← Back to branch summary

~mmach/netext73/mesa-haswell

« back to all changes in this revision

Viewing changes to src/gallium/drivers/nouveau/codegen/lib/gk110.asm

  • 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:
src/gallium/drivers/nouveau/codegen/lib/gk110.asm
1
 
.section #gk110_builtin_code
2
 
// DIV U32
3
 
//
4
 
// UNR recurrence (q = a / b):
5
 
// look for z such that 2^32 - b <= b * z < 2^32
6
 
// then q - 1 <= (a * z) / 2^32 <= q
7
 
//
8
 
// INPUT:   $r0: dividend, $r1: divisor
9
 
// OUTPUT:  $r0: result, $r1: modulus
10
 
// CLOBBER: $r2 - $r3, $p0 - $p1
11
 
// SIZE:    22 / 14 * 8 bytes
12
 
//
13
 
gk110_div_u32:
14
 
   sched 0x28 0x04 0x28 0x04 0x28 0x28 0x28
15
 
   bfind u32 $r2 $r1
16
 
   xor b32 $r2 $r2 0x1f
17
 
   mov b32 $r3 0x1
18
 
   shl b32 $r2 $r3 clamp $r2
19
 
   cvt u32 $r1 neg u32 $r1
20
 
   mul $r3 u32 $r1 u32 $r2
21
 
   add $r2 (mul high u32 $r2 u32 $r3) $r2
22
 
   sched 0x28 0x28 0x28 0x28 0x28 0x28 0x28
23
 
   mul $r3 u32 $r1 u32 $r2
24
 
   add $r2 (mul high u32 $r2 u32 $r3) $r2
25
 
   mul $r3 u32 $r1 u32 $r2
26
 
   add $r2 (mul high u32 $r2 u32 $r3) $r2
27
 
   mul $r3 u32 $r1 u32 $r2
28
 
   add $r2 (mul high u32 $r2 u32 $r3) $r2
29
 
   mul $r3 u32 $r1 u32 $r2
30
 
   sched 0x04 0x28 0x04 0x28 0x28 0x2c 0x04
31
 
   add $r2 (mul high u32 $r2 u32 $r3) $r2
32
 
   mov b32 $r3 $r0
33
 
   mul high $r0 u32 $r0 u32 $r2
34
 
   cvt u32 $r2 neg u32 $r1
35
 
   add $r1 (mul u32 $r1 u32 $r0) $r3
36
 
   set $p0 0x1 ge u32 $r1 $r2
37
 
   $p0 sub b32 $r1 $r1 $r2
38
 
   sched 0x28 0x2c 0x04 0x20 0x2e 0x28 0x20
39
 
   $p0 add b32 $r0 $r0 0x1
40
 
   $p0 set $p0 0x1 ge u32 $r1 $r2
41
 
   $p0 sub b32 $r1 $r1 $r2
42
 
   $p0 add b32 $r0 $r0 0x1
43
 
   ret
44
 
 
45
 
// DIV S32, like DIV U32 after taking ABS(inputs)
46
 
//
47
 
// INPUT:   $r0: dividend, $r1: divisor
48
 
// OUTPUT:  $r0: result, $r1: modulus
49
 
// CLOBBER: $r2 - $r3, $p0 - $p3
50
 
//
51
 
gk110_div_s32:
52
 
   set $p2 0x1 lt s32 $r0 0x0
53
 
   set $p3 0x1 lt s32 $r1 0x0 xor $p2
54
 
   sched 0x20 0x28 0x28 0x04 0x28 0x04 0x28
55
 
   cvt s32 $r0 abs s32 $r0
56
 
   cvt s32 $r1 abs s32 $r1
57
 
   bfind u32 $r2 $r1
58
 
   xor b32 $r2 $r2 0x1f
59
 
   mov b32 $r3 0x1
60
 
   shl b32 $r2 $r3 clamp $r2
61
 
   cvt u32 $r1 neg u32 $r1
62
 
   sched 0x28 0x28 0x28 0x28 0x28 0x28 0x28
63
 
   mul $r3 u32 $r1 u32 $r2
64
 
   add $r2 (mul high u32 $r2 u32 $r3) $r2
65
 
   mul $r3 u32 $r1 u32 $r2
66
 
   add $r2 (mul high u32 $r2 u32 $r3) $r2
67
 
   mul $r3 u32 $r1 u32 $r2
68
 
   add $r2 (mul high u32 $r2 u32 $r3) $r2
69
 
   mul $r3 u32 $r1 u32 $r2
70
 
   sched 0x28 0x28 0x04 0x28 0x04 0x28 0x28
71
 
   add $r2 (mul high u32 $r2 u32 $r3) $r2
72
 
   mul $r3 u32 $r1 u32 $r2
73
 
   add $r2 (mul high u32 $r2 u32 $r3) $r2
74
 
   mov b32 $r3 $r0
75
 
   mul high $r0 u32 $r0 u32 $r2
76
 
   cvt u32 $r2 neg u32 $r1
77
 
   add $r1 (mul u32 $r1 u32 $r0) $r3
78
 
   sched 0x2c 0x04 0x28 0x2c 0x04 0x28 0x20
79
 
   set $p0 0x1 ge u32 $r1 $r2
80
 
   $p0 sub b32 $r1 $r1 $r2
81
 
   $p0 add b32 $r0 $r0 0x1
82
 
   $p0 set $p0 0x1 ge u32 $r1 $r2
83
 
   $p0 sub b32 $r1 $r1 $r2
84
 
   $p0 add b32 $r0 $r0 0x1
85
 
   $p3 cvt s32 $r0 neg s32 $r0
86
 
   sched 0x04 0x2e 0x28 0x04 0x28 0x28 0x28
87
 
   $p2 cvt s32 $r1 neg s32 $r1
88
 
   ret
89
 
 
90
 
// RCP F64
91
 
//
92
 
// INPUT:   $r0d
93
 
// OUTPUT:  $r0d
94
 
// CLOBBER: $r2 - $r9, $p0
95
 
//
96
 
// The core of RCP and RSQ implementation is Newton-Raphson step, which is
97
 
// used to find successively better approximation from an imprecise initial
98
 
// value (single precision rcp in RCP and rsqrt64h in RSQ).
99
 
//
100
 
gk110_rcp_f64:
101
 
   // Step 1: classify input according to exponent and value, and calculate
102
 
   // result for 0/inf/nan. $r2 holds the exponent value, which starts at
103
 
   // bit 52 (bit 20 of the upper half) and is 11 bits in length
104
 
   ext u32 $r2 $r1 0xb14
105
 
   add b32 $r3 $r2 0xffffffff
106
 
   joinat #rcp_rejoin
107
 
   // We want to check whether the exponent is 0 or 0x7ff (i.e. NaN, inf,
108
 
   // denorm, or 0). Do this by subtracting 1 from the exponent, which will
109
 
   // mean that it's > 0x7fd in those cases when doing unsigned comparison
110
 
   set b32 $p0 0x1 gt u32 $r3 0x7fd
111
 
   // $r3: 0 for norms, 0x36 for denorms, -1 for others
112
 
   mov b32 $r3 0x0
113
 
   sched 0x2f 0x04 0x2d 0x2b 0x2f 0x28 0x28
114
 
   join (not $p0) nop
115
 
   // Process all special values: NaN, inf, denorm, 0
116
 
   mov b32 $r3 0xffffffff
117
 
   // A number is NaN if its abs value is greater than or unordered with inf
118
 
   set $p0 0x1 gtu f64 abs $r0d 0x7ff0000000000000
119
 
   (not $p0) bra #rcp_inf_or_denorm_or_zero
120
 
   // NaN -> NaN, the next line sets the "quiet" bit of the result. This
121
 
   // behavior is both seen on the CPU and the blob
122
 
   join or b32 $r1 $r1 0x80000
123
 
rcp_inf_or_denorm_or_zero:
124
 
   and b32 $r4 $r1 0x7ff00000
125
 
   // Other values with nonzero in exponent field should be inf
126
 
   set b32 $p0 0x1 eq s32 $r4 0x0
127
 
   sched 0x2b 0x04 0x2f 0x2d 0x2b 0x2f 0x20
128
 
   $p0 bra #rcp_denorm_or_zero
129
 
   // +/-Inf -> +/-0
130
 
   xor b32 $r1 $r1 0x7ff00000
131
 
   join mov b32 $r0 0x0
132
 
rcp_denorm_or_zero:
133
 
   set $p0 0x1 gtu f64 abs $r0d 0x0
134
 
   $p0 bra #rcp_denorm
135
 
   // +/-0 -> +/-Inf
136
 
   join or b32 $r1 $r1 0x7ff00000
137
 
rcp_denorm:
138
 
   // non-0 denorms: multiply with 2^54 (the 0x36 in $r3), join with norms
139
 
   mul rn f64 $r0d $r0d 0x4350000000000000
140
 
   sched 0x2f 0x28 0x2b 0x28 0x28 0x04 0x28
141
 
   join mov b32 $r3 0x36
142
 
rcp_rejoin:
143
 
   // All numbers with -1 in $r3 have their result ready in $r0d, return them
144
 
   // others need further calculation
145
 
   set b32 $p0 0x1 lt s32 $r3 0x0
146
 
   $p0 bra #rcp_end
147
 
   // Step 2: Before the real calculation goes on, renormalize the values to
148
 
   // range [1, 2) by setting exponent field to 0x3ff (the exponent of 1)
149
 
   // result in $r6d. The exponent will be recovered later.
150
 
   ext u32 $r2 $r1 0xb14
151
 
   and b32 $r7 $r1 0x800fffff
152
 
   add b32 $r7 $r7 0x3ff00000
153
 
   mov b32 $r6 $r0
154
 
   sched 0x2b 0x04 0x28 0x28 0x2a 0x2b 0x2e
155
 
   // Step 3: Convert new value to float (no overflow will occur due to step
156
 
   // 2), calculate rcp and do newton-raphson step once
157
 
   cvt rz f32 $r5 f64 $r6d
158
 
   rcp f32 $r4 $r5
159
 
   mov b32 $r0 0xbf800000
160
 
   fma rn f32 $r5 $r4 $r5 $r0
161
 
   fma rn f32 $r0 neg $r4 $r5 $r4
162
 
   // Step 4: convert result $r0 back to double, do newton-raphson steps
163
 
   cvt f64 $r0d f32 $r0
164
 
   cvt f64 $r6d f64 neg $r6d
165
 
   sched 0x2e 0x29 0x29 0x29 0x29 0x29 0x29
166
 
   cvt f64 $r8d f32 0x3f800000
167
 
   // 4 Newton-Raphson Steps, tmp in $r4d, result in $r0d
168
 
   // The formula used here (and above) is:
169
 
   //     RCP_{n + 1} = 2 * RCP_{n} - x * RCP_{n} * RCP_{n}
170
 
   // The following code uses 2 FMAs for each step, and it will basically
171
 
   // looks like:
172
 
   //     tmp = -src * RCP_{n} + 1
173
 
   //     RCP_{n + 1} = RCP_{n} * tmp + RCP_{n}
174
 
   fma rn f64 $r4d $r6d $r0d $r8d
175
 
   fma rn f64 $r0d $r0d $r4d $r0d
176
 
   fma rn f64 $r4d $r6d $r0d $r8d
177
 
   fma rn f64 $r0d $r0d $r4d $r0d
178
 
   fma rn f64 $r4d $r6d $r0d $r8d
179
 
   fma rn f64 $r0d $r0d $r4d $r0d
180
 
   sched 0x29 0x20 0x28 0x28 0x28 0x28 0x28
181
 
   fma rn f64 $r4d $r6d $r0d $r8d
182
 
   fma rn f64 $r0d $r0d $r4d $r0d
183
 
   // Step 5: Exponent recovery and final processing
184
 
   // The exponent is recovered by adding what we added to the exponent.
185
 
   // Suppose we want to calculate rcp(x), but we have rcp(cx), then
186
 
   //     rcp(x) = c * rcp(cx)
187
 
   // The delta in exponent comes from two sources:
188
 
   //   1) The renormalization in step 2. The delta is:
189
 
   //      0x3ff - $r2
190
 
   //   2) (For the denorm input) The 2^54 we multiplied at rcp_denorm, stored
191
 
   //      in $r3
192
 
   // These 2 sources are calculated in the first two lines below, and then
193
 
   // added to the exponent extracted from the result above.
194
 
   // Note that after processing, the new exponent may >= 0x7ff (inf)
195
 
   // or <= 0 (denorm). Those cases will be handled respectively below
196
 
   subr b32 $r2 $r2 0x3ff
197
 
   add b32 $r4 $r2 $r3
198
 
   ext u32 $r3 $r1 0xb14
199
 
   // New exponent in $r3
200
 
   add b32 $r3 $r3 $r4
201
 
   add b32 $r2 $r3 0xffffffff
202
 
   sched 0x28 0x2b 0x28 0x2b 0x28 0x28 0x2b
203
 
   // (exponent-1) < 0x7fe (unsigned) means the result is in norm range
204
 
   // (same logic as in step 1)
205
 
   set b32 $p0 0x1 lt u32 $r2 0x7fe
206
 
   (not $p0) bra #rcp_result_inf_or_denorm
207
 
   // Norms: convert exponents back and return
208
 
   shl b32 $r4 $r4 clamp 0x14
209
 
   add b32 $r1 $r4 $r1
210
 
   bra #rcp_end
211
 
rcp_result_inf_or_denorm:
212
 
   // New exponent >= 0x7ff means that result is inf
213
 
   set b32 $p0 0x1 ge s32 $r3 0x7ff
214
 
   (not $p0) bra #rcp_result_denorm
215
 
   sched 0x20 0x25 0x28 0x2b 0x23 0x25 0x2f
216
 
   // Infinity
217
 
   and b32 $r1 $r1 0x80000000
218
 
   mov b32 $r0 0x0
219
 
   add b32 $r1 $r1 0x7ff00000
220
 
   bra #rcp_end
221
 
rcp_result_denorm:
222
 
   // Denorm result comes from huge input. The greatest possible fp64, i.e.
223
 
   // 0x7fefffffffffffff's rcp is 0x0004000000000000, 1/4 of the smallest
224
 
   // normal value. Other rcp result should be greater than that. If we
225
 
   // set the exponent field to 1, we can recover the result by multiplying
226
 
   // it with 1/2 or 1/4. 1/2 is used if the "exponent" $r3 is 0, otherwise
227
 
   // 1/4 ($r3 should be -1 then). This is quite tricky but greatly simplifies
228
 
   // the logic here.
229
 
   set b32 $p0 0x1 ne u32 $r3 0x0
230
 
   and b32 $r1 $r1 0x800fffff
231
 
   // 0x3e800000: 1/4
232
 
   $p0 cvt f64 $r6d f32 0x3e800000
233
 
   sched 0x2f 0x28 0x2c 0x2e 0x2a 0x20 0x27
234
 
   // 0x3f000000: 1/2
235
 
   (not $p0) cvt f64 $r6d f32 0x3f000000
236
 
   add b32 $r1 $r1 0x00100000
237
 
   mul rn f64 $r0d $r0d $r6d
238
 
rcp_end:
239
 
   ret
240
 
 
241
 
// RSQ F64
242
 
//
243
 
// INPUT:   $r0d
244
 
// OUTPUT:  $r0d
245
 
// CLOBBER: $r2 - $r9, $p0 - $p1
246
 
//
247
 
gk110_rsq_f64:
248
 
   // Before getting initial result rsqrt64h, two special cases should be
249
 
   // handled first.
250
 
   // 1. NaN: set the highest bit in mantissa so it'll be surely recognized
251
 
   //    as NaN in rsqrt64h
252
 
   set $p0 0x1 gtu f64 abs $r0d 0x7ff0000000000000
253
 
   $p0 or b32 $r1 $r1 0x00080000
254
 
   and b32 $r2 $r1 0x7fffffff
255
 
   sched 0x27 0x20 0x28 0x2c 0x25 0x28 0x28
256
 
   // 2. denorms and small normal values: using their original value will
257
 
   //    lose precision either at rsqrt64h or the first step in newton-raphson
258
 
   //    steps below. Take 2 as a threshold in exponent field, and multiply
259
 
   //    with 2^54 if the exponent is smaller or equal. (will multiply 2^27
260
 
   //    to recover in the end)
261
 
   ext u32 $r3 $r1 0xb14
262
 
   set b32 $p1 0x1 le u32 $r3 0x2
263
 
   or b32 $r2 $r0 $r2
264
 
   $p1 mul rn f64 $r0d $r0d 0x4350000000000000
265
 
   rsqrt64h f32 $r5 $r1
266
 
   // rsqrt64h will give correct result for 0/inf/nan, the following logic
267
 
   // checks whether the input is one of those (exponent is 0x7ff or all 0
268
 
   // except for the sign bit)
269
 
   set b32 $r6 ne u32 $r3 0x7ff
270
 
   and b32 $r2 $r2 $r6
271
 
   sched 0x28 0x2b 0x20 0x27 0x28 0x2e 0x28
272
 
   set b32 $p0 0x1 ne u32 $r2 0x0
273
 
   $p0 bra #rsq_norm
274
 
   // For 0/inf/nan, make sure the sign bit agrees with input and return
275
 
   and b32 $r1 $r1 0x80000000
276
 
   mov b32 $r0 0x0
277
 
   or b32 $r1 $r1 $r5
278
 
   ret
279
 
rsq_norm:
280
 
   // For others, do 4 Newton-Raphson steps with the formula:
281
 
   //     RSQ_{n + 1} = RSQ_{n} * (1.5 - 0.5 * x * RSQ_{n} * RSQ_{n})
282
 
   // In the code below, each step is written as:
283
 
   //     tmp1 = 0.5 * x * RSQ_{n}
284
 
   //     tmp2 = -RSQ_{n} * tmp1 + 0.5
285
 
   //     RSQ_{n + 1} = RSQ_{n} * tmp2 + RSQ_{n}
286
 
   mov b32 $r4 0x0
287
 
   sched 0x2f 0x29 0x29 0x29 0x29 0x29 0x29
288
 
   // 0x3f000000: 1/2
289
 
   cvt f64 $r8d f32 0x3f000000
290
 
   mul rn f64 $r2d $r0d $r8d
291
 
   mul rn f64 $r0d $r2d $r4d
292
 
   fma rn f64 $r6d neg $r4d $r0d $r8d
293
 
   fma rn f64 $r4d $r4d $r6d $r4d
294
 
   mul rn f64 $r0d $r2d $r4d
295
 
   fma rn f64 $r6d neg $r4d $r0d $r8d
296
 
   sched 0x29 0x29 0x29 0x29 0x29 0x29 0x29
297
 
   fma rn f64 $r4d $r4d $r6d $r4d
298
 
   mul rn f64 $r0d $r2d $r4d
299
 
   fma rn f64 $r6d neg $r4d $r0d $r8d
300
 
   fma rn f64 $r4d $r4d $r6d $r4d
301
 
   mul rn f64 $r0d $r2d $r4d
302
 
   fma rn f64 $r6d neg $r4d $r0d $r8d
303
 
   fma rn f64 $r4d $r4d $r6d $r4d
304
 
   sched 0x29 0x20 0x28 0x2e 0x00 0x00 0x00
305
 
   // Multiply 2^27 to result for small inputs to recover
306
 
   $p1 mul rn f64 $r4d $r4d 0x41a0000000000000
307
 
   mov b32 $r1 $r5
308
 
   mov b32 $r0 $r4
309
 
   ret
310
 
 
311
 
.section #gk110_builtin_offsets
312
 
.b64 #gk110_div_u32
313
 
.b64 #gk110_div_s32
314
 
.b64 #gk110_rcp_f64
315
 
.b64 #gk110_rsq_f64