i965/blorp: Configure SURFACE_STATE correctly for IMS surfaces.
[profile/ivi/mesa.git] / src / mesa / drivers / dri / i965 / brw_blorp_blit.cpp
1 /*
2  * Copyright © 2012 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 #include "main/teximage.h"
25
26 #include "glsl/ralloc.h"
27
28 #include "intel_fbo.h"
29
30 #include "brw_blorp.h"
31 #include "brw_context.h"
32 #include "brw_eu.h"
33 #include "brw_state.h"
34
35
36 /**
37  * Helper function for handling mirror image blits.
38  *
39  * If coord0 > coord1, swap them and invert the "mirror" boolean.
40  */
41 static inline void
42 fixup_mirroring(bool &mirror, GLint &coord0, GLint &coord1)
43 {
44    if (coord0 > coord1) {
45       mirror = !mirror;
46       GLint tmp = coord0;
47       coord0 = coord1;
48       coord1 = tmp;
49    }
50 }
51
52
53 /**
54  * Adjust {src,dst}_x{0,1} to account for clipping and scissoring of
55  * destination coordinates.
56  *
57  * Return true if there is still blitting to do, false if all pixels got
58  * rejected by the clip and/or scissor.
59  *
60  * For clarity, the nomenclature of this function assumes we are clipping and
61  * scissoring the X coordinate; the exact same logic applies for Y
62  * coordinates.
63  *
64  * Note: this function may also be used to account for clipping of source
65  * coordinates, by swapping the roles of src and dst.
66  */
67 static inline bool
68 clip_or_scissor(bool mirror, GLint &src_x0, GLint &src_x1, GLint &dst_x0,
69                 GLint &dst_x1, GLint fb_xmin, GLint fb_xmax)
70 {
71    /* If we are going to scissor everything away, stop. */
72    if (!(fb_xmin < fb_xmax &&
73          dst_x0 < fb_xmax &&
74          fb_xmin < dst_x1 &&
75          dst_x0 < dst_x1)) {
76       return false;
77    }
78
79    /* Clip the destination rectangle, and keep track of how many pixels we
80     * clipped off of the left and right sides of it.
81     */
82    GLint pixels_clipped_left = 0;
83    GLint pixels_clipped_right = 0;
84    if (dst_x0 < fb_xmin) {
85       pixels_clipped_left = fb_xmin - dst_x0;
86       dst_x0 = fb_xmin;
87    }
88    if (fb_xmax < dst_x1) {
89       pixels_clipped_right = dst_x1 - fb_xmax;
90       dst_x1 = fb_xmax;
91    }
92
93    /* If we are mirrored, then before applying pixels_clipped_{left,right} to
94     * the source coordinates, we need to flip them to account for the
95     * mirroring.
96     */
97    if (mirror) {
98       GLint tmp = pixels_clipped_left;
99       pixels_clipped_left = pixels_clipped_right;
100       pixels_clipped_right = tmp;
101    }
102
103    /* Adjust the source rectangle to remove the pixels corresponding to those
104     * that were clipped/scissored out of the destination rectangle.
105     */
106    src_x0 += pixels_clipped_left;
107    src_x1 -= pixels_clipped_right;
108
109    return true;
110 }
111
112
113 static bool
114 try_blorp_blit(struct intel_context *intel,
115                GLint srcX0, GLint srcY0, GLint srcX1, GLint srcY1,
116                GLint dstX0, GLint dstY0, GLint dstX1, GLint dstY1,
117                GLenum filter, GLbitfield buffer_bit)
118 {
119    struct gl_context *ctx = &intel->ctx;
120
121    /* Sync up the state of window system buffers.  We need to do this before
122     * we go looking for the buffers.
123     */
124    intel_prepare_render(intel);
125
126    /* Find buffers */
127    const struct gl_framebuffer *read_fb = ctx->ReadBuffer;
128    const struct gl_framebuffer *draw_fb = ctx->DrawBuffer;
129    struct gl_renderbuffer *src_rb;
130    struct gl_renderbuffer *dst_rb;
131    switch (buffer_bit) {
132    case GL_COLOR_BUFFER_BIT:
133       src_rb = read_fb->_ColorReadBuffer;
134       dst_rb =
135          draw_fb->Attachment[
136             draw_fb->_ColorDrawBufferIndexes[0]].Renderbuffer;
137       break;
138    case GL_DEPTH_BUFFER_BIT:
139       src_rb = read_fb->Attachment[BUFFER_DEPTH].Renderbuffer;
140       dst_rb = draw_fb->Attachment[BUFFER_DEPTH].Renderbuffer;
141       break;
142    case GL_STENCIL_BUFFER_BIT:
143       src_rb = read_fb->Attachment[BUFFER_STENCIL].Renderbuffer;
144       dst_rb = draw_fb->Attachment[BUFFER_STENCIL].Renderbuffer;
145       break;
146    default:
147       assert(false);
148    }
149
150    /* Validate source */
151    if (!src_rb) return false;
152    struct intel_renderbuffer *src_irb = intel_renderbuffer(src_rb);
153    struct intel_mipmap_tree *src_mt = src_irb->mt;
154    if (!src_mt) return false;
155    if (buffer_bit == GL_STENCIL_BUFFER_BIT && src_mt->stencil_mt)
156       src_mt = src_mt->stencil_mt;
157
158    /* Validate destination */
159    if (!dst_rb) return false;
160    struct intel_renderbuffer *dst_irb = intel_renderbuffer(dst_rb);
161    struct intel_mipmap_tree *dst_mt = dst_irb->mt;
162    if (!dst_mt) return false;
163    if (buffer_bit == GL_STENCIL_BUFFER_BIT && dst_mt->stencil_mt)
164       dst_mt = dst_mt->stencil_mt;
165
166    /* Blorp blits can't translate from one format to another.  For that we'll
167     * have to fall back to the meta-op blit.  Note: the meta-op blit doesn't
168     * support multisampled blits, but fortunately this is ok because
169     * multisampled blits require identical source and destination formats.
170     */
171    if (src_mt->format != dst_mt->format)
172       return false;
173
174    /* Account for the fact that in the system framebuffer, the origin is at
175     * the lower left.
176     */
177    if (read_fb->Name == 0) {
178       srcY0 = read_fb->Height - srcY0;
179       srcY1 = read_fb->Height - srcY1;
180    }
181    if (draw_fb->Name == 0) {
182       dstY0 = draw_fb->Height - dstY0;
183       dstY1 = draw_fb->Height - dstY1;
184    }
185
186    /* Detect if the blit needs to be mirrored */
187    bool mirror_x = false, mirror_y = false;
188    fixup_mirroring(mirror_x, srcX0, srcX1);
189    fixup_mirroring(mirror_x, dstX0, dstX1);
190    fixup_mirroring(mirror_y, srcY0, srcY1);
191    fixup_mirroring(mirror_y, dstY0, dstY1);
192
193    /* Make sure width and height match */
194    GLsizei width = srcX1 - srcX0;
195    GLsizei height = srcY1 - srcY0;
196    if (width != dstX1 - dstX0) return false;
197    if (height != dstY1 - dstY0) return false;
198
199    /* If the destination rectangle needs to be clipped or scissored, do so.
200     */
201    if (!(clip_or_scissor(mirror_x, srcX0, srcX1, dstX0, dstX1,
202                          draw_fb->_Xmin, draw_fb->_Xmax) &&
203          clip_or_scissor(mirror_y, srcY0, srcY1, dstY0, dstY1,
204                          draw_fb->_Ymin, draw_fb->_Ymax))) {
205       /* Everything got clipped/scissored away, so the blit was successful. */
206       return true;
207    }
208
209    /* If the source rectangle needs to be clipped or scissored, do so. */
210    if (!(clip_or_scissor(mirror_x, dstX0, dstX1, srcX0, srcX1,
211                          0, read_fb->Width) &&
212          clip_or_scissor(mirror_y, dstY0, dstY1, srcY0, srcY1,
213                          0, read_fb->Height))) {
214       /* Everything got clipped/scissored away, so the blit was successful. */
215       return true;
216    }
217
218    /* Get ready to blit.  This includes depth resolving the src and dst
219     * buffers if necessary.
220     */
221    intel_renderbuffer_resolve_depth(intel, src_irb);
222    intel_renderbuffer_resolve_depth(intel, dst_irb);
223
224    /* Do the blit */
225    brw_blorp_blit_params params(brw_context(ctx), src_mt, dst_mt,
226                                 srcX0, srcY0, dstX0, dstY0, dstX1, dstY1,
227                                 mirror_x, mirror_y);
228    brw_blorp_exec(intel, &params);
229
230    /* Mark the dst buffer as needing a HiZ resolve if necessary. */
231    intel_renderbuffer_set_needs_hiz_resolve(dst_irb);
232
233    return true;
234 }
235
236 GLbitfield
237 brw_blorp_framebuffer(struct intel_context *intel,
238                       GLint srcX0, GLint srcY0, GLint srcX1, GLint srcY1,
239                       GLint dstX0, GLint dstY0, GLint dstX1, GLint dstY1,
240                       GLbitfield mask, GLenum filter)
241 {
242    /* BLORP is not supported before Gen6. */
243    if (intel->gen < 6)
244       return mask;
245
246    static GLbitfield buffer_bits[] = {
247       GL_COLOR_BUFFER_BIT,
248       GL_DEPTH_BUFFER_BIT,
249       GL_STENCIL_BUFFER_BIT,
250    };
251
252    for (unsigned int i = 0; i < ARRAY_SIZE(buffer_bits); ++i) {
253       if ((mask & buffer_bits[i]) &&
254        try_blorp_blit(intel,
255                       srcX0, srcY0, srcX1, srcY1,
256                       dstX0, dstY0, dstX1, dstY1,
257                       filter, buffer_bits[i])) {
258          mask &= ~buffer_bits[i];
259       }
260    }
261
262    return mask;
263 }
264
265
266 /**
267  * Enum to specify the order of arguments in a sampler message
268  */
269 enum sampler_message_arg
270 {
271    SAMPLER_MESSAGE_ARG_U_FLOAT,
272    SAMPLER_MESSAGE_ARG_V_FLOAT,
273    SAMPLER_MESSAGE_ARG_U_INT,
274    SAMPLER_MESSAGE_ARG_V_INT,
275    SAMPLER_MESSAGE_ARG_SI_INT,
276    SAMPLER_MESSAGE_ARG_MCS_INT,
277    SAMPLER_MESSAGE_ARG_ZERO_INT,
278 };
279
280 /**
281  * Generator for WM programs used in BLORP blits.
282  *
283  * The bulk of the work done by the WM program is to wrap and unwrap the
284  * coordinate transformations used by the hardware to store surfaces in
285  * memory.  The hardware transforms a pixel location (X, Y, S) (where S is the
286  * sample index for a multisampled surface) to a memory offset by the
287  * following formulas:
288  *
289  *   offset = tile(tiling_format, encode_msaa(num_samples, layout, X, Y, S))
290  *   (X, Y, S) = decode_msaa(num_samples, layout, detile(tiling_format, offset))
291  *
292  * For a single-sampled surface, or for a multisampled surface using
293  * INTEL_MSAA_LAYOUT_UMS, encode_msaa() and decode_msaa are the identity
294  * function:
295  *
296  *   encode_msaa(1, NONE, X, Y, 0) = (X, Y, 0)
297  *   decode_msaa(1, NONE, X, Y, 0) = (X, Y, 0)
298  *   encode_msaa(n, UMS, X, Y, S) = (X, Y, S)
299  *   decode_msaa(n, UMS, X, Y, S) = (X, Y, S)
300  *
301  * For a 4x multisampled surface using INTEL_MSAA_LAYOUT_IMS, encode_msaa()
302  * embeds the sample number into bit 1 of the X and Y coordinates:
303  *
304  *   encode_msaa(4, IMS, X, Y, S) = (X', Y', 0)
305  *     where X' = (X & ~0b1) << 1 | (S & 0b1) << 1 | (X & 0b1)
306  *           Y' = (Y & ~0b1 ) << 1 | (S & 0b10) | (Y & 0b1)
307  *   decode_msaa(4, IMS, X, Y, 0) = (X', Y', S)
308  *     where X' = (X & ~0b11) >> 1 | (X & 0b1)
309  *           Y' = (Y & ~0b11) >> 1 | (Y & 0b1)
310  *           S = (Y & 0b10) | (X & 0b10) >> 1
311  *
312  * For X tiling, tile() combines together the low-order bits of the X and Y
313  * coordinates in the pattern 0byyyxxxxxxxxx, creating 4k tiles that are 512
314  * bytes wide and 8 rows high:
315  *
316  *   tile(x_tiled, X, Y, S) = A
317  *     where A = tile_num << 12 | offset
318  *           tile_num = (Y' >> 3) * tile_pitch + (X' >> 9)
319  *           offset = (Y' & 0b111) << 9
320  *                    | (X & 0b111111111)
321  *           X' = X * cpp
322  *           Y' = Y + S * qpitch
323  *   detile(x_tiled, A) = (X, Y, S)
324  *     where X = X' / cpp
325  *           Y = Y' % qpitch
326  *           S = Y' / qpitch
327  *           Y' = (tile_num / tile_pitch) << 3
328  *                | (A & 0b111000000000) >> 9
329  *           X' = (tile_num % tile_pitch) << 9
330  *                | (A & 0b111111111)
331  *
332  * (In all tiling formulas, cpp is the number of bytes occupied by a single
333  * sample ("chars per pixel"), tile_pitch is the number of 4k tiles required
334  * to fill the width of the surface, and qpitch is the spacing (in rows)
335  * between array slices).
336  *
337  * For Y tiling, tile() combines together the low-order bits of the X and Y
338  * coordinates in the pattern 0bxxxyyyyyxxxx, creating 4k tiles that are 128
339  * bytes wide and 32 rows high:
340  *
341  *   tile(y_tiled, X, Y, S) = A
342  *     where A = tile_num << 12 | offset
343  *           tile_num = (Y' >> 5) * tile_pitch + (X' >> 7)
344  *           offset = (X' & 0b1110000) << 5
345  *                    | (Y' & 0b11111) << 4
346  *                    | (X' & 0b1111)
347  *           X' = X * cpp
348  *           Y' = Y + S * qpitch
349  *   detile(y_tiled, A) = (X, Y, S)
350  *     where X = X' / cpp
351  *           Y = Y' % qpitch
352  *           S = Y' / qpitch
353  *           Y' = (tile_num / tile_pitch) << 5
354  *                | (A & 0b111110000) >> 4
355  *           X' = (tile_num % tile_pitch) << 7
356  *                | (A & 0b111000000000) >> 5
357  *                | (A & 0b1111)
358  *
359  * For W tiling, tile() combines together the low-order bits of the X and Y
360  * coordinates in the pattern 0bxxxyyyyxyxyx, creating 4k tiles that are 64
361  * bytes wide and 64 rows high (note that W tiling is only used for stencil
362  * buffers, which always have cpp = 1 and S=0):
363  *
364  *   tile(w_tiled, X, Y, S) = A
365  *     where A = tile_num << 12 | offset
366  *           tile_num = (Y' >> 6) * tile_pitch + (X' >> 6)
367  *           offset = (X' & 0b111000) << 6
368  *                    | (Y' & 0b111100) << 3
369  *                    | (X' & 0b100) << 2
370  *                    | (Y' & 0b10) << 2
371  *                    | (X' & 0b10) << 1
372  *                    | (Y' & 0b1) << 1
373  *                    | (X' & 0b1)
374  *           X' = X * cpp = X
375  *           Y' = Y + S * qpitch
376  *   detile(w_tiled, A) = (X, Y, S)
377  *     where X = X' / cpp = X'
378  *           Y = Y' % qpitch = Y'
379  *           S = Y / qpitch = 0
380  *           Y' = (tile_num / tile_pitch) << 6
381  *                | (A & 0b111100000) >> 3
382  *                | (A & 0b1000) >> 2
383  *                | (A & 0b10) >> 1
384  *           X' = (tile_num % tile_pitch) << 6
385  *                | (A & 0b111000000000) >> 6
386  *                | (A & 0b10000) >> 2
387  *                | (A & 0b100) >> 1
388  *                | (A & 0b1)
389  *
390  * Finally, for a non-tiled surface, tile() simply combines together the X and
391  * Y coordinates in the natural way:
392  *
393  *   tile(untiled, X, Y, S) = A
394  *     where A = Y * pitch + X'
395  *           X' = X * cpp
396  *           Y' = Y + S * qpitch
397  *   detile(untiled, A) = (X, Y, S)
398  *     where X = X' / cpp
399  *           Y = Y' % qpitch
400  *           S = Y' / qpitch
401  *           X' = A % pitch
402  *           Y' = A / pitch
403  *
404  * (In these formulas, pitch is the number of bytes occupied by a single row
405  * of samples).
406  */
407 class brw_blorp_blit_program
408 {
409 public:
410    brw_blorp_blit_program(struct brw_context *brw,
411                           const brw_blorp_blit_prog_key *key);
412    ~brw_blorp_blit_program();
413
414    const GLuint *compile(struct brw_context *brw, GLuint *program_size);
415
416    brw_blorp_prog_data prog_data;
417
418 private:
419    void alloc_regs();
420    void alloc_push_const_regs(int base_reg);
421    void compute_frag_coords();
422    void translate_tiling(bool old_tiled_w, bool new_tiled_w);
423    void encode_msaa(unsigned num_samples, intel_msaa_layout layout);
424    void decode_msaa(unsigned num_samples, intel_msaa_layout layout);
425    void kill_if_outside_dst_rect();
426    void translate_dst_to_src();
427    void single_to_blend();
428    void manual_blend();
429    void sample(struct brw_reg dst);
430    void texel_fetch(struct brw_reg dst);
431    void mcs_fetch();
432    void expand_to_32_bits(struct brw_reg src, struct brw_reg dst);
433    void texture_lookup(struct brw_reg dst, GLuint msg_type,
434                        const sampler_message_arg *args, int num_args);
435    void render_target_write();
436
437    /**
438     * Base-2 logarithm of the maximum number of samples that can be blended.
439     */
440    static const unsigned LOG2_MAX_BLEND_SAMPLES = 2;
441
442    void *mem_ctx;
443    struct brw_context *brw;
444    const brw_blorp_blit_prog_key *key;
445    struct brw_compile func;
446
447    /* Thread dispatch header */
448    struct brw_reg R0;
449
450    /* Pixel X/Y coordinates (always in R1). */
451    struct brw_reg R1;
452
453    /* Push constants */
454    struct brw_reg dst_x0;
455    struct brw_reg dst_x1;
456    struct brw_reg dst_y0;
457    struct brw_reg dst_y1;
458    struct {
459       struct brw_reg multiplier;
460       struct brw_reg offset;
461    } x_transform, y_transform;
462
463    /* Data read from texture (4 vec16's per array element) */
464    struct brw_reg texture_data[LOG2_MAX_BLEND_SAMPLES + 1];
465
466    /* Auxiliary storage for the contents of the MCS surface.
467     *
468     * Since the sampler always returns 8 registers worth of data, this is 8
469     * registers wide, even though we only use the first 2 registers of it.
470     */
471    struct brw_reg mcs_data;
472
473    /* X coordinates.  We have two of them so that we can perform coordinate
474     * transformations easily.
475     */
476    struct brw_reg x_coords[2];
477
478    /* Y coordinates.  We have two of them so that we can perform coordinate
479     * transformations easily.
480     */
481    struct brw_reg y_coords[2];
482
483    /* Which element of x_coords and y_coords is currently in use.
484     */
485    int xy_coord_index;
486
487    /* True if, at the point in the program currently being compiled, the
488     * sample index is known to be zero.
489     */
490    bool s_is_zero;
491
492    /* Register storing the sample index when s_is_zero is false. */
493    struct brw_reg sample_index;
494
495    /* Temporaries */
496    struct brw_reg t1;
497    struct brw_reg t2;
498
499    /* MRF used for sampling and render target writes */
500    GLuint base_mrf;
501 };
502
503 brw_blorp_blit_program::brw_blorp_blit_program(
504       struct brw_context *brw,
505       const brw_blorp_blit_prog_key *key)
506    : mem_ctx(ralloc_context(NULL)),
507      brw(brw),
508      key(key)
509 {
510    brw_init_compile(brw, &func, mem_ctx);
511 }
512
513 brw_blorp_blit_program::~brw_blorp_blit_program()
514 {
515    ralloc_free(mem_ctx);
516 }
517
518 const GLuint *
519 brw_blorp_blit_program::compile(struct brw_context *brw,
520                                 GLuint *program_size)
521 {
522    /* Sanity checks */
523    if (key->dst_tiled_w && key->rt_samples > 0) {
524       /* If the destination image is W tiled and multisampled, then the thread
525        * must be dispatched once per sample, not once per pixel.  This is
526        * necessary because after conversion between W and Y tiling, there's no
527        * guarantee that all samples corresponding to a single pixel will still
528        * be together.
529        */
530       assert(key->persample_msaa_dispatch);
531    }
532
533    if (key->blend) {
534       /* We are blending, which means we won't have an opportunity to
535        * translate the tiling and sample count for the texture surface.  So
536        * the surface state for the texture must be configured with the correct
537        * tiling and sample count.
538        */
539       assert(!key->src_tiled_w);
540       assert(key->tex_samples == key->src_samples);
541       assert(key->tex_layout == key->src_layout);
542       assert(key->tex_samples > 0);
543    }
544
545    if (key->persample_msaa_dispatch) {
546       /* It only makes sense to do persample dispatch if the render target is
547        * configured as multisampled.
548        */
549       assert(key->rt_samples > 0);
550    }
551
552    /* Make sure layout is consistent with sample count */
553    assert((key->tex_layout == INTEL_MSAA_LAYOUT_NONE) ==
554           (key->tex_samples == 0));
555    assert((key->rt_layout == INTEL_MSAA_LAYOUT_NONE) ==
556           (key->rt_samples == 0));
557    assert((key->src_layout == INTEL_MSAA_LAYOUT_NONE) ==
558           (key->src_samples == 0));
559    assert((key->dst_layout == INTEL_MSAA_LAYOUT_NONE) ==
560           (key->dst_samples == 0));
561
562    /* Set up prog_data */
563    memset(&prog_data, 0, sizeof(prog_data));
564    prog_data.persample_msaa_dispatch = key->persample_msaa_dispatch;
565
566    brw_set_compression_control(&func, BRW_COMPRESSION_NONE);
567
568    alloc_regs();
569    compute_frag_coords();
570
571    /* Render target and texture hardware don't support W tiling. */
572    const bool rt_tiled_w = false;
573    const bool tex_tiled_w = false;
574
575    /* The address that data will be written to is determined by the
576     * coordinates supplied to the WM thread and the tiling and sample count of
577     * the render target, according to the formula:
578     *
579     * (X, Y, S) = decode_msaa(rt_samples, detile(rt_tiling, offset))
580     *
581     * If the actual tiling and sample count of the destination surface are not
582     * the same as the configuration of the render target, then these
583     * coordinates are wrong and we have to adjust them to compensate for the
584     * difference.
585     */
586    if (rt_tiled_w != key->dst_tiled_w ||
587        key->rt_samples != key->dst_samples ||
588        key->rt_layout != key->dst_layout) {
589       encode_msaa(key->rt_samples, key->rt_layout);
590       /* Now (X, Y, S) = detile(rt_tiling, offset) */
591       translate_tiling(rt_tiled_w, key->dst_tiled_w);
592       /* Now (X, Y, S) = detile(dst_tiling, offset) */
593       decode_msaa(key->dst_samples, key->dst_layout);
594    }
595
596    /* Now (X, Y, S) = decode_msaa(dst_samples, detile(dst_tiling, offset)).
597     *
598     * That is: X, Y and S now contain the true coordinates and sample index of
599     * the data that the WM thread should output.
600     *
601     * If we need to kill pixels that are outside the destination rectangle,
602     * now is the time to do it.
603     */
604
605    if (key->use_kill)
606       kill_if_outside_dst_rect();
607
608    /* Next, apply a translation to obtain coordinates in the source image. */
609    translate_dst_to_src();
610
611    /* If the source image is not multisampled, then we want to fetch sample
612     * number 0, because that's the only sample there is.
613     */
614    if (key->src_samples == 0)
615       s_is_zero = true;
616
617    /* X, Y, and S are now the coordinates of the pixel in the source image
618     * that we want to texture from.  Exception: if we are blending, then S is
619     * irrelevant, because we are going to fetch all samples.
620     */
621    if (key->blend) {
622       if (brw->intel.gen == 6) {
623          /* Gen6 hardware an automatically blend using the SAMPLE message */
624          single_to_blend();
625          sample(texture_data[0]);
626       } else {
627          /* Gen7+ hardware doesn't automaticaly blend. */
628          manual_blend();
629       }
630    } else {
631       /* We aren't blending, which means we just want to fetch a single sample
632        * from the source surface.  The address that we want to fetch from is
633        * related to the X, Y and S values according to the formula:
634        *
635        * (X, Y, S) = decode_msaa(src_samples, detile(src_tiling, offset)).
636        *
637        * If the actual tiling and sample count of the source surface are not
638        * the same as the configuration of the texture, then we need to adjust
639        * the coordinates to compensate for the difference.
640        */
641       if (tex_tiled_w != key->src_tiled_w ||
642           key->tex_samples != key->src_samples ||
643           key->tex_layout != key->src_layout) {
644          encode_msaa(key->src_samples, key->src_layout);
645          /* Now (X, Y, S) = detile(src_tiling, offset) */
646          translate_tiling(key->src_tiled_w, tex_tiled_w);
647          /* Now (X, Y, S) = detile(tex_tiling, offset) */
648          decode_msaa(key->tex_samples, key->tex_layout);
649       }
650
651       /* Now (X, Y, S) = decode_msaa(tex_samples, detile(tex_tiling, offset)).
652        *
653        * In other words: X, Y, and S now contain values which, when passed to
654        * the texturing unit, will cause data to be read from the correct
655        * memory location.  So we can fetch the texel now.
656        */
657       if (key->tex_layout == INTEL_MSAA_LAYOUT_CMS)
658          mcs_fetch();
659       texel_fetch(texture_data[0]);
660    }
661
662    /* Finally, write the fetched (or blended) value to the render target and
663     * terminate the thread.
664     */
665    render_target_write();
666    return brw_get_program(&func, program_size);
667 }
668
669 void
670 brw_blorp_blit_program::alloc_push_const_regs(int base_reg)
671 {
672 #define CONST_LOC(name) offsetof(brw_blorp_wm_push_constants, name)
673 #define ALLOC_REG(name) \
674    this->name = \
675       brw_uw1_reg(BRW_GENERAL_REGISTER_FILE, base_reg, CONST_LOC(name) / 2)
676
677    ALLOC_REG(dst_x0);
678    ALLOC_REG(dst_x1);
679    ALLOC_REG(dst_y0);
680    ALLOC_REG(dst_y1);
681    ALLOC_REG(x_transform.multiplier);
682    ALLOC_REG(x_transform.offset);
683    ALLOC_REG(y_transform.multiplier);
684    ALLOC_REG(y_transform.offset);
685 #undef CONST_LOC
686 #undef ALLOC_REG
687 }
688
689 void
690 brw_blorp_blit_program::alloc_regs()
691 {
692    int reg = 0;
693    this->R0 = retype(brw_vec8_grf(reg++, 0), BRW_REGISTER_TYPE_UW);
694    this->R1 = retype(brw_vec8_grf(reg++, 0), BRW_REGISTER_TYPE_UW);
695    prog_data.first_curbe_grf = reg;
696    alloc_push_const_regs(reg);
697    reg += BRW_BLORP_NUM_PUSH_CONST_REGS;
698    for (unsigned i = 0; i < ARRAY_SIZE(texture_data); ++i) {
699       this->texture_data[i] =
700          retype(vec16(brw_vec8_grf(reg, 0)), key->texture_data_type);
701       reg += 8;
702    }
703    this->mcs_data =
704       retype(brw_vec8_grf(reg, 0), BRW_REGISTER_TYPE_UD); reg += 8;
705    for (int i = 0; i < 2; ++i) {
706       this->x_coords[i]
707          = vec16(retype(brw_vec8_grf(reg++, 0), BRW_REGISTER_TYPE_UW));
708       this->y_coords[i]
709          = vec16(retype(brw_vec8_grf(reg++, 0), BRW_REGISTER_TYPE_UW));
710    }
711    this->xy_coord_index = 0;
712    this->sample_index
713       = vec16(retype(brw_vec8_grf(reg++, 0), BRW_REGISTER_TYPE_UW));
714    this->t1 = vec16(retype(brw_vec8_grf(reg++, 0), BRW_REGISTER_TYPE_UW));
715    this->t2 = vec16(retype(brw_vec8_grf(reg++, 0), BRW_REGISTER_TYPE_UW));
716
717    /* Make sure we didn't run out of registers */
718    assert(reg <= GEN7_MRF_HACK_START);
719
720    int mrf = 2;
721    this->base_mrf = mrf;
722 }
723
724 /* In the code that follows, X and Y can be used to quickly refer to the
725  * active elements of x_coords and y_coords, and Xp and Yp ("X prime" and "Y
726  * prime") to the inactive elements.
727  *
728  * S can be used to quickly refer to sample_index.
729  */
730 #define X x_coords[xy_coord_index]
731 #define Y y_coords[xy_coord_index]
732 #define Xp x_coords[!xy_coord_index]
733 #define Yp y_coords[!xy_coord_index]
734 #define S sample_index
735
736 /* Quickly swap the roles of (X, Y) and (Xp, Yp).  Saves us from having to do
737  * MOVs to transfor (Xp, Yp) to (X, Y) after a coordinate transformation.
738  */
739 #define SWAP_XY_AND_XPYP() xy_coord_index = !xy_coord_index;
740
741 /**
742  * Emit code to compute the X and Y coordinates of the pixels being rendered
743  * by this WM invocation.
744  *
745  * Assuming the render target is set up for Y tiling, these (X, Y) values are
746  * related to the address offset where outputs will be written by the formula:
747  *
748  *   (X, Y, S) = decode_msaa(detile(offset)).
749  *
750  * (See brw_blorp_blit_program).
751  */
752 void
753 brw_blorp_blit_program::compute_frag_coords()
754 {
755    /* R1.2[15:0] = X coordinate of upper left pixel of subspan 0 (pixel 0)
756     * R1.3[15:0] = X coordinate of upper left pixel of subspan 1 (pixel 4)
757     * R1.4[15:0] = X coordinate of upper left pixel of subspan 2 (pixel 8)
758     * R1.5[15:0] = X coordinate of upper left pixel of subspan 3 (pixel 12)
759     *
760     * Pixels within a subspan are laid out in this arrangement:
761     * 0 1
762     * 2 3
763     *
764     * So, to compute the coordinates of each pixel, we need to read every 2nd
765     * 16-bit value (vstride=2) from R1, starting at the 4th 16-bit value
766     * (suboffset=4), and duplicate each value 4 times (hstride=0, width=4).
767     * In other words, the data we want to access is R1.4<2;4,0>UW.
768     *
769     * Then, we need to add the repeating sequence (0, 1, 0, 1, ...) to the
770     * result, since pixels n+1 and n+3 are in the right half of the subspan.
771     */
772    brw_ADD(&func, X, stride(suboffset(R1, 4), 2, 4, 0), brw_imm_v(0x10101010));
773
774    /* Similarly, Y coordinates for subspans come from R1.2[31:16] through
775     * R1.5[31:16], so to get pixel Y coordinates we need to start at the 5th
776     * 16-bit value instead of the 4th (R1.5<2;4,0>UW instead of
777     * R1.4<2;4,0>UW).
778     *
779     * And we need to add the repeating sequence (0, 0, 1, 1, ...), since
780     * pixels n+2 and n+3 are in the bottom half of the subspan.
781     */
782    brw_ADD(&func, Y, stride(suboffset(R1, 5), 2, 4, 0), brw_imm_v(0x11001100));
783
784    if (key->persample_msaa_dispatch) {
785       /* The WM will be run in MSDISPMODE_PERSAMPLE with num_samples > 0.
786        * Therefore, subspan 0 will represent sample 0, subspan 1 will
787        * represent sample 1, and so on.
788        *
789        * So we need to populate S with the sequence (0, 0, 0, 0, 1, 1, 1, 1,
790        * 2, 2, 2, 2, 3, 3, 3, 3).  The easiest way to do this is to populate a
791        * temporary variable with the sequence (0, 1, 2, 3), and then copy from
792        * it using vstride=1, width=4, hstride=0.
793        *
794        * TODO: implement the necessary calculation for 8x multisampling.
795        */
796       brw_MOV(&func, t1, brw_imm_v(0x3210));
797       brw_MOV(&func, S, stride(t1, 1, 4, 0));
798       s_is_zero = false;
799    } else {
800       /* Either the destination surface is single-sampled, or the WM will be
801        * run in MSDISPMODE_PERPIXEL (which causes a single fragment dispatch
802        * per pixel).  In either case, it's not meaningful to compute a sample
803        * value.  Just set it to 0.
804        */
805       s_is_zero = true;
806    }
807 }
808
809 /**
810  * Emit code to compensate for the difference between Y and W tiling.
811  *
812  * This code modifies the X and Y coordinates according to the formula:
813  *
814  *   (X', Y', S') = detile(new_tiling, tile(old_tiling, X, Y, S))
815  *
816  * (See brw_blorp_blit_program).
817  *
818  * It can only translate between W and Y tiling, so new_tiling and old_tiling
819  * are booleans where true represents W tiling and false represents Y tiling.
820  */
821 void
822 brw_blorp_blit_program::translate_tiling(bool old_tiled_w, bool new_tiled_w)
823 {
824    if (old_tiled_w == new_tiled_w)
825       return;
826
827    /* In the code that follows, we can safely assume that S = 0, because W
828     * tiling formats always use IMS layout.
829     */
830    assert(s_is_zero);
831
832    if (new_tiled_w) {
833       /* Given X and Y coordinates that describe an address using Y tiling,
834        * translate to the X and Y coordinates that describe the same address
835        * using W tiling.
836        *
837        * If we break down the low order bits of X and Y, using a
838        * single letter to represent each low-order bit:
839        *
840        *   X = A << 7 | 0bBCDEFGH
841        *   Y = J << 5 | 0bKLMNP                                       (1)
842        *
843        * Then we can apply the Y tiling formula to see the memory offset being
844        * addressed:
845        *
846        *   offset = (J * tile_pitch + A) << 12 | 0bBCDKLMNPEFGH       (2)
847        *
848        * If we apply the W detiling formula to this memory location, that the
849        * corresponding X' and Y' coordinates are:
850        *
851        *   X' = A << 6 | 0bBCDPFH                                     (3)
852        *   Y' = J << 6 | 0bKLMNEG
853        *
854        * Combining (1) and (3), we see that to transform (X, Y) to (X', Y'),
855        * we need to make the following computation:
856        *
857        *   X' = (X & ~0b1011) >> 1 | (Y & 0b1) << 2 | X & 0b1         (4)
858        *   Y' = (Y & ~0b1) << 1 | (X & 0b1000) >> 2 | (X & 0b10) >> 1
859        */
860       brw_AND(&func, t1, X, brw_imm_uw(0xfff4)); /* X & ~0b1011 */
861       brw_SHR(&func, t1, t1, brw_imm_uw(1)); /* (X & ~0b1011) >> 1 */
862       brw_AND(&func, t2, Y, brw_imm_uw(1)); /* Y & 0b1 */
863       brw_SHL(&func, t2, t2, brw_imm_uw(2)); /* (Y & 0b1) << 2 */
864       brw_OR(&func, t1, t1, t2); /* (X & ~0b1011) >> 1 | (Y & 0b1) << 2 */
865       brw_AND(&func, t2, X, brw_imm_uw(1)); /* X & 0b1 */
866       brw_OR(&func, Xp, t1, t2);
867       brw_AND(&func, t1, Y, brw_imm_uw(0xfffe)); /* Y & ~0b1 */
868       brw_SHL(&func, t1, t1, brw_imm_uw(1)); /* (Y & ~0b1) << 1 */
869       brw_AND(&func, t2, X, brw_imm_uw(8)); /* X & 0b1000 */
870       brw_SHR(&func, t2, t2, brw_imm_uw(2)); /* (X & 0b1000) >> 2 */
871       brw_OR(&func, t1, t1, t2); /* (Y & ~0b1) << 1 | (X & 0b1000) >> 2 */
872       brw_AND(&func, t2, X, brw_imm_uw(2)); /* X & 0b10 */
873       brw_SHR(&func, t2, t2, brw_imm_uw(1)); /* (X & 0b10) >> 1 */
874       brw_OR(&func, Yp, t1, t2);
875       SWAP_XY_AND_XPYP();
876    } else {
877       /* Applying the same logic as above, but in reverse, we obtain the
878        * formulas:
879        *
880        * X' = (X & ~0b101) << 1 | (Y & 0b10) << 2 | (Y & 0b1) << 1 | X & 0b1
881        * Y' = (Y & ~0b11) >> 1 | (X & 0b100) >> 2
882        */
883       brw_AND(&func, t1, X, brw_imm_uw(0xfffa)); /* X & ~0b101 */
884       brw_SHL(&func, t1, t1, brw_imm_uw(1)); /* (X & ~0b101) << 1 */
885       brw_AND(&func, t2, Y, brw_imm_uw(2)); /* Y & 0b10 */
886       brw_SHL(&func, t2, t2, brw_imm_uw(2)); /* (Y & 0b10) << 2 */
887       brw_OR(&func, t1, t1, t2); /* (X & ~0b101) << 1 | (Y & 0b10) << 2 */
888       brw_AND(&func, t2, Y, brw_imm_uw(1)); /* Y & 0b1 */
889       brw_SHL(&func, t2, t2, brw_imm_uw(1)); /* (Y & 0b1) << 1 */
890       brw_OR(&func, t1, t1, t2); /* (X & ~0b101) << 1 | (Y & 0b10) << 2
891                                     | (Y & 0b1) << 1 */
892       brw_AND(&func, t2, X, brw_imm_uw(1)); /* X & 0b1 */
893       brw_OR(&func, Xp, t1, t2);
894       brw_AND(&func, t1, Y, brw_imm_uw(0xfffc)); /* Y & ~0b11 */
895       brw_SHR(&func, t1, t1, brw_imm_uw(1)); /* (Y & ~0b11) >> 1 */
896       brw_AND(&func, t2, X, brw_imm_uw(4)); /* X & 0b100 */
897       brw_SHR(&func, t2, t2, brw_imm_uw(2)); /* (X & 0b100) >> 2 */
898       brw_OR(&func, Yp, t1, t2);
899       SWAP_XY_AND_XPYP();
900    }
901 }
902
903 /**
904  * Emit code to compensate for the difference between MSAA and non-MSAA
905  * surfaces.
906  *
907  * This code modifies the X and Y coordinates according to the formula:
908  *
909  *   (X', Y', S') = encode_msaa_4x(X, Y, S)
910  *
911  * (See brw_blorp_blit_program).
912  */
913 void
914 brw_blorp_blit_program::encode_msaa(unsigned num_samples,
915                                     intel_msaa_layout layout)
916 {
917    switch (layout) {
918    case INTEL_MSAA_LAYOUT_NONE:
919       /* No translation necessary, and S should already be zero. */
920       assert(s_is_zero);
921       break;
922    case INTEL_MSAA_LAYOUT_CMS:
923       /* We can't compensate for compressed layout since at this point in the
924        * program we haven't read from the MCS buffer.
925        */
926       assert(!"Bad layout in encode_msaa");
927       break;
928    case INTEL_MSAA_LAYOUT_UMS:
929       /* No translation necessary. */
930       break;
931    case INTEL_MSAA_LAYOUT_IMS:
932       /* encode_msaa(4, IMS, X, Y, S) = (X', Y', 0)
933        *   where X' = (X & ~0b1) << 1 | (S & 0b1) << 1 | (X & 0b1)
934        *         Y' = (Y & ~0b1 ) << 1 | (S & 0b10) | (Y & 0b1)
935        */
936       brw_AND(&func, t1, X, brw_imm_uw(0xfffe)); /* X & ~0b1 */
937       if (!s_is_zero) {
938          brw_AND(&func, t2, S, brw_imm_uw(1)); /* S & 0b1 */
939          brw_OR(&func, t1, t1, t2); /* (X & ~0b1) | (S & 0b1) */
940       }
941       brw_SHL(&func, t1, t1, brw_imm_uw(1)); /* (X & ~0b1) << 1
942                                                 | (S & 0b1) << 1 */
943       brw_AND(&func, t2, X, brw_imm_uw(1)); /* X & 0b1 */
944       brw_OR(&func, Xp, t1, t2);
945       brw_AND(&func, t1, Y, brw_imm_uw(0xfffe)); /* Y & ~0b1 */
946       brw_SHL(&func, t1, t1, brw_imm_uw(1)); /* (Y & ~0b1) << 1 */
947       if (!s_is_zero) {
948          brw_AND(&func, t2, S, brw_imm_uw(2)); /* S & 0b10 */
949          brw_OR(&func, t1, t1, t2); /* (Y & ~0b1) << 1 | (S & 0b10) */
950       }
951       brw_AND(&func, t2, Y, brw_imm_uw(1));
952       brw_OR(&func, Yp, t1, t2);
953       SWAP_XY_AND_XPYP();
954       s_is_zero = true;
955       break;
956    }
957 }
958
959 /**
960  * Emit code to compensate for the difference between MSAA and non-MSAA
961  * surfaces.
962  *
963  * This code modifies the X and Y coordinates according to the formula:
964  *
965  *   (X', Y', S) = decode_msaa(num_samples, X, Y, S)
966  *
967  * (See brw_blorp_blit_program).
968  */
969 void
970 brw_blorp_blit_program::decode_msaa(unsigned num_samples,
971                                     intel_msaa_layout layout)
972 {
973    switch (layout) {
974    case INTEL_MSAA_LAYOUT_NONE:
975       /* No translation necessary, and S should already be zero. */
976       assert(s_is_zero);
977       break;
978    case INTEL_MSAA_LAYOUT_CMS:
979       /* We can't compensate for compressed layout since at this point in the
980        * program we don't have access to the MCS buffer.
981        */
982       assert(!"Bad layout in encode_msaa");
983       break;
984    case INTEL_MSAA_LAYOUT_UMS:
985       /* No translation necessary. */
986       break;
987    case INTEL_MSAA_LAYOUT_IMS:
988       /* decode_msaa(4, IMS, X, Y, 0) = (X', Y', S)
989        *   where X' = (X & ~0b11) >> 1 | (X & 0b1)
990        *         Y' = (Y & ~0b11) >> 1 | (Y & 0b1)
991        *         S = (Y & 0b10) | (X & 0b10) >> 1
992        */
993       assert(s_is_zero);
994       brw_AND(&func, t1, X, brw_imm_uw(0xfffc)); /* X & ~0b11 */
995       brw_SHR(&func, t1, t1, brw_imm_uw(1)); /* (X & ~0b11) >> 1 */
996       brw_AND(&func, t2, X, brw_imm_uw(1)); /* X & 0b1 */
997       brw_OR(&func, Xp, t1, t2);
998       brw_AND(&func, t1, Y, brw_imm_uw(0xfffc)); /* Y & ~0b11 */
999       brw_SHR(&func, t1, t1, brw_imm_uw(1)); /* (Y & ~0b11) >> 1 */
1000       brw_AND(&func, t2, Y, brw_imm_uw(1)); /* Y & 0b1 */
1001       brw_OR(&func, Yp, t1, t2);
1002       brw_AND(&func, t1, Y, brw_imm_uw(2)); /* Y & 0b10 */
1003       brw_AND(&func, t2, X, brw_imm_uw(2)); /* X & 0b10 */
1004       brw_SHR(&func, t2, t2, brw_imm_uw(1)); /* (X & 0b10) >> 1 */
1005       brw_OR(&func, S, t1, t2);
1006       s_is_zero = false;
1007       SWAP_XY_AND_XPYP();
1008       break;
1009    }
1010 }
1011
1012 /**
1013  * Emit code that kills pixels whose X and Y coordinates are outside the
1014  * boundary of the rectangle defined by the push constants (dst_x0, dst_y0,
1015  * dst_x1, dst_y1).
1016  */
1017 void
1018 brw_blorp_blit_program::kill_if_outside_dst_rect()
1019 {
1020    struct brw_reg f0 = brw_flag_reg();
1021    struct brw_reg g1 = retype(brw_vec1_grf(1, 7), BRW_REGISTER_TYPE_UW);
1022    struct brw_reg null16 = vec16(retype(brw_null_reg(), BRW_REGISTER_TYPE_UW));
1023
1024    brw_CMP(&func, null16, BRW_CONDITIONAL_GE, X, dst_x0);
1025    brw_CMP(&func, null16, BRW_CONDITIONAL_GE, Y, dst_y0);
1026    brw_CMP(&func, null16, BRW_CONDITIONAL_L, X, dst_x1);
1027    brw_CMP(&func, null16, BRW_CONDITIONAL_L, Y, dst_y1);
1028
1029    brw_set_predicate_control(&func, BRW_PREDICATE_NONE);
1030    brw_push_insn_state(&func);
1031    brw_set_mask_control(&func, BRW_MASK_DISABLE);
1032    brw_AND(&func, g1, f0, g1);
1033    brw_pop_insn_state(&func);
1034 }
1035
1036 /**
1037  * Emit code to translate from destination (X, Y) coordinates to source (X, Y)
1038  * coordinates.
1039  */
1040 void
1041 brw_blorp_blit_program::translate_dst_to_src()
1042 {
1043    brw_MUL(&func, Xp, X, x_transform.multiplier);
1044    brw_MUL(&func, Yp, Y, y_transform.multiplier);
1045    brw_ADD(&func, Xp, Xp, x_transform.offset);
1046    brw_ADD(&func, Yp, Yp, y_transform.offset);
1047    SWAP_XY_AND_XPYP();
1048 }
1049
1050 /**
1051  * Emit code to transform the X and Y coordinates as needed for blending
1052  * together the different samples in an MSAA texture.
1053  */
1054 void
1055 brw_blorp_blit_program::single_to_blend()
1056 {
1057    /* When looking up samples in an MSAA texture using the SAMPLE message,
1058     * Gen6 requires the texture coordinates to be odd integers (so that they
1059     * correspond to the center of a 2x2 block representing the four samples
1060     * that maxe up a pixel).  So we need to multiply our X and Y coordinates
1061     * each by 2 and then add 1.
1062     */
1063    brw_SHL(&func, t1, X, brw_imm_w(1));
1064    brw_SHL(&func, t2, Y, brw_imm_w(1));
1065    brw_ADD(&func, Xp, t1, brw_imm_w(1));
1066    brw_ADD(&func, Yp, t2, brw_imm_w(1));
1067    SWAP_XY_AND_XPYP();
1068 }
1069
1070
1071 /**
1072  * Count the number of trailing 1 bits in the given value.  For example:
1073  *
1074  * count_trailing_one_bits(0) == 0
1075  * count_trailing_one_bits(7) == 3
1076  * count_trailing_one_bits(11) == 2
1077  */
1078 inline int count_trailing_one_bits(unsigned value)
1079 {
1080 #if defined(__GNUC__) && ((__GNUC__ * 100 + __GNUC_MINOR__) >= 304) /* gcc 3.4 or later */
1081    return __builtin_ctz(~value);
1082 #else
1083    return _mesa_bitcount(value & ~(value + 1));
1084 #endif
1085 }
1086
1087
1088 void
1089 brw_blorp_blit_program::manual_blend()
1090 {
1091    /* TODO: support num_samples != 4 */
1092    const int num_samples = 4;
1093
1094    if (key->tex_layout == INTEL_MSAA_LAYOUT_CMS)
1095       mcs_fetch();
1096
1097    /* We add together samples using a binary tree structure, e.g. for 4x MSAA:
1098     *
1099     *   result = ((sample[0] + sample[1]) + (sample[2] + sample[3])) / 4
1100     *
1101     * This ensures that when all samples have the same value, no numerical
1102     * precision is lost, since each addition operation always adds two equal
1103     * values, and summing two equal floating point values does not lose
1104     * precision.
1105     *
1106     * We perform this computation by treating the texture_data array as a
1107     * stack and performing the following operations:
1108     *
1109     * - push sample 0 onto stack
1110     * - push sample 1 onto stack
1111     * - add top two stack entries
1112     * - push sample 2 onto stack
1113     * - push sample 3 onto stack
1114     * - add top two stack entries
1115     * - add top two stack entries
1116     * - divide top stack entry by 4
1117     *
1118     * Note that after pushing sample i onto the stack, the number of add
1119     * operations we do is equal to the number of trailing 1 bits in i.  This
1120     * works provided the total number of samples is a power of two, which it
1121     * always is for i965.
1122     *
1123     * For integer formats, we replace the add operations with average
1124     * operations and skip the final division.
1125     */
1126    typedef struct brw_instruction *(*brw_op2_ptr)(struct brw_compile *,
1127                                                   struct brw_reg,
1128                                                   struct brw_reg,
1129                                                   struct brw_reg);
1130    brw_op2_ptr combine_op =
1131       key->texture_data_type == BRW_REGISTER_TYPE_F ? brw_ADD : brw_AVG;
1132    unsigned stack_depth = 0;
1133    for (int i = 0; i < num_samples; ++i) {
1134       assert(stack_depth == _mesa_bitcount(i)); /* Loop invariant */
1135
1136       /* Push sample i onto the stack */
1137       assert(stack_depth < ARRAY_SIZE(texture_data));
1138       if (i == 0) {
1139          s_is_zero = true;
1140       } else {
1141          s_is_zero = false;
1142          brw_MOV(&func, S, brw_imm_uw(i));
1143       }
1144       texel_fetch(texture_data[stack_depth++]);
1145
1146       if (i == 0 && key->tex_layout == INTEL_MSAA_LAYOUT_CMS) {
1147          /* The Ivy Bridge PRM, Vol4 Part1 p27 (Multisample Control Surface)
1148           * suggests an optimization:
1149           *
1150           *     "A simple optimization with probable large return in
1151           *     performance is to compare the MCS value to zero (indicating
1152           *     all samples are on sample slice 0), and sample only from
1153           *     sample slice 0 using ld2dss if MCS is zero."
1154           *
1155           * Note that in the case where the MCS value is zero, sampling from
1156           * sample slice 0 using ld2dss and sampling from sample 0 using
1157           * ld2dms are equivalent (since all samples are on sample slice 0).
1158           * Since we have already sampled from sample 0, all we need to do is
1159           * skip the remaining fetches and averaging if MCS is zero.
1160           */
1161          brw_CMP(&func, vec16(brw_null_reg()), BRW_CONDITIONAL_NZ,
1162                  mcs_data, brw_imm_ud(0));
1163          brw_IF(&func, BRW_EXECUTE_16);
1164       }
1165
1166       /* Do count_trailing_one_bits(i) times */
1167       for (int j = count_trailing_one_bits(i); j-- > 0; ) {
1168          assert(stack_depth >= 2);
1169          --stack_depth;
1170
1171          /* TODO: should use a smaller loop bound for non_RGBA formats */
1172          for (int k = 0; k < 4; ++k) {
1173             combine_op(&func, offset(texture_data[stack_depth - 1], 2*k),
1174                        offset(vec8(texture_data[stack_depth - 1]), 2*k),
1175                        offset(vec8(texture_data[stack_depth]), 2*k));
1176          }
1177       }
1178    }
1179
1180    /* We should have just 1 sample on the stack now. */
1181    assert(stack_depth == 1);
1182
1183    if (key->texture_data_type == BRW_REGISTER_TYPE_F) {
1184       /* Scale the result down by a factor of num_samples */
1185       /* TODO: should use a smaller loop bound for non-RGBA formats */
1186       for (int j = 0; j < 4; ++j) {
1187          brw_MUL(&func, offset(texture_data[0], 2*j),
1188                  offset(vec8(texture_data[0]), 2*j),
1189                  brw_imm_f(1.0/num_samples));
1190       }
1191    }
1192
1193    if (key->tex_layout == INTEL_MSAA_LAYOUT_CMS)
1194       brw_ENDIF(&func);
1195 }
1196
1197 /**
1198  * Emit code to look up a value in the texture using the SAMPLE message (which
1199  * does blending of MSAA surfaces).
1200  */
1201 void
1202 brw_blorp_blit_program::sample(struct brw_reg dst)
1203 {
1204    static const sampler_message_arg args[2] = {
1205       SAMPLER_MESSAGE_ARG_U_FLOAT,
1206       SAMPLER_MESSAGE_ARG_V_FLOAT
1207    };
1208
1209    texture_lookup(dst, GEN5_SAMPLER_MESSAGE_SAMPLE, args, ARRAY_SIZE(args));
1210 }
1211
1212 /**
1213  * Emit code to look up a value in the texture using the SAMPLE_LD message
1214  * (which does a simple texel fetch).
1215  */
1216 void
1217 brw_blorp_blit_program::texel_fetch(struct brw_reg dst)
1218 {
1219    static const sampler_message_arg gen6_args[5] = {
1220       SAMPLER_MESSAGE_ARG_U_INT,
1221       SAMPLER_MESSAGE_ARG_V_INT,
1222       SAMPLER_MESSAGE_ARG_ZERO_INT, /* R */
1223       SAMPLER_MESSAGE_ARG_ZERO_INT, /* LOD */
1224       SAMPLER_MESSAGE_ARG_SI_INT
1225    };
1226    static const sampler_message_arg gen7_ld_args[3] = {
1227       SAMPLER_MESSAGE_ARG_U_INT,
1228       SAMPLER_MESSAGE_ARG_ZERO_INT, /* LOD */
1229       SAMPLER_MESSAGE_ARG_V_INT
1230    };
1231    static const sampler_message_arg gen7_ld2dss_args[3] = {
1232       SAMPLER_MESSAGE_ARG_SI_INT,
1233       SAMPLER_MESSAGE_ARG_U_INT,
1234       SAMPLER_MESSAGE_ARG_V_INT
1235    };
1236    static const sampler_message_arg gen7_ld2dms_args[4] = {
1237       SAMPLER_MESSAGE_ARG_SI_INT,
1238       SAMPLER_MESSAGE_ARG_MCS_INT,
1239       SAMPLER_MESSAGE_ARG_U_INT,
1240       SAMPLER_MESSAGE_ARG_V_INT
1241    };
1242
1243    switch (brw->intel.gen) {
1244    case 6:
1245       texture_lookup(dst, GEN5_SAMPLER_MESSAGE_SAMPLE_LD, gen6_args,
1246                      s_is_zero ? 2 : 5);
1247       break;
1248    case 7:
1249       if (key->tex_samples > 0) {
1250          if (key->tex_layout == INTEL_MSAA_LAYOUT_CMS) {
1251             texture_lookup(dst, GEN7_SAMPLER_MESSAGE_SAMPLE_LD2DMS,
1252                            gen7_ld2dms_args, ARRAY_SIZE(gen7_ld2dms_args));
1253          } else {
1254             texture_lookup(dst, GEN7_SAMPLER_MESSAGE_SAMPLE_LD2DSS,
1255                            gen7_ld2dss_args, ARRAY_SIZE(gen7_ld2dss_args));
1256          }
1257       } else {
1258          assert(s_is_zero);
1259          texture_lookup(dst, GEN5_SAMPLER_MESSAGE_SAMPLE_LD, gen7_ld_args,
1260                         ARRAY_SIZE(gen7_ld_args));
1261       }
1262       break;
1263    default:
1264       assert(!"Should not get here.");
1265       break;
1266    };
1267 }
1268
1269 void
1270 brw_blorp_blit_program::mcs_fetch()
1271 {
1272    static const sampler_message_arg gen7_ld_mcs_args[2] = {
1273       SAMPLER_MESSAGE_ARG_U_INT,
1274       SAMPLER_MESSAGE_ARG_V_INT
1275    };
1276    texture_lookup(vec16(mcs_data), GEN7_SAMPLER_MESSAGE_SAMPLE_LD_MCS,
1277                   gen7_ld_mcs_args, ARRAY_SIZE(gen7_ld_mcs_args));
1278 }
1279
1280 void
1281 brw_blorp_blit_program::expand_to_32_bits(struct brw_reg src,
1282                                           struct brw_reg dst)
1283 {
1284    brw_MOV(&func, vec8(dst), vec8(src));
1285    brw_set_compression_control(&func, BRW_COMPRESSION_2NDHALF);
1286    brw_MOV(&func, offset(vec8(dst), 1), suboffset(vec8(src), 8));
1287    brw_set_compression_control(&func, BRW_COMPRESSION_NONE);
1288 }
1289
1290 void
1291 brw_blorp_blit_program::texture_lookup(struct brw_reg dst,
1292                                        GLuint msg_type,
1293                                        const sampler_message_arg *args,
1294                                        int num_args)
1295 {
1296    struct brw_reg mrf =
1297       retype(vec16(brw_message_reg(base_mrf)), BRW_REGISTER_TYPE_UD);
1298    for (int arg = 0; arg < num_args; ++arg) {
1299       switch (args[arg]) {
1300       case SAMPLER_MESSAGE_ARG_U_FLOAT:
1301          expand_to_32_bits(X, retype(mrf, BRW_REGISTER_TYPE_F));
1302          break;
1303       case SAMPLER_MESSAGE_ARG_V_FLOAT:
1304          expand_to_32_bits(Y, retype(mrf, BRW_REGISTER_TYPE_F));
1305          break;
1306       case SAMPLER_MESSAGE_ARG_U_INT:
1307          expand_to_32_bits(X, mrf);
1308          break;
1309       case SAMPLER_MESSAGE_ARG_V_INT:
1310          expand_to_32_bits(Y, mrf);
1311          break;
1312       case SAMPLER_MESSAGE_ARG_SI_INT:
1313          /* Note: on Gen7, this code may be reached with s_is_zero==true
1314           * because in Gen7's ld2dss message, the sample index is the first
1315           * argument.  When this happens, we need to move a 0 into the
1316           * appropriate message register.
1317           */
1318          if (s_is_zero)
1319             brw_MOV(&func, mrf, brw_imm_ud(0));
1320          else
1321             expand_to_32_bits(S, mrf);
1322          break;
1323       case SAMPLER_MESSAGE_ARG_MCS_INT:
1324          brw_MOV(&func, mrf, mcs_data);
1325          break;
1326       case SAMPLER_MESSAGE_ARG_ZERO_INT:
1327          brw_MOV(&func, mrf, brw_imm_ud(0));
1328          break;
1329       }
1330       mrf.nr += 2;
1331    }
1332
1333    brw_SAMPLE(&func,
1334               retype(dst, BRW_REGISTER_TYPE_UW) /* dest */,
1335               base_mrf /* msg_reg_nr */,
1336               brw_message_reg(base_mrf) /* src0 */,
1337               BRW_BLORP_TEXTURE_BINDING_TABLE_INDEX,
1338               0 /* sampler */,
1339               WRITEMASK_XYZW,
1340               msg_type,
1341               8 /* response_length.  TODO: should be smaller for non-RGBA formats? */,
1342               mrf.nr - base_mrf /* msg_length */,
1343               0 /* header_present */,
1344               BRW_SAMPLER_SIMD_MODE_SIMD16,
1345               BRW_SAMPLER_RETURN_FORMAT_FLOAT32);
1346 }
1347
1348 #undef X
1349 #undef Y
1350 #undef U
1351 #undef V
1352 #undef S
1353 #undef SWAP_XY_AND_XPYP
1354
1355 void
1356 brw_blorp_blit_program::render_target_write()
1357 {
1358    struct brw_reg mrf_rt_write =
1359       retype(vec16(brw_message_reg(base_mrf)), key->texture_data_type);
1360    int mrf_offset = 0;
1361
1362    /* If we may have killed pixels, then we need to send R0 and R1 in a header
1363     * so that the render target knows which pixels we killed.
1364     */
1365    bool use_header = key->use_kill;
1366    if (use_header) {
1367       /* Copy R0/1 to MRF */
1368       brw_MOV(&func, retype(mrf_rt_write, BRW_REGISTER_TYPE_UD),
1369               retype(R0, BRW_REGISTER_TYPE_UD));
1370       mrf_offset += 2;
1371    }
1372
1373    /* Copy texture data to MRFs */
1374    for (int i = 0; i < 4; ++i) {
1375       /* E.g. mov(16) m2.0<1>:f r2.0<8;8,1>:f { Align1, H1 } */
1376       brw_MOV(&func, offset(mrf_rt_write, mrf_offset),
1377               offset(vec8(texture_data[0]), 2*i));
1378       mrf_offset += 2;
1379    }
1380
1381    /* Now write to the render target and terminate the thread */
1382    brw_fb_WRITE(&func,
1383                 16 /* dispatch_width */,
1384                 base_mrf /* msg_reg_nr */,
1385                 mrf_rt_write /* src0 */,
1386                 BRW_DATAPORT_RENDER_TARGET_WRITE_SIMD16_SINGLE_SOURCE,
1387                 BRW_BLORP_RENDERBUFFER_BINDING_TABLE_INDEX,
1388                 mrf_offset /* msg_length.  TODO: Should be smaller for non-RGBA formats. */,
1389                 0 /* response_length */,
1390                 true /* eot */,
1391                 use_header);
1392 }
1393
1394
1395 void
1396 brw_blorp_coord_transform_params::setup(GLuint src0, GLuint dst0, GLuint dst1,
1397                                         bool mirror)
1398 {
1399    if (!mirror) {
1400       /* When not mirroring a coordinate (say, X), we need:
1401        *   x' - src_x0 = x - dst_x0
1402        * Therefore:
1403        *   x' = 1*x + (src_x0 - dst_x0)
1404        */
1405       multiplier = 1;
1406       offset = src0 - dst0;
1407    } else {
1408       /* When mirroring X we need:
1409        *   x' - src_x0 = dst_x1 - x - 1
1410        * Therefore:
1411        *   x' = -1*x + (src_x0 + dst_x1 - 1)
1412        */
1413       multiplier = -1;
1414       offset = src0 + dst1 - 1;
1415    }
1416 }
1417
1418
1419 /**
1420  * Determine which MSAA layout the GPU pipeline should be configured for,
1421  * based on the chip generation, the number of samples, and the true layout of
1422  * the image in memory.
1423  */
1424 inline intel_msaa_layout
1425 compute_msaa_layout_for_pipeline(struct brw_context *brw, unsigned num_samples,
1426                                  intel_msaa_layout true_layout)
1427 {
1428    if (num_samples == 0) {
1429       /* When configuring the GPU for non-MSAA, we can still accommodate IMS
1430        * format buffers, by transforming coordinates appropriately.
1431        */
1432       assert(true_layout == INTEL_MSAA_LAYOUT_NONE ||
1433              true_layout == INTEL_MSAA_LAYOUT_IMS);
1434       return INTEL_MSAA_LAYOUT_NONE;
1435    }
1436
1437    /* Prior to Gen7, all MSAA surfaces use IMS layout. */
1438    if (brw->intel.gen == 6) {
1439       assert(true_layout == INTEL_MSAA_LAYOUT_IMS);
1440       return INTEL_MSAA_LAYOUT_IMS;
1441    }
1442
1443    /* Since blorp uses color textures and render targets to do all its work
1444     * (even when blitting stencil and depth data), we always have to configure
1445     * the Gen7 GPU to use UMS or CMS layout on Gen7.
1446     */
1447    assert(true_layout == INTEL_MSAA_LAYOUT_UMS ||
1448           true_layout == INTEL_MSAA_LAYOUT_CMS);
1449    return true_layout;
1450 }
1451
1452
1453 brw_blorp_blit_params::brw_blorp_blit_params(struct brw_context *brw,
1454                                              struct intel_mipmap_tree *src_mt,
1455                                              struct intel_mipmap_tree *dst_mt,
1456                                              GLuint src_x0, GLuint src_y0,
1457                                              GLuint dst_x0, GLuint dst_y0,
1458                                              GLuint dst_x1, GLuint dst_y1,
1459                                              bool mirror_x, bool mirror_y)
1460 {
1461    src.set(brw, src_mt, 0, 0);
1462    dst.set(brw, dst_mt, 0, 0);
1463
1464    use_wm_prog = true;
1465    memset(&wm_prog_key, 0, sizeof(wm_prog_key));
1466
1467    /* texture_data_type indicates the register type that should be used to
1468     * manipulate texture data.
1469     */
1470    switch (_mesa_get_format_datatype(src_mt->format)) {
1471    case GL_UNSIGNED_NORMALIZED:
1472    case GL_SIGNED_NORMALIZED:
1473    case GL_FLOAT:
1474       wm_prog_key.texture_data_type = BRW_REGISTER_TYPE_F;
1475       break;
1476    case GL_UNSIGNED_INT:
1477       if (src_mt->format == MESA_FORMAT_S8) {
1478          /* We process stencil as though it's an unsigned normalized color */
1479          wm_prog_key.texture_data_type = BRW_REGISTER_TYPE_F;
1480       } else {
1481          wm_prog_key.texture_data_type = BRW_REGISTER_TYPE_UD;
1482       }
1483       break;
1484    case GL_INT:
1485       wm_prog_key.texture_data_type = BRW_REGISTER_TYPE_D;
1486       break;
1487    default:
1488       assert(!"Unrecognized blorp format");
1489       break;
1490    }
1491
1492    if (brw->intel.gen > 6) {
1493       /* Gen7's texturing hardware only supports the IMS layout with the
1494        * ld2dms instruction (which blorp doesn't use).  So if the source is
1495        * IMS, we'll have to map it as a single-sampled texture and
1496        * de-interleave the samples ourselves.
1497        */
1498       if (src_mt->msaa_layout == INTEL_MSAA_LAYOUT_IMS)
1499          src.num_samples = 0;
1500
1501       /* Similarly, Gen7's rendering hardware only supports the IMS layout for
1502        * depth and stencil render targets.  Blorp always maps its destination
1503        * surface as a color render target (even if it's actually a depth or
1504        * stencil buffer).  So if the destination is IMS, we'll have to map it
1505        * as a single-sampled texture and interleave the samples ourselves.
1506        */
1507       if (dst_mt->msaa_layout == INTEL_MSAA_LAYOUT_IMS)
1508          dst.num_samples = 0;
1509    }
1510
1511    if (dst.map_stencil_as_y_tiled && dst.num_samples > 0) {
1512       /* If the destination surface is a W-tiled multisampled stencil buffer
1513        * that we're mapping as Y tiled, then we need to arrange for the WM
1514        * program to run once per sample rather than once per pixel, because
1515        * the memory layout of related samples doesn't match between W and Y
1516        * tiling.
1517        */
1518       wm_prog_key.persample_msaa_dispatch = true;
1519    }
1520
1521    if (src.num_samples > 0 && dst.num_samples > 0) {
1522       /* We are blitting from a multisample buffer to a multisample buffer, so
1523        * we must preserve samples within a pixel.  This means we have to
1524        * arrange for the WM program to run once per sample rather than once
1525        * per pixel.
1526        */
1527       wm_prog_key.persample_msaa_dispatch = true;
1528    }
1529
1530    /* The render path must be configured to use the same number of samples as
1531     * the destination buffer.
1532     */
1533    num_samples = dst.num_samples;
1534
1535    GLenum base_format = _mesa_get_format_base_format(src_mt->format);
1536    if (base_format != GL_DEPTH_COMPONENT && /* TODO: what about depth/stencil? */
1537        base_format != GL_STENCIL_INDEX &&
1538        src_mt->num_samples > 0 && dst_mt->num_samples == 0) {
1539       /* We are downsampling a color buffer, so blend. */
1540       wm_prog_key.blend = true;
1541    }
1542
1543    /* src_samples and dst_samples are the true sample counts */
1544    wm_prog_key.src_samples = src_mt->num_samples;
1545    wm_prog_key.dst_samples = dst_mt->num_samples;
1546
1547    /* tex_samples and rt_samples are the sample counts that are set up in
1548     * SURFACE_STATE.
1549     */
1550    wm_prog_key.tex_samples = src.num_samples;
1551    wm_prog_key.rt_samples  = dst.num_samples;
1552
1553    /* tex_layout and rt_layout indicate the MSAA layout the GPU pipeline will
1554     * use to access the source and destination surfaces.
1555     */
1556    wm_prog_key.tex_layout =
1557       compute_msaa_layout_for_pipeline(brw, src.num_samples, src.msaa_layout);
1558    wm_prog_key.rt_layout =
1559       compute_msaa_layout_for_pipeline(brw, dst.num_samples, dst.msaa_layout);
1560
1561    /* src_layout and dst_layout indicate the true MSAA layout used by src and
1562     * dst.
1563     */
1564    wm_prog_key.src_layout = src_mt->msaa_layout;
1565    wm_prog_key.dst_layout = dst_mt->msaa_layout;
1566
1567    wm_prog_key.src_tiled_w = src.map_stencil_as_y_tiled;
1568    wm_prog_key.dst_tiled_w = dst.map_stencil_as_y_tiled;
1569    x0 = wm_push_consts.dst_x0 = dst_x0;
1570    y0 = wm_push_consts.dst_y0 = dst_y0;
1571    x1 = wm_push_consts.dst_x1 = dst_x1;
1572    y1 = wm_push_consts.dst_y1 = dst_y1;
1573    wm_push_consts.x_transform.setup(src_x0, dst_x0, dst_x1, mirror_x);
1574    wm_push_consts.y_transform.setup(src_y0, dst_y0, dst_y1, mirror_y);
1575
1576    if (dst.num_samples == 0 && dst_mt->num_samples > 0) {
1577       /* We must expand the rectangle we send through the rendering pipeline,
1578        * to account for the fact that we are mapping the destination region as
1579        * single-sampled when it is in fact multisampled.  We must also align
1580        * it to a multiple of the multisampling pattern, because the
1581        * differences between multisampled and single-sampled surface formats
1582        * will mean that pixels are scrambled within the multisampling pattern.
1583        * TODO: what if this makes the coordinates too large?
1584        *
1585        * Note: this only works if the destination surface uses the IMS layout.
1586        * If it's UMS, then we have no choice but to set up the rendering
1587        * pipeline as multisampled.
1588        */
1589       assert(dst_mt->msaa_layout == INTEL_MSAA_LAYOUT_IMS);
1590       x0 = (x0 * 2) & ~3;
1591       y0 = (y0 * 2) & ~3;
1592       x1 = ALIGN(x1 * 2, 4);
1593       y1 = ALIGN(y1 * 2, 4);
1594       wm_prog_key.use_kill = true;
1595    }
1596
1597    if (dst.map_stencil_as_y_tiled) {
1598       /* We must modify the rectangle we send through the rendering pipeline,
1599        * to account for the fact that we are mapping it as Y-tiled when it is
1600        * in fact W-tiled.  Y tiles have dimensions 128x32 whereas W tiles have
1601        * dimensions 64x64.  We must also align it to a multiple of the tile
1602        * size, because the differences between W and Y tiling formats will
1603        * mean that pixels are scrambled within the tile.
1604        *
1605        * Note: if the destination surface configured to use IMS layout, then
1606        * the effective tile size we need to align it to is smaller, because
1607        * each pixel covers a 2x2 or a 4x2 block of samples.
1608        *
1609        * TODO: what if this makes the coordinates too large?
1610        */
1611       unsigned x_align = 64, y_align = 64;
1612       if (dst_mt->msaa_layout == INTEL_MSAA_LAYOUT_IMS) {
1613          x_align /= (dst_mt->num_samples == 4 ? 2 : 4);
1614          y_align /= 2;
1615       }
1616       x0 = (x0 & ~(x_align - 1)) * 2;
1617       y0 = (y0 & ~(y_align - 1)) / 2;
1618       x1 = ALIGN(x1, x_align) * 2;
1619       y1 = ALIGN(y1, y_align) / 2;
1620       wm_prog_key.use_kill = true;
1621    }
1622 }
1623
1624 uint32_t
1625 brw_blorp_blit_params::get_wm_prog(struct brw_context *brw,
1626                                    brw_blorp_prog_data **prog_data) const
1627 {
1628    uint32_t prog_offset;
1629    if (!brw_search_cache(&brw->cache, BRW_BLORP_BLIT_PROG,
1630                          &this->wm_prog_key, sizeof(this->wm_prog_key),
1631                          &prog_offset, prog_data)) {
1632       brw_blorp_blit_program prog(brw, &this->wm_prog_key);
1633       GLuint program_size;
1634       const GLuint *program = prog.compile(brw, &program_size);
1635       brw_upload_cache(&brw->cache, BRW_BLORP_BLIT_PROG,
1636                        &this->wm_prog_key, sizeof(this->wm_prog_key),
1637                        program, program_size,
1638                        &prog.prog_data, sizeof(prog.prog_data),
1639                        &prog_offset, prog_data);
1640    }
1641    return prog_offset;
1642 }