<div dir="ltr"><br><div class="gmail_extra"><br><div class="gmail_quote">On Wed, Dec 17, 2014 at 1:52 PM, Connor Abbott <span dir="ltr"><<a href="mailto:cwabbott0@gmail.com" target="_blank">cwabbott0@gmail.com</a>></span> wrote:<blockquote class="gmail_quote" style="margin:0 0 0 .8ex;border-left:1px #ccc solid;padding-left:1ex">I'm sure you're already aware, but there are two things we could do to<br>
speed this up:<br>
<br>
1. Pre-compute def/kill sets for each block similar to what i965 does.<br>
2. Use a worklist + an array of flags for "this block is in the<br>
worklist" rather than walking all the basic blocks in reverse to find<br>
the few we need to update.<br>
<br>
Wrt #2, we already use a worklist in the DCE pass, but it's kinda lame<br>
because it's using a linked list when we could just allocate an array<br>
of pointers up-front based on the maximum size (the number of blocks<br>
in this case, the number of SSA definitions in that case) and use it<br>
as a ringbuffer. It would be a nice cleanup to implement such a<br>
bounded worklist and share it between these two passes, since we'll<br>
probably want to use it for lots of other passes too.<br>
<br>
I don't either thing should block merging this, though.<br>
<br>
A few other comments below.<br>
<div><div class="h5"><br>
On Tue, Dec 16, 2014 at 1:05 AM, Jason Ekstrand <<a href="mailto:jason@jlekstrand.net">jason@jlekstrand.net</a>> wrote:<br>
> ---<br>
>  src/glsl/Makefile.sources         |   1 +<br>
>  src/glsl/nir/nir.h                |  13 ++<br>
>  src/glsl/nir/nir_live_variables.c | 282 ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++<br>
>  src/glsl/nir/nir_metadata.c       |   2 +<br>
>  src/mesa/main/bitset.h            |   1 +<br>
>  5 files changed, 299 insertions(+)<br>
>  create mode 100644 src/glsl/nir/nir_live_variables.c<br>
><br>
> diff --git a/src/glsl/Makefile.sources b/src/glsl/Makefile.sources<br>
> index 4eb6320..433224e 100644<br>
> --- a/src/glsl/Makefile.sources<br>
> +++ b/src/glsl/Makefile.sources<br>
> @@ -20,6 +20,7 @@ NIR_FILES = \<br>
>         $(GLSL_SRCDIR)/nir/nir_from_ssa.c \<br>
>         $(GLSL_SRCDIR)/nir/nir_intrinsics.c \<br>
>         $(GLSL_SRCDIR)/nir/nir_intrinsics.h \<br>
> +       $(GLSL_SRCDIR)/nir/nir_live_variables.c \<br>
>         $(GLSL_SRCDIR)/nir/nir_lower_atomics.c \<br>
>         $(GLSL_SRCDIR)/nir/nir_lower_samplers.cpp \<br>
>         $(GLSL_SRCDIR)/nir/nir_lower_system_values.c \<br>
> diff --git a/src/glsl/nir/nir.h b/src/glsl/nir/nir.h<br>
> index f744736..2f2edb6 100644<br>
> --- a/src/glsl/nir/nir.h<br>
> +++ b/src/glsl/nir/nir.h<br>
> @@ -420,6 +420,9 @@ typedef struct {<br>
>     /** generic SSA definition index. */<br>
>     unsigned index;<br>
><br>
> +   /** Index into the live_in and live_out bitfields */<br>
> +   unsigned live_index;<br>
> +<br>
>     nir_instr *parent_instr;<br>
><br>
>     struct set *uses;<br>
> @@ -999,6 +1002,10 @@ typedef struct nir_block {<br>
>     struct nir_block **dom_children;<br>
><br>
>     struct set *dom_frontier;<br>
> +<br>
> +   /* live in and out for this block; used for liveness analysis */<br>
> +   BITSET_WORD *live_in;<br>
> +   BITSET_WORD *live_out;<br>
>  } nir_block;<br>
><br>
>  #define nir_block_first_instr(block) \<br>
> @@ -1047,6 +1054,7 @@ typedef enum {<br>
>     nir_metadata_none = 0x0,<br>
>     nir_metadata_block_index = 0x1,<br>
>     nir_metadata_dominance = 0x2,<br>
> +   nir_metadata_live_variables = 0x4,<br>
>  } nir_metadata;<br>
><br>
>  typedef struct {<br>
> @@ -1274,6 +1282,8 @@ bool nir_foreach_src(nir_instr *instr, nir_foreach_src_cb cb, void *state);<br>
>  typedef bool (*nir_foreach_block_cb)(nir_block *block, void *state);<br>
>  bool nir_foreach_block(nir_function_impl *impl, nir_foreach_block_cb cb,<br>
>                         void *state);<br>
> +bool nir_foreach_block_reverse(nir_function_impl *impl, nir_foreach_block_cb cb,<br>
> +                               void *state);<br>
<br>
</div></div>This hunk should go in the previous patch that defined this function.<br>
<div><div class="h5"><br>
><br>
>  /* If the following CF node is an if, this function returns that if.<br>
>   * Otherwise, it returns NULL.<br>
> @@ -1318,6 +1328,9 @@ void nir_lower_system_values(nir_shader *shader);<br>
><br>
>  void nir_lower_atomics(nir_shader *shader);<br>
><br>
> +void nir_live_variables_impl(nir_function_impl *impl);<br>
> +bool nir_ssa_defs_interfere(nir_ssa_def *a, nir_ssa_def *b);<br>
> +<br>
>  void nir_convert_to_ssa_impl(nir_function_impl *impl);<br>
>  void nir_convert_to_ssa(nir_shader *shader);<br>
>  void nir_convert_from_ssa(nir_shader *shader);<br>
> diff --git a/src/glsl/nir/nir_live_variables.c b/src/glsl/nir/nir_live_variables.c<br>
> new file mode 100644<br>
> index 0000000..7d99a06<br>
> --- /dev/null<br>
> +++ b/src/glsl/nir/nir_live_variables.c<br>
> @@ -0,0 +1,282 @@<br>
> +/*<br>
> + * Copyright © 2014 Intel Corporation<br>
> + *<br>
> + * Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a<br>
> + * copy of this software and associated documentation files (the "Software"),<br>
> + * to deal in the Software without restriction, including without limitation<br>
> + * the rights to use, copy, modify, merge, publish, distribute, sublicense,<br>
> + * and/or sell copies of the Software, and to permit persons to whom the<br>
> + * Software is furnished to do so, subject to the following conditions:<br>
> + *<br>
> + * The above copyright notice and this permission notice (including the next<br>
> + * paragraph) shall be included in all copies or substantial portions of the<br>
> + * Software.<br>
> + *<br>
> + * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR<br>
> + * IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY,<br>
> + * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT.  IN NO EVENT SHALL<br>
> + * THE AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER<br>
> + * LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING<br>
> + * FROM, OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS<br>
> + * IN THE SOFTWARE.<br>
> + *<br>
> + * Authors:<br>
> + *    Jason Ekstrand (<a href="mailto:jason@jlekstrand.net">jason@jlekstrand.net</a>)<br>
> + */<br>
> +<br>
> +#include "nir.h"<br>
> +<br>
> +/*<br>
> + * Basic liveness analysis.  This works only in SSA form.<br>
> + *<br>
> + * This liveness pass treats phi nodes as being melded to the space between<br>
> + * blocks so that the destinations of a phi are in the livein of the block<br>
> + * in which it resides and the sources are in the liveout of the<br>
> + * corresponding block.  By formulating the liveness information in this<br>
> + * way, we ensure that the definition of any variable dominates its entire<br>
> + * live range.  This is true because the only way that the definition of an<br>
> + * SSA value may not dominate a use is if the use is in a phi node and the<br>
> + * uses in phi no are in the live-out of the corresponding predecessor<br>
> + * block but not in the live-in of the block containing the phi node.<br>
> + */<br>
> +<br>
> +struct live_variables_state {<br>
> +   unsigned num_ssa_defs;<br>
> +   unsigned bitset_words;<br>
> +   BITSET_WORD progress;<br>
<br>
</div></div>I'd rather have this be<br>
<br>
bool progress;<br>
<br>
since it's effectively being used as a boolean, no need to confuse<br>
people with this and it's just unnecessary micro-optimization.<br>
<div><div class="h5"><br>
> +};<br>
> +<br>
> +static bool<br>
> +index_dest(nir_dest *dest, void *void_state)<br>
> +{<br>
> +   struct live_variables_state *state = void_state;<br>
> +<br>
> +   if (dest->is_ssa)<br>
> +      dest->ssa.live_index = state->num_ssa_defs++;<br>
> +<br>
> +   return true;<br>
> +}<br>
> +<br>
> +static bool<br>
> +index_ssa_definitions_block(nir_block *block, void *void_state)<br>
> +{<br>
> +   struct live_variables_state *state = void_state;<br>
> +<br>
> +   nir_foreach_instr(block, instr) {<br>
> +      if (instr->type == nir_instr_type_ssa_undef) {<br>
> +         nir_ssa_undef_instr *undef = nir_instr_as_ssa_undef(instr);<br>
> +         undef->def.live_index = 0;<br>
> +      } else {<br>
> +         nir_foreach_dest(instr, index_dest, state);<br>
> +      }<br>
> +   }<br>
> +<br>
> +   return true;<br>
> +}<br>
> +<br>
> +static bool<br>
> +init_liveness_block(nir_block *block, void *void_state)<br>
> +{<br>
> +   struct live_variables_state *state = void_state;<br>
> +<br>
> +   block->live_in = reralloc(block, block->live_in, BITSET_WORD,<br>
> +                             state->bitset_words);<br>
> +   memset(block->live_in, 0, state->bitset_words * sizeof(BITSET_WORD));<br>
> +<br>
> +   block->live_out = reralloc(block, block->live_out, BITSET_WORD,<br>
> +                              state->bitset_words);<br>
> +   memset(block->live_out, 0, state->bitset_words * sizeof(BITSET_WORD));<br>
> +<br>
> +   return true;<br>
> +}<br>
> +<br>
> +static bool<br>
> +set_src_live(nir_src *src, void *void_live)<br>
> +{<br>
> +   BITSET_WORD *live = void_live;<br>
> +<br>
> +   if (!src->is_ssa)<br>
> +      return true;<br>
> +<br>
> +   if (src->ssa->live_index == 0)<br>
> +      return true;   /* undefined variables are never live */<br>
> +<br>
> +   BITSET_SET(live, src->ssa->live_index);<br>
> +<br>
> +   return true;<br>
> +}<br>
> +<br>
> +static bool<br>
> +set_dest_dead(nir_dest *dest, void *void_live)<br>
> +{<br>
> +   BITSET_WORD *live = void_live;<br>
> +<br>
> +   if (dest->is_ssa)<br>
> +      BITSET_CLEAR(live, dest->ssa.live_index);<br>
> +<br>
> +   return true;<br>
> +}<br>
> +<br>
> +/* Phi nodes exist "between" blocks and all the phi nodes at the start of a<br>
> + * block act "in parallel".  When we propagate from the live_in of one<br>
> + * block to the live out of the other, we have to kill any writes from phis<br>
> + * and make live any sources.<br>
> + */<br>
> +static void<br>
> +propagate_across_edge(nir_block *pred, nir_block *succ,<br>
> +                      struct live_variables_state *state)<br>
> +{<br>
> +   BITSET_WORD live[state->bitset_words];<br>
> +   memcpy(live, succ->live_in, sizeof live);<br>
> +<br>
> +   nir_foreach_instr(succ, instr) {<br>
> +      if (instr->type != nir_instr_type_phi)<br>
> +         break;<br>
> +      nir_phi_instr *phi = nir_instr_as_phi(instr);<br>
> +<br>
> +      set_dest_dead(&phi->dest, live);<br>
> +   }<br>
> +<br>
> +   nir_foreach_instr(succ, instr) {<br>
> +      if (instr->type != nir_instr_type_phi)<br>
> +         break;<br>
> +      nir_phi_instr *phi = nir_instr_as_phi(instr);<br>
> +<br>
> +      foreach_list_typed(nir_phi_src, src, node, &phi->srcs) {<br>
> +         if (src->pred == pred) {<br>
> +            set_src_live(&src->src, live);<br>
> +            break;<br>
> +         }<br>
> +      }<br>
> +   }<br>
> +<br>
> +   for (unsigned i = 0; i < state->bitset_words; ++i) {<br>
> +      state->progress |= live[i] & ~pred->live_out[i];<br>
<br>
</div></div>state->progress = state->progress || (live[i] & ~pred->live_out[i]) != 0;<br>
<div><div class="h5"><br>
> +      pred->live_out[i] |= live[i];<br>
> +   }<br>
> +}<br>
> +<br>
> +static bool<br>
> +walk_instructions_block(nir_block *block, void *void_state)<br>
> +{<br>
> +   struct live_variables_state *state = void_state;<br>
> +<br>
> +   /* The live out is the union (modulo phi nodes) of the live ins of its<br>
> +    * successors */<br>
> +   if (block->successors[0])<br>
> +      propagate_across_edge(block, block->successors[0], state);<br>
> +   if (block->successors[1])<br>
> +      propagate_across_edge(block, block->successors[1], state);<br>
> +<br>
> +   memcpy(block->live_in, block->live_out,<br>
> +          state->bitset_words * sizeof(BITSET_WORD));<br>
> +<br>
> +   nir_if *following_if = nir_block_following_if(block);<br>
> +   if (following_if)<br>
> +      set_src_live(&following_if->condition, block->live_in);<br>
> +<br>
> +   nir_foreach_instr_reverse(block, instr) {<br>
> +      /* Phi nodes are handled seperately so we want to skip them.  Since<br>
> +       * we are going backwards and they are at the beginning, we can just<br>
> +       * break as soon as we see one.<br>
> +       */<br>
> +      if (instr->type == nir_instr_type_phi)<br>
> +         break;<br>
> +<br>
> +      nir_foreach_dest(instr, set_dest_dead, block->live_in);<br>
> +      nir_foreach_src(instr, set_src_live, block->live_in);<br>
> +   }<br>
> +<br>
> +   return true;<br>
> +}<br>
> +<br>
> +static bool<br>
> +src_does_not_use_def(nir_src *src, void *def)<br>
> +{<br>
> +   return !src->is_ssa || src->ssa != (nir_ssa_def *)def;<br>
> +}<br>
> +<br>
> +static bool<br>
> +search_for_use_after_instr(nir_instr *start, nir_ssa_def *def)<br>
> +{<br>
> +   /* Only look for a use strictly after the given instruction */<br>
> +   struct exec_node *node = start->node.next;<br>
> +   while (!exec_node_is_tail_sentinel(node)) {<br>
> +      nir_instr *instr = exec_node_data(nir_instr, node, node);<br>
> +      if (!nir_foreach_src(instr, src_does_not_use_def, def))<br>
> +         return true;<br>
> +      node = node->next;<br>
> +   }<br>
> +   return false;<br>
> +}<br>
> +<br>
> +/* Returns true if def is live at instr assuming that def comes before<br>
> + * instr in a pre DFS search of the dominance tree.<br>
> + */<br>
> +static bool<br>
> +nir_ssa_def_is_live_at(nir_ssa_def *def, nir_instr *instr)<br>
> +{<br>
> +   if (BITSET_TEST(instr->block->live_out, def->live_index)) {<br>
> +      /* Since def dominates instr, if def is in the liveout of the block,<br>
> +       * it's live at instr<br>
> +       */<br>
> +      return true;<br>
> +   } else {<br>
> +      if (BITSET_TEST(instr->block->live_in, def->live_index) ||<br>
> +          def->parent_instr->block == instr->block) {<br>
> +         /* In this case it is either live coming into instr's block or it<br>
> +          * is defined in the same block.  In this case, we simply need to<br>
> +          * see if it is used after instr.<br>
> +          */<br>
> +         return search_for_use_after_instr(instr, def);<br>
> +      } else {<br>
> +         return false;<br>
> +      }<br>
> +   }<br>
> +}<br>
> +<br>
> +bool<br>
> +nir_ssa_defs_interfere(nir_ssa_def *a, nir_ssa_def *b)<br>
> +{<br>
> +   if (a->parent_instr == b->parent_instr) {<br>
> +      /* Two variables defined at the same time interfere assuming at<br>
> +       * least one isn't dead.<br>
> +       */<br>
> +      return true;<br>
> +   } else if (a->live_index == 0 || b->live_index == 0) {<br>
> +      /* If either variable is an ssa_undef, then there's no interference */<br>
> +      return false;<br>
> +   } else if (a->live_index < b->live_index) {<br>
> +      return nir_ssa_def_is_live_at(a, b->parent_instr);<br>
> +   } else {<br>
> +      return nir_ssa_def_is_live_at(b, a->parent_instr);<br>
> +   }<br>
> +}<br>
> +<br>
> +void<br>
> +nir_live_variables_impl(nir_function_impl *impl)<br>
> +{<br>
> +   struct live_variables_state state;<br>
> +<br>
> +   /* We start at 1 because we reserve the index value of 0 for ssa_undef<br>
> +    * instructions.  Those are never live, so their liveness information<br>
> +    * can be compacted into a single bit.<br>
> +    */<br>
> +   state.num_ssa_defs = 1;<br>
> +   nir_foreach_block(impl, index_ssa_definitions_block, &state);<br>
> +<br>
> +   /* We now know how many unique ssa definitions we have and we can go<br>
> +    * ahead and allocate live_in and live_out sets<br>
> +    */<br>
> +   state.bitset_words = BITSET_WORDS(state.num_ssa_defs);<br>
> +   nir_foreach_block(impl, init_liveness_block, &state);<br>
> +<br>
> +   /* We need to propagate the liveness back through the CFG.  Thanks to<br>
> +    * the wonders of SSA, this will run no more times than the depth of the<br>
> +    * deepest loop + 1.<br>
> +    */<br>
> +   do {<br>
> +      state.progress = 0;<br>
<br>
</div></div>state.progress = false;<br>
<div><div class="h5"><br>
> +      nir_foreach_block_reverse(impl, walk_instructions_block, &state);<br>
> +   } while (state.progress);<br>
> +}<br>
> diff --git a/src/glsl/nir/nir_metadata.c b/src/glsl/nir/nir_metadata.c<br>
> index 070cb74..a4d618c 100644<br>
> --- a/src/glsl/nir/nir_metadata.c<br>
> +++ b/src/glsl/nir/nir_metadata.c<br>
> @@ -39,6 +39,8 @@ nir_metadata_require(nir_function_impl *impl, nir_metadata required)<br>
>        nir_index_blocks(impl);<br>
>     if (NEEDS_UPDATE(nir_metadata_dominance))<br>
>        nir_calc_dominance_impl(impl);<br>
> +   if (NEEDS_UPDATE(nir_metadata_live_variables))<br>
> +      nir_live_variables_impl(impl);<br>
><br>
>  #undef NEEDS_UPDATE<br>
><br>
> diff --git a/src/mesa/main/bitset.h b/src/mesa/main/bitset.h<br>
> index 601fd0e..2558da4 100644<br>
> --- a/src/mesa/main/bitset.h<br>
> +++ b/src/mesa/main/bitset.h<br>
> @@ -32,6 +32,7 @@<br>
>  #define BITSET_H<br>
><br>
>  #include "imports.h"<br>
> +#include "macros.h"<br>
><br>
>  /****************************************************************************<br>
>   * generic bitset implementation<br>
> --<br>
> 2.2.0<br>
><br>
</div></div>> _______________________________________________<br>
> mesa-dev mailing list<br>
> <a href="mailto:mesa-dev@lists.freedesktop.org">mesa-dev@lists.freedesktop.org</a><br>
> <a href="http://lists.freedesktop.org/mailman/listinfo/mesa-dev" target="_blank">http://lists.freedesktop.org/mailman/listinfo/mesa-dev</a><br>
</blockquote></div></div></div>