<div dir="ltr"><br><div class="gmail_extra"><br><div class="gmail_quote">On Tue, Apr 12, 2016 at 1:05 AM, Samuel Iglesias Gonsálvez <span dir="ltr"><<a href="mailto:siglesias@igalia.com" target="_blank">siglesias@igalia.com</a>></span> wrote:<br><blockquote class="gmail_quote" style="margin:0 0 0 .8ex;border-left:1px #ccc solid;padding-left:1ex">From: Connor Abbott <<a href="mailto:connor.w.abbott@intel.com" target="_blank">connor.w.abbott@intel.com</a>><br>
<br>
v2: Move to compiler/nir (Iago)<br>
<br>
Signed-off-by: Iago Toral Quiroga <<a href="mailto:itoral@igalia.com" target="_blank">itoral@igalia.com</a>><br>
---<br>
 src/compiler/Makefile.sources           |   1 +<br>
 src/compiler/nir/nir.h                  |   7 +<br>
 src/compiler/nir/nir_lower_double_ops.c | 387 ++++++++++++++++++++++++++++++++<br>
 3 files changed, 395 insertions(+)<br>
 create mode 100644 src/compiler/nir/nir_lower_double_ops.c<br>
<br>
diff --git a/src/compiler/Makefile.sources b/src/compiler/Makefile.sources<br>
index 6f09abf..db7ca3b 100644<br>
--- a/src/compiler/Makefile.sources<br>
+++ b/src/compiler/Makefile.sources<br>
@@ -187,6 +187,7 @@ NIR_FILES = \<br>
        nir/nir_lower_alu_to_scalar.c \<br>
        nir/nir_lower_atomics.c \<br>
        nir/nir_lower_clip.c \<br>
+       nir/nir_lower_double_ops.c \<br>
        nir/nir_lower_double_packing.c \<br>
        nir/nir_lower_global_vars_to_local.c \<br>
        nir/nir_lower_gs_intrinsics.c \<br>
diff --git a/src/compiler/nir/nir.h b/src/compiler/nir/nir.h<br>
index ebac750..434d92b 100644<br>
--- a/src/compiler/nir/nir.h<br>
+++ b/src/compiler/nir/nir.h<br>
@@ -2282,6 +2282,13 @@ void nir_lower_to_source_mods(nir_shader *shader);<br>
<br>
 bool nir_lower_gs_intrinsics(nir_shader *shader);<br>
<br>
+typedef enum {<br>
+   nir_lower_drcp = (1 << 0),<br>
+   nir_lower_dsqrt = (1 << 1),<br>
+   nir_lower_drsq = (1 << 2),<br>
+} nir_lower_doubles_options;<br>
+<br>
+void nir_lower_doubles(nir_shader *shader, nir_lower_doubles_options options);<br>
 void nir_lower_double_pack(nir_shader *shader);<br>
<br>
 bool nir_normalize_cubemap_coords(nir_shader *shader);<br>
diff --git a/src/compiler/nir/nir_lower_double_ops.c b/src/compiler/nir/nir_lower_double_ops.c<br>
new file mode 100644<br>
index 0000000..4cd153c<br>
--- /dev/null<br>
+++ b/src/compiler/nir/nir_lower_double_ops.c<br>
@@ -0,0 +1,387 @@<br>
+/*<br>
+ * Copyright © 2015 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>
+ */<br>
+<br>
+#include "nir.h"<br>
+#include "nir_builder.h"<br>
+#include "c99_math.h"<br>
+<br>
+/*<br>
+ * Lowers some unsupported double operations, using only:<br>
+ *<br>
+ * - pack/unpackDouble2x32<br>
+ * - conversion to/from single-precision<br>
+ * - double add, mul, and fma<br>
+ * - conditional select<br>
+ * - 32-bit integer and floating point arithmetic<br>
+ */<br>
+<br>
+/* Creates a double with the exponent bits set to a given integer value */<br>
+static nir_ssa_def *<br>
+set_exponent(nir_builder *b, nir_ssa_def *src, nir_ssa_def *exp)<br>
+{<br>
+   /* Split into bits 0-31 and 32-63 */<br>
+   nir_ssa_def *lo = nir_unpack_double_2x32_split_x(b, src);<br>
+   nir_ssa_def *hi = nir_unpack_double_2x32_split_y(b, src);<br>
+<br>
+   /* The exponent is bits 52-62, or 20-30 of the high word, so set those bits<br>
+    * to 1023<br></blockquote><div><br></div><div>We're not setting them to 1023, we're setting it to exp.<br></div><div> </div><blockquote class="gmail_quote" style="margin:0 0 0 .8ex;border-left:1px #ccc solid;padding-left:1ex">
+    */<br>
+   nir_ssa_def *new_hi = nir_bfi(b, nir_imm_uint(b, 0x7ff00000),<br>
+                                 exp, hi);<br></blockquote><div><br></div><div>Does this really need a line-wrap?  It looks shorter than the comment above.<br></div><div> </div><blockquote class="gmail_quote" style="margin:0 0 0 .8ex;border-left:1px #ccc solid;padding-left:1ex">
+   /* recombine */<br>
+   return nir_pack_double_2x32_split(b, lo, new_hi);<br>
+}<br>
+<br>
+static nir_ssa_def *<br>
+get_exponent(nir_builder *b, nir_ssa_def *src)<br>
+{<br>
+   /* get bits 32-63 */<br>
+   nir_ssa_def *hi = nir_unpack_double_2x32_split_y(b, src);<br>
+<br>
+   /* extract bits 20-30 of the high word */<br>
+   return nir_ubitfield_extract(b, hi, nir_imm_int(b, 20), nir_imm_int(b, 11));<br>
+}<br>
+<br>
+/* Return infinity with the sign of the given source which is +/-0 */<br>
+<br>
+static nir_ssa_def *<br>
+get_signed_inf(nir_builder *b, nir_ssa_def *zero)<br>
+{<br>
+   nir_ssa_def *zero_split = nir_unpack_double_2x32(b, zero);<br>
+   nir_ssa_def *zero_hi = nir_swizzle(b, zero_split, (unsigned[]) {1}, 1, false);<br>
+<br>
+   /* The bit pattern for infinity is 0x7ff0000000000000, where the sign bit<br>
+    * is the highest bit. Only the sign bit can be non-zero in the passed in<br>
+    * source. So we essentially need to OR the infinity and the zero, except<br>
+    * the low 32 bits are always 0 so we can construct the correct high 32<br>
+    * bits and then pack it together with zero low 32 bits.<br>
+    */<br>
+   nir_ssa_def *inf_hi = nir_ior(b, nir_imm_uint(b, 0x7ff00000), zero_hi);<br>
+   nir_ssa_def *inf_split = nir_vec2(b, nir_imm_int(b, 0), inf_hi);<br>
+   return nir_pack_double_2x32(b, inf_split);<br></blockquote><div><br></div><div>Just make this pack_double(b, nir_vec2(b, )).  No need for the temporary.<br><br></div><div>Other than that<br><br></div><div>Reviewed-by: Jason Ekstrand <<a href="mailto:jason@jlekstrand.net">jason@jlekstrand.net</a>><br></div><div> </div><blockquote class="gmail_quote" style="margin:0 0 0 .8ex;border-left:1px #ccc solid;padding-left:1ex">
+}<br>
+<br>
+/*<br>
+ * Generates the correctly-signed infinity if the source was zero, and flushes<br>
+ * the result to 0 if the source was infinity or the calculated exponent was<br>
+ * too small to be representable.<br>
+ */<br>
+<br>
+static nir_ssa_def *<br>
+fix_inv_result(nir_builder *b, nir_ssa_def *res, nir_ssa_def *src,<br>
+               nir_ssa_def *exp)<br>
+{<br>
+   /* If the exponent is too small or the original input was infinity/NaN,<br>
+    * force the result to 0 (flush denorms) to avoid the work of handling<br>
+    * denorms properly. Note that this doesn't preserve positive/negative<br>
+    * zeros, but GLSL doesn't require it.<br>
+    */<br>
+   res = nir_bcsel(b, nir_ior(b, nir_ige(b, nir_imm_int(b, 0), exp),<br>
+                              nir_feq(b, nir_fabs(b, src),<br>
+                                      nir_imm_double(b, INFINITY))),<br>
+                   nir_imm_double(b, 0.0f), res);<br>
+<br>
+   /* If the original input was 0, generate the correctly-signed infinity */<br>
+   res = nir_bcsel(b, nir_fne(b, src, nir_imm_double(b, 0.0f)),<br>
+                   res, get_signed_inf(b, src)); <br></blockquote><blockquote class="gmail_quote" style="margin:0 0 0 .8ex;border-left:1px #ccc solid;padding-left:1ex">
+<br>
+   return res;<br>
+<br>
+}<br>
+<br>
+static nir_ssa_def *<br>
+lower_rcp(nir_builder *b, nir_ssa_def *src)<br>
+{<br>
+   /* normalize the input to avoid range issues */<br>
+   nir_ssa_def *src_norm = set_exponent(b, src, nir_imm_int(b, 1023));<br>
+<br>
+   /* cast to float, do an rcp, and then cast back to get an approximate<br>
+    * result<br>
+    */<br>
+   nir_ssa_def *ra = nir_f2d(b, nir_frcp(b, nir_d2f(b, src_norm)));<br>
+<br>
+   /* Fixup the exponent of the result - note that we check if this is too<br>
+    * small below.<br>
+    */<br>
+   nir_ssa_def *new_exp = nir_isub(b, get_exponent(b, ra),<br>
+                                   nir_isub(b, get_exponent(b, src),<br>
+                                            nir_imm_int(b, 1023)));<br>
+<br>
+   ra = set_exponent(b, ra, new_exp);<br>
+<br>
+   /* Do a few Newton-Raphson steps to improve precision.<br>
+    *<br>
+    * Each step doubles the precision, and we started off with around 24 bits,<br>
+    * so we only need to do 2 steps to get to full precision. The step is:<br>
+    *<br>
+    * x_new = x * (2 - x*src)<br>
+    *<br>
+    * But we can re-arrange this to improve precision by using another fused<br>
+    * multiply-add:<br>
+    *<br>
+    * x_new = x + x * (1 - x*src)<br>
+    *<br>
+    * See <a href="https://en.wikipedia.org/wiki/Division_algorithm" rel="noreferrer" target="_blank">https://en.wikipedia.org/wiki/Division_algorithm</a> for more details.<br>
+    */<br>
+<br>
+   ra = nir_ffma(b, ra, nir_ffma(b, ra, src, nir_imm_double(b, -1)), ra);<br>
+   ra = nir_ffma(b, ra, nir_ffma(b, ra, src, nir_imm_double(b, -1)), ra);<br>
+<br>
+   return fix_inv_result(b, ra, src, new_exp);<br>
+}<br>
+<br>
+static nir_ssa_def *<br>
+lower_sqrt_rsq(nir_builder *b, nir_ssa_def *src, bool sqrt)<br>
+{<br>
+   /* We want to compute:<br>
+    *<br>
+    * 1/sqrt(m * 2^e)<br>
+    *<br>
+    * When the exponent is even, this is equivalent to:<br>
+    *<br>
+    * 1/sqrt(m) * 2^(-e/2)<br>
+    *<br>
+    * and then the exponent is odd, this is equal to:<br>
+    *<br>
+    * 1/sqrt(m * 2) * 2^(-(e - 1)/2)<br>
+    *<br>
+    * where the m * 2 is absorbed into the exponent. So we want the exponent<br>
+    * inside the square root to be 1 if e is odd and 0 if e is even, and we<br>
+    * want to subtract off e/2 from the final exponent, rounded to negative<br>
+    * infinity. We can do the former by first computing the unbiased exponent,<br>
+    * and then AND'ing it with 1 to get 0 or 1, and we can do the latter by<br>
+    * shifting right by 1.<br>
+    */<br>
+<br>
+   nir_ssa_def *unbiased_exp = nir_isub(b, get_exponent(b, src),<br>
+                                        nir_imm_int(b, 1023));<br>
+   nir_ssa_def *even = nir_iand(b, unbiased_exp, nir_imm_int(b, 1));<br>
+   nir_ssa_def *half = nir_ishr(b, unbiased_exp, nir_imm_int(b, 1)); <br></blockquote><blockquote class="gmail_quote" style="margin:0 0 0 .8ex;border-left:1px #ccc solid;padding-left:1ex">
+<br>
+   nir_ssa_def *src_norm = set_exponent(b, src,<br>
+                                        nir_iadd(b, nir_imm_int(b, 1023),<br>
+                                                 even));<br>
+<br>
+   nir_ssa_def *ra = nir_f2d(b, nir_frsq(b, nir_d2f(b, src_norm)));<br>
+   nir_ssa_def *new_exp = nir_isub(b, get_exponent(b, ra), half);<br>
+   ra = set_exponent(b, ra, new_exp);<br>
+<br>
+   /*<br>
+    * The following implements an iterative algorithm that's very similar<br>
+    * between sqrt and rsqrt. We start with an iteration of Goldschmit's<br>
+    * algorithm, which looks like:<br>
+    *<br>
+    * a = the source<br>
+    * y_0 = initial (single-precision) rsqrt estimate<br>
+    *<br>
+    * h_0 = .5 * y_0<br>
+    * g_0 = a * y_0<br>
+    * r_0 = .5 - h_0 * g_0<br>
+    * g_1 = g_0 * r_0 + g_0<br>
+    * h_1 = h_0 * r_0 + h_0<br>
+    *<br>
+    * Now g_1 ~= sqrt(a), and h_1 ~= 1/(2 * sqrt(a)). We could continue<br>
+    * applying another round of Goldschmit, but since we would never refer<br>
+    * back to a (the original source), we would add too much rounding error.<br>
+    * So instead, we do one last round of Newton-Raphson, which has better<br>
+    * rounding characteristics, to get the final rounding correct. This is<br>
+    * split into two cases:<br>
+    *<br>
+    * 1. sqrt<br>
+    *<br>
+    * Normally, doing a round of Newton-Raphson for sqrt involves taking a<br>
+    * reciprocal of the original estimate, which is slow since it isn't<br>
+    * supported in HW. But we can take advantage of the fact that we already<br>
+    * computed a good estimate of 1/(2 * g_1) by rearranging it like so:<br>
+    *<br>
+    * g_2 = .5 * (g_1 + a / g_1)<br>
+    *     = g_1 + .5 * (a / g_1 - g_1)<br>
+    *     = g_1 + (.5 / g_1) * (a - g_1^2)<br>
+    *     = g_1 + h_1 * (a - g_1^2)<br>
+    *<br>
+    * The second term represents the error, and by splitting it out we can get<br>
+    * better precision by computing it as part of a fused multiply-add. Since<br>
+    * both Newton-Raphson and Goldschmit approximately double the precision of<br>
+    * the result, these two steps should be enough.<br>
+    *<br>
+    * 2. rsqrt<br>
+    *<br>
+    * First off, note that the first round of the Goldschmit algorithm is<br>
+    * really just a Newton-Raphson step in disguise:<br>
+    *<br>
+    * h_1 = h_0 * (.5 - h_0 * g_0) + h_0<br>
+    *     = h_0 * (1.5 - h_0 * g_0)<br>
+    *     = h_0 * (1.5 - .5 * a * y_0^2)<br>
+    *     = (.5 * y_0) * (1.5 - .5 * a * y_0^2)<br>
+    *<br>
+    * which is the standard formula multiplied by .5. Unlike in the sqrt case,<br>
+    * we don't need the inverse to do a Newton-Raphson step; we just need h_1,<br>
+    * so we can skip the calculation of g_1. Instead, we simply do another<br>
+    * Newton-Raphson step:<br>
+    *<br>
+    * y_1 = 2 * h_1<br>
+    * r_1 = .5 - h_1 * y_1 * a<br>
+    * y_2 = y_1 * r_1 + y_1<br>
+    *<br>
+    * Where the difference from Goldschmit is that we calculate y_1 * a<br>
+    * instead of using g_1. Doing it this way should be as fast as computing<br>
+    * y_1 up front instead of h_1, and it lets us share the code for the<br>
+    * initial Goldschmit step with the sqrt case.<br>
+    *<br>
+    * Putting it together, the computations are:<br>
+    *<br>
+    * h_0 = .5 * y_0<br>
+    * g_0 = a * y_0<br>
+    * r_0 = .5 - h_0 * g_0<br>
+    * h_1 = h_0 * r_0 + h_0<br>
+    * if sqrt:<br>
+    *    g_1 = g_0 * r_0 + g_0<br>
+    *    r_1 = a - g_1 * g_1<br>
+    *    g_2 = h_1 * r_1 + g_1<br>
+    * else:<br>
+    *    y_1 = 2 * h_1<br>
+    *    r_1 = .5 - y_1 * (h_1 * a)<br>
+    *    y_2 = y_1 * r_1 + y_1<br>
+    *<br>
+    * For more on the ideas behind this, see "Software Division and Square<br>
+    * Root Using Goldschmit's Algorithms" by Markstein and the Wikipedia page<br>
+    * on square roots<br>
+    * (<a href="https://en.wikipedia.org/wiki/Methods_of_computing_square_roots" rel="noreferrer" target="_blank">https://en.wikipedia.org/wiki/Methods_of_computing_square_roots</a>).<br>
+    */<br>
+<br>
+    nir_ssa_def *one_half = nir_imm_double(b, 0.5);<br>
+    nir_ssa_def *h_0 = nir_fmul(b, one_half, ra);<br>
+    nir_ssa_def *g_0 = nir_fmul(b, src, ra);<br>
+    nir_ssa_def *r_0 = nir_ffma(b, nir_fneg(b, h_0), g_0, one_half);<br>
+    nir_ssa_def *h_1 = nir_ffma(b, h_0, r_0, h_0);<br>
+    nir_ssa_def *res;<br>
+    if (sqrt) {<br>
+       nir_ssa_def *g_1 = nir_ffma(b, g_0, r_0, g_0);<br>
+       nir_ssa_def *r_1 = nir_ffma(b, nir_fneg(b, g_1), g_1, src);<br>
+       res = nir_ffma(b, h_1, r_1, g_1);<br>
+    } else {<br>
+       nir_ssa_def *y_1 = nir_fmul(b, nir_imm_double(b, 2.0), h_1);<br>
+       nir_ssa_def *r_1 = nir_ffma(b, nir_fneg(b, y_1), nir_fmul(b, h_1, src),<br>
+                                   one_half);<br>
+       res = nir_ffma(b, y_1, r_1, y_1);<br>
+    }<br>
+<br>
+    if (sqrt) {<br>
+       /* Here, the special cases we need to handle are<br>
+        * 0 -> 0 and<br>
+        * +inf -> +inf<br>
+        */<br>
+       res = nir_bcsel(b, nir_ior(b, nir_feq(b, src, nir_imm_double(b, 0.0)),<br>
+                                  nir_feq(b, src, nir_imm_double(b, INFINITY))),<br>
+                       src, res);<br>
+    } else {<br>
+       res = fix_inv_result(b, res, src, new_exp);<br>
+    }<br>
+<br>
+    return res;<br>
+}<br>
+<br>
+static void<br>
+lower_doubles_instr(nir_alu_instr *instr, nir_lower_doubles_options options)<br>
+{<br>
+   assert(instr->dest.dest.is_ssa);<br>
+   if (instr->dest.dest.ssa.bit_size != 64)<br>
+      return;<br>
+<br>
+   switch (instr->op) {<br>
+   case nir_op_frcp:<br>
+      if (!(options & nir_lower_drcp))<br>
+         return;<br>
+      break;<br>
+<br>
+   case nir_op_fsqrt:<br>
+      if (!(options & nir_lower_dsqrt))<br>
+         return;<br>
+      break;<br>
+<br>
+   case nir_op_frsq:<br>
+      if (!(options & nir_lower_drsq))<br>
+         return;<br>
+      break;<br>
+<br>
+   default:<br>
+      return;<br>
+   }<br>
+<br>
+   nir_builder bld;<br>
+   nir_builder_init(&bld, nir_cf_node_get_function(&instr->instr.block->cf_node));<br>
+   bld.cursor = nir_before_instr(&instr->instr);<br>
+<br>
+   nir_ssa_def *src = nir_fmov_alu(&bld, instr->src[0],<br>
+                                   instr->dest.dest.ssa.num_components);<br>
+<br>
+   nir_ssa_def *result;<br>
+<br>
+   switch (instr->op) {<br>
+   case nir_op_frcp:<br>
+      result = lower_rcp(&bld, src);<br>
+      break;<br>
+   case nir_op_fsqrt:<br>
+      result = lower_sqrt_rsq(&bld, src, true);<br>
+      break;<br>
+   case nir_op_frsq:<br>
+      result = lower_sqrt_rsq(&bld, src, false);<br>
+      break;<br>
+   default:<br>
+      unreachable("unhandled opcode");<br>
+   }<br>
+<br>
+   nir_ssa_def_rewrite_uses(&instr->dest.dest.ssa, nir_src_for_ssa(result));<br>
+   nir_instr_remove(&instr->instr);<br>
+}<br>
+<br>
+static bool<br>
+lower_doubles_block(nir_block *block, void *ctx)<br>
+{<br>
+   nir_lower_doubles_options options = *((nir_lower_doubles_options *) ctx);<br>
+<br>
+   nir_foreach_instr_safe(block, instr) {<br>
+      if (instr->type != nir_instr_type_alu)<br>
+         continue;<br>
+<br>
+      lower_doubles_instr(nir_instr_as_alu(instr), options);<br>
+   }<br>
+<br>
+   return true;<br>
+}<br>
+<br>
+static void<br>
+lower_doubles_impl(nir_function_impl *impl, nir_lower_doubles_options options)<br>
+{<br>
+   nir_foreach_block(impl, lower_doubles_block, &options);<br>
+}<br>
+<br>
+void<br>
+nir_lower_doubles(nir_shader *shader, nir_lower_doubles_options options)<br>
+{<br>
+   nir_foreach_function(shader, function) {<br>
+      if (function->impl)<br>
+         lower_doubles_impl(function->impl, options);<br>
+   }<br>
+}<br>
<span><font color="#888888">--<br>
2.5.0<br>
<br>
_______________________________________________<br>
mesa-dev mailing list<br>
<a href="mailto:mesa-dev@lists.freedesktop.org" target="_blank">mesa-dev@lists.freedesktop.org</a><br>
<a href="https://lists.freedesktop.org/mailman/listinfo/mesa-dev" rel="noreferrer" target="_blank">https://lists.freedesktop.org/mailman/listinfo/mesa-dev</a><br>
</font></span></blockquote></div><br></div></div>