7399df40385e8ef34e4f4aa1bd870b9e405a9011
[profile/ivi/mesa.git] / src / glsl / ir.h
1 /* -*- c++ -*- */
2 /*
3  * Copyright © 2010 Intel Corporation
4  *
5  * Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a
6  * copy of this software and associated documentation files (the "Software"),
7  * to deal in the Software without restriction, including without limitation
8  * the rights to use, copy, modify, merge, publish, distribute, sublicense,
9  * and/or sell copies of the Software, and to permit persons to whom the
10  * Software is furnished to do so, subject to the following conditions:
11  *
12  * The above copyright notice and this permission notice (including the next
13  * paragraph) shall be included in all copies or substantial portions of the
14  * Software.
15  *
16  * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR
17  * IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY,
18  * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT.  IN NO EVENT SHALL
19  * THE AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER
20  * LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING
21  * FROM, OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER
22  * DEALINGS IN THE SOFTWARE.
23  */
24
25 #pragma once
26 #ifndef IR_H
27 #define IR_H
28
29 #include <cstdio>
30 #include <cstdlib>
31
32 extern "C" {
33 #include <talloc.h>
34 }
35
36 #include "glsl_types.h"
37 #include "list.h"
38 #include "ir_visitor.h"
39 #include "ir_hierarchical_visitor.h"
40
41 /**
42  * \defgroup IR Intermediate representation nodes
43  *
44  * @{
45  */
46
47 /**
48  * Class tags
49  *
50  * Each concrete class derived from \c ir_instruction has a value in this
51  * enumerant.  The value for the type is stored in \c ir_instruction::ir_type
52  * by the constructor.  While using type tags is not very C++, it is extremely
53  * convenient.  For example, during debugging you can simply inspect
54  * \c ir_instruction::ir_type to find out the actual type of the object.
55  *
56  * In addition, it is possible to use a switch-statement based on \c
57  * \c ir_instruction::ir_type to select different behavior for different object
58  * types.  For functions that have only slight differences for several object
59  * types, this allows writing very straightforward, readable code.
60  */
61 enum ir_node_type {
62    /**
63     * Zero is unused so that the IR validator can detect cases where
64     * \c ir_instruction::ir_type has not been initialized.
65     */
66    ir_type_unset,
67    ir_type_variable,
68    ir_type_assignment,
69    ir_type_call,
70    ir_type_constant,
71    ir_type_dereference_array,
72    ir_type_dereference_record,
73    ir_type_dereference_variable,
74    ir_type_discard,
75    ir_type_expression,
76    ir_type_function,
77    ir_type_function_signature,
78    ir_type_if,
79    ir_type_loop,
80    ir_type_loop_jump,
81    ir_type_return,
82    ir_type_swizzle,
83    ir_type_texture,
84    ir_type_max /**< maximum ir_type enum number, for validation */
85 };
86
87 /**
88  * Base class of all IR instructions
89  */
90 class ir_instruction : public exec_node {
91 public:
92    enum ir_node_type ir_type;
93    const struct glsl_type *type;
94
95    /** ir_print_visitor helper for debugging. */
96    void print(void) const;
97
98    virtual void accept(ir_visitor *) = 0;
99    virtual ir_visitor_status accept(ir_hierarchical_visitor *) = 0;
100    virtual ir_instruction *clone(void *mem_ctx,
101                                  struct hash_table *ht) const = 0;
102
103    /**
104     * \name IR instruction downcast functions
105     *
106     * These functions either cast the object to a derived class or return
107     * \c NULL if the object's type does not match the specified derived class.
108     * Additional downcast functions will be added as needed.
109     */
110    /*@{*/
111    virtual class ir_variable *          as_variable()         { return NULL; }
112    virtual class ir_function *          as_function()         { return NULL; }
113    virtual class ir_dereference *       as_dereference()      { return NULL; }
114    virtual class ir_dereference_array * as_dereference_array() { return NULL; }
115    virtual class ir_dereference_variable *as_dereference_variable() { return NULL; }
116    virtual class ir_expression *        as_expression()       { return NULL; }
117    virtual class ir_rvalue *            as_rvalue()           { return NULL; }
118    virtual class ir_loop *              as_loop()             { return NULL; }
119    virtual class ir_assignment *        as_assignment()       { return NULL; }
120    virtual class ir_call *              as_call()             { return NULL; }
121    virtual class ir_return *            as_return()           { return NULL; }
122    virtual class ir_if *                as_if()               { return NULL; }
123    virtual class ir_swizzle *           as_swizzle()          { return NULL; }
124    virtual class ir_constant *          as_constant()         { return NULL; }
125    virtual class ir_discard *           as_discard()          { return NULL; }
126    /*@}*/
127
128 protected:
129    ir_instruction()
130    {
131       ir_type = ir_type_unset;
132       type = NULL;
133    }
134 };
135
136
137 class ir_rvalue : public ir_instruction {
138 public:
139    virtual ir_rvalue *clone(void *mem_ctx, struct hash_table *) const = 0;
140
141    virtual ir_constant *constant_expression_value() = 0;
142
143    virtual ir_rvalue * as_rvalue()
144    {
145       return this;
146    }
147
148    ir_rvalue *as_rvalue_to_saturate();
149
150    virtual bool is_lvalue()
151    {
152       return false;
153    }
154
155    /**
156     * Get the variable that is ultimately referenced by an r-value
157     */
158    virtual ir_variable *variable_referenced()
159    {
160       return NULL;
161    }
162
163
164    /**
165     * If an r-value is a reference to a whole variable, get that variable
166     *
167     * \return
168     * Pointer to a variable that is completely dereferenced by the r-value.  If
169     * the r-value is not a dereference or the dereference does not access the
170     * entire variable (i.e., it's just one array element, struct field), \c NULL
171     * is returned.
172     */
173    virtual ir_variable *whole_variable_referenced()
174    {
175       return NULL;
176    }
177
178    /**
179     * Determine if an r-value has the value zero
180     *
181     * The base implementation of this function always returns \c false.  The
182     * \c ir_constant class over-rides this function to return \c true \b only
183     * for vector and scalar types that have all elements set to the value
184     * zero (or \c false for booleans).
185     *
186     * \sa ir_constant::has_value, ir_rvalue::is_one, ir_rvalue::is_negative_one
187     */
188    virtual bool is_zero() const;
189
190    /**
191     * Determine if an r-value has the value one
192     *
193     * The base implementation of this function always returns \c false.  The
194     * \c ir_constant class over-rides this function to return \c true \b only
195     * for vector and scalar types that have all elements set to the value
196     * one (or \c true for booleans).
197     *
198     * \sa ir_constant::has_value, ir_rvalue::is_zero, ir_rvalue::is_negative_one
199     */
200    virtual bool is_one() const;
201
202    /**
203     * Determine if an r-value has the value negative one
204     *
205     * The base implementation of this function always returns \c false.  The
206     * \c ir_constant class over-rides this function to return \c true \b only
207     * for vector and scalar types that have all elements set to the value
208     * negative one.  For boolean times, the result is always \c false.
209     *
210     * \sa ir_constant::has_value, ir_rvalue::is_zero, ir_rvalue::is_one
211     */
212    virtual bool is_negative_one() const;
213
214 protected:
215    ir_rvalue();
216 };
217
218
219 /**
220  * Variable storage classes
221  */
222 enum ir_variable_mode {
223    ir_var_auto = 0,     /**< Function local variables and globals. */
224    ir_var_uniform,      /**< Variable declared as a uniform. */
225    ir_var_in,
226    ir_var_out,
227    ir_var_inout,
228    ir_var_system_value, /**< Ex: front-face, instance-id, etc. */
229    ir_var_temporary     /**< Temporary variable generated during compilation. */
230 };
231
232 enum ir_variable_interpolation {
233    ir_var_smooth = 0,
234    ir_var_flat,
235    ir_var_noperspective
236 };
237
238 /**
239  * \brief Layout qualifiers for gl_FragDepth.
240  *
241  * The AMD_conservative_depth extension allows gl_FragDepth to be redeclared
242  * with a layout qualifier.
243  */
244 enum ir_depth_layout {
245     ir_depth_layout_none, /**< No depth layout is specified. */
246     ir_depth_layout_any,
247     ir_depth_layout_greater,
248     ir_depth_layout_less,
249     ir_depth_layout_unchanged
250 };
251
252 /**
253  * \brief Convert depth layout qualifier to string.
254  */
255 const char*
256 depth_layout_string(ir_depth_layout layout);
257
258 class ir_variable : public ir_instruction {
259 public:
260    ir_variable(const struct glsl_type *, const char *, ir_variable_mode);
261
262    virtual ir_variable *clone(void *mem_ctx, struct hash_table *ht) const;
263
264    virtual ir_variable *as_variable()
265    {
266       return this;
267    }
268
269    virtual void accept(ir_visitor *v)
270    {
271       v->visit(this);
272    }
273
274    virtual ir_visitor_status accept(ir_hierarchical_visitor *);
275
276
277    /**
278     * Get the string value for the interpolation qualifier
279     *
280     * \return The string that would be used in a shader to specify \c
281     * mode will be returned.
282     *
283     * This function should only be used on a shader input or output variable.
284     */
285    const char *interpolation_string() const;
286
287    /**
288     * Calculate the number of slots required to hold this variable
289     *
290     * This is used to determine how many uniform or varying locations a variable
291     * occupies.  The count is in units of floating point components.
292     */
293    unsigned component_slots() const;
294
295    /**
296     * Delcared name of the variable
297     */
298    const char *name;
299
300    /**
301     * Highest element accessed with a constant expression array index
302     *
303     * Not used for non-array variables.
304     */
305    unsigned max_array_access;
306
307    /**
308     * Is the variable read-only?
309     *
310     * This is set for variables declared as \c const, shader inputs,
311     * and uniforms.
312     */
313    unsigned read_only:1;
314    unsigned centroid:1;
315    unsigned invariant:1;
316
317    /**
318     * Has this variable been used for reading or writing?
319     *
320     * Several GLSL semantic checks require knowledge of whether or not a
321     * variable has been used.  For example, it is an error to redeclare a
322     * variable as invariant after it has been used.
323     */
324    unsigned used:1;
325
326    /**
327     * Storage class of the variable.
328     *
329     * \sa ir_variable_mode
330     */
331    unsigned mode:3;
332
333    /**
334     * Interpolation mode for shader inputs / outputs
335     *
336     * \sa ir_variable_interpolation
337     */
338    unsigned interpolation:2;
339
340    /**
341     * Flag that the whole array is assignable
342     *
343     * In GLSL 1.20 and later whole arrays are assignable (and comparable for
344     * equality).  This flag enables this behavior.
345     */
346    unsigned array_lvalue:1;
347
348    /**
349     * \name ARB_fragment_coord_conventions
350     * @{
351     */
352    unsigned origin_upper_left:1;
353    unsigned pixel_center_integer:1;
354    /*@}*/
355
356    /**
357     * Was the location explicitly set in the shader?
358     *
359     * If the location is explicitly set in the shader, it \b cannot be changed
360     * by the linker or by the API (e.g., calls to \c glBindAttribLocation have
361     * no effect).
362     */
363    unsigned explicit_location:1;
364
365    /**
366     * Storage location of the base of this variable
367     *
368     * The precise meaning of this field depends on the nature of the variable.
369     *
370     *   - Vertex shader input: one of the values from \c gl_vert_attrib.
371     *   - Vertex shader output: one of the values from \c gl_vert_result.
372     *   - Fragment shader input: one of the values from \c gl_frag_attrib.
373     *   - Fragment shader output: one of the values from \c gl_frag_result.
374     *   - Uniforms: Per-stage uniform slot number.
375     *   - Other: This field is not currently used.
376     *
377     * If the variable is a uniform, shader input, or shader output, and the
378     * slot has not been assigned, the value will be -1.
379     */
380    int location;
381
382    /**
383     * Emit a warning if this variable is accessed.
384     */
385    const char *warn_extension;
386
387    /**
388     * Value assigned in the initializer of a variable declared "const"
389     */
390    ir_constant *constant_value;
391 };
392
393
394 /*@{*/
395 /**
396  * The representation of a function instance; may be the full definition or
397  * simply a prototype.
398  */
399 class ir_function_signature : public ir_instruction {
400    /* An ir_function_signature will be part of the list of signatures in
401     * an ir_function.
402     */
403 public:
404    ir_function_signature(const glsl_type *return_type);
405
406    virtual ir_function_signature *clone(void *mem_ctx,
407                                         struct hash_table *ht) const;
408    ir_function_signature *clone_prototype(void *mem_ctx,
409                                           struct hash_table *ht) const;
410
411    virtual void accept(ir_visitor *v)
412    {
413       v->visit(this);
414    }
415
416    virtual ir_visitor_status accept(ir_hierarchical_visitor *);
417
418    /**
419     * Get the name of the function for which this is a signature
420     */
421    const char *function_name() const;
422
423    /**
424     * Get a handle to the function for which this is a signature
425     *
426     * There is no setter function, this function returns a \c const pointer,
427     * and \c ir_function_signature::_function is private for a reason.  The
428     * only way to make a connection between a function and function signature
429     * is via \c ir_function::add_signature.  This helps ensure that certain
430     * invariants (i.e., a function signature is in the list of signatures for
431     * its \c _function) are met.
432     *
433     * \sa ir_function::add_signature
434     */
435    inline const class ir_function *function() const
436    {
437       return this->_function;
438    }
439
440    /**
441     * Check whether the qualifiers match between this signature's parameters
442     * and the supplied parameter list.  If not, returns the name of the first
443     * parameter with mismatched qualifiers (for use in error messages).
444     */
445    const char *qualifiers_match(exec_list *params);
446
447    /**
448     * Replace the current parameter list with the given one.  This is useful
449     * if the current information came from a prototype, and either has invalid
450     * or missing parameter names.
451     */
452    void replace_parameters(exec_list *new_params);
453
454    /**
455     * Function return type.
456     *
457     * \note This discards the optional precision qualifier.
458     */
459    const struct glsl_type *return_type;
460
461    /**
462     * List of ir_variable of function parameters.
463     *
464     * This represents the storage.  The paramaters passed in a particular
465     * call will be in ir_call::actual_paramaters.
466     */
467    struct exec_list parameters;
468
469    /** Whether or not this function has a body (which may be empty). */
470    unsigned is_defined:1;
471
472    /** Whether or not this function signature is a built-in. */
473    unsigned is_builtin:1;
474
475    /** Body of instructions in the function. */
476    struct exec_list body;
477
478 private:
479    /** Function of which this signature is one overload. */
480    class ir_function *_function;
481
482    friend class ir_function;
483 };
484
485
486 /**
487  * Header for tracking multiple overloaded functions with the same name.
488  * Contains a list of ir_function_signatures representing each of the
489  * actual functions.
490  */
491 class ir_function : public ir_instruction {
492 public:
493    ir_function(const char *name);
494
495    virtual ir_function *clone(void *mem_ctx, struct hash_table *ht) const;
496
497    virtual ir_function *as_function()
498    {
499       return this;
500    }
501
502    virtual void accept(ir_visitor *v)
503    {
504       v->visit(this);
505    }
506
507    virtual ir_visitor_status accept(ir_hierarchical_visitor *);
508
509    void add_signature(ir_function_signature *sig)
510    {
511       sig->_function = this;
512       this->signatures.push_tail(sig);
513    }
514
515    /**
516     * Get an iterator for the set of function signatures
517     */
518    exec_list_iterator iterator()
519    {
520       return signatures.iterator();
521    }
522
523    /**
524     * Find a signature that matches a set of actual parameters, taking implicit
525     * conversions into account.
526     */
527    ir_function_signature *matching_signature(const exec_list *actual_param);
528
529    /**
530     * Find a signature that exactly matches a set of actual parameters without
531     * any implicit type conversions.
532     */
533    ir_function_signature *exact_matching_signature(const exec_list *actual_ps);
534
535    /**
536     * Name of the function.
537     */
538    const char *name;
539
540    /** Whether or not this function has a signature that isn't a built-in. */
541    bool has_user_signature();
542
543    /**
544     * List of ir_function_signature for each overloaded function with this name.
545     */
546    struct exec_list signatures;
547 };
548
549 inline const char *ir_function_signature::function_name() const
550 {
551    return this->_function->name;
552 }
553 /*@}*/
554
555
556 /**
557  * IR instruction representing high-level if-statements
558  */
559 class ir_if : public ir_instruction {
560 public:
561    ir_if(ir_rvalue *condition)
562       : condition(condition)
563    {
564       ir_type = ir_type_if;
565    }
566
567    virtual ir_if *clone(void *mem_ctx, struct hash_table *ht) const;
568
569    virtual ir_if *as_if()
570    {
571       return this;
572    }
573
574    virtual void accept(ir_visitor *v)
575    {
576       v->visit(this);
577    }
578
579    virtual ir_visitor_status accept(ir_hierarchical_visitor *);
580
581    ir_rvalue *condition;
582    /** List of ir_instruction for the body of the then branch */
583    exec_list  then_instructions;
584    /** List of ir_instruction for the body of the else branch */
585    exec_list  else_instructions;
586 };
587
588
589 /**
590  * IR instruction representing a high-level loop structure.
591  */
592 class ir_loop : public ir_instruction {
593 public:
594    ir_loop();
595
596    virtual ir_loop *clone(void *mem_ctx, struct hash_table *ht) const;
597
598    virtual void accept(ir_visitor *v)
599    {
600       v->visit(this);
601    }
602
603    virtual ir_visitor_status accept(ir_hierarchical_visitor *);
604
605    virtual ir_loop *as_loop()
606    {
607       return this;
608    }
609
610    /**
611     * Get an iterator for the instructions of the loop body
612     */
613    exec_list_iterator iterator()
614    {
615       return body_instructions.iterator();
616    }
617
618    /** List of ir_instruction that make up the body of the loop. */
619    exec_list body_instructions;
620
621    /**
622     * \name Loop counter and controls
623     *
624     * Represents a loop like a FORTRAN \c do-loop.
625     *
626     * \note
627     * If \c from and \c to are the same value, the loop will execute once.
628     */
629    /*@{*/
630    ir_rvalue *from;             /** Value of the loop counter on the first
631                                  * iteration of the loop.
632                                  */
633    ir_rvalue *to;               /** Value of the loop counter on the last
634                                  * iteration of the loop.
635                                  */
636    ir_rvalue *increment;
637    ir_variable *counter;
638
639    /**
640     * Comparison operation in the loop terminator.
641     *
642     * If any of the loop control fields are non-\c NULL, this field must be
643     * one of \c ir_binop_less, \c ir_binop_greater, \c ir_binop_lequal,
644     * \c ir_binop_gequal, \c ir_binop_equal, or \c ir_binop_nequal.
645     */
646    int cmp;
647    /*@}*/
648 };
649
650
651 class ir_assignment : public ir_instruction {
652 public:
653    ir_assignment(ir_rvalue *lhs, ir_rvalue *rhs, ir_rvalue *condition);
654
655    /**
656     * Construct an assignment with an explicit write mask
657     *
658     * \note
659     * Since a write mask is supplied, the LHS must already be a bare
660     * \c ir_dereference.  The cannot be any swizzles in the LHS.
661     */
662    ir_assignment(ir_dereference *lhs, ir_rvalue *rhs, ir_rvalue *condition,
663                  unsigned write_mask);
664
665    virtual ir_assignment *clone(void *mem_ctx, struct hash_table *ht) const;
666
667    virtual ir_constant *constant_expression_value();
668
669    virtual void accept(ir_visitor *v)
670    {
671       v->visit(this);
672    }
673
674    virtual ir_visitor_status accept(ir_hierarchical_visitor *);
675
676    virtual ir_assignment * as_assignment()
677    {
678       return this;
679    }
680
681    /**
682     * Get a whole variable written by an assignment
683     *
684     * If the LHS of the assignment writes a whole variable, the variable is
685     * returned.  Otherwise \c NULL is returned.  Examples of whole-variable
686     * assignment are:
687     *
688     *  - Assigning to a scalar
689     *  - Assigning to all components of a vector
690     *  - Whole array (or matrix) assignment
691     *  - Whole structure assignment
692     */
693    ir_variable *whole_variable_written();
694
695    /**
696     * Set the LHS of an assignment
697     */
698    void set_lhs(ir_rvalue *lhs);
699
700    /**
701     * Left-hand side of the assignment.
702     *
703     * This should be treated as read only.  If you need to set the LHS of an
704     * assignment, use \c ir_assignment::set_lhs.
705     */
706    ir_dereference *lhs;
707
708    /**
709     * Value being assigned
710     */
711    ir_rvalue *rhs;
712
713    /**
714     * Optional condition for the assignment.
715     */
716    ir_rvalue *condition;
717
718
719    /**
720     * Component mask written
721     *
722     * For non-vector types in the LHS, this field will be zero.  For vector
723     * types, a bit will be set for each component that is written.  Note that
724     * for \c vec2 and \c vec3 types only the lower bits will ever be set.
725     *
726     * A partially-set write mask means that each enabled channel gets
727     * the value from a consecutive channel of the rhs.  For example,
728     * to write just .xyw of gl_FrontColor with color:
729     *
730     * (assign (constant bool (1)) (xyw)
731     *     (var_ref gl_FragColor)
732     *     (swiz xyw (var_ref color)))
733     */
734    unsigned write_mask:4;
735 };
736
737 /* Update ir_expression::num_operands() and operator_strs when
738  * updating this list.
739  */
740 enum ir_expression_operation {
741    ir_unop_bit_not,
742    ir_unop_logic_not,
743    ir_unop_neg,
744    ir_unop_abs,
745    ir_unop_sign,
746    ir_unop_rcp,
747    ir_unop_rsq,
748    ir_unop_sqrt,
749    ir_unop_exp,      /**< Log base e on gentype */
750    ir_unop_log,      /**< Natural log on gentype */
751    ir_unop_exp2,
752    ir_unop_log2,
753    ir_unop_f2i,      /**< Float-to-integer conversion. */
754    ir_unop_i2f,      /**< Integer-to-float conversion. */
755    ir_unop_f2b,      /**< Float-to-boolean conversion */
756    ir_unop_b2f,      /**< Boolean-to-float conversion */
757    ir_unop_i2b,      /**< int-to-boolean conversion */
758    ir_unop_b2i,      /**< Boolean-to-int conversion */
759    ir_unop_u2f,      /**< Unsigned-to-float conversion. */
760    ir_unop_any,
761
762    /**
763     * \name Unary floating-point rounding operations.
764     */
765    /*@{*/
766    ir_unop_trunc,
767    ir_unop_ceil,
768    ir_unop_floor,
769    ir_unop_fract,
770    ir_unop_round_even,
771    /*@}*/
772
773    /**
774     * \name Trigonometric operations.
775     */
776    /*@{*/
777    ir_unop_sin,
778    ir_unop_cos,
779    ir_unop_sin_reduced,    /**< Reduced range sin. [-pi, pi] */
780    ir_unop_cos_reduced,    /**< Reduced range cos. [-pi, pi] */
781    /*@}*/
782
783    /**
784     * \name Partial derivatives.
785     */
786    /*@{*/
787    ir_unop_dFdx,
788    ir_unop_dFdy,
789    /*@}*/
790
791    ir_unop_noise,
792
793    /**
794     * A sentinel marking the last of the unary operations.
795     */
796    ir_last_unop = ir_unop_noise,
797
798    ir_binop_add,
799    ir_binop_sub,
800    ir_binop_mul,
801    ir_binop_div,
802
803    /**
804     * Takes one of two combinations of arguments:
805     *
806     * - mod(vecN, vecN)
807     * - mod(vecN, float)
808     *
809     * Does not take integer types.
810     */
811    ir_binop_mod,
812
813    /**
814     * \name Binary comparison operators which return a boolean vector.
815     * The type of both operands must be equal.
816     */
817    /*@{*/
818    ir_binop_less,
819    ir_binop_greater,
820    ir_binop_lequal,
821    ir_binop_gequal,
822    ir_binop_equal,
823    ir_binop_nequal,
824    /**
825     * Returns single boolean for whether all components of operands[0]
826     * equal the components of operands[1].
827     */
828    ir_binop_all_equal,
829    /**
830     * Returns single boolean for whether any component of operands[0]
831     * is not equal to the corresponding component of operands[1].
832     */
833    ir_binop_any_nequal,
834    /*@}*/
835
836    /**
837     * \name Bit-wise binary operations.
838     */
839    /*@{*/
840    ir_binop_lshift,
841    ir_binop_rshift,
842    ir_binop_bit_and,
843    ir_binop_bit_xor,
844    ir_binop_bit_or,
845    /*@}*/
846
847    ir_binop_logic_and,
848    ir_binop_logic_xor,
849    ir_binop_logic_or,
850
851    ir_binop_dot,
852    ir_binop_min,
853    ir_binop_max,
854
855    ir_binop_pow,
856
857    /**
858     * A sentinel marking the last of the binary operations.
859     */
860    ir_last_binop = ir_binop_pow,
861
862    ir_quadop_vector,
863
864    /**
865     * A sentinel marking the last of all operations.
866     */
867    ir_last_opcode = ir_last_binop
868 };
869
870 class ir_expression : public ir_rvalue {
871 public:
872    /**
873     * Constructor for unary operation expressions
874     */
875    ir_expression(int op, const struct glsl_type *type, ir_rvalue *);
876    ir_expression(int op, ir_rvalue *);
877
878    /**
879     * Constructor for binary operation expressions
880     */
881    ir_expression(int op, const struct glsl_type *type,
882                  ir_rvalue *, ir_rvalue *);
883    ir_expression(int op, ir_rvalue *op0, ir_rvalue *op1);
884
885    /**
886     * Constructor for quad operator expressions
887     */
888    ir_expression(int op, const struct glsl_type *type,
889                  ir_rvalue *, ir_rvalue *, ir_rvalue *, ir_rvalue *);
890
891    virtual ir_expression *as_expression()
892    {
893       return this;
894    }
895
896    virtual ir_expression *clone(void *mem_ctx, struct hash_table *ht) const;
897
898    /**
899     * Attempt to constant-fold the expression
900     *
901     * If the expression cannot be constant folded, this method will return
902     * \c NULL.
903     */
904    virtual ir_constant *constant_expression_value();
905
906    /**
907     * Determine the number of operands used by an expression
908     */
909    static unsigned int get_num_operands(ir_expression_operation);
910
911    /**
912     * Determine the number of operands used by an expression
913     */
914    unsigned int get_num_operands() const
915    {
916       return (this->operation == ir_quadop_vector)
917          ? this->type->vector_elements : get_num_operands(operation);
918    }
919
920    /**
921     * Return a string representing this expression's operator.
922     */
923    const char *operator_string();
924
925    /**
926     * Return a string representing this expression's operator.
927     */
928    static const char *operator_string(ir_expression_operation);
929
930
931    /**
932     * Do a reverse-lookup to translate the given string into an operator.
933     */
934    static ir_expression_operation get_operator(const char *);
935
936    virtual void accept(ir_visitor *v)
937    {
938       v->visit(this);
939    }
940
941    virtual ir_visitor_status accept(ir_hierarchical_visitor *);
942
943    ir_expression_operation operation;
944    ir_rvalue *operands[4];
945 };
946
947
948 /**
949  * IR instruction representing a function call
950  */
951 class ir_call : public ir_rvalue {
952 public:
953    ir_call(ir_function_signature *callee, exec_list *actual_parameters)
954       : callee(callee)
955    {
956       ir_type = ir_type_call;
957       assert(callee->return_type != NULL);
958       type = callee->return_type;
959       actual_parameters->move_nodes_to(& this->actual_parameters);
960    }
961
962    virtual ir_call *clone(void *mem_ctx, struct hash_table *ht) const;
963
964    virtual ir_constant *constant_expression_value();
965
966    virtual ir_call *as_call()
967    {
968       return this;
969    }
970
971    virtual void accept(ir_visitor *v)
972    {
973       v->visit(this);
974    }
975
976    virtual ir_visitor_status accept(ir_hierarchical_visitor *);
977
978    /**
979     * Get a generic ir_call object when an error occurs
980     *
981     * Any allocation will be performed with 'ctx' as talloc owner.
982     */
983    static ir_call *get_error_instruction(void *ctx);
984
985    /**
986     * Get an iterator for the set of acutal parameters
987     */
988    exec_list_iterator iterator()
989    {
990       return actual_parameters.iterator();
991    }
992
993    /**
994     * Get the name of the function being called.
995     */
996    const char *callee_name() const
997    {
998       return callee->function_name();
999    }
1000
1001    /**
1002     * Get the function signature bound to this function call
1003     */
1004    ir_function_signature *get_callee()
1005    {
1006       return callee;
1007    }
1008
1009    /**
1010     * Set the function call target
1011     */
1012    void set_callee(ir_function_signature *sig);
1013
1014    /**
1015     * Generates an inline version of the function before @ir,
1016     * returning the return value of the function.
1017     */
1018    ir_rvalue *generate_inline(ir_instruction *ir);
1019
1020    /* List of ir_rvalue of paramaters passed in this call. */
1021    exec_list actual_parameters;
1022
1023 private:
1024    ir_call()
1025       : callee(NULL)
1026    {
1027       this->ir_type = ir_type_call;
1028    }
1029
1030    ir_function_signature *callee;
1031 };
1032
1033
1034 /**
1035  * \name Jump-like IR instructions.
1036  *
1037  * These include \c break, \c continue, \c return, and \c discard.
1038  */
1039 /*@{*/
1040 class ir_jump : public ir_instruction {
1041 protected:
1042    ir_jump()
1043    {
1044       ir_type = ir_type_unset;
1045    }
1046 };
1047
1048 class ir_return : public ir_jump {
1049 public:
1050    ir_return()
1051       : value(NULL)
1052    {
1053       this->ir_type = ir_type_return;
1054    }
1055
1056    ir_return(ir_rvalue *value)
1057       : value(value)
1058    {
1059       this->ir_type = ir_type_return;
1060    }
1061
1062    virtual ir_return *clone(void *mem_ctx, struct hash_table *) const;
1063
1064    virtual ir_return *as_return()
1065    {
1066       return this;
1067    }
1068
1069    ir_rvalue *get_value() const
1070    {
1071       return value;
1072    }
1073
1074    virtual void accept(ir_visitor *v)
1075    {
1076       v->visit(this);
1077    }
1078
1079    virtual ir_visitor_status accept(ir_hierarchical_visitor *);
1080
1081    ir_rvalue *value;
1082 };
1083
1084
1085 /**
1086  * Jump instructions used inside loops
1087  *
1088  * These include \c break and \c continue.  The \c break within a loop is
1089  * different from the \c break within a switch-statement.
1090  *
1091  * \sa ir_switch_jump
1092  */
1093 class ir_loop_jump : public ir_jump {
1094 public:
1095    enum jump_mode {
1096       jump_break,
1097       jump_continue
1098    };
1099
1100    ir_loop_jump(jump_mode mode)
1101    {
1102       this->ir_type = ir_type_loop_jump;
1103       this->mode = mode;
1104       this->loop = loop;
1105    }
1106
1107    virtual ir_loop_jump *clone(void *mem_ctx, struct hash_table *) const;
1108
1109    virtual void accept(ir_visitor *v)
1110    {
1111       v->visit(this);
1112    }
1113
1114    virtual ir_visitor_status accept(ir_hierarchical_visitor *);
1115
1116    bool is_break() const
1117    {
1118       return mode == jump_break;
1119    }
1120
1121    bool is_continue() const
1122    {
1123       return mode == jump_continue;
1124    }
1125
1126    /** Mode selector for the jump instruction. */
1127    enum jump_mode mode;
1128 private:
1129    /** Loop containing this break instruction. */
1130    ir_loop *loop;
1131 };
1132
1133 /**
1134  * IR instruction representing discard statements.
1135  */
1136 class ir_discard : public ir_jump {
1137 public:
1138    ir_discard()
1139    {
1140       this->ir_type = ir_type_discard;
1141       this->condition = NULL;
1142    }
1143
1144    ir_discard(ir_rvalue *cond)
1145    {
1146       this->ir_type = ir_type_discard;
1147       this->condition = cond;
1148    }
1149
1150    virtual ir_discard *clone(void *mem_ctx, struct hash_table *ht) const;
1151
1152    virtual void accept(ir_visitor *v)
1153    {
1154       v->visit(this);
1155    }
1156
1157    virtual ir_visitor_status accept(ir_hierarchical_visitor *);
1158
1159    virtual ir_discard *as_discard()
1160    {
1161       return this;
1162    }
1163
1164    ir_rvalue *condition;
1165 };
1166 /*@}*/
1167
1168
1169 /**
1170  * Texture sampling opcodes used in ir_texture
1171  */
1172 enum ir_texture_opcode {
1173    ir_tex,              /**< Regular texture look-up */
1174    ir_txb,              /**< Texture look-up with LOD bias */
1175    ir_txl,              /**< Texture look-up with explicit LOD */
1176    ir_txd,              /**< Texture look-up with partial derivatvies */
1177    ir_txf               /**< Texel fetch with explicit LOD */
1178 };
1179
1180
1181 /**
1182  * IR instruction to sample a texture
1183  *
1184  * The specific form of the IR instruction depends on the \c mode value
1185  * selected from \c ir_texture_opcodes.  In the printed IR, these will
1186  * appear as:
1187  *
1188  *                              Texel offset
1189  *                              |       Projection divisor
1190  *                              |       |   Shadow comparitor
1191  *                              |       |   |
1192  *                              v       v   v
1193  * (tex (sampler) (coordinate) (0 0 0) (1) ( ))
1194  * (txb (sampler) (coordinate) (0 0 0) (1) ( ) (bias))
1195  * (txl (sampler) (coordinate) (0 0 0) (1) ( ) (lod))
1196  * (txd (sampler) (coordinate) (0 0 0) (1) ( ) (dPdx dPdy))
1197  * (txf (sampler) (coordinate) (0 0 0)         (lod))
1198  */
1199 class ir_texture : public ir_rvalue {
1200 public:
1201    ir_texture(enum ir_texture_opcode op)
1202       : op(op), projector(NULL), shadow_comparitor(NULL)
1203    {
1204       this->ir_type = ir_type_texture;
1205    }
1206
1207    virtual ir_texture *clone(void *mem_ctx, struct hash_table *) const;
1208
1209    virtual ir_constant *constant_expression_value();
1210
1211    virtual void accept(ir_visitor *v)
1212    {
1213       v->visit(this);
1214    }
1215
1216    virtual ir_visitor_status accept(ir_hierarchical_visitor *);
1217
1218    /**
1219     * Return a string representing the ir_texture_opcode.
1220     */
1221    const char *opcode_string();
1222
1223    /** Set the sampler and infer the type. */
1224    void set_sampler(ir_dereference *sampler);
1225
1226    /**
1227     * Do a reverse-lookup to translate a string into an ir_texture_opcode.
1228     */
1229    static ir_texture_opcode get_opcode(const char *);
1230
1231    enum ir_texture_opcode op;
1232
1233    /** Sampler to use for the texture access. */
1234    ir_dereference *sampler;
1235
1236    /** Texture coordinate to sample */
1237    ir_rvalue *coordinate;
1238
1239    /**
1240     * Value used for projective divide.
1241     *
1242     * If there is no projective divide (the common case), this will be
1243     * \c NULL.  Optimization passes should check for this to point to a constant
1244     * of 1.0 and replace that with \c NULL.
1245     */
1246    ir_rvalue *projector;
1247
1248    /**
1249     * Coordinate used for comparison on shadow look-ups.
1250     *
1251     * If there is no shadow comparison, this will be \c NULL.  For the
1252     * \c ir_txf opcode, this *must* be \c NULL.
1253     */
1254    ir_rvalue *shadow_comparitor;
1255
1256    /** Explicit texel offsets. */
1257    signed char offsets[3];
1258
1259    union {
1260       ir_rvalue *lod;           /**< Floating point LOD */
1261       ir_rvalue *bias;          /**< Floating point LOD bias */
1262       struct {
1263          ir_rvalue *dPdx;       /**< Partial derivative of coordinate wrt X */
1264          ir_rvalue *dPdy;       /**< Partial derivative of coordinate wrt Y */
1265       } grad;
1266    } lod_info;
1267 };
1268
1269
1270 struct ir_swizzle_mask {
1271    unsigned x:2;
1272    unsigned y:2;
1273    unsigned z:2;
1274    unsigned w:2;
1275
1276    /**
1277     * Number of components in the swizzle.
1278     */
1279    unsigned num_components:3;
1280
1281    /**
1282     * Does the swizzle contain duplicate components?
1283     *
1284     * L-value swizzles cannot contain duplicate components.
1285     */
1286    unsigned has_duplicates:1;
1287 };
1288
1289
1290 class ir_swizzle : public ir_rvalue {
1291 public:
1292    ir_swizzle(ir_rvalue *, unsigned x, unsigned y, unsigned z, unsigned w,
1293               unsigned count);
1294
1295    ir_swizzle(ir_rvalue *val, const unsigned *components, unsigned count);
1296
1297    ir_swizzle(ir_rvalue *val, ir_swizzle_mask mask);
1298
1299    virtual ir_swizzle *clone(void *mem_ctx, struct hash_table *) const;
1300
1301    virtual ir_constant *constant_expression_value();
1302
1303    virtual ir_swizzle *as_swizzle()
1304    {
1305       return this;
1306    }
1307
1308    /**
1309     * Construct an ir_swizzle from the textual representation.  Can fail.
1310     */
1311    static ir_swizzle *create(ir_rvalue *, const char *, unsigned vector_length);
1312
1313    virtual void accept(ir_visitor *v)
1314    {
1315       v->visit(this);
1316    }
1317
1318    virtual ir_visitor_status accept(ir_hierarchical_visitor *);
1319
1320    bool is_lvalue()
1321    {
1322       return val->is_lvalue() && !mask.has_duplicates;
1323    }
1324
1325    /**
1326     * Get the variable that is ultimately referenced by an r-value
1327     */
1328    virtual ir_variable *variable_referenced();
1329
1330    ir_rvalue *val;
1331    ir_swizzle_mask mask;
1332
1333 private:
1334    /**
1335     * Initialize the mask component of a swizzle
1336     *
1337     * This is used by the \c ir_swizzle constructors.
1338     */
1339    void init_mask(const unsigned *components, unsigned count);
1340 };
1341
1342
1343 class ir_dereference : public ir_rvalue {
1344 public:
1345    virtual ir_dereference *clone(void *mem_ctx, struct hash_table *) const = 0;
1346
1347    virtual ir_dereference *as_dereference()
1348    {
1349       return this;
1350    }
1351
1352    bool is_lvalue();
1353
1354    /**
1355     * Get the variable that is ultimately referenced by an r-value
1356     */
1357    virtual ir_variable *variable_referenced() = 0;
1358 };
1359
1360
1361 class ir_dereference_variable : public ir_dereference {
1362 public:
1363    ir_dereference_variable(ir_variable *var);
1364
1365    virtual ir_dereference_variable *clone(void *mem_ctx,
1366                                           struct hash_table *) const;
1367
1368    virtual ir_constant *constant_expression_value();
1369
1370    virtual ir_dereference_variable *as_dereference_variable()
1371    {
1372       return this;
1373    }
1374
1375    /**
1376     * Get the variable that is ultimately referenced by an r-value
1377     */
1378    virtual ir_variable *variable_referenced()
1379    {
1380       return this->var;
1381    }
1382
1383    virtual ir_variable *whole_variable_referenced()
1384    {
1385       /* ir_dereference_variable objects always dereference the entire
1386        * variable.  However, if this dereference is dereferenced by anything
1387        * else, the complete deferefernce chain is not a whole-variable
1388        * dereference.  This method should only be called on the top most
1389        * ir_rvalue in a dereference chain.
1390        */
1391       return this->var;
1392    }
1393
1394    virtual void accept(ir_visitor *v)
1395    {
1396       v->visit(this);
1397    }
1398
1399    virtual ir_visitor_status accept(ir_hierarchical_visitor *);
1400
1401    /**
1402     * Object being dereferenced.
1403     */
1404    ir_variable *var;
1405 };
1406
1407
1408 class ir_dereference_array : public ir_dereference {
1409 public:
1410    ir_dereference_array(ir_rvalue *value, ir_rvalue *array_index);
1411
1412    ir_dereference_array(ir_variable *var, ir_rvalue *array_index);
1413
1414    virtual ir_dereference_array *clone(void *mem_ctx,
1415                                        struct hash_table *) const;
1416
1417    virtual ir_constant *constant_expression_value();
1418
1419    virtual ir_dereference_array *as_dereference_array()
1420    {
1421       return this;
1422    }
1423
1424    /**
1425     * Get the variable that is ultimately referenced by an r-value
1426     */
1427    virtual ir_variable *variable_referenced()
1428    {
1429       return this->array->variable_referenced();
1430    }
1431
1432    virtual void accept(ir_visitor *v)
1433    {
1434       v->visit(this);
1435    }
1436
1437    virtual ir_visitor_status accept(ir_hierarchical_visitor *);
1438
1439    ir_rvalue *array;
1440    ir_rvalue *array_index;
1441
1442 private:
1443    void set_array(ir_rvalue *value);
1444 };
1445
1446
1447 class ir_dereference_record : public ir_dereference {
1448 public:
1449    ir_dereference_record(ir_rvalue *value, const char *field);
1450
1451    ir_dereference_record(ir_variable *var, const char *field);
1452
1453    virtual ir_dereference_record *clone(void *mem_ctx,
1454                                         struct hash_table *) const;
1455
1456    virtual ir_constant *constant_expression_value();
1457
1458    /**
1459     * Get the variable that is ultimately referenced by an r-value
1460     */
1461    virtual ir_variable *variable_referenced()
1462    {
1463       return this->record->variable_referenced();
1464    }
1465
1466    virtual void accept(ir_visitor *v)
1467    {
1468       v->visit(this);
1469    }
1470
1471    virtual ir_visitor_status accept(ir_hierarchical_visitor *);
1472
1473    ir_rvalue *record;
1474    const char *field;
1475 };
1476
1477
1478 /**
1479  * Data stored in an ir_constant
1480  */
1481 union ir_constant_data {
1482       unsigned u[16];
1483       int i[16];
1484       float f[16];
1485       bool b[16];
1486 };
1487
1488
1489 class ir_constant : public ir_rvalue {
1490 public:
1491    ir_constant(const struct glsl_type *type, const ir_constant_data *data);
1492    ir_constant(bool b);
1493    ir_constant(unsigned int u);
1494    ir_constant(int i);
1495    ir_constant(float f);
1496
1497    /**
1498     * Construct an ir_constant from a list of ir_constant values
1499     */
1500    ir_constant(const struct glsl_type *type, exec_list *values);
1501
1502    /**
1503     * Construct an ir_constant from a scalar component of another ir_constant
1504     *
1505     * The new \c ir_constant inherits the type of the component from the
1506     * source constant.
1507     *
1508     * \note
1509     * In the case of a matrix constant, the new constant is a scalar, \b not
1510     * a vector.
1511     */
1512    ir_constant(const ir_constant *c, unsigned i);
1513
1514    /**
1515     * Return a new ir_constant of the specified type containing all zeros.
1516     */
1517    static ir_constant *zero(void *mem_ctx, const glsl_type *type);
1518
1519    virtual ir_constant *clone(void *mem_ctx, struct hash_table *) const;
1520
1521    virtual ir_constant *constant_expression_value();
1522
1523    virtual ir_constant *as_constant()
1524    {
1525       return this;
1526    }
1527
1528    virtual void accept(ir_visitor *v)
1529    {
1530       v->visit(this);
1531    }
1532
1533    virtual ir_visitor_status accept(ir_hierarchical_visitor *);
1534
1535    /**
1536     * Get a particular component of a constant as a specific type
1537     *
1538     * This is useful, for example, to get a value from an integer constant
1539     * as a float or bool.  This appears frequently when constructors are
1540     * called with all constant parameters.
1541     */
1542    /*@{*/
1543    bool get_bool_component(unsigned i) const;
1544    float get_float_component(unsigned i) const;
1545    int get_int_component(unsigned i) const;
1546    unsigned get_uint_component(unsigned i) const;
1547    /*@}*/
1548
1549    ir_constant *get_array_element(unsigned i) const;
1550
1551    ir_constant *get_record_field(const char *name);
1552
1553    /**
1554     * Determine whether a constant has the same value as another constant
1555     *
1556     * \sa ir_constant::is_zero, ir_constant::is_one,
1557     * ir_constant::is_negative_one
1558     */
1559    bool has_value(const ir_constant *) const;
1560
1561    virtual bool is_zero() const;
1562    virtual bool is_one() const;
1563    virtual bool is_negative_one() const;
1564
1565    /**
1566     * Value of the constant.
1567     *
1568     * The field used to back the values supplied by the constant is determined
1569     * by the type associated with the \c ir_instruction.  Constants may be
1570     * scalars, vectors, or matrices.
1571     */
1572    union ir_constant_data value;
1573
1574    /* Array elements */
1575    ir_constant **array_elements;
1576
1577    /* Structure fields */
1578    exec_list components;
1579
1580 private:
1581    /**
1582     * Parameterless constructor only used by the clone method
1583     */
1584    ir_constant(void);
1585 };
1586
1587 /*@}*/
1588
1589 /**
1590  * Apply a visitor to each IR node in a list
1591  */
1592 void
1593 visit_exec_list(exec_list *list, ir_visitor *visitor);
1594
1595 /**
1596  * Validate invariants on each IR node in a list
1597  */
1598 void validate_ir_tree(exec_list *instructions);
1599
1600 /**
1601  * Make a clone of each IR instruction in a list
1602  *
1603  * \param in   List of IR instructions that are to be cloned
1604  * \param out  List to hold the cloned instructions
1605  */
1606 void
1607 clone_ir_list(void *mem_ctx, exec_list *out, const exec_list *in);
1608
1609 extern void
1610 _mesa_glsl_initialize_variables(exec_list *instructions,
1611                                 struct _mesa_glsl_parse_state *state);
1612
1613 extern void
1614 _mesa_glsl_initialize_functions(_mesa_glsl_parse_state *state);
1615
1616 extern void
1617 _mesa_glsl_release_functions(void);
1618
1619 extern void
1620 reparent_ir(exec_list *list, void *mem_ctx);
1621
1622 struct glsl_symbol_table;
1623
1624 extern void
1625 import_prototypes(const exec_list *source, exec_list *dest,
1626                   struct glsl_symbol_table *symbols, void *mem_ctx);
1627
1628 extern bool
1629 ir_has_call(ir_instruction *ir);
1630
1631 extern void
1632 do_set_program_inouts(exec_list *instructions, struct gl_program *prog);
1633
1634 #endif /* IR_H */