                    v16.fail_msg);
6744          if (!cfg) {
6745             fail_msg =
6746                "Couldn't generate SIMD32 program and not "
6747                "enough threads for SIMD16";
6748          }
6749       } else {
6750          cfg = v32.cfg;
6751          cs_set_simd_size(prog_data, 32);
6752          cs_fill_push_const_info(compiler->devinfo, prog_data);
6753       }
6754    }
6755
6756    if (unlikely(cfg == NULL)) {
6757       assert(fail_msg);
6758       if (error_str)
6759          *error_str = ralloc_strdup(mem_ctx, fail_msg);
6760
6761       return NULL;
6762    }
6763
6764    fs_generator g(compiler, log_data, mem_ctx, (void*) key, &prog_data->base,
6765                   v8.promoted_constants, v8.runtime_check_aads_emit,
6766                   MESA_SHADER_COMPUTE);
6767    if (INTEL_DEBUG & DEBUG_CS) {
6768       char *name = ralloc_asprintf(mem_ctx, "%s compute shader %s",
6769                                    shader->info.label ? shader->info.label :
6770                                                         "unnamed",
6771                                    shader->info.name);
6772       g.enable_debug(name);
6773    }
6774
6775    g.generate_code(cfg, prog_data->simd_size);
6776
6777    return g.get_assembly(final_assembly_size);
6778 }
6779
6780 /**
6781  * Test the dispatch mask packing assumptions of
6782  * brw_stage_has_packed_dispatch().  Call this from e.g. the top of
6783  * fs_visitor::emit_nir_code() to cause a GPU hang if any shader invocation is
6784  * executed with an unexpected dispatch mask.
6785  */
6786 static UNUSED void
6787 brw_fs_test_dispatch_packing(const fs_builder &bld)
6788 {
6789    const gl_shader_stage stage = bld.shader->stage;
6790
6791    if (brw_stage_has_packed_dispatch(bld.shader->devinfo, stage,
6792                                      bld.shader->stage_prog_data)) {
6793       const fs_builder ubld = bld.exec_all().group(1, 0);
6794       const fs_reg tmp = component(bld.vgrf(BRW_REGISTER_TYPE_UD), 0);
6795       const fs_reg mask = (stage == MESA_SHADER_FRAGMENT ? brw_vmask_reg() :
6796                            brw_dmask_reg());
6797
6798       ubld.ADD(tmp, mask, brw_imm_ud(1));
6799       ubld.AND(tmp, mask, tmp);
6800
6801       /* This will loop forever if the dispatch mask doesn't have the expected
6802        * form '2^n-1', in which case tmp will be non-zero.
6803        */
6804       bld.emit(BRW_OPCODE_DO);
6805       bld.CMP(bld.null_reg_ud(), tmp, brw_imm_ud(0), BRW_CONDITIONAL_NZ);
6806       set_predicate(BRW_PREDICATE_NORMAL, bld.emit(BRW_OPCODE_WHILE));
6807    }
6808 }