src/gallium/drivers/i915/i915_fpc_translate.c

   1 /**************************************************************************
   2  *
   3  * Copyright 2007 Tungsten Graphics, Inc., Cedar Park, Texas.
   4  * All Rights Reserved.
   5  *
   6  * Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a
   7  * copy of this software and associated documentation files (the
   8  * "Software"), to deal in the Software without restriction, including
   9  * without limitation the rights to use, copy, modify, merge, publish,
  10  * distribute, sub license, and/or sell copies of the Software, and to
  11  * permit persons to whom the Software is furnished to do so, subject to
  12  * the following conditions:
  13  *
  14  * The above copyright notice and this permission notice (including the
  15  * next paragraph) shall be included in all copies or substantial portions
  16  * of the Software.
  17  *
  18  * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS
  19  * OR IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF
  20  * MERCHANTABILITY, FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NON-INFRINGEMENT.
  21  * IN NO EVENT SHALL TUNGSTEN GRAPHICS AND/OR ITS SUPPLIERS BE LIABLE FOR
  22  * ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT,
  23  * TORT OR OTHERWISE, ARISING FROM, OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE
  24  * SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS IN THE SOFTWARE.
  25  *
  26  **************************************************************************/
  27
  28
  29 #include <stdarg.h>
  30
  31 #include "i915_reg.h"
  32 #include "i915_context.h"
  33 #include "i915_fpc.h"
  34
  35 #include "pipe/p_shader_tokens.h"
  36 #include "util/u_math.h"
  37 #include "util/u_memory.h"
  38 #include "util/u_string.h"
  39 #include "tgsi/tgsi_parse.h"
  40 #include "tgsi/tgsi_dump.h"
  41
  42 #include "draw/draw_vertex.h"
  43
  44
  45 /**
  46  * Simple pass-through fragment shader to use when we don't have
  47  * a real shader (or it fails to compile for some reason).
  48  */
  49 static unsigned passthrough[] =
  50 {
  51    _3DSTATE_PIXEL_SHADER_PROGRAM | ((2*3)-1),
  52
  53    /* declare input color:
  54     */
  55    (D0_DCL |
  56     (REG_TYPE_T << D0_TYPE_SHIFT) |
  57     (T_DIFFUSE << D0_NR_SHIFT) |
  58     D0_CHANNEL_ALL),
  59    0,
  60    0,
  61
  62    /* move to output color:
  63     */
  64    (A0_MOV |
  65     (REG_TYPE_OC << A0_DEST_TYPE_SHIFT) |
  66     A0_DEST_CHANNEL_ALL |
  67     (REG_TYPE_T << A0_SRC0_TYPE_SHIFT) |
  68     (T_DIFFUSE << A0_SRC0_NR_SHIFT)),
  69    0x01230000,                  /* .xyzw */
  70    0
  71 };
  72
  73
  74 /* 1, -1/3!, 1/5!, -1/7! */
  75 static const float sin_constants[4] = { 1.0,
  76    -1.0f / (3 * 2 * 1),
  77    1.0f / (5 * 4 * 3 * 2 * 1),
  78    -1.0f / (7 * 6 * 5 * 4 * 3 * 2 * 1)
  79 };
  80
  81 /* 1, -1/2!, 1/4!, -1/6! */
  82 static const float cos_constants[4] = { 1.0,
  83    -1.0f / (2 * 1),
  84    1.0f / (4 * 3 * 2 * 1),
  85    -1.0f / (6 * 5 * 4 * 3 * 2 * 1)
  86 };
  87
  88
  89
  90 /**
  91  * component-wise negation of ureg
  92  */
  93 static INLINE int
  94 negate(int reg, int x, int y, int z, int w)
  95 {
  96    /* Another neat thing about the UREG representation */
  97    return reg ^ (((x & 1) << UREG_CHANNEL_X_NEGATE_SHIFT) |
  98                  ((y & 1) << UREG_CHANNEL_Y_NEGATE_SHIFT) |
  99                  ((z & 1) << UREG_CHANNEL_Z_NEGATE_SHIFT) |
 100                  ((w & 1) << UREG_CHANNEL_W_NEGATE_SHIFT));
 101 }
 102
 103
 104 /**
 105  * In the event of a translation failure, we'll generate a simple color
 106  * pass-through program.
 107  */
 108 static void
 109 i915_use_passthrough_shader(struct i915_fragment_shader *fs)
 110 {
 111    fs->program = (uint *) MALLOC(sizeof(passthrough));
 112    if (fs->program) {
 113       memcpy(fs->program, passthrough, sizeof(passthrough));
 114       fs->program_len = Elements(passthrough);
 115    }
 116    fs->num_constants = 0;
 117 }
 118
 119
 120 void
 121 i915_program_error(struct i915_fp_compile *p, const char *msg, ...)
 122 {
 123    va_list args;
 124    char buffer[1024];
 125
 126    debug_printf("i915_program_error: ");
 127    va_start( args, msg );
 128    util_vsnprintf( buffer, sizeof(buffer), msg, args );
 129    va_end( args );
 130    debug_printf("%s", buffer);
 131    debug_printf("\n");
 132
 133    p->error = 1;
 134 }
 135
 136
 137
 138 /**
 139  * Construct a ureg for the given source register.  Will emit
 140  * constants, apply swizzling and negation as needed.
 141  */
 142 static uint
 143 src_vector(struct i915_fp_compile *p,
 144            const struct tgsi_full_src_register *source)
 145 {
 146    uint index = source->Register.Index;
 147    uint src = 0, sem_name, sem_ind;
 148
 149    switch (source->Register.File) {
 150    case TGSI_FILE_TEMPORARY:
 151       if (source->Register.Index >= I915_MAX_TEMPORARY) {
 152          i915_program_error(p, "Exceeded max temporary reg");
 153          return 0;
 154       }
 155       src = UREG(REG_TYPE_R, index);
 156       break;
 157    case TGSI_FILE_INPUT:
 158       /* XXX: Packing COL1, FOGC into a single attribute works for
 159        * texenv programs, but will fail for real fragment programs
 160        * that use these attributes and expect them to be a full 4
 161        * components wide.  Could use a texcoord to pass these
 162        * attributes if necessary, but that won't work in the general
 163        * case.
 164        *
 165        * We also use a texture coordinate to pass wpos when possible.
 166        */
 167
 168       sem_name = p->shader->info.input_semantic_name[index];
 169       sem_ind = p->shader->info.input_semantic_index[index];
 170
 171       switch (sem_name) {
 172       case TGSI_SEMANTIC_POSITION:
 173          debug_printf("SKIP SEM POS\n");
 174          /*
 175          assert(p->wpos_tex != -1);
 176          src = i915_emit_decl(p, REG_TYPE_T, p->wpos_tex, D0_CHANNEL_ALL);
 177          */
 178          break;
 179       case TGSI_SEMANTIC_COLOR:
 180          if (sem_ind == 0) {
 181             src = i915_emit_decl(p, REG_TYPE_T, T_DIFFUSE, D0_CHANNEL_ALL);
 182          }
 183          else {
 184             /* secondary color */
 185             assert(sem_ind == 1);
 186             src = i915_emit_decl(p, REG_TYPE_T, T_SPECULAR, D0_CHANNEL_XYZ);
 187             src = swizzle(src, X, Y, Z, ONE);
 188          }
 189          break;
 190       case TGSI_SEMANTIC_FOG:
 191          src = i915_emit_decl(p, REG_TYPE_T, T_FOG_W, D0_CHANNEL_W);
 192          src = swizzle(src, W, W, W, W);
 193          break;
 194       case TGSI_SEMANTIC_GENERIC:
 195          /* usually a texcoord */
 196          src = i915_emit_decl(p, REG_TYPE_T, T_TEX0 + sem_ind, D0_CHANNEL_ALL);
 197          break;
 198       default:
 199          i915_program_error(p, "Bad source->Index");
 200          return 0;
 201       }
 202       break;
 203
 204    case TGSI_FILE_IMMEDIATE:
 205       assert(index < p->num_immediates);
 206       index = p->immediates_map[index];
 207       /* fall-through */
 208    case TGSI_FILE_CONSTANT:
 209       src = UREG(REG_TYPE_CONST, index);
 210       break;
 211
 212    default:
 213       i915_program_error(p, "Bad source->File");
 214       return 0;
 215    }
 216
 217    src = swizzle(src,
 218                  source->Register.SwizzleX,
 219                  source->Register.SwizzleY,
 220                  source->Register.SwizzleZ,
 221                  source->Register.SwizzleW);
 222
 223
 224    /* There's both negate-all-components and per-component negation.
 225     * Try to handle both here.
 226     */
 227    {
 228       int n = source->Register.Negate;
 229       src = negate(src, n, n, n, n);
 230    }
 231
 232    /* no abs() */
 233 #if 0
 234    /* XXX assertions disabled to allow arbfplight.c to run */
 235    /* XXX enable these assertions, or fix things */
 236    assert(!source->Register.Absolute);
 237 #endif
 238    return src;
 239 }
 240
 241
 242 /**
 243  * Construct a ureg for a destination register.
 244  */
 245 static uint
 246 get_result_vector(struct i915_fp_compile *p,
 247                   const struct tgsi_full_dst_register *dest)
 248 {
 249    switch (dest->Register.File) {
 250    case TGSI_FILE_OUTPUT:
 251       {
 252          uint sem_name = p->shader->info.output_semantic_name[dest->Register.Index];
 253          switch (sem_name) {
 254          case TGSI_SEMANTIC_POSITION:
 255             return UREG(REG_TYPE_OD, 0);
 256          case TGSI_SEMANTIC_COLOR:
 257             return UREG(REG_TYPE_OC, 0);
 258          default:
 259             i915_program_error(p, "Bad inst->DstReg.Index/semantics");
 260             return 0;
 261          }
 262       }
 263    case TGSI_FILE_TEMPORARY:
 264       return UREG(REG_TYPE_R, dest->Register.Index);
 265    default:
 266       i915_program_error(p, "Bad inst->DstReg.File");
 267       return 0;
 268    }
 269 }
 270
 271
 272 /**
 273  * Compute flags for saturation and writemask.
 274  */
 275 static uint
 276 get_result_flags(const struct tgsi_full_instruction *inst)
 277 {
 278    const uint writeMask
 279       = inst->Dst[0].Register.WriteMask;
 280    uint flags = 0x0;
 281
 282    if (inst->Instruction.Saturate == TGSI_SAT_ZERO_ONE)
 283       flags |= A0_DEST_SATURATE;
 284
 285    if (writeMask & TGSI_WRITEMASK_X)
 286       flags |= A0_DEST_CHANNEL_X;
 287    if (writeMask & TGSI_WRITEMASK_Y)
 288       flags |= A0_DEST_CHANNEL_Y;
 289    if (writeMask & TGSI_WRITEMASK_Z)
 290       flags |= A0_DEST_CHANNEL_Z;
 291    if (writeMask & TGSI_WRITEMASK_W)
 292       flags |= A0_DEST_CHANNEL_W;
 293
 294    return flags;
 295 }
 296
 297
 298 /**
 299  * Convert TGSI_TEXTURE_x token to DO_SAMPLE_TYPE_x token
 300  */
 301 static uint
 302 translate_tex_src_target(struct i915_fp_compile *p, uint tex)
 303 {
 304    switch (tex) {
 305    case TGSI_TEXTURE_SHADOW1D:
 306       /* fall-through */
 307    case TGSI_TEXTURE_1D:
 308       return D0_SAMPLE_TYPE_2D;
 309
 310    case TGSI_TEXTURE_SHADOW2D:
 311       /* fall-through */
 312    case TGSI_TEXTURE_2D:
 313       return D0_SAMPLE_TYPE_2D;
 314
 315    case TGSI_TEXTURE_SHADOWRECT:
 316       /* fall-through */
 317    case TGSI_TEXTURE_RECT:
 318       return D0_SAMPLE_TYPE_2D;
 319
 320    case TGSI_TEXTURE_3D:
 321       return D0_SAMPLE_TYPE_VOLUME;
 322
 323    case TGSI_TEXTURE_CUBE:
 324       return D0_SAMPLE_TYPE_CUBE;
 325
 326    default:
 327       i915_program_error(p, "TexSrc type");
 328       return 0;
 329    }
 330 }
 331
 332
 333 /**
 334  * Generate texel lookup instruction.
 335  */
 336 static void
 337 emit_tex(struct i915_fp_compile *p,
 338          const struct tgsi_full_instruction *inst,
 339          uint opcode)
 340 {
 341    uint texture = inst->Texture.Texture;
 342    uint unit = inst->Src[1].Register.Index;
 343    uint tex = translate_tex_src_target( p, texture );
 344    uint sampler = i915_emit_decl(p, REG_TYPE_S, unit, tex);
 345    uint coord = src_vector( p, &inst->Src[0]);
 346
 347    i915_emit_texld( p,
 348                     get_result_vector( p, &inst->Dst[0] ),
 349                     get_result_flags( inst ),
 350                     sampler,
 351                     coord,
 352                     opcode);
 353 }
 354
 355
 356 /**
 357  * Generate a simple arithmetic instruction
 358  * \param opcode  the i915 opcode
 359  * \param numArgs  the number of input/src arguments
 360  */
 361 static void
 362 emit_simple_arith(struct i915_fp_compile *p,
 363                   const struct tgsi_full_instruction *inst,
 364                   uint opcode, uint numArgs)
 365 {
 366    uint arg1, arg2, arg3;
 367
 368    assert(numArgs <= 3);
 369
 370    arg1 = (numArgs < 1) ? 0 : src_vector( p, &inst->Src[0] );
 371    arg2 = (numArgs < 2) ? 0 : src_vector( p, &inst->Src[1] );
 372    arg3 = (numArgs < 3) ? 0 : src_vector( p, &inst->Src[2] );
 373
 374    i915_emit_arith( p,
 375                     opcode,
 376                     get_result_vector( p, &inst->Dst[0]),
 377                     get_result_flags( inst ), 0,
 378                     arg1,
 379                     arg2,
 380                     arg3 );
 381 }
 382
 383
 384 /** As above, but swap the first two src regs */
 385 static void
 386 emit_simple_arith_swap2(struct i915_fp_compile *p,
 387                         const struct tgsi_full_instruction *inst,
 388                         uint opcode, uint numArgs)
 389 {
 390    struct tgsi_full_instruction inst2;
 391
 392    assert(numArgs == 2);
 393
 394    /* transpose first two registers */
 395    inst2 = *inst;
 396    inst2.Src[0] = inst->Src[1];
 397    inst2.Src[1] = inst->Src[0];
 398
 399    emit_simple_arith(p, &inst2, opcode, numArgs);
 400 }
 401
 402
 403 #ifndef M_PI
 404 #define M_PI 3.14159265358979323846
 405 #endif
 406
 407 /*
 408  * Translate TGSI instruction to i915 instruction.
 409  *
 410  * Possible concerns:
 411  *
 412  * SIN, COS -- could use another taylor step?
 413  * LIT      -- results seem a little different to sw mesa
 414  * LOG      -- different to mesa on negative numbers, but this is conformant.
 415  */
 416 static void
 417 i915_translate_instruction(struct i915_fp_compile *p,
 418                            const struct tgsi_full_instruction *inst)
 419 {
 420    uint writemask;
 421    uint src0, src1, src2, flags;
 422    uint tmp = 0;
 423
 424    switch (inst->Instruction.Opcode) {
 425    case TGSI_OPCODE_ABS:
 426       src0 = src_vector(p, &inst->Src[0]);
 427       i915_emit_arith(p,
 428                       A0_MAX,
 429                       get_result_vector(p, &inst->Dst[0]),
 430                       get_result_flags(inst), 0,
 431                       src0, negate(src0, 1, 1, 1, 1), 0);
 432       break;
 433
 434    case TGSI_OPCODE_ADD:
 435       emit_simple_arith(p, inst, A0_ADD, 2);
 436       break;
 437
 438    case TGSI_OPCODE_CMP:
 439       src0 = src_vector(p, &inst->Src[0]);
 440       src1 = src_vector(p, &inst->Src[1]);
 441       src2 = src_vector(p, &inst->Src[2]);
 442       i915_emit_arith(p, A0_CMP,
 443                       get_result_vector(p, &inst->Dst[0]),
 444                       get_result_flags(inst),
 445                       0, src0, src2, src1);   /* NOTE: order of src2, src1 */
 446       break;
 447
 448    case TGSI_OPCODE_COS:
 449       src0 = src_vector(p, &inst->Src[0]);
 450       tmp = i915_get_utemp(p);
 451
 452       i915_emit_arith(p,
 453                       A0_MUL,
 454                       tmp, A0_DEST_CHANNEL_X, 0,
 455                       src0, i915_emit_const1f(p, 1.0f / (float) (M_PI * 2.0)), 0);
 456
 457       i915_emit_arith(p, A0_MOD, tmp, A0_DEST_CHANNEL_X, 0, tmp, 0, 0);
 458
 459       /* By choosing different taylor constants, could get rid of this mul:
 460        */
 461       i915_emit_arith(p,
 462                       A0_MUL,
 463                       tmp, A0_DEST_CHANNEL_X, 0,
 464                       tmp, i915_emit_const1f(p, (float) (M_PI * 2.0)), 0);
 465
 466       /*
 467        * t0.xy = MUL x.xx11, x.x1111  ; x^2, x, 1, 1
 468        * t0 = MUL t0.xyxy t0.xx11 ; x^4, x^3, x^2, 1
 469        * t0 = MUL t0.xxz1 t0.z111    ; x^6 x^4 x^2 1
 470        * result = DP4 t0, cos_constants
 471        */
 472       i915_emit_arith(p,
 473                       A0_MUL,
 474                       tmp, A0_DEST_CHANNEL_XY, 0,
 475                       swizzle(tmp, X, X, ONE, ONE),
 476                       swizzle(tmp, X, ONE, ONE, ONE), 0);
 477
 478       i915_emit_arith(p,
 479                       A0_MUL,
 480                       tmp, A0_DEST_CHANNEL_XYZ, 0,
 481                       swizzle(tmp, X, Y, X, ONE),
 482                       swizzle(tmp, X, X, ONE, ONE), 0);
 483
 484       i915_emit_arith(p,
 485                       A0_MUL,
 486                       tmp, A0_DEST_CHANNEL_XYZ, 0,
 487                       swizzle(tmp, X, X, Z, ONE),
 488                       swizzle(tmp, Z, ONE, ONE, ONE), 0);
 489
 490       i915_emit_arith(p,
 491                       A0_DP4,
 492                       get_result_vector(p, &inst->Dst[0]),
 493                       get_result_flags(inst), 0,
 494                       swizzle(tmp, ONE, Z, Y, X),
 495                       i915_emit_const4fv(p, cos_constants), 0);
 496       break;
 497
 498    case TGSI_OPCODE_DP3:
 499       emit_simple_arith(p, inst, A0_DP3, 2);
 500       break;
 501
 502    case TGSI_OPCODE_DP4:
 503       emit_simple_arith(p, inst, A0_DP4, 2);
 504       break;
 505
 506    case TGSI_OPCODE_DPH:
 507       src0 = src_vector(p, &inst->Src[0]);
 508       src1 = src_vector(p, &inst->Src[1]);
 509
 510       i915_emit_arith(p,
 511                       A0_DP4,
 512                       get_result_vector(p, &inst->Dst[0]),
 513                       get_result_flags(inst), 0,
 514                       swizzle(src0, X, Y, Z, ONE), src1, 0);
 515       break;
 516
 517    case TGSI_OPCODE_DST:
 518       src0 = src_vector(p, &inst->Src[0]);
 519       src1 = src_vector(p, &inst->Src[1]);
 520
 521       /* result[0] = 1    * 1;
 522        * result[1] = a[1] * b[1];
 523        * result[2] = a[2] * 1;
 524        * result[3] = 1    * b[3];
 525        */
 526       i915_emit_arith(p,
 527                       A0_MUL,
 528                       get_result_vector(p, &inst->Dst[0]),
 529                       get_result_flags(inst), 0,
 530                       swizzle(src0, ONE, Y, Z, ONE),
 531                       swizzle(src1, ONE, Y, ONE, W), 0);
 532       break;
 533
 534    case TGSI_OPCODE_END:
 535       /* no-op */
 536       break;
 537
 538    case TGSI_OPCODE_EX2:
 539       src0 = src_vector(p, &inst->Src[0]);
 540
 541       i915_emit_arith(p,
 542                       A0_EXP,
 543                       get_result_vector(p, &inst->Dst[0]),
 544                       get_result_flags(inst), 0,
 545                       swizzle(src0, X, X, X, X), 0, 0);
 546       break;
 547
 548    case TGSI_OPCODE_FLR:
 549       emit_simple_arith(p, inst, A0_FLR, 1);
 550       break;
 551
 552    case TGSI_OPCODE_FRC:
 553       emit_simple_arith(p, inst, A0_FRC, 1);
 554       break;
 555
 556    case TGSI_OPCODE_KIL:
 557       /* kill if src[0].x < 0 || src[0].y < 0 ... */
 558       src0 = src_vector(p, &inst->Src[0]);
 559       tmp = i915_get_utemp(p);
 560
 561       i915_emit_texld(p,
 562                       tmp,                   /* dest reg: a dummy reg */
 563                       A0_DEST_CHANNEL_ALL,   /* dest writemask */
 564                       0,                     /* sampler */
 565                       src0,                  /* coord*/
 566                       T0_TEXKILL);           /* opcode */
 567       break;
 568
 569    case TGSI_OPCODE_KILP:
 570       assert(0); /* not tested yet */
 571       break;
 572
 573    case TGSI_OPCODE_LG2:
 574       src0 = src_vector(p, &inst->Src[0]);
 575
 576       i915_emit_arith(p,
 577                       A0_LOG,
 578                       get_result_vector(p, &inst->Dst[0]),
 579                       get_result_flags(inst), 0,
 580                       swizzle(src0, X, X, X, X), 0, 0);
 581       break;
 582
 583    case TGSI_OPCODE_LIT:
 584       src0 = src_vector(p, &inst->Src[0]);
 585       tmp = i915_get_utemp(p);
 586
 587       /* tmp = max( a.xyzw, a.00zw )
 588        * XXX: Clamp tmp.w to -128..128
 589        * tmp.y = log(tmp.y)
 590        * tmp.y = tmp.w * tmp.y
 591        * tmp.y = exp(tmp.y)
 592        * result = cmp (a.11-x1, a.1x01, a.1xy1 )
 593        */
 594       i915_emit_arith(p, A0_MAX, tmp, A0_DEST_CHANNEL_ALL, 0,
 595                       src0, swizzle(src0, ZERO, ZERO, Z, W), 0);
 596
 597       i915_emit_arith(p, A0_LOG, tmp, A0_DEST_CHANNEL_Y, 0,
 598                       swizzle(tmp, Y, Y, Y, Y), 0, 0);
 599
 600       i915_emit_arith(p, A0_MUL, tmp, A0_DEST_CHANNEL_Y, 0,
 601                       swizzle(tmp, ZERO, Y, ZERO, ZERO),
 602                       swizzle(tmp, ZERO, W, ZERO, ZERO), 0);
 603
 604       i915_emit_arith(p, A0_EXP, tmp, A0_DEST_CHANNEL_Y, 0,
 605                       swizzle(tmp, Y, Y, Y, Y), 0, 0);
 606
 607       i915_emit_arith(p, A0_CMP,
 608                       get_result_vector(p, &inst->Dst[0]),
 609                       get_result_flags(inst), 0,
 610                       negate(swizzle(tmp, ONE, ONE, X, ONE), 0, 0, 1, 0),
 611                       swizzle(tmp, ONE, X, ZERO, ONE),
 612                       swizzle(tmp, ONE, X, Y, ONE));
 613
 614       break;
 615
 616    case TGSI_OPCODE_LRP:
 617       src0 = src_vector(p, &inst->Src[0]);
 618       src1 = src_vector(p, &inst->Src[1]);
 619       src2 = src_vector(p, &inst->Src[2]);
 620       flags = get_result_flags(inst);
 621       tmp = i915_get_utemp(p);
 622
 623       /* b*a + c*(1-a)
 624        *
 625        * b*a + c - ca
 626        *
 627        * tmp = b*a + c,
 628        * result = (-c)*a + tmp
 629        */
 630       i915_emit_arith(p, A0_MAD, tmp,
 631                       flags & A0_DEST_CHANNEL_ALL, 0, src1, src0, src2);
 632
 633       i915_emit_arith(p, A0_MAD,
 634                       get_result_vector(p, &inst->Dst[0]),
 635                       flags, 0, negate(src2, 1, 1, 1, 1), src0, tmp);
 636       break;
 637
 638    case TGSI_OPCODE_MAD:
 639       emit_simple_arith(p, inst, A0_MAD, 3);
 640       break;
 641
 642    case TGSI_OPCODE_MAX:
 643       emit_simple_arith(p, inst, A0_MAX, 2);
 644       break;
 645
 646    case TGSI_OPCODE_MIN:
 647       src0 = src_vector(p, &inst->Src[0]);
 648       src1 = src_vector(p, &inst->Src[1]);
 649       tmp = i915_get_utemp(p);
 650       flags = get_result_flags(inst);
 651
 652       i915_emit_arith(p,
 653                       A0_MAX,
 654                       tmp, flags & A0_DEST_CHANNEL_ALL, 0,
 655                       negate(src0, 1, 1, 1, 1),
 656                       negate(src1, 1, 1, 1, 1), 0);
 657
 658       i915_emit_arith(p,
 659                       A0_MOV,
 660                       get_result_vector(p, &inst->Dst[0]),
 661                       flags, 0, negate(tmp, 1, 1, 1, 1), 0, 0);
 662       break;
 663
 664    case TGSI_OPCODE_MOV:
 665       emit_simple_arith(p, inst, A0_MOV, 1);
 666       break;
 667
 668    case TGSI_OPCODE_MUL:
 669       emit_simple_arith(p, inst, A0_MUL, 2);
 670       break;
 671
 672    case TGSI_OPCODE_POW:
 673       src0 = src_vector(p, &inst->Src[0]);
 674       src1 = src_vector(p, &inst->Src[1]);
 675       tmp = i915_get_utemp(p);
 676       flags = get_result_flags(inst);
 677
 678       /* XXX: masking on intermediate values, here and elsewhere.
 679        */
 680       i915_emit_arith(p,
 681                       A0_LOG,
 682                       tmp, A0_DEST_CHANNEL_X, 0,
 683                       swizzle(src0, X, X, X, X), 0, 0);
 684
 685       i915_emit_arith(p, A0_MUL, tmp, A0_DEST_CHANNEL_X, 0, tmp, src1, 0);
 686
 687       i915_emit_arith(p,
 688                       A0_EXP,
 689                       get_result_vector(p, &inst->Dst[0]),
 690                       flags, 0, swizzle(tmp, X, X, X, X), 0, 0);
 691       break;
 692
 693    case TGSI_OPCODE_RET:
 694       /* XXX: no-op? */
 695       break;
 696
 697    case TGSI_OPCODE_RCP:
 698       src0 = src_vector(p, &inst->Src[0]);
 699
 700       i915_emit_arith(p,
 701                       A0_RCP,
 702                       get_result_vector(p, &inst->Dst[0]),
 703                          get_result_flags(inst), 0,
 704                       swizzle(src0, X, X, X, X), 0, 0);
 705       break;
 706
 707    case TGSI_OPCODE_RSQ:
 708       src0 = src_vector(p, &inst->Src[0]);
 709
 710       i915_emit_arith(p,
 711                       A0_RSQ,
 712                       get_result_vector(p, &inst->Dst[0]),
 713                       get_result_flags(inst), 0,
 714                       swizzle(src0, X, X, X, X), 0, 0);
 715       break;
 716
 717    case TGSI_OPCODE_SCS:
 718       src0 = src_vector(p, &inst->Src[0]);
 719       tmp = i915_get_utemp(p);
 720
 721       /*
 722        * t0.xy = MUL x.xx11, x.x1111  ; x^2, x, 1, 1
 723        * t0 = MUL t0.xyxy t0.xx11 ; x^4, x^3, x^2, x
 724        * t1 = MUL t0.xyyw t0.yz11    ; x^7 x^5 x^3 x
 725        * scs.x = DP4 t1, sin_constants
 726        * t1 = MUL t0.xxz1 t0.z111    ; x^6 x^4 x^2 1
 727        * scs.y = DP4 t1, cos_constants
 728        */
 729       i915_emit_arith(p,
 730                       A0_MUL,
 731                       tmp, A0_DEST_CHANNEL_XY, 0,
 732                       swizzle(src0, X, X, ONE, ONE),
 733                       swizzle(src0, X, ONE, ONE, ONE), 0);
 734
 735       i915_emit_arith(p,
 736                       A0_MUL,
 737                       tmp, A0_DEST_CHANNEL_ALL, 0,
 738                       swizzle(tmp, X, Y, X, Y),
 739                       swizzle(tmp, X, X, ONE, ONE), 0);
 740
 741       writemask = inst->Dst[0].Register.WriteMask;
 742
 743       if (writemask & TGSI_WRITEMASK_Y) {
 744          uint tmp1;
 745
 746          if (writemask & TGSI_WRITEMASK_X)
 747             tmp1 = i915_get_utemp(p);
 748          else
 749             tmp1 = tmp;
 750
 751          i915_emit_arith(p,
 752                          A0_MUL,
 753                          tmp1, A0_DEST_CHANNEL_ALL, 0,
 754                          swizzle(tmp, X, Y, Y, W),
 755                          swizzle(tmp, X, Z, ONE, ONE), 0);
 756
 757          i915_emit_arith(p,
 758                          A0_DP4,
 759                          get_result_vector(p, &inst->Dst[0]),
 760                          A0_DEST_CHANNEL_Y, 0,
 761                          swizzle(tmp1, W, Z, Y, X),
 762                          i915_emit_const4fv(p, sin_constants), 0);
 763       }
 764
 765       if (writemask & TGSI_WRITEMASK_X) {
 766          i915_emit_arith(p,
 767                          A0_MUL,
 768                          tmp, A0_DEST_CHANNEL_XYZ, 0,
 769                          swizzle(tmp, X, X, Z, ONE),
 770                          swizzle(tmp, Z, ONE, ONE, ONE), 0);
 771
 772          i915_emit_arith(p,
 773                          A0_DP4,
 774                          get_result_vector(p, &inst->Dst[0]),
 775                          A0_DEST_CHANNEL_X, 0,
 776                          swizzle(tmp, ONE, Z, Y, X),
 777                          i915_emit_const4fv(p, cos_constants), 0);
 778       }
 779       break;
 780
 781    case TGSI_OPCODE_SGE:
 782       emit_simple_arith(p, inst, A0_SGE, 2);
 783       break;
 784
 785    case TGSI_OPCODE_SLE:
 786       /* like SGE, but swap reg0, reg1 */
 787       emit_simple_arith_swap2(p, inst, A0_SGE, 2);
 788       break;
 789
 790    case TGSI_OPCODE_SIN:
 791       src0 = src_vector(p, &inst->Src[0]);
 792       tmp = i915_get_utemp(p);
 793
 794       i915_emit_arith(p,
 795                       A0_MUL,
 796                       tmp, A0_DEST_CHANNEL_X, 0,
 797                       src0, i915_emit_const1f(p, 1.0f / (float) (M_PI * 2.0)), 0);
 798
 799       i915_emit_arith(p, A0_MOD, tmp, A0_DEST_CHANNEL_X, 0, tmp, 0, 0);
 800
 801       /* By choosing different taylor constants, could get rid of this mul:
 802        */
 803       i915_emit_arith(p,
 804                       A0_MUL,
 805                       tmp, A0_DEST_CHANNEL_X, 0,
 806                       tmp, i915_emit_const1f(p, (float) (M_PI * 2.0)), 0);
 807
 808       /*
 809        * t0.xy = MUL x.xx11, x.x1111  ; x^2, x, 1, 1
 810        * t0 = MUL t0.xyxy t0.xx11 ; x^4, x^3, x^2, x
 811        * t1 = MUL t0.xyyw t0.yz11    ; x^7 x^5 x^3 x
 812        * result = DP4 t1.wzyx, sin_constants
 813        */
 814       i915_emit_arith(p,
 815                       A0_MUL,
 816                       tmp, A0_DEST_CHANNEL_XY, 0,
 817                       swizzle(tmp, X, X, ONE, ONE),
 818                       swizzle(tmp, X, ONE, ONE, ONE), 0);
 819
 820       i915_emit_arith(p,
 821                       A0_MUL,
 822                       tmp, A0_DEST_CHANNEL_ALL, 0,
 823                       swizzle(tmp, X, Y, X, Y),
 824                       swizzle(tmp, X, X, ONE, ONE), 0);
 825
 826       i915_emit_arith(p,
 827                       A0_MUL,
 828                       tmp, A0_DEST_CHANNEL_ALL, 0,
 829                       swizzle(tmp, X, Y, Y, W),
 830                       swizzle(tmp, X, Z, ONE, ONE), 0);
 831
 832       i915_emit_arith(p,
 833                       A0_DP4,
 834                       get_result_vector(p, &inst->Dst[0]),
 835                       get_result_flags(inst), 0,
 836                       swizzle(tmp, W, Z, Y, X),
 837                       i915_emit_const4fv(p, sin_constants), 0);
 838       break;
 839
 840    case TGSI_OPCODE_SLT:
 841       emit_simple_arith(p, inst, A0_SLT, 2);
 842       break;
 843
 844    case TGSI_OPCODE_SGT:
 845       /* like SLT, but swap reg0, reg1 */
 846       emit_simple_arith_swap2(p, inst, A0_SLT, 2);
 847       break;
 848
 849    case TGSI_OPCODE_SUB:
 850       src0 = src_vector(p, &inst->Src[0]);
 851       src1 = src_vector(p, &inst->Src[1]);
 852
 853       i915_emit_arith(p,
 854                       A0_ADD,
 855                       get_result_vector(p, &inst->Dst[0]),
 856                       get_result_flags(inst), 0,
 857                       src0, negate(src1, 1, 1, 1, 1), 0);
 858       break;
 859
 860    case TGSI_OPCODE_TEX:
 861       emit_tex(p, inst, T0_TEXLD);
 862       break;
 863
 864    case TGSI_OPCODE_TXB:
 865       emit_tex(p, inst, T0_TEXLDB);
 866       break;
 867
 868    case TGSI_OPCODE_TXP:
 869       emit_tex(p, inst, T0_TEXLDP);
 870       break;
 871
 872    case TGSI_OPCODE_XPD:
 873       /* Cross product:
 874        *      result.x = src0.y * src1.z - src0.z * src1.y;
 875        *      result.y = src0.z * src1.x - src0.x * src1.z;
 876        *      result.z = src0.x * src1.y - src0.y * src1.x;
 877        *      result.w = undef;
 878        */
 879       src0 = src_vector(p, &inst->Src[0]);
 880       src1 = src_vector(p, &inst->Src[1]);
 881       tmp = i915_get_utemp(p);
 882
 883       i915_emit_arith(p,
 884                       A0_MUL,
 885                       tmp, A0_DEST_CHANNEL_ALL, 0,
 886                       swizzle(src0, Z, X, Y, ONE),
 887                       swizzle(src1, Y, Z, X, ONE), 0);
 888
 889       i915_emit_arith(p,
 890                       A0_MAD,
 891                       get_result_vector(p, &inst->Dst[0]),
 892                       get_result_flags(inst), 0,
 893                       swizzle(src0, Y, Z, X, ONE),
 894                       swizzle(src1, Z, X, Y, ONE),
 895                       negate(tmp, 1, 1, 1, 0));
 896       break;
 897
 898    default:
 899       i915_program_error(p, "bad opcode %d", inst->Instruction.Opcode);
 900       p->error = 1;
 901       return;
 902    }
 903
 904    i915_release_utemps(p);
 905 }
 906
 907
 908 /**
 909  * Translate TGSI fragment shader into i915 hardware instructions.
 910  * \param p  the translation state
 911  * \param tokens  the TGSI token array
 912  */
 913 static void
 914 i915_translate_instructions(struct i915_fp_compile *p,
 915                             const struct tgsi_token *tokens)
 916 {
 917    struct i915_fragment_shader *ifs = p->shader;
 918    struct tgsi_parse_context parse;
 919
 920    tgsi_parse_init( &parse, tokens );
 921
 922    while( !tgsi_parse_end_of_tokens( &parse ) ) {
 923
 924       tgsi_parse_token( &parse );
 925
 926       switch( parse.FullToken.Token.Type ) {
 927       case TGSI_TOKEN_TYPE_DECLARATION:
 928          if (parse.FullToken.FullDeclaration.Declaration.File
 929                   == TGSI_FILE_CONSTANT) {
 930             uint i;
 931             for (i = parse.FullToken.FullDeclaration.Range.First;
 932                  i <= parse.FullToken.FullDeclaration.Range.Last;
 933                  i++) {
 934                assert(ifs->constant_flags[i] == 0x0);
 935                ifs->constant_flags[i] = I915_CONSTFLAG_USER;
 936                ifs->num_constants = MAX2(ifs->num_constants, i + 1);
 937             }
 938          }
 939          else if (parse.FullToken.FullDeclaration.Declaration.File
 940                   == TGSI_FILE_TEMPORARY) {
 941             uint i;
 942             for (i = parse.FullToken.FullDeclaration.Range.First;
 943                  i <= parse.FullToken.FullDeclaration.Range.Last;
 944                  i++) {
 945                assert(i < I915_MAX_TEMPORARY);
 946                /* XXX just use shader->info->file_mask[TGSI_FILE_TEMPORARY] */
 947                p->temp_flag |= (1 << i); /* mark temp as used */
 948             }
 949          }
 950          break;
 951
 952       case TGSI_TOKEN_TYPE_IMMEDIATE:
 953          {
 954             const struct tgsi_full_immediate *imm
 955                = &parse.FullToken.FullImmediate;
 956             const uint pos = p->num_immediates++;
 957             uint j;
 958             assert( imm->Immediate.NrTokens <= 4 + 1 );
 959             for (j = 0; j < imm->Immediate.NrTokens - 1; j++) {
 960                p->immediates[pos][j] = imm->u[j].Float;
 961             }
 962          }
 963          break;
 964
 965       case TGSI_TOKEN_TYPE_INSTRUCTION:
 966          if (p->first_instruction) {
 967             /* resolve location of immediates */
 968             uint i, j;
 969             for (i = 0; i < p->num_immediates; i++) {
 970                /* find constant slot for this immediate */
 971                for (j = 0; j < I915_MAX_CONSTANT; j++) {
 972                   if (ifs->constant_flags[j] == 0x0) {
 973                      memcpy(ifs->constants[j],
 974                             p->immediates[i],
 975                             4 * sizeof(float));
 976                      /*printf("immediate %d maps to const %d\n", i, j);*/
 977                      ifs->constant_flags[j] = 0xf;  /* all four comps used */
 978                      p->immediates_map[i] = j;
 979                      ifs->num_constants = MAX2(ifs->num_constants, j + 1);
 980                      break;
 981                   }
 982                }
 983             }
 984
 985             p->first_instruction = FALSE;
 986          }
 987
 988          i915_translate_instruction(p, &parse.FullToken.FullInstruction);
 989          break;
 990
 991       default:
 992          assert( 0 );
 993       }
 994
 995    } /* while */
 996
 997    tgsi_parse_free (&parse);
 998 }
 999
1000
1001 static struct i915_fp_compile *
1002 i915_init_compile(struct i915_context *i915,
1003                   struct i915_fragment_shader *ifs)
1004 {
1005    struct i915_fp_compile *p = CALLOC_STRUCT(i915_fp_compile);
1006
1007    p->shader = ifs;
1008
1009    /* Put new constants at end of const buffer, growing downward.
1010     * The problem is we don't know how many user-defined constants might
1011     * be specified with pipe->set_constant_buffer().
1012     * Should pre-scan the user's program to determine the highest-numbered
1013     * constant referenced.
1014     */
1015    ifs->num_constants = 0;
1016    memset(ifs->constant_flags, 0, sizeof(ifs->constant_flags));
1017
1018    p->first_instruction = TRUE;
1019
1020    p->nr_tex_indirect = 1;      /* correct? */
1021    p->nr_tex_insn = 0;
1022    p->nr_alu_insn = 0;
1023    p->nr_decl_insn = 0;
1024
1025    p->csr = p->program;
1026    p->decl = p->declarations;
1027    p->decl_s = 0;
1028    p->decl_t = 0;
1029    p->temp_flag = ~0x0 << I915_MAX_TEMPORARY;
1030    p->utemp_flag = ~0x7;
1031
1032    p->wpos_tex = -1;
1033
1034    /* initialize the first program word */
1035    *(p->decl++) = _3DSTATE_PIXEL_SHADER_PROGRAM;
1036
1037    return p;
1038 }
1039
1040
1041 /* Copy compile results to the fragment program struct and destroy the
1042  * compilation context.
1043  */
1044 static void
1045 i915_fini_compile(struct i915_context *i915, struct i915_fp_compile *p)
1046 {
1047    struct i915_fragment_shader *ifs = p->shader;
1048    unsigned long program_size = (unsigned long) (p->csr - p->program);
1049    unsigned long decl_size = (unsigned long) (p->decl - p->declarations);
1050
1051    if (p->nr_tex_indirect > I915_MAX_TEX_INDIRECT)
1052       i915_program_error(p, "Exceeded max nr indirect texture lookups");
1053
1054    if (p->nr_tex_insn > I915_MAX_TEX_INSN)
1055       i915_program_error(p, "Exceeded max TEX instructions");
1056
1057    if (p->nr_alu_insn > I915_MAX_ALU_INSN)
1058       i915_program_error(p, "Exceeded max ALU instructions");
1059
1060    if (p->nr_decl_insn > I915_MAX_DECL_INSN)
1061       i915_program_error(p, "Exceeded max DECL instructions");
1062
1063    if (p->error) {
1064       p->NumNativeInstructions = 0;
1065       p->NumNativeAluInstructions = 0;
1066       p->NumNativeTexInstructions = 0;
1067       p->NumNativeTexIndirections = 0;
1068
1069       i915_use_passthrough_shader(ifs);
1070    }
1071    else {
1072       p->NumNativeInstructions
1073          = p->nr_alu_insn + p->nr_tex_insn + p->nr_decl_insn;
1074       p->NumNativeAluInstructions = p->nr_alu_insn;
1075       p->NumNativeTexInstructions = p->nr_tex_insn;
1076       p->NumNativeTexIndirections = p->nr_tex_indirect;
1077
1078       /* patch in the program length */
1079       p->declarations[0] |= program_size + decl_size - 2;
1080
1081       /* Copy compilation results to fragment program struct:
1082        */
1083       assert(!ifs->program);
1084       ifs->program
1085          = (uint *) MALLOC((program_size + decl_size) * sizeof(uint));
1086       if (ifs->program) {
1087          ifs->program_len = program_size + decl_size;
1088
1089          memcpy(ifs->program,
1090                 p->declarations,
1091                 decl_size * sizeof(uint));
1092
1093          memcpy(ifs->program + decl_size,
1094                 p->program,
1095                 program_size * sizeof(uint));
1096       }
1097    }
1098
1099    /* Release the compilation struct:
1100     */
1101    FREE(p);
1102 }
1103
1104
1105 /**
1106  * Find an unused texture coordinate slot to use for fragment WPOS.
1107  * Update p->fp->wpos_tex with the result (-1 if no used texcoord slot is found).
1108  */
1109 static void
1110 i915_find_wpos_space(struct i915_fp_compile *p)
1111 {
1112 #if 0
1113    const uint inputs
1114       = p->shader->inputs_read | (1 << TGSI_ATTRIB_POS); /*XXX hack*/
1115    uint i;
1116
1117    p->wpos_tex = -1;
1118
1119    if (inputs & (1 << TGSI_ATTRIB_POS)) {
1120       for (i = 0; i < I915_TEX_UNITS; i++) {
1121          if ((inputs & (1 << (TGSI_ATTRIB_TEX0 + i))) == 0) {
1122             p->wpos_tex = i;
1123             return;
1124          }
1125       }
1126
1127       i915_program_error(p, "No free texcoord for wpos value");
1128    }
1129 #else
1130    if (p->shader->info.input_semantic_name[0] == TGSI_SEMANTIC_POSITION) {
1131       /* frag shader using the fragment position input */
1132 #if 0
1133       assert(0);
1134 #endif
1135    }
1136 #endif
1137 }
1138
1139
1140
1141
1142 /**
1143  * Rather than trying to intercept and jiggle depth writes during
1144  * emit, just move the value into its correct position at the end of
1145  * the program:
1146  */
1147 static void
1148 i915_fixup_depth_write(struct i915_fp_compile *p)
1149 {
1150    /* XXX assuming pos/depth is always in output[0] */
1151    if (p->shader->info.output_semantic_name[0] == TGSI_SEMANTIC_POSITION) {
1152       const uint depth = UREG(REG_TYPE_OD, 0);
1153
1154       i915_emit_arith(p,
1155                       A0_MOV,                     /* opcode */
1156                       depth,                      /* dest reg */
1157                       A0_DEST_CHANNEL_W,          /* write mask */
1158                       0,                          /* saturate? */
1159                       swizzle(depth, X, Y, Z, Z), /* src0 */
1160                       0, 0 /* src1, src2 */);
1161    }
1162 }
1163
1164
1165 void
1166 i915_translate_fragment_program( struct i915_context *i915,
1167                                  struct i915_fragment_shader *fs)
1168 {
1169    struct i915_fp_compile *p = i915_init_compile(i915, fs);
1170    const struct tgsi_token *tokens = fs->state.tokens;
1171
1172    i915_find_wpos_space(p);
1173
1174 #if 0
1175    tgsi_dump(tokens, 0);
1176 #endif
1177
1178    i915_translate_instructions(p, tokens);
1179    i915_fixup_depth_write(p);
1180
1181    i915_fini_compile(i915, p);
1182 }