~mmach/netext73/mesa-haswell

« back to all changes in this revision

Viewing changes to src/amd/compiler/aco_insert_exec_mask.cpp

  • Committer: mmach
  • Date: 2022-09-22 19:56:13 UTC
  • Revision ID: netbit73@gmail.com-20220922195613-wtik9mmy20tmor0i
2022-09-22 21:17:09

Show diffs side-by-side

added added

removed removed

Lines of Context:
1
 
/*
2
 
 * Copyright © 2019 Valve 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
 
 
25
 
#include "aco_builder.h"
26
 
#include "aco_ir.h"
27
 
 
28
 
#include "util/u_math.h"
29
 
 
30
 
#include <set>
31
 
#include <vector>
32
 
 
33
 
namespace aco {
34
 
 
35
 
namespace {
36
 
 
37
 
enum WQMState : uint8_t {
38
 
   Unspecified = 0,
39
 
   Exact = 1 << 0,
40
 
   WQM = 1 << 1, /* with control flow applied */
41
 
};
42
 
 
43
 
enum mask_type : uint8_t {
44
 
   mask_type_global = 1 << 0,
45
 
   mask_type_exact = 1 << 1,
46
 
   mask_type_wqm = 1 << 2,
47
 
   mask_type_loop = 1 << 3, /* active lanes of a loop */
48
 
};
49
 
 
50
 
struct wqm_ctx {
51
 
   Program* program;
52
 
   /* state for WQM propagation */
53
 
   std::set<unsigned> worklist;
54
 
   std::vector<bool> branch_wqm; /* true if the branch condition in this block should be in wqm */
55
 
   wqm_ctx(Program* program_)
56
 
       : program(program_), branch_wqm(program->blocks.size())
57
 
   {
58
 
      for (unsigned i = 0; i < program->blocks.size(); i++)
59
 
         worklist.insert(i);
60
 
   }
61
 
};
62
 
 
63
 
struct loop_info {
64
 
   Block* loop_header;
65
 
   uint16_t num_exec_masks;
66
 
   bool has_divergent_break;
67
 
   bool has_divergent_continue;
68
 
   bool has_discard; /* has a discard or demote */
69
 
   loop_info(Block* b, uint16_t num, bool breaks, bool cont, bool discard)
70
 
       : loop_header(b), num_exec_masks(num), has_divergent_break(breaks),
71
 
         has_divergent_continue(cont), has_discard(discard)
72
 
   {}
73
 
};
74
 
 
75
 
struct block_info {
76
 
   std::vector<std::pair<Operand, uint8_t>>
77
 
      exec; /* Vector of exec masks. Either a temporary or const -1. */
78
 
   std::vector<WQMState> instr_needs;
79
 
   uint8_t block_needs;
80
 
};
81
 
 
82
 
struct exec_ctx {
83
 
   Program* program;
84
 
   std::vector<block_info> info;
85
 
   std::vector<loop_info> loop;
86
 
   bool handle_wqm = false;
87
 
   exec_ctx(Program* program_) : program(program_), info(program->blocks.size()) {}
88
 
};
89
 
 
90
 
bool
91
 
needs_exact(aco_ptr<Instruction>& instr)
92
 
{
93
 
   if (instr->isMUBUF()) {
94
 
      return instr->mubuf().disable_wqm;
95
 
   } else if (instr->isMTBUF()) {
96
 
      return instr->mtbuf().disable_wqm;
97
 
   } else if (instr->isMIMG()) {
98
 
      return instr->mimg().disable_wqm;
99
 
   } else if (instr->isFlatLike()) {
100
 
      return instr->flatlike().disable_wqm;
101
 
   } else {
102
 
      return instr->isEXP();
103
 
   }
104
 
}
105
 
 
106
 
void
107
 
mark_block_wqm(wqm_ctx& ctx, unsigned block_idx)
108
 
{
109
 
   if (ctx.branch_wqm[block_idx])
110
 
      return;
111
 
 
112
 
   for (Block& block : ctx.program->blocks) {
113
 
      if (block.index >= block_idx && block.kind & block_kind_top_level)
114
 
         break;
115
 
      ctx.branch_wqm[block.index] = true;
116
 
      ctx.worklist.insert(block.index);
117
 
   }
118
 
}
119
 
 
120
 
void
121
 
get_block_needs(wqm_ctx& ctx, exec_ctx& exec_ctx, Block* block)
122
 
{
123
 
   block_info& info = exec_ctx.info[block->index];
124
 
 
125
 
   std::vector<WQMState> instr_needs(block->instructions.size());
126
 
 
127
 
   bool propagate_wqm = ctx.branch_wqm[block->index];
128
 
   for (int i = block->instructions.size() - 1; i >= 0; --i) {
129
 
      aco_ptr<Instruction>& instr = block->instructions[i];
130
 
 
131
 
      if (instr->opcode == aco_opcode::p_wqm)
132
 
         propagate_wqm = true;
133
 
 
134
 
      bool pred_by_exec = needs_exec_mask(instr.get()) ||
135
 
                          instr->opcode == aco_opcode::p_logical_end ||
136
 
                          instr->isBranch();
137
 
 
138
 
      if (needs_exact(instr))
139
 
         instr_needs[i] = Exact;
140
 
      else if (propagate_wqm && pred_by_exec)
141
 
         instr_needs[i] = WQM;
142
 
      else
143
 
         instr_needs[i] = Unspecified;
144
 
 
145
 
      info.block_needs |= instr_needs[i];
146
 
   }
147
 
 
148
 
   info.instr_needs = instr_needs;
149
 
 
150
 
   /* for "if (<cond>) <wqm code>" or "while (<cond>) <wqm code>",
151
 
    * <cond> should be computed in WQM */
152
 
   if (info.block_needs & WQM) {
153
 
      mark_block_wqm(ctx, block->index);
154
 
   }
155
 
}
156
 
 
157
 
void
158
 
calculate_wqm_needs(exec_ctx& exec_ctx)
159
 
{
160
 
   wqm_ctx ctx(exec_ctx.program);
161
 
 
162
 
   while (!ctx.worklist.empty()) {
163
 
      unsigned block_index = *std::prev(ctx.worklist.end());
164
 
      ctx.worklist.erase(std::prev(ctx.worklist.end()));
165
 
 
166
 
      Block& block = exec_ctx.program->blocks[block_index];
167
 
      get_block_needs(ctx, exec_ctx, &block);
168
 
   }
169
 
 
170
 
   exec_ctx.handle_wqm = true;
171
 
}
172
 
 
173
 
Operand
174
 
get_exec_op(Operand t)
175
 
{
176
 
   if (t.isUndefined())
177
 
      return Operand(exec, t.regClass());
178
 
   else
179
 
      return t;
180
 
}
181
 
 
182
 
void
183
 
transition_to_WQM(exec_ctx& ctx, Builder bld, unsigned idx)
184
 
{
185
 
   if (ctx.info[idx].exec.back().second & mask_type_wqm)
186
 
      return;
187
 
   if (ctx.info[idx].exec.back().second & mask_type_global) {
188
 
      Operand exec_mask = ctx.info[idx].exec.back().first;
189
 
      if (exec_mask.isUndefined()) {
190
 
         exec_mask = bld.copy(bld.def(bld.lm), Operand(exec, bld.lm));
191
 
         ctx.info[idx].exec.back().first = exec_mask;
192
 
      }
193
 
 
194
 
      exec_mask = bld.sop1(Builder::s_wqm, Definition(exec, bld.lm), bld.def(s1, scc),
195
 
                           get_exec_op(exec_mask));
196
 
      ctx.info[idx].exec.emplace_back(exec_mask, mask_type_global | mask_type_wqm);
197
 
      return;
198
 
   }
199
 
   /* otherwise, the WQM mask should be one below the current mask */
200
 
   ctx.info[idx].exec.pop_back();
201
 
   assert(ctx.info[idx].exec.back().second & mask_type_wqm);
202
 
   assert(ctx.info[idx].exec.back().first.size() == bld.lm.size());
203
 
   assert(ctx.info[idx].exec.back().first.isTemp());
204
 
   ctx.info[idx].exec.back().first =
205
 
      bld.copy(Definition(exec, bld.lm), ctx.info[idx].exec.back().first);
206
 
}
207
 
 
208
 
void
209
 
transition_to_Exact(exec_ctx& ctx, Builder bld, unsigned idx)
210
 
{
211
 
   if (ctx.info[idx].exec.back().second & mask_type_exact)
212
 
      return;
213
 
   /* We can't remove the loop exec mask, because that can cause exec.size() to
214
 
    * be less than num_exec_masks. The loop exec mask also needs to be kept
215
 
    * around for various uses. */
216
 
   if ((ctx.info[idx].exec.back().second & mask_type_global) &&
217
 
       !(ctx.info[idx].exec.back().second & mask_type_loop)) {
218
 
      ctx.info[idx].exec.pop_back();
219
 
      assert(ctx.info[idx].exec.back().second & mask_type_exact);
220
 
      assert(ctx.info[idx].exec.back().first.size() == bld.lm.size());
221
 
      assert(ctx.info[idx].exec.back().first.isTemp());
222
 
      ctx.info[idx].exec.back().first =
223
 
         bld.copy(Definition(exec, bld.lm), ctx.info[idx].exec.back().first);
224
 
      return;
225
 
   }
226
 
   /* otherwise, we create an exact mask and push to the stack */
227
 
   Operand wqm = ctx.info[idx].exec.back().first;
228
 
   if (wqm.isUndefined()) {
229
 
      wqm = bld.sop1(Builder::s_and_saveexec, bld.def(bld.lm), bld.def(s1, scc),
230
 
                     Definition(exec, bld.lm), ctx.info[idx].exec[0].first, Operand(exec, bld.lm));
231
 
   } else {
232
 
      bld.sop2(Builder::s_and, Definition(exec, bld.lm), bld.def(s1, scc),
233
 
               ctx.info[idx].exec[0].first, wqm);
234
 
   }
235
 
   ctx.info[idx].exec.back().first = Operand(wqm);
236
 
   ctx.info[idx].exec.emplace_back(Operand(bld.lm), mask_type_exact);
237
 
}
238
 
 
239
 
unsigned
240
 
add_coupling_code(exec_ctx& ctx, Block* block, std::vector<aco_ptr<Instruction>>& instructions)
241
 
{
242
 
   unsigned idx = block->index;
243
 
   Builder bld(ctx.program, &instructions);
244
 
   std::vector<unsigned>& preds = block->linear_preds;
245
 
 
246
 
   /* start block */
247
 
   if (idx == 0) {
248
 
      aco_ptr<Instruction>& startpgm = block->instructions[0];
249
 
      assert(startpgm->opcode == aco_opcode::p_startpgm);
250
 
      bld.insert(std::move(startpgm));
251
 
 
252
 
      Operand start_exec(bld.lm);
253
 
 
254
 
      /* exec seems to need to be manually initialized with combined shaders */
255
 
      if (ctx.program->stage.num_sw_stages() > 1 || ctx.program->stage.hw == HWStage::NGG) {
256
 
         start_exec = Operand::c32_or_c64(-1u, bld.lm == s2);
257
 
         bld.copy(Definition(exec, bld.lm), start_exec);
258
 
      }
259
 
 
260
 
      if (ctx.handle_wqm) {
261
 
         ctx.info[0].exec.emplace_back(start_exec, mask_type_global | mask_type_exact);
262
 
         /* if this block needs WQM, initialize already */
263
 
         if (ctx.info[0].block_needs & WQM)
264
 
            transition_to_WQM(ctx, bld, 0);
265
 
      } else {
266
 
         uint8_t mask = mask_type_global;
267
 
         if (ctx.program->needs_wqm) {
268
 
            bld.sop1(Builder::s_wqm, Definition(exec, bld.lm), bld.def(s1, scc),
269
 
                     Operand(exec, bld.lm));
270
 
            mask |= mask_type_wqm;
271
 
         } else {
272
 
            mask |= mask_type_exact;
273
 
         }
274
 
         ctx.info[0].exec.emplace_back(start_exec, mask);
275
 
      }
276
 
 
277
 
      return 1;
278
 
   }
279
 
 
280
 
   /* loop entry block */
281
 
   if (block->kind & block_kind_loop_header) {
282
 
      assert(preds[0] == idx - 1);
283
 
      ctx.info[idx].exec = ctx.info[idx - 1].exec;
284
 
      loop_info& info = ctx.loop.back();
285
 
      while (ctx.info[idx].exec.size() > info.num_exec_masks)
286
 
         ctx.info[idx].exec.pop_back();
287
 
 
288
 
      /* create ssa names for outer exec masks */
289
 
      if (info.has_discard) {
290
 
         aco_ptr<Pseudo_instruction> phi;
291
 
         for (int i = 0; i < info.num_exec_masks - 1; i++) {
292
 
            phi.reset(create_instruction<Pseudo_instruction>(aco_opcode::p_linear_phi,
293
 
                                                             Format::PSEUDO, preds.size(), 1));
294
 
            phi->definitions[0] = bld.def(bld.lm);
295
 
            phi->operands[0] = get_exec_op(ctx.info[preds[0]].exec[i].first);
296
 
            ctx.info[idx].exec[i].first = bld.insert(std::move(phi));
297
 
         }
298
 
      }
299
 
 
300
 
      /* create ssa name for restore mask */
301
 
      if (info.has_divergent_break) {
302
 
         /* this phi might be trivial but ensures a parallelcopy on the loop header */
303
 
         aco_ptr<Pseudo_instruction> phi{create_instruction<Pseudo_instruction>(
304
 
            aco_opcode::p_linear_phi, Format::PSEUDO, preds.size(), 1)};
305
 
         phi->definitions[0] = bld.def(bld.lm);
306
 
         phi->operands[0] = get_exec_op(ctx.info[preds[0]].exec[info.num_exec_masks - 1].first);
307
 
         ctx.info[idx].exec.back().first = bld.insert(std::move(phi));
308
 
      }
309
 
 
310
 
      /* create ssa name for loop active mask */
311
 
      aco_ptr<Pseudo_instruction> phi{create_instruction<Pseudo_instruction>(
312
 
         aco_opcode::p_linear_phi, Format::PSEUDO, preds.size(), 1)};
313
 
      if (info.has_divergent_continue)
314
 
         phi->definitions[0] = bld.def(bld.lm);
315
 
      else
316
 
         phi->definitions[0] = Definition(exec, bld.lm);
317
 
      phi->operands[0] = get_exec_op(ctx.info[preds[0]].exec.back().first);
318
 
      Temp loop_active = bld.insert(std::move(phi));
319
 
 
320
 
      if (info.has_divergent_break) {
321
 
         uint8_t mask_type =
322
 
            (ctx.info[idx].exec.back().second & (mask_type_wqm | mask_type_exact)) | mask_type_loop;
323
 
         ctx.info[idx].exec.emplace_back(loop_active, mask_type);
324
 
      } else {
325
 
         ctx.info[idx].exec.back().first = Operand(loop_active);
326
 
         ctx.info[idx].exec.back().second |= mask_type_loop;
327
 
      }
328
 
 
329
 
      /* create a parallelcopy to move the active mask to exec */
330
 
      unsigned i = 0;
331
 
      if (info.has_divergent_continue) {
332
 
         while (block->instructions[i]->opcode != aco_opcode::p_logical_start) {
333
 
            bld.insert(std::move(block->instructions[i]));
334
 
            i++;
335
 
         }
336
 
         uint8_t mask_type = ctx.info[idx].exec.back().second & (mask_type_wqm | mask_type_exact);
337
 
         assert(ctx.info[idx].exec.back().first.size() == bld.lm.size());
338
 
         ctx.info[idx].exec.emplace_back(
339
 
            bld.copy(Definition(exec, bld.lm), ctx.info[idx].exec.back().first), mask_type);
340
 
      }
341
 
 
342
 
      return i;
343
 
   }
344
 
 
345
 
   /* loop exit block */
346
 
   if (block->kind & block_kind_loop_exit) {
347
 
      Block* header = ctx.loop.back().loop_header;
348
 
      loop_info& info = ctx.loop.back();
349
 
 
350
 
      for (ASSERTED unsigned pred : preds)
351
 
         assert(ctx.info[pred].exec.size() >= info.num_exec_masks);
352
 
 
353
 
      /* fill the loop header phis */
354
 
      std::vector<unsigned>& header_preds = header->linear_preds;
355
 
      int instr_idx = 0;
356
 
      if (info.has_discard) {
357
 
         while (instr_idx < info.num_exec_masks - 1) {
358
 
            aco_ptr<Instruction>& phi = header->instructions[instr_idx];
359
 
            assert(phi->opcode == aco_opcode::p_linear_phi);
360
 
            for (unsigned i = 1; i < phi->operands.size(); i++)
361
 
               phi->operands[i] = get_exec_op(ctx.info[header_preds[i]].exec[instr_idx].first);
362
 
            instr_idx++;
363
 
         }
364
 
      }
365
 
 
366
 
      {
367
 
         aco_ptr<Instruction>& phi = header->instructions[instr_idx++];
368
 
         assert(phi->opcode == aco_opcode::p_linear_phi);
369
 
         for (unsigned i = 1; i < phi->operands.size(); i++)
370
 
            phi->operands[i] =
371
 
               get_exec_op(ctx.info[header_preds[i]].exec[info.num_exec_masks - 1].first);
372
 
      }
373
 
 
374
 
      if (info.has_divergent_break) {
375
 
         aco_ptr<Instruction>& phi = header->instructions[instr_idx];
376
 
         assert(phi->opcode == aco_opcode::p_linear_phi);
377
 
         for (unsigned i = 1; i < phi->operands.size(); i++)
378
 
            phi->operands[i] =
379
 
               get_exec_op(ctx.info[header_preds[i]].exec[info.num_exec_masks].first);
380
 
      }
381
 
 
382
 
      assert(!(block->kind & block_kind_top_level) || info.num_exec_masks <= 2);
383
 
 
384
 
      /* create the loop exit phis if not trivial */
385
 
      for (unsigned exec_idx = 0; exec_idx < info.num_exec_masks; exec_idx++) {
386
 
         Operand same = ctx.info[preds[0]].exec[exec_idx].first;
387
 
         uint8_t type = ctx.info[header_preds[0]].exec[exec_idx].second;
388
 
         bool trivial = true;
389
 
 
390
 
         for (unsigned i = 1; i < preds.size() && trivial; i++) {
391
 
            if (ctx.info[preds[i]].exec[exec_idx].first != same)
392
 
               trivial = false;
393
 
         }
394
 
 
395
 
         if (trivial) {
396
 
            ctx.info[idx].exec.emplace_back(same, type);
397
 
         } else {
398
 
            /* create phi for loop footer */
399
 
            aco_ptr<Pseudo_instruction> phi{create_instruction<Pseudo_instruction>(
400
 
               aco_opcode::p_linear_phi, Format::PSEUDO, preds.size(), 1)};
401
 
            phi->definitions[0] = bld.def(bld.lm);
402
 
            if (exec_idx == info.num_exec_masks - 1u) {
403
 
               phi->definitions[0] = Definition(exec, bld.lm);
404
 
            }
405
 
            for (unsigned i = 0; i < phi->operands.size(); i++)
406
 
               phi->operands[i] = get_exec_op(ctx.info[preds[i]].exec[exec_idx].first);
407
 
            ctx.info[idx].exec.emplace_back(bld.insert(std::move(phi)), type);
408
 
         }
409
 
      }
410
 
 
411
 
      assert(ctx.info[idx].exec.size() == info.num_exec_masks);
412
 
      ctx.loop.pop_back();
413
 
 
414
 
   } else if (preds.size() == 1) {
415
 
      ctx.info[idx].exec = ctx.info[preds[0]].exec;
416
 
   } else {
417
 
      assert(preds.size() == 2);
418
 
      /* if one of the predecessors ends in exact mask, we pop it from stack */
419
 
      unsigned num_exec_masks =
420
 
         std::min(ctx.info[preds[0]].exec.size(), ctx.info[preds[1]].exec.size());
421
 
 
422
 
      if (block->kind & block_kind_merge)
423
 
         num_exec_masks--;
424
 
      if (block->kind & block_kind_top_level)
425
 
         num_exec_masks = std::min(num_exec_masks, 2u);
426
 
 
427
 
      /* create phis for diverged exec masks */
428
 
      for (unsigned i = 0; i < num_exec_masks; i++) {
429
 
         /* skip trivial phis */
430
 
         if (ctx.info[preds[0]].exec[i].first == ctx.info[preds[1]].exec[i].first) {
431
 
            Operand t = ctx.info[preds[0]].exec[i].first;
432
 
            /* discard/demote can change the state of the current exec mask */
433
 
            assert(!t.isTemp() ||
434
 
                   ctx.info[preds[0]].exec[i].second == ctx.info[preds[1]].exec[i].second);
435
 
            uint8_t mask = ctx.info[preds[0]].exec[i].second & ctx.info[preds[1]].exec[i].second;
436
 
            ctx.info[idx].exec.emplace_back(t, mask);
437
 
            continue;
438
 
         }
439
 
 
440
 
         Temp phi = bld.pseudo(aco_opcode::p_linear_phi, bld.def(bld.lm),
441
 
                               get_exec_op(ctx.info[preds[0]].exec[i].first),
442
 
                               get_exec_op(ctx.info[preds[1]].exec[i].first));
443
 
         uint8_t mask_type = ctx.info[preds[0]].exec[i].second & ctx.info[preds[1]].exec[i].second;
444
 
         ctx.info[idx].exec.emplace_back(phi, mask_type);
445
 
      }
446
 
   }
447
 
 
448
 
   unsigned i = 0;
449
 
   while (block->instructions[i]->opcode == aco_opcode::p_phi ||
450
 
          block->instructions[i]->opcode == aco_opcode::p_linear_phi) {
451
 
      bld.insert(std::move(block->instructions[i]));
452
 
      i++;
453
 
   }
454
 
 
455
 
   /* try to satisfy the block's needs */
456
 
   if (ctx.handle_wqm) {
457
 
      if (block->kind & block_kind_top_level && ctx.info[idx].exec.size() == 2) {
458
 
         if (ctx.info[idx].block_needs == 0 || ctx.info[idx].block_needs == Exact) {
459
 
            ctx.info[idx].exec.back().second |= mask_type_global;
460
 
            transition_to_Exact(ctx, bld, idx);
461
 
            ctx.handle_wqm = false;
462
 
         }
463
 
      }
464
 
   }
465
 
 
466
 
   /* restore exec mask after divergent control flow */
467
 
   if (block->kind & (block_kind_loop_exit | block_kind_merge) &&
468
 
       !ctx.info[idx].exec.back().first.isUndefined()) {
469
 
      Operand restore = ctx.info[idx].exec.back().first;
470
 
      assert(restore.size() == bld.lm.size());
471
 
      bld.copy(Definition(exec, bld.lm), restore);
472
 
      if (!restore.isConstant())
473
 
         ctx.info[idx].exec.back().first = Operand(bld.lm);
474
 
   }
475
 
 
476
 
   return i;
477
 
}
478
 
 
479
 
void
480
 
process_instructions(exec_ctx& ctx, Block* block, std::vector<aco_ptr<Instruction>>& instructions,
481
 
                     unsigned idx)
482
 
{
483
 
   WQMState state;
484
 
   if (ctx.info[block->index].exec.back().second & mask_type_wqm) {
485
 
      state = WQM;
486
 
   } else {
487
 
      assert(!ctx.handle_wqm || ctx.info[block->index].exec.back().second & mask_type_exact);
488
 
      state = Exact;
489
 
   }
490
 
 
491
 
   /* if the block doesn't need both, WQM and Exact, we can skip processing the instructions */
492
 
   bool process = (ctx.handle_wqm && (ctx.info[block->index].block_needs & state) !=
493
 
                                        (ctx.info[block->index].block_needs & (WQM | Exact))) ||
494
 
                  block->kind & block_kind_uses_discard || block->kind & block_kind_needs_lowering;
495
 
   if (!process) {
496
 
      std::vector<aco_ptr<Instruction>>::iterator it = std::next(block->instructions.begin(), idx);
497
 
      instructions.insert(instructions.end(),
498
 
                          std::move_iterator<std::vector<aco_ptr<Instruction>>::iterator>(it),
499
 
                          std::move_iterator<std::vector<aco_ptr<Instruction>>::iterator>(
500
 
                             block->instructions.end()));
501
 
      return;
502
 
   }
503
 
 
504
 
   Builder bld(ctx.program, &instructions);
505
 
 
506
 
   for (; idx < block->instructions.size(); idx++) {
507
 
      aco_ptr<Instruction> instr = std::move(block->instructions[idx]);
508
 
 
509
 
      WQMState needs = ctx.handle_wqm ? ctx.info[block->index].instr_needs[idx] : Unspecified;
510
 
 
511
 
      if (needs == WQM && state != WQM) {
512
 
         transition_to_WQM(ctx, bld, block->index);
513
 
         state = WQM;
514
 
      } else if (needs == Exact && state != Exact) {
515
 
         transition_to_Exact(ctx, bld, block->index);
516
 
         state = Exact;
517
 
      }
518
 
 
519
 
      if (instr->opcode == aco_opcode::p_discard_if) {
520
 
         Operand current_exec = Operand(exec, bld.lm);
521
 
 
522
 
         if (ctx.info[block->index].exec.size() >= 2) {
523
 
            if (needs == WQM) {
524
 
               /* Preserve the WQM mask */
525
 
               ctx.info[block->index].exec[1].second &= ~mask_type_global;
526
 
            } else if (block->kind & block_kind_top_level) {
527
 
               /* Transition to Exact without extra instruction. Since needs != WQM, we won't need
528
 
                * WQM again.
529
 
                */
530
 
               ctx.info[block->index].exec.resize(1);
531
 
               assert(ctx.info[block->index].exec[0].second == (mask_type_exact | mask_type_global));
532
 
               current_exec = get_exec_op(ctx.info[block->index].exec.back().first);
533
 
               ctx.info[block->index].exec[0].first = Operand(bld.lm);
534
 
            }
535
 
         }
536
 
 
537
 
         Temp cond, exit_cond;
538
 
         if (instr->operands[0].isConstant()) {
539
 
            assert(instr->operands[0].constantValue() == -1u);
540
 
            /* save condition and set exec to zero */
541
 
            exit_cond = bld.tmp(s1);
542
 
            cond =
543
 
               bld.sop1(Builder::s_and_saveexec, bld.def(bld.lm), bld.scc(Definition(exit_cond)),
544
 
                        Definition(exec, bld.lm), Operand::zero(), Operand(exec, bld.lm));
545
 
         } else {
546
 
            cond = instr->operands[0].getTemp();
547
 
            /* discard from current exec */
548
 
            exit_cond = bld.sop2(Builder::s_andn2, Definition(exec, bld.lm), bld.def(s1, scc),
549
 
                                 current_exec, cond)
550
 
                           .def(1)
551
 
                           .getTemp();
552
 
         }
553
 
 
554
 
         /* discard from inner to outer exec mask on stack */
555
 
         int num = ctx.info[block->index].exec.size() - 2;
556
 
         for (int i = num; i >= 0; i--) {
557
 
            Instruction* andn2 = bld.sop2(Builder::s_andn2, bld.def(bld.lm), bld.def(s1, scc),
558
 
                                          ctx.info[block->index].exec[i].first, cond);
559
 
            ctx.info[block->index].exec[i].first = Operand(andn2->definitions[0].getTemp());
560
 
            exit_cond = andn2->definitions[1].getTemp();
561
 
         }
562
 
 
563
 
         instr->opcode = aco_opcode::p_exit_early_if;
564
 
         instr->operands[0] = bld.scc(exit_cond);
565
 
         assert(!ctx.handle_wqm || (ctx.info[block->index].exec[0].second & mask_type_wqm) == 0);
566
 
 
567
 
      } else if (instr->opcode == aco_opcode::p_is_helper) {
568
 
         Definition dst = instr->definitions[0];
569
 
         assert(dst.size() == bld.lm.size());
570
 
         if (state == Exact) {
571
 
            instr.reset(create_instruction<SOP1_instruction>(bld.w64or32(Builder::s_mov),
572
 
                                                             Format::SOP1, 1, 1));
573
 
            instr->operands[0] = Operand::zero();
574
 
            instr->definitions[0] = dst;
575
 
         } else {
576
 
            std::pair<Operand, uint8_t>& exact_mask = ctx.info[block->index].exec[0];
577
 
            assert(exact_mask.second & mask_type_exact);
578
 
 
579
 
            instr.reset(create_instruction<SOP2_instruction>(bld.w64or32(Builder::s_andn2),
580
 
                                                             Format::SOP2, 2, 2));
581
 
            instr->operands[0] = Operand(exec, bld.lm); /* current exec */
582
 
            instr->operands[1] = Operand(exact_mask.first);
583
 
            instr->definitions[0] = dst;
584
 
            instr->definitions[1] = bld.def(s1, scc);
585
 
         }
586
 
      } else if (instr->opcode == aco_opcode::p_demote_to_helper) {
587
 
         /* turn demote into discard_if with only exact masks */
588
 
         assert(ctx.info[block->index].exec[0].second == (mask_type_exact | mask_type_global));
589
 
 
590
 
         int num;
591
 
         Temp cond, exit_cond;
592
 
         if (instr->operands[0].isConstant()) {
593
 
            assert(instr->operands[0].constantValue() == -1u);
594
 
            /* transition to exact and set exec to zero */
595
 
            exit_cond = bld.tmp(s1);
596
 
            cond =
597
 
               bld.sop1(Builder::s_and_saveexec, bld.def(bld.lm), bld.scc(Definition(exit_cond)),
598
 
                        Definition(exec, bld.lm), Operand::zero(), Operand(exec, bld.lm));
599
 
 
600
 
            num = ctx.info[block->index].exec.size() - 2;
601
 
            if (!(ctx.info[block->index].exec.back().second & mask_type_exact)) {
602
 
               ctx.info[block->index].exec.back().first = Operand(cond);
603
 
               ctx.info[block->index].exec.emplace_back(Operand(bld.lm), mask_type_exact);
604
 
            }
605
 
         } else {
606
 
            /* demote_if: transition to exact */
607
 
            if (block->kind & block_kind_top_level && ctx.info[block->index].exec.size() == 2 &&
608
 
                ctx.info[block->index].exec.back().second & mask_type_global) {
609
 
               /* We don't need to actually copy anything into exact, since the s_andn2
610
 
                * instructions later will do that.
611
 
                */
612
 
               ctx.info[block->index].exec.pop_back();
613
 
            } else {
614
 
               transition_to_Exact(ctx, bld, block->index);
615
 
            }
616
 
            assert(instr->operands[0].isTemp());
617
 
            cond = instr->operands[0].getTemp();
618
 
            num = ctx.info[block->index].exec.size() - 1;
619
 
         }
620
 
 
621
 
         for (int i = num; i >= 0; i--) {
622
 
            if (ctx.info[block->index].exec[i].second & mask_type_exact) {
623
 
               Instruction* andn2 =
624
 
                  bld.sop2(Builder::s_andn2, bld.def(bld.lm), bld.def(s1, scc),
625
 
                           get_exec_op(ctx.info[block->index].exec[i].first), cond);
626
 
               if (i == (int)ctx.info[block->index].exec.size() - 1)
627
 
                  andn2->definitions[0] = Definition(exec, bld.lm);
628
 
 
629
 
               ctx.info[block->index].exec[i].first = Operand(andn2->definitions[0].getTemp());
630
 
               exit_cond = andn2->definitions[1].getTemp();
631
 
            } else {
632
 
               assert(i != 0);
633
 
            }
634
 
         }
635
 
         instr->opcode = aco_opcode::p_exit_early_if;
636
 
         instr->operands[0] = bld.scc(exit_cond);
637
 
         state = Exact;
638
 
 
639
 
      } else if (instr->opcode == aco_opcode::p_elect) {
640
 
         bool all_lanes_enabled = ctx.info[block->index].exec.back().first.constantEquals(-1u);
641
 
         Definition dst = instr->definitions[0];
642
 
 
643
 
         if (all_lanes_enabled) {
644
 
            bld.copy(Definition(dst), Operand::c32_or_c64(1u, dst.size() == 2));
645
 
         } else {
646
 
            Temp first_lane_idx = bld.sop1(Builder::s_ff1_i32, bld.def(s1), Operand(exec, bld.lm));
647
 
            bld.sop2(Builder::s_lshl, Definition(dst), bld.def(s1, scc),
648
 
                     Operand::c32_or_c64(1u, dst.size() == 2), Operand(first_lane_idx));
649
 
         }
650
 
         instr.reset();
651
 
         continue;
652
 
      }
653
 
 
654
 
      bld.insert(std::move(instr));
655
 
   }
656
 
}
657
 
 
658
 
void
659
 
add_branch_code(exec_ctx& ctx, Block* block)
660
 
{
661
 
   unsigned idx = block->index;
662
 
   Builder bld(ctx.program, block);
663
 
 
664
 
   if (idx == ctx.program->blocks.size() - 1)
665
 
      return;
666
 
 
667
 
   /* try to disable wqm handling */
668
 
   if (ctx.handle_wqm && block->kind & block_kind_top_level) {
669
 
      if (ctx.info[idx].exec.size() == 3) {
670
 
         assert(ctx.info[idx].exec[1].second == mask_type_wqm);
671
 
         ctx.info[idx].exec.pop_back();
672
 
      }
673
 
      assert(ctx.info[idx].exec.size() <= 2);
674
 
 
675
 
      if (!(ctx.info[idx].instr_needs.back() & WQM)) {
676
 
         /* transition to Exact if the branch doesn't need WQM */
677
 
         aco_ptr<Instruction> branch = std::move(block->instructions.back());
678
 
         block->instructions.pop_back();
679
 
         ctx.info[idx].exec.back().second |= mask_type_global;
680
 
         transition_to_Exact(ctx, bld, idx);
681
 
         bld.insert(std::move(branch));
682
 
         ctx.handle_wqm = false;
683
 
      }
684
 
   }
685
 
 
686
 
   if (block->kind & block_kind_loop_preheader) {
687
 
      /* collect information about the succeeding loop */
688
 
      bool has_divergent_break = false;
689
 
      bool has_divergent_continue = false;
690
 
      bool has_discard = false;
691
 
      unsigned loop_nest_depth = ctx.program->blocks[idx + 1].loop_nest_depth;
692
 
 
693
 
      for (unsigned i = idx + 1; ctx.program->blocks[i].loop_nest_depth >= loop_nest_depth; i++) {
694
 
         Block& loop_block = ctx.program->blocks[i];
695
 
 
696
 
         if (loop_block.kind & block_kind_uses_discard)
697
 
            has_discard = true;
698
 
         if (loop_block.loop_nest_depth != loop_nest_depth)
699
 
            continue;
700
 
 
701
 
         if (loop_block.kind & block_kind_uniform)
702
 
            continue;
703
 
         else if (loop_block.kind & block_kind_break)
704
 
            has_divergent_break = true;
705
 
         else if (loop_block.kind & block_kind_continue)
706
 
            has_divergent_continue = true;
707
 
      }
708
 
 
709
 
      unsigned num_exec_masks = ctx.info[idx].exec.size();
710
 
      if (block->kind & block_kind_top_level)
711
 
         num_exec_masks = std::min(num_exec_masks, 2u);
712
 
 
713
 
      ctx.loop.emplace_back(&ctx.program->blocks[block->linear_succs[0]], num_exec_masks,
714
 
                            has_divergent_break, has_divergent_continue, has_discard);
715
 
   }
716
 
 
717
 
   /* For normal breaks, this is the exec mask. For discard+break, it's the
718
 
    * old exec mask before it was zero'd.
719
 
    */
720
 
   Operand break_cond = Operand(exec, bld.lm);
721
 
 
722
 
   if (block->kind & block_kind_continue_or_break) {
723
 
      assert(ctx.program->blocks[ctx.program->blocks[block->linear_succs[1]].linear_succs[0]].kind &
724
 
             block_kind_loop_header);
725
 
      assert(ctx.program->blocks[ctx.program->blocks[block->linear_succs[0]].linear_succs[0]].kind &
726
 
             block_kind_loop_exit);
727
 
      assert(block->instructions.back()->opcode == aco_opcode::p_branch);
728
 
      block->instructions.pop_back();
729
 
 
730
 
      bool need_parallelcopy = false;
731
 
      while (!(ctx.info[idx].exec.back().second & mask_type_loop)) {
732
 
         ctx.info[idx].exec.pop_back();
733
 
         need_parallelcopy = true;
734
 
      }
735
 
 
736
 
      if (need_parallelcopy)
737
 
         ctx.info[idx].exec.back().first =
738
 
            bld.copy(Definition(exec, bld.lm), ctx.info[idx].exec.back().first);
739
 
      bld.branch(aco_opcode::p_cbranch_nz, bld.def(s2), Operand(exec, bld.lm),
740
 
                 block->linear_succs[1], block->linear_succs[0]);
741
 
      return;
742
 
   }
743
 
 
744
 
   if (block->kind & block_kind_uniform) {
745
 
      Pseudo_branch_instruction& branch = block->instructions.back()->branch();
746
 
      if (branch.opcode == aco_opcode::p_branch) {
747
 
         branch.target[0] = block->linear_succs[0];
748
 
      } else {
749
 
         branch.target[0] = block->linear_succs[1];
750
 
         branch.target[1] = block->linear_succs[0];
751
 
      }
752
 
      return;
753
 
   }
754
 
 
755
 
   if (block->kind & block_kind_branch) {
756
 
      // orig = s_and_saveexec_b64
757
 
      assert(block->linear_succs.size() == 2);
758
 
      assert(block->instructions.back()->opcode == aco_opcode::p_cbranch_z);
759
 
      Temp cond = block->instructions.back()->operands[0].getTemp();
760
 
      block->instructions.pop_back();
761
 
 
762
 
      uint8_t mask_type = ctx.info[idx].exec.back().second & (mask_type_wqm | mask_type_exact);
763
 
      if (ctx.info[idx].exec.back().first.constantEquals(-1u)) {
764
 
         bld.copy(Definition(exec, bld.lm), cond);
765
 
      } else {
766
 
         Temp old_exec = bld.sop1(Builder::s_and_saveexec, bld.def(bld.lm), bld.def(s1, scc),
767
 
                                  Definition(exec, bld.lm), cond, Operand(exec, bld.lm));
768
 
 
769
 
         ctx.info[idx].exec.back().first = Operand(old_exec);
770
 
      }
771
 
 
772
 
      /* add next current exec to the stack */
773
 
      ctx.info[idx].exec.emplace_back(Operand(bld.lm), mask_type);
774
 
 
775
 
      bld.branch(aco_opcode::p_cbranch_z, bld.def(s2), Operand(exec, bld.lm),
776
 
                 block->linear_succs[1], block->linear_succs[0]);
777
 
      return;
778
 
   }
779
 
 
780
 
   if (block->kind & block_kind_invert) {
781
 
      // exec = s_andn2_b64 (original_exec, exec)
782
 
      assert(block->instructions.back()->opcode == aco_opcode::p_branch);
783
 
      block->instructions.pop_back();
784
 
      assert(ctx.info[idx].exec.size() >= 2);
785
 
      Operand orig_exec = ctx.info[idx].exec[ctx.info[idx].exec.size() - 2].first;
786
 
      bld.sop2(Builder::s_andn2, Definition(exec, bld.lm), bld.def(s1, scc), orig_exec,
787
 
               Operand(exec, bld.lm));
788
 
 
789
 
      bld.branch(aco_opcode::p_cbranch_z, bld.def(s2), Operand(exec, bld.lm),
790
 
                 block->linear_succs[1], block->linear_succs[0]);
791
 
      return;
792
 
   }
793
 
 
794
 
   if (block->kind & block_kind_break) {
795
 
      // loop_mask = s_andn2_b64 (loop_mask, exec)
796
 
      assert(block->instructions.back()->opcode == aco_opcode::p_branch);
797
 
      block->instructions.pop_back();
798
 
 
799
 
      Temp cond = Temp();
800
 
      for (int exec_idx = ctx.info[idx].exec.size() - 2; exec_idx >= 0; exec_idx--) {
801
 
         cond = bld.tmp(s1);
802
 
         Operand exec_mask = ctx.info[idx].exec[exec_idx].first;
803
 
         exec_mask = bld.sop2(Builder::s_andn2, bld.def(bld.lm), bld.scc(Definition(cond)),
804
 
                              exec_mask, break_cond);
805
 
         ctx.info[idx].exec[exec_idx].first = exec_mask;
806
 
         if (ctx.info[idx].exec[exec_idx].second & mask_type_loop)
807
 
            break;
808
 
      }
809
 
 
810
 
      /* check if the successor is the merge block, otherwise set exec to 0 */
811
 
      // TODO: this could be done better by directly branching to the merge block
812
 
      unsigned succ_idx = ctx.program->blocks[block->linear_succs[1]].linear_succs[0];
813
 
      Block& succ = ctx.program->blocks[succ_idx];
814
 
      if (!(succ.kind & block_kind_invert || succ.kind & block_kind_merge)) {
815
 
         bld.copy(Definition(exec, bld.lm), Operand::zero(bld.lm.bytes()));
816
 
      }
817
 
 
818
 
      bld.branch(aco_opcode::p_cbranch_nz, bld.def(s2), bld.scc(cond), block->linear_succs[1],
819
 
                 block->linear_succs[0]);
820
 
      return;
821
 
   }
822
 
 
823
 
   if (block->kind & block_kind_continue) {
824
 
      assert(block->instructions.back()->opcode == aco_opcode::p_branch);
825
 
      block->instructions.pop_back();
826
 
 
827
 
      Temp cond = Temp();
828
 
      for (int exec_idx = ctx.info[idx].exec.size() - 2; exec_idx >= 0; exec_idx--) {
829
 
         if (ctx.info[idx].exec[exec_idx].second & mask_type_loop)
830
 
            break;
831
 
         cond = bld.tmp(s1);
832
 
         Operand exec_mask = ctx.info[idx].exec[exec_idx].first;
833
 
         exec_mask = bld.sop2(Builder::s_andn2, bld.def(bld.lm), bld.scc(Definition(cond)),
834
 
                              exec_mask, Operand(exec, bld.lm));
835
 
         ctx.info[idx].exec[exec_idx].first = exec_mask;
836
 
      }
837
 
      assert(cond != Temp());
838
 
 
839
 
      /* check if the successor is the merge block, otherwise set exec to 0 */
840
 
      // TODO: this could be done better by directly branching to the merge block
841
 
      unsigned succ_idx = ctx.program->blocks[block->linear_succs[1]].linear_succs[0];
842
 
      Block& succ = ctx.program->blocks[succ_idx];
843
 
      if (!(succ.kind & block_kind_invert || succ.kind & block_kind_merge)) {
844
 
         bld.copy(Definition(exec, bld.lm), Operand::zero(bld.lm.bytes()));
845
 
      }
846
 
 
847
 
      bld.branch(aco_opcode::p_cbranch_nz, bld.def(s2), bld.scc(cond), block->linear_succs[1],
848
 
                 block->linear_succs[0]);
849
 
      return;
850
 
   }
851
 
}
852
 
 
853
 
void
854
 
process_block(exec_ctx& ctx, Block* block)
855
 
{
856
 
   std::vector<aco_ptr<Instruction>> instructions;
857
 
   instructions.reserve(block->instructions.size());
858
 
 
859
 
   unsigned idx = add_coupling_code(ctx, block, instructions);
860
 
 
861
 
   assert(block->index != ctx.program->blocks.size() - 1 ||
862
 
          ctx.info[block->index].exec.size() <= 2);
863
 
 
864
 
   process_instructions(ctx, block, instructions, idx);
865
 
 
866
 
   block->instructions = std::move(instructions);
867
 
 
868
 
   add_branch_code(ctx, block);
869
 
}
870
 
 
871
 
} /* end namespace */
872
 
 
873
 
void
874
 
insert_exec_mask(Program* program)
875
 
{
876
 
   exec_ctx ctx(program);
877
 
 
878
 
   if (program->needs_wqm && program->needs_exact)
879
 
      calculate_wqm_needs(ctx);
880
 
 
881
 
   for (Block& block : program->blocks)
882
 
      process_block(ctx, &block);
883
 
}
884
 
 
885
 
} // namespace aco