glsl: Change texel offsets to a single vector rvalue.
[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 #include "ralloc.h"
33 #include "glsl_types.h"
34 #include "list.h"
35 #include "ir_visitor.h"
36 #include "ir_hierarchical_visitor.h"
37
38 /**
39  * \defgroup IR Intermediate representation nodes
40  *
41  * @{
42  */
43
44 /**
45  * Class tags
46  *
47  * Each concrete class derived from \c ir_instruction has a value in this
48  * enumerant.  The value for the type is stored in \c ir_instruction::ir_type
49  * by the constructor.  While using type tags is not very C++, it is extremely
50  * convenient.  For example, during debugging you can simply inspect
51  * \c ir_instruction::ir_type to find out the actual type of the object.
52  *
53  * In addition, it is possible to use a switch-statement based on \c
54  * \c ir_instruction::ir_type to select different behavior for different object
55  * types.  For functions that have only slight differences for several object
56  * types, this allows writing very straightforward, readable code.
57  */
58 enum ir_node_type {
59    /**
60     * Zero is unused so that the IR validator can detect cases where
61     * \c ir_instruction::ir_type has not been initialized.
62     */
63    ir_type_unset,
64    ir_type_variable,
65    ir_type_assignment,
66    ir_type_call,
67    ir_type_constant,
68    ir_type_dereference_array,
69    ir_type_dereference_record,
70    ir_type_dereference_variable,
71    ir_type_discard,
72    ir_type_expression,
73    ir_type_function,
74    ir_type_function_signature,
75    ir_type_if,
76    ir_type_loop,
77    ir_type_loop_jump,
78    ir_type_return,
79    ir_type_swizzle,
80    ir_type_texture,
81    ir_type_max /**< maximum ir_type enum number, for validation */
82 };
83
84 /**
85  * Base class of all IR instructions
86  */
87 class ir_instruction : public exec_node {
88 public:
89    enum ir_node_type ir_type;
90    const struct glsl_type *type;
91
92    /** ir_print_visitor helper for debugging. */
93    void print(void) const;
94
95    virtual void accept(ir_visitor *) = 0;
96    virtual ir_visitor_status accept(ir_hierarchical_visitor *) = 0;
97    virtual ir_instruction *clone(void *mem_ctx,
98                                  struct hash_table *ht) const = 0;
99
100    /**
101     * \name IR instruction downcast functions
102     *
103     * These functions either cast the object to a derived class or return
104     * \c NULL if the object's type does not match the specified derived class.
105     * Additional downcast functions will be added as needed.
106     */
107    /*@{*/
108    virtual class ir_variable *          as_variable()         { return NULL; }
109    virtual class ir_function *          as_function()         { return NULL; }
110    virtual class ir_dereference *       as_dereference()      { return NULL; }
111    virtual class ir_dereference_array * as_dereference_array() { return NULL; }
112    virtual class ir_dereference_variable *as_dereference_variable() { return NULL; }
113    virtual class ir_expression *        as_expression()       { return NULL; }
114    virtual class ir_rvalue *            as_rvalue()           { return NULL; }
115    virtual class ir_loop *              as_loop()             { return NULL; }
116    virtual class ir_assignment *        as_assignment()       { return NULL; }
117    virtual class ir_call *              as_call()             { return NULL; }
118    virtual class ir_return *            as_return()           { return NULL; }
119    virtual class ir_if *                as_if()               { return NULL; }
120    virtual class ir_swizzle *           as_swizzle()          { return NULL; }
121    virtual class ir_constant *          as_constant()         { return NULL; }
122    virtual class ir_discard *           as_discard()          { return NULL; }
123    /*@}*/
124
125 protected:
126    ir_instruction()
127    {
128       ir_type = ir_type_unset;
129       type = NULL;
130    }
131 };
132
133
134 class ir_rvalue : public ir_instruction {
135 public:
136    virtual ir_rvalue *clone(void *mem_ctx, struct hash_table *) const = 0;
137
138    virtual ir_constant *constant_expression_value() = 0;
139
140    virtual ir_rvalue * as_rvalue()
141    {
142       return this;
143    }
144
145    ir_rvalue *as_rvalue_to_saturate();
146
147    virtual bool is_lvalue()
148    {
149       return false;
150    }
151
152    /**
153     * Get the variable that is ultimately referenced by an r-value
154     */
155    virtual ir_variable *variable_referenced()
156    {
157       return NULL;
158    }
159
160
161    /**
162     * If an r-value is a reference to a whole variable, get that variable
163     *
164     * \return
165     * Pointer to a variable that is completely dereferenced by the r-value.  If
166     * the r-value is not a dereference or the dereference does not access the
167     * entire variable (i.e., it's just one array element, struct field), \c NULL
168     * is returned.
169     */
170    virtual ir_variable *whole_variable_referenced()
171    {
172       return NULL;
173    }
174
175    /**
176     * Determine if an r-value has the value zero
177     *
178     * The base implementation of this function always returns \c false.  The
179     * \c ir_constant class over-rides this function to return \c true \b only
180     * for vector and scalar types that have all elements set to the value
181     * zero (or \c false for booleans).
182     *
183     * \sa ir_constant::has_value, ir_rvalue::is_one, ir_rvalue::is_negative_one
184     */
185    virtual bool is_zero() const;
186
187    /**
188     * Determine if an r-value has the value one
189     *
190     * The base implementation of this function always returns \c false.  The
191     * \c ir_constant class over-rides this function to return \c true \b only
192     * for vector and scalar types that have all elements set to the value
193     * one (or \c true for booleans).
194     *
195     * \sa ir_constant::has_value, ir_rvalue::is_zero, ir_rvalue::is_negative_one
196     */
197    virtual bool is_one() const;
198
199    /**
200     * Determine if an r-value has the value negative one
201     *
202     * The base implementation of this function always returns \c false.  The
203     * \c ir_constant class over-rides this function to return \c true \b only
204     * for vector and scalar types that have all elements set to the value
205     * negative one.  For boolean times, the result is always \c false.
206     *
207     * \sa ir_constant::has_value, ir_rvalue::is_zero, ir_rvalue::is_one
208     */
209    virtual bool is_negative_one() const;
210
211 protected:
212    ir_rvalue();
213 };
214
215
216 /**
217  * Variable storage classes
218  */
219 enum ir_variable_mode {
220    ir_var_auto = 0,     /**< Function local variables and globals. */
221    ir_var_uniform,      /**< Variable declared as a uniform. */
222    ir_var_in,
223    ir_var_out,
224    ir_var_inout,
225    ir_var_system_value, /**< Ex: front-face, instance-id, etc. */
226    ir_var_temporary     /**< Temporary variable generated during compilation. */
227 };
228
229 enum ir_variable_interpolation {
230    ir_var_smooth = 0,
231    ir_var_flat,
232    ir_var_noperspective
233 };
234
235 /**
236  * \brief Layout qualifiers for gl_FragDepth.
237  *
238  * The AMD_conservative_depth extension allows gl_FragDepth to be redeclared
239  * with a layout qualifier.
240  */
241 enum ir_depth_layout {
242     ir_depth_layout_none, /**< No depth layout is specified. */
243     ir_depth_layout_any,
244     ir_depth_layout_greater,
245     ir_depth_layout_less,
246     ir_depth_layout_unchanged
247 };
248
249 /**
250  * \brief Convert depth layout qualifier to string.
251  */
252 const char*
253 depth_layout_string(ir_depth_layout layout);
254
255 class ir_variable : public ir_instruction {
256 public:
257    ir_variable(const struct glsl_type *, const char *, ir_variable_mode);
258
259    virtual ir_variable *clone(void *mem_ctx, struct hash_table *ht) const;
260
261    virtual ir_variable *as_variable()
262    {
263       return this;
264    }
265
266    virtual void accept(ir_visitor *v)
267    {
268       v->visit(this);
269    }
270
271    virtual ir_visitor_status accept(ir_hierarchical_visitor *);
272
273
274    /**
275     * Get the string value for the interpolation qualifier
276     *
277     * \return The string that would be used in a shader to specify \c
278     * mode will be returned.
279     *
280     * This function should only be used on a shader input or output variable.
281     */
282    const char *interpolation_string() const;
283
284    /**
285     * Calculate the number of slots required to hold this variable
286     *
287     * This is used to determine how many uniform or varying locations a variable
288     * occupies.  The count is in units of floating point components.
289     */
290    unsigned component_slots() const;
291
292    /**
293     * Delcared name of the variable
294     */
295    const char *name;
296
297    /**
298     * Highest element accessed with a constant expression array index
299     *
300     * Not used for non-array variables.
301     */
302    unsigned max_array_access;
303
304    /**
305     * Is the variable read-only?
306     *
307     * This is set for variables declared as \c const, shader inputs,
308     * and uniforms.
309     */
310    unsigned read_only:1;
311    unsigned centroid:1;
312    unsigned invariant:1;
313
314    /**
315     * Has this variable been used for reading or writing?
316     *
317     * Several GLSL semantic checks require knowledge of whether or not a
318     * variable has been used.  For example, it is an error to redeclare a
319     * variable as invariant after it has been used.
320     */
321    unsigned used:1;
322
323    /**
324     * Storage class of the variable.
325     *
326     * \sa ir_variable_mode
327     */
328    unsigned mode:3;
329
330    /**
331     * Interpolation mode for shader inputs / outputs
332     *
333     * \sa ir_variable_interpolation
334     */
335    unsigned interpolation:2;
336
337    /**
338     * Flag that the whole array is assignable
339     *
340     * In GLSL 1.20 and later whole arrays are assignable (and comparable for
341     * equality).  This flag enables this behavior.
342     */
343    unsigned array_lvalue:1;
344
345    /**
346     * \name ARB_fragment_coord_conventions
347     * @{
348     */
349    unsigned origin_upper_left:1;
350    unsigned pixel_center_integer:1;
351    /*@}*/
352
353    /**
354     * \brief Layout qualifier for gl_FragDepth.
355     *
356     * This is not equal to \c ir_depth_layout_none if and only if this
357     * variable is \c gl_FragDepth and a layout qualifier is specified.
358     */
359    ir_depth_layout depth_layout;
360
361    /**
362     * Was the location explicitly set in the shader?
363     *
364     * If the location is explicitly set in the shader, it \b cannot be changed
365     * by the linker or by the API (e.g., calls to \c glBindAttribLocation have
366     * no effect).
367     */
368    unsigned explicit_location:1;
369
370    /**
371     * Storage location of the base of this variable
372     *
373     * The precise meaning of this field depends on the nature of the variable.
374     *
375     *   - Vertex shader input: one of the values from \c gl_vert_attrib.
376     *   - Vertex shader output: one of the values from \c gl_vert_result.
377     *   - Fragment shader input: one of the values from \c gl_frag_attrib.
378     *   - Fragment shader output: one of the values from \c gl_frag_result.
379     *   - Uniforms: Per-stage uniform slot number.
380     *   - Other: This field is not currently used.
381     *
382     * If the variable is a uniform, shader input, or shader output, and the
383     * slot has not been assigned, the value will be -1.
384     */
385    int location;
386
387    /**
388     * Emit a warning if this variable is accessed.
389     */
390    const char *warn_extension;
391
392    /**
393     * Value assigned in the initializer of a variable declared "const"
394     */
395    ir_constant *constant_value;
396 };
397
398
399 /*@{*/
400 /**
401  * The representation of a function instance; may be the full definition or
402  * simply a prototype.
403  */
404 class ir_function_signature : public ir_instruction {
405    /* An ir_function_signature will be part of the list of signatures in
406     * an ir_function.
407     */
408 public:
409    ir_function_signature(const glsl_type *return_type);
410
411    virtual ir_function_signature *clone(void *mem_ctx,
412                                         struct hash_table *ht) const;
413    ir_function_signature *clone_prototype(void *mem_ctx,
414                                           struct hash_table *ht) const;
415
416    virtual void accept(ir_visitor *v)
417    {
418       v->visit(this);
419    }
420
421    virtual ir_visitor_status accept(ir_hierarchical_visitor *);
422
423    /**
424     * Get the name of the function for which this is a signature
425     */
426    const char *function_name() const;
427
428    /**
429     * Get a handle to the function for which this is a signature
430     *
431     * There is no setter function, this function returns a \c const pointer,
432     * and \c ir_function_signature::_function is private for a reason.  The
433     * only way to make a connection between a function and function signature
434     * is via \c ir_function::add_signature.  This helps ensure that certain
435     * invariants (i.e., a function signature is in the list of signatures for
436     * its \c _function) are met.
437     *
438     * \sa ir_function::add_signature
439     */
440    inline const class ir_function *function() const
441    {
442       return this->_function;
443    }
444
445    /**
446     * Check whether the qualifiers match between this signature's parameters
447     * and the supplied parameter list.  If not, returns the name of the first
448     * parameter with mismatched qualifiers (for use in error messages).
449     */
450    const char *qualifiers_match(exec_list *params);
451
452    /**
453     * Replace the current parameter list with the given one.  This is useful
454     * if the current information came from a prototype, and either has invalid
455     * or missing parameter names.
456     */
457    void replace_parameters(exec_list *new_params);
458
459    /**
460     * Function return type.
461     *
462     * \note This discards the optional precision qualifier.
463     */
464    const struct glsl_type *return_type;
465
466    /**
467     * List of ir_variable of function parameters.
468     *
469     * This represents the storage.  The paramaters passed in a particular
470     * call will be in ir_call::actual_paramaters.
471     */
472    struct exec_list parameters;
473
474    /** Whether or not this function has a body (which may be empty). */
475    unsigned is_defined:1;
476
477    /** Whether or not this function signature is a built-in. */
478    unsigned is_builtin:1;
479
480    /** Body of instructions in the function. */
481    struct exec_list body;
482
483 private:
484    /** Function of which this signature is one overload. */
485    class ir_function *_function;
486
487    friend class ir_function;
488 };
489
490
491 /**
492  * Header for tracking multiple overloaded functions with the same name.
493  * Contains a list of ir_function_signatures representing each of the
494  * actual functions.
495  */
496 class ir_function : public ir_instruction {
497 public:
498    ir_function(const char *name);
499
500    virtual ir_function *clone(void *mem_ctx, struct hash_table *ht) const;
501
502    virtual ir_function *as_function()
503    {
504       return this;
505    }
506
507    virtual void accept(ir_visitor *v)
508    {
509       v->visit(this);
510    }
511
512    virtual ir_visitor_status accept(ir_hierarchical_visitor *);
513
514    void add_signature(ir_function_signature *sig)
515    {
516       sig->_function = this;
517       this->signatures.push_tail(sig);
518    }
519
520    /**
521     * Get an iterator for the set of function signatures
522     */
523    exec_list_iterator iterator()
524    {
525       return signatures.iterator();
526    }
527
528    /**
529     * Find a signature that matches a set of actual parameters, taking implicit
530     * conversions into account.
531     */
532    ir_function_signature *matching_signature(const exec_list *actual_param);
533
534    /**
535     * Find a signature that exactly matches a set of actual parameters without
536     * any implicit type conversions.
537     */
538    ir_function_signature *exact_matching_signature(const exec_list *actual_ps);
539
540    /**
541     * Name of the function.
542     */
543    const char *name;
544
545    /** Whether or not this function has a signature that isn't a built-in. */
546    bool has_user_signature();
547
548    /**
549     * List of ir_function_signature for each overloaded function with this name.
550     */
551    struct exec_list signatures;
552 };
553
554 inline const char *ir_function_signature::function_name() const
555 {
556    return this->_function->name;
557 }
558 /*@}*/
559
560
561 /**
562  * IR instruction representing high-level if-statements
563  */
564 class ir_if : public ir_instruction {
565 public:
566    ir_if(ir_rvalue *condition)
567       : condition(condition)
568    {
569       ir_type = ir_type_if;
570    }
571
572    virtual ir_if *clone(void *mem_ctx, struct hash_table *ht) const;
573
574    virtual ir_if *as_if()
575    {
576       return this;
577    }
578
579    virtual void accept(ir_visitor *v)
580    {
581       v->visit(this);
582    }
583
584    virtual ir_visitor_status accept(ir_hierarchical_visitor *);
585
586    ir_rvalue *condition;
587    /** List of ir_instruction for the body of the then branch */
588    exec_list  then_instructions;
589    /** List of ir_instruction for the body of the else branch */
590    exec_list  else_instructions;
591 };
592
593
594 /**
595  * IR instruction representing a high-level loop structure.
596  */
597 class ir_loop : public ir_instruction {
598 public:
599    ir_loop();
600
601    virtual ir_loop *clone(void *mem_ctx, struct hash_table *ht) const;
602
603    virtual void accept(ir_visitor *v)
604    {
605       v->visit(this);
606    }
607
608    virtual ir_visitor_status accept(ir_hierarchical_visitor *);
609
610    virtual ir_loop *as_loop()
611    {
612       return this;
613    }
614
615    /**
616     * Get an iterator for the instructions of the loop body
617     */
618    exec_list_iterator iterator()
619    {
620       return body_instructions.iterator();
621    }
622
623    /** List of ir_instruction that make up the body of the loop. */
624    exec_list body_instructions;
625
626    /**
627     * \name Loop counter and controls
628     *
629     * Represents a loop like a FORTRAN \c do-loop.
630     *
631     * \note
632     * If \c from and \c to are the same value, the loop will execute once.
633     */
634    /*@{*/
635    ir_rvalue *from;             /** Value of the loop counter on the first
636                                  * iteration of the loop.
637                                  */
638    ir_rvalue *to;               /** Value of the loop counter on the last
639                                  * iteration of the loop.
640                                  */
641    ir_rvalue *increment;
642    ir_variable *counter;
643
644    /**
645     * Comparison operation in the loop terminator.
646     *
647     * If any of the loop control fields are non-\c NULL, this field must be
648     * one of \c ir_binop_less, \c ir_binop_greater, \c ir_binop_lequal,
649     * \c ir_binop_gequal, \c ir_binop_equal, or \c ir_binop_nequal.
650     */
651    int cmp;
652    /*@}*/
653 };
654
655
656 class ir_assignment : public ir_instruction {
657 public:
658    ir_assignment(ir_rvalue *lhs, ir_rvalue *rhs, ir_rvalue *condition);
659
660    /**
661     * Construct an assignment with an explicit write mask
662     *
663     * \note
664     * Since a write mask is supplied, the LHS must already be a bare
665     * \c ir_dereference.  The cannot be any swizzles in the LHS.
666     */
667    ir_assignment(ir_dereference *lhs, ir_rvalue *rhs, ir_rvalue *condition,
668                  unsigned write_mask);
669
670    virtual ir_assignment *clone(void *mem_ctx, struct hash_table *ht) const;
671
672    virtual ir_constant *constant_expression_value();
673
674    virtual void accept(ir_visitor *v)
675    {
676       v->visit(this);
677    }
678
679    virtual ir_visitor_status accept(ir_hierarchical_visitor *);
680
681    virtual ir_assignment * as_assignment()
682    {
683       return this;
684    }
685
686    /**
687     * Get a whole variable written by an assignment
688     *
689     * If the LHS of the assignment writes a whole variable, the variable is
690     * returned.  Otherwise \c NULL is returned.  Examples of whole-variable
691     * assignment are:
692     *
693     *  - Assigning to a scalar
694     *  - Assigning to all components of a vector
695     *  - Whole array (or matrix) assignment
696     *  - Whole structure assignment
697     */
698    ir_variable *whole_variable_written();
699
700    /**
701     * Set the LHS of an assignment
702     */
703    void set_lhs(ir_rvalue *lhs);
704
705    /**
706     * Left-hand side of the assignment.
707     *
708     * This should be treated as read only.  If you need to set the LHS of an
709     * assignment, use \c ir_assignment::set_lhs.
710     */
711    ir_dereference *lhs;
712
713    /**
714     * Value being assigned
715     */
716    ir_rvalue *rhs;
717
718    /**
719     * Optional condition for the assignment.
720     */
721    ir_rvalue *condition;
722
723
724    /**
725     * Component mask written
726     *
727     * For non-vector types in the LHS, this field will be zero.  For vector
728     * types, a bit will be set for each component that is written.  Note that
729     * for \c vec2 and \c vec3 types only the lower bits will ever be set.
730     *
731     * A partially-set write mask means that each enabled channel gets
732     * the value from a consecutive channel of the rhs.  For example,
733     * to write just .xyw of gl_FrontColor with color:
734     *
735     * (assign (constant bool (1)) (xyw)
736     *     (var_ref gl_FragColor)
737     *     (swiz xyw (var_ref color)))
738     */
739    unsigned write_mask:4;
740 };
741
742 /* Update ir_expression::num_operands() and operator_strs when
743  * updating this list.
744  */
745 enum ir_expression_operation {
746    ir_unop_bit_not,
747    ir_unop_logic_not,
748    ir_unop_neg,
749    ir_unop_abs,
750    ir_unop_sign,
751    ir_unop_rcp,
752    ir_unop_rsq,
753    ir_unop_sqrt,
754    ir_unop_exp,      /**< Log base e on gentype */
755    ir_unop_log,      /**< Natural log on gentype */
756    ir_unop_exp2,
757    ir_unop_log2,
758    ir_unop_f2i,      /**< Float-to-integer conversion. */
759    ir_unop_i2f,      /**< Integer-to-float conversion. */
760    ir_unop_f2b,      /**< Float-to-boolean conversion */
761    ir_unop_b2f,      /**< Boolean-to-float conversion */
762    ir_unop_i2b,      /**< int-to-boolean conversion */
763    ir_unop_b2i,      /**< Boolean-to-int conversion */
764    ir_unop_u2f,      /**< Unsigned-to-float conversion. */
765    ir_unop_any,
766
767    /**
768     * \name Unary floating-point rounding operations.
769     */
770    /*@{*/
771    ir_unop_trunc,
772    ir_unop_ceil,
773    ir_unop_floor,
774    ir_unop_fract,
775    ir_unop_round_even,
776    /*@}*/
777
778    /**
779     * \name Trigonometric operations.
780     */
781    /*@{*/
782    ir_unop_sin,
783    ir_unop_cos,
784    ir_unop_sin_reduced,    /**< Reduced range sin. [-pi, pi] */
785    ir_unop_cos_reduced,    /**< Reduced range cos. [-pi, pi] */
786    /*@}*/
787
788    /**
789     * \name Partial derivatives.
790     */
791    /*@{*/
792    ir_unop_dFdx,
793    ir_unop_dFdy,
794    /*@}*/
795
796    ir_unop_noise,
797
798    /**
799     * A sentinel marking the last of the unary operations.
800     */
801    ir_last_unop = ir_unop_noise,
802
803    ir_binop_add,
804    ir_binop_sub,
805    ir_binop_mul,
806    ir_binop_div,
807
808    /**
809     * Takes one of two combinations of arguments:
810     *
811     * - mod(vecN, vecN)
812     * - mod(vecN, float)
813     *
814     * Does not take integer types.
815     */
816    ir_binop_mod,
817
818    /**
819     * \name Binary comparison operators which return a boolean vector.
820     * The type of both operands must be equal.
821     */
822    /*@{*/
823    ir_binop_less,
824    ir_binop_greater,
825    ir_binop_lequal,
826    ir_binop_gequal,
827    ir_binop_equal,
828    ir_binop_nequal,
829    /**
830     * Returns single boolean for whether all components of operands[0]
831     * equal the components of operands[1].
832     */
833    ir_binop_all_equal,
834    /**
835     * Returns single boolean for whether any component of operands[0]
836     * is not equal to the corresponding component of operands[1].
837     */
838    ir_binop_any_nequal,
839    /*@}*/
840
841    /**
842     * \name Bit-wise binary operations.
843     */
844    /*@{*/
845    ir_binop_lshift,
846    ir_binop_rshift,
847    ir_binop_bit_and,
848    ir_binop_bit_xor,
849    ir_binop_bit_or,
850    /*@}*/
851
852    ir_binop_logic_and,
853    ir_binop_logic_xor,
854    ir_binop_logic_or,
855
856    ir_binop_dot,
857    ir_binop_min,
858    ir_binop_max,
859
860    ir_binop_pow,
861
862    /**
863     * A sentinel marking the last of the binary operations.
864     */
865    ir_last_binop = ir_binop_pow,
866
867    ir_quadop_vector,
868
869    /**
870     * A sentinel marking the last of all operations.
871     */
872    ir_last_opcode = ir_last_binop
873 };
874
875 class ir_expression : public ir_rvalue {
876 public:
877    /**
878     * Constructor for unary operation expressions
879     */
880    ir_expression(int op, const struct glsl_type *type, ir_rvalue *);
881    ir_expression(int op, ir_rvalue *);
882
883    /**
884     * Constructor for binary operation expressions
885     */
886    ir_expression(int op, const struct glsl_type *type,
887                  ir_rvalue *, ir_rvalue *);
888    ir_expression(int op, ir_rvalue *op0, ir_rvalue *op1);
889
890    /**
891     * Constructor for quad operator expressions
892     */
893    ir_expression(int op, const struct glsl_type *type,
894                  ir_rvalue *, ir_rvalue *, ir_rvalue *, ir_rvalue *);
895
896    virtual ir_expression *as_expression()
897    {
898       return this;
899    }
900
901    virtual ir_expression *clone(void *mem_ctx, struct hash_table *ht) const;
902
903    /**
904     * Attempt to constant-fold the expression
905     *
906     * If the expression cannot be constant folded, this method will return
907     * \c NULL.
908     */
909    virtual ir_constant *constant_expression_value();
910
911    /**
912     * Determine the number of operands used by an expression
913     */
914    static unsigned int get_num_operands(ir_expression_operation);
915
916    /**
917     * Determine the number of operands used by an expression
918     */
919    unsigned int get_num_operands() const
920    {
921       return (this->operation == ir_quadop_vector)
922          ? this->type->vector_elements : get_num_operands(operation);
923    }
924
925    /**
926     * Return a string representing this expression's operator.
927     */
928    const char *operator_string();
929
930    /**
931     * Return a string representing this expression's operator.
932     */
933    static const char *operator_string(ir_expression_operation);
934
935
936    /**
937     * Do a reverse-lookup to translate the given string into an operator.
938     */
939    static ir_expression_operation get_operator(const char *);
940
941    virtual void accept(ir_visitor *v)
942    {
943       v->visit(this);
944    }
945
946    virtual ir_visitor_status accept(ir_hierarchical_visitor *);
947
948    ir_expression_operation operation;
949    ir_rvalue *operands[4];
950 };
951
952
953 /**
954  * IR instruction representing a function call
955  */
956 class ir_call : public ir_rvalue {
957 public:
958    ir_call(ir_function_signature *callee, exec_list *actual_parameters)
959       : callee(callee)
960    {
961       ir_type = ir_type_call;
962       assert(callee->return_type != NULL);
963       type = callee->return_type;
964       actual_parameters->move_nodes_to(& this->actual_parameters);
965    }
966
967    virtual ir_call *clone(void *mem_ctx, struct hash_table *ht) const;
968
969    virtual ir_constant *constant_expression_value();
970
971    virtual ir_call *as_call()
972    {
973       return this;
974    }
975
976    virtual void accept(ir_visitor *v)
977    {
978       v->visit(this);
979    }
980
981    virtual ir_visitor_status accept(ir_hierarchical_visitor *);
982
983    /**
984     * Get a generic ir_call object when an error occurs
985     *
986     * Any allocation will be performed with 'ctx' as ralloc owner.
987     */
988    static ir_call *get_error_instruction(void *ctx);
989
990    /**
991     * Get an iterator for the set of acutal parameters
992     */
993    exec_list_iterator iterator()
994    {
995       return actual_parameters.iterator();
996    }
997
998    /**
999     * Get the name of the function being called.
1000     */
1001    const char *callee_name() const
1002    {
1003       return callee->function_name();
1004    }
1005
1006    /**
1007     * Get the function signature bound to this function call
1008     */
1009    ir_function_signature *get_callee()
1010    {
1011       return callee;
1012    }
1013
1014    /**
1015     * Set the function call target
1016     */
1017    void set_callee(ir_function_signature *sig);
1018
1019    /**
1020     * Generates an inline version of the function before @ir,
1021     * returning the return value of the function.
1022     */
1023    ir_rvalue *generate_inline(ir_instruction *ir);
1024
1025    /* List of ir_rvalue of paramaters passed in this call. */
1026    exec_list actual_parameters;
1027
1028 private:
1029    ir_call()
1030       : callee(NULL)
1031    {
1032       this->ir_type = ir_type_call;
1033    }
1034
1035    ir_function_signature *callee;
1036 };
1037
1038
1039 /**
1040  * \name Jump-like IR instructions.
1041  *
1042  * These include \c break, \c continue, \c return, and \c discard.
1043  */
1044 /*@{*/
1045 class ir_jump : public ir_instruction {
1046 protected:
1047    ir_jump()
1048    {
1049       ir_type = ir_type_unset;
1050    }
1051 };
1052
1053 class ir_return : public ir_jump {
1054 public:
1055    ir_return()
1056       : value(NULL)
1057    {
1058       this->ir_type = ir_type_return;
1059    }
1060
1061    ir_return(ir_rvalue *value)
1062       : value(value)
1063    {
1064       this->ir_type = ir_type_return;
1065    }
1066
1067    virtual ir_return *clone(void *mem_ctx, struct hash_table *) const;
1068
1069    virtual ir_return *as_return()
1070    {
1071       return this;
1072    }
1073
1074    ir_rvalue *get_value() const
1075    {
1076       return value;
1077    }
1078
1079    virtual void accept(ir_visitor *v)
1080    {
1081       v->visit(this);
1082    }
1083
1084    virtual ir_visitor_status accept(ir_hierarchical_visitor *);
1085
1086    ir_rvalue *value;
1087 };
1088
1089
1090 /**
1091  * Jump instructions used inside loops
1092  *
1093  * These include \c break and \c continue.  The \c break within a loop is
1094  * different from the \c break within a switch-statement.
1095  *
1096  * \sa ir_switch_jump
1097  */
1098 class ir_loop_jump : public ir_jump {
1099 public:
1100    enum jump_mode {
1101       jump_break,
1102       jump_continue
1103    };
1104
1105    ir_loop_jump(jump_mode mode)
1106    {
1107       this->ir_type = ir_type_loop_jump;
1108       this->mode = mode;
1109       this->loop = loop;
1110    }
1111
1112    virtual ir_loop_jump *clone(void *mem_ctx, struct hash_table *) const;
1113
1114    virtual void accept(ir_visitor *v)
1115    {
1116       v->visit(this);
1117    }
1118
1119    virtual ir_visitor_status accept(ir_hierarchical_visitor *);
1120
1121    bool is_break() const
1122    {
1123       return mode == jump_break;
1124    }
1125
1126    bool is_continue() const
1127    {
1128       return mode == jump_continue;
1129    }
1130
1131    /** Mode selector for the jump instruction. */
1132    enum jump_mode mode;
1133 private:
1134    /** Loop containing this break instruction. */
1135    ir_loop *loop;
1136 };
1137
1138 /**
1139  * IR instruction representing discard statements.
1140  */
1141 class ir_discard : public ir_jump {
1142 public:
1143    ir_discard()
1144    {
1145       this->ir_type = ir_type_discard;
1146       this->condition = NULL;
1147    }
1148
1149    ir_discard(ir_rvalue *cond)
1150    {
1151       this->ir_type = ir_type_discard;
1152       this->condition = cond;
1153    }
1154
1155    virtual ir_discard *clone(void *mem_ctx, struct hash_table *ht) const;
1156
1157    virtual void accept(ir_visitor *v)
1158    {
1159       v->visit(this);
1160    }
1161
1162    virtual ir_visitor_status accept(ir_hierarchical_visitor *);
1163
1164    virtual ir_discard *as_discard()
1165    {
1166       return this;
1167    }
1168
1169    ir_rvalue *condition;
1170 };
1171 /*@}*/
1172
1173
1174 /**
1175  * Texture sampling opcodes used in ir_texture
1176  */
1177 enum ir_texture_opcode {
1178    ir_tex,              /**< Regular texture look-up */
1179    ir_txb,              /**< Texture look-up with LOD bias */
1180    ir_txl,              /**< Texture look-up with explicit LOD */
1181    ir_txd,              /**< Texture look-up with partial derivatvies */
1182    ir_txf               /**< Texel fetch with explicit LOD */
1183 };
1184
1185
1186 /**
1187  * IR instruction to sample a texture
1188  *
1189  * The specific form of the IR instruction depends on the \c mode value
1190  * selected from \c ir_texture_opcodes.  In the printed IR, these will
1191  * appear as:
1192  *
1193  *                             Texel offset (0 or an expression)
1194  *                             | Projection divisor
1195  *                             | |  Shadow comparitor
1196  *                             | |  |
1197  *                             v v  v
1198  * (tex <sampler> <coordinate> 0 1 ( ))
1199  * (txb <sampler> <coordinate> 0 1 ( ) <bias>)
1200  * (txl <sampler> <coordinate> 0 1 ( ) <lod>)
1201  * (txd <sampler> <coordinate> 0 1 ( ) (dPdx dPdy))
1202  * (txf <sampler> <coordinate> 0       <lod>)
1203  */
1204 class ir_texture : public ir_rvalue {
1205 public:
1206    ir_texture(enum ir_texture_opcode op)
1207       : op(op), projector(NULL), shadow_comparitor(NULL), offset(NULL)
1208    {
1209       this->ir_type = ir_type_texture;
1210    }
1211
1212    virtual ir_texture *clone(void *mem_ctx, struct hash_table *) const;
1213
1214    virtual ir_constant *constant_expression_value();
1215
1216    virtual void accept(ir_visitor *v)
1217    {
1218       v->visit(this);
1219    }
1220
1221    virtual ir_visitor_status accept(ir_hierarchical_visitor *);
1222
1223    /**
1224     * Return a string representing the ir_texture_opcode.
1225     */
1226    const char *opcode_string();
1227
1228    /** Set the sampler and infer the type. */
1229    void set_sampler(ir_dereference *sampler);
1230
1231    /**
1232     * Do a reverse-lookup to translate a string into an ir_texture_opcode.
1233     */
1234    static ir_texture_opcode get_opcode(const char *);
1235
1236    enum ir_texture_opcode op;
1237
1238    /** Sampler to use for the texture access. */
1239    ir_dereference *sampler;
1240
1241    /** Texture coordinate to sample */
1242    ir_rvalue *coordinate;
1243
1244    /**
1245     * Value used for projective divide.
1246     *
1247     * If there is no projective divide (the common case), this will be
1248     * \c NULL.  Optimization passes should check for this to point to a constant
1249     * of 1.0 and replace that with \c NULL.
1250     */
1251    ir_rvalue *projector;
1252
1253    /**
1254     * Coordinate used for comparison on shadow look-ups.
1255     *
1256     * If there is no shadow comparison, this will be \c NULL.  For the
1257     * \c ir_txf opcode, this *must* be \c NULL.
1258     */
1259    ir_rvalue *shadow_comparitor;
1260
1261    /** Texel offset. */
1262    ir_rvalue *offset;
1263
1264    union {
1265       ir_rvalue *lod;           /**< Floating point LOD */
1266       ir_rvalue *bias;          /**< Floating point LOD bias */
1267       struct {
1268          ir_rvalue *dPdx;       /**< Partial derivative of coordinate wrt X */
1269          ir_rvalue *dPdy;       /**< Partial derivative of coordinate wrt Y */
1270       } grad;
1271    } lod_info;
1272 };
1273
1274
1275 struct ir_swizzle_mask {
1276    unsigned x:2;
1277    unsigned y:2;
1278    unsigned z:2;
1279    unsigned w:2;
1280
1281    /**
1282     * Number of components in the swizzle.
1283     */
1284    unsigned num_components:3;
1285
1286    /**
1287     * Does the swizzle contain duplicate components?
1288     *
1289     * L-value swizzles cannot contain duplicate components.
1290     */
1291    unsigned has_duplicates:1;
1292 };
1293
1294
1295 class ir_swizzle : public ir_rvalue {
1296 public:
1297    ir_swizzle(ir_rvalue *, unsigned x, unsigned y, unsigned z, unsigned w,
1298               unsigned count);
1299
1300    ir_swizzle(ir_rvalue *val, const unsigned *components, unsigned count);
1301
1302    ir_swizzle(ir_rvalue *val, ir_swizzle_mask mask);
1303
1304    virtual ir_swizzle *clone(void *mem_ctx, struct hash_table *) const;
1305
1306    virtual ir_constant *constant_expression_value();
1307
1308    virtual ir_swizzle *as_swizzle()
1309    {
1310       return this;
1311    }
1312
1313    /**
1314     * Construct an ir_swizzle from the textual representation.  Can fail.
1315     */
1316    static ir_swizzle *create(ir_rvalue *, const char *, unsigned vector_length);
1317
1318    virtual void accept(ir_visitor *v)
1319    {
1320       v->visit(this);
1321    }
1322
1323    virtual ir_visitor_status accept(ir_hierarchical_visitor *);
1324
1325    bool is_lvalue()
1326    {
1327       return val->is_lvalue() && !mask.has_duplicates;
1328    }
1329
1330    /**
1331     * Get the variable that is ultimately referenced by an r-value
1332     */
1333    virtual ir_variable *variable_referenced();
1334
1335    ir_rvalue *val;
1336    ir_swizzle_mask mask;
1337
1338 private:
1339    /**
1340     * Initialize the mask component of a swizzle
1341     *
1342     * This is used by the \c ir_swizzle constructors.
1343     */
1344    void init_mask(const unsigned *components, unsigned count);
1345 };
1346
1347
1348 class ir_dereference : public ir_rvalue {
1349 public:
1350    virtual ir_dereference *clone(void *mem_ctx, struct hash_table *) const = 0;
1351
1352    virtual ir_dereference *as_dereference()
1353    {
1354       return this;
1355    }
1356
1357    bool is_lvalue();
1358
1359    /**
1360     * Get the variable that is ultimately referenced by an r-value
1361     */
1362    virtual ir_variable *variable_referenced() = 0;
1363 };
1364
1365
1366 class ir_dereference_variable : public ir_dereference {
1367 public:
1368    ir_dereference_variable(ir_variable *var);
1369
1370    virtual ir_dereference_variable *clone(void *mem_ctx,
1371                                           struct hash_table *) const;
1372
1373    virtual ir_constant *constant_expression_value();
1374
1375    virtual ir_dereference_variable *as_dereference_variable()
1376    {
1377       return this;
1378    }
1379
1380    /**
1381     * Get the variable that is ultimately referenced by an r-value
1382     */
1383    virtual ir_variable *variable_referenced()
1384    {
1385       return this->var;
1386    }
1387
1388    virtual ir_variable *whole_variable_referenced()
1389    {
1390       /* ir_dereference_variable objects always dereference the entire
1391        * variable.  However, if this dereference is dereferenced by anything
1392        * else, the complete deferefernce chain is not a whole-variable
1393        * dereference.  This method should only be called on the top most
1394        * ir_rvalue in a dereference chain.
1395        */
1396       return this->var;
1397    }
1398
1399    virtual void accept(ir_visitor *v)
1400    {
1401       v->visit(this);
1402    }
1403
1404    virtual ir_visitor_status accept(ir_hierarchical_visitor *);
1405
1406    /**
1407     * Object being dereferenced.
1408     */
1409    ir_variable *var;
1410 };
1411
1412
1413 class ir_dereference_array : public ir_dereference {
1414 public:
1415    ir_dereference_array(ir_rvalue *value, ir_rvalue *array_index);
1416
1417    ir_dereference_array(ir_variable *var, ir_rvalue *array_index);
1418
1419    virtual ir_dereference_array *clone(void *mem_ctx,
1420                                        struct hash_table *) const;
1421
1422    virtual ir_constant *constant_expression_value();
1423
1424    virtual ir_dereference_array *as_dereference_array()
1425    {
1426       return this;
1427    }
1428
1429    /**
1430     * Get the variable that is ultimately referenced by an r-value
1431     */
1432    virtual ir_variable *variable_referenced()
1433    {
1434       return this->array->variable_referenced();
1435    }
1436
1437    virtual void accept(ir_visitor *v)
1438    {
1439       v->visit(this);
1440    }
1441
1442    virtual ir_visitor_status accept(ir_hierarchical_visitor *);
1443
1444    ir_rvalue *array;
1445    ir_rvalue *array_index;
1446
1447 private:
1448    void set_array(ir_rvalue *value);
1449 };
1450
1451
1452 class ir_dereference_record : public ir_dereference {
1453 public:
1454    ir_dereference_record(ir_rvalue *value, const char *field);
1455
1456    ir_dereference_record(ir_variable *var, const char *field);
1457
1458    virtual ir_dereference_record *clone(void *mem_ctx,
1459                                         struct hash_table *) const;
1460
1461    virtual ir_constant *constant_expression_value();
1462
1463    /**
1464     * Get the variable that is ultimately referenced by an r-value
1465     */
1466    virtual ir_variable *variable_referenced()
1467    {
1468       return this->record->variable_referenced();
1469    }
1470
1471    virtual void accept(ir_visitor *v)
1472    {
1473       v->visit(this);
1474    }
1475
1476    virtual ir_visitor_status accept(ir_hierarchical_visitor *);
1477
1478    ir_rvalue *record;
1479    const char *field;
1480 };
1481
1482
1483 /**
1484  * Data stored in an ir_constant
1485  */
1486 union ir_constant_data {
1487       unsigned u[16];
1488       int i[16];
1489       float f[16];
1490       bool b[16];
1491 };
1492
1493
1494 class ir_constant : public ir_rvalue {
1495 public:
1496    ir_constant(const struct glsl_type *type, const ir_constant_data *data);
1497    ir_constant(bool b);
1498    ir_constant(unsigned int u);
1499    ir_constant(int i);
1500    ir_constant(float f);
1501
1502    /**
1503     * Construct an ir_constant from a list of ir_constant values
1504     */
1505    ir_constant(const struct glsl_type *type, exec_list *values);
1506
1507    /**
1508     * Construct an ir_constant from a scalar component of another ir_constant
1509     *
1510     * The new \c ir_constant inherits the type of the component from the
1511     * source constant.
1512     *
1513     * \note
1514     * In the case of a matrix constant, the new constant is a scalar, \b not
1515     * a vector.
1516     */
1517    ir_constant(const ir_constant *c, unsigned i);
1518
1519    /**
1520     * Return a new ir_constant of the specified type containing all zeros.
1521     */
1522    static ir_constant *zero(void *mem_ctx, const glsl_type *type);
1523
1524    virtual ir_constant *clone(void *mem_ctx, struct hash_table *) const;
1525
1526    virtual ir_constant *constant_expression_value();
1527
1528    virtual ir_constant *as_constant()
1529    {
1530       return this;
1531    }
1532
1533    virtual void accept(ir_visitor *v)
1534    {
1535       v->visit(this);
1536    }
1537
1538    virtual ir_visitor_status accept(ir_hierarchical_visitor *);
1539
1540    /**
1541     * Get a particular component of a constant as a specific type
1542     *
1543     * This is useful, for example, to get a value from an integer constant
1544     * as a float or bool.  This appears frequently when constructors are
1545     * called with all constant parameters.
1546     */
1547    /*@{*/
1548    bool get_bool_component(unsigned i) const;
1549    float get_float_component(unsigned i) const;
1550    int get_int_component(unsigned i) const;
1551    unsigned get_uint_component(unsigned i) const;
1552    /*@}*/
1553
1554    ir_constant *get_array_element(unsigned i) const;
1555
1556    ir_constant *get_record_field(const char *name);
1557
1558    /**
1559     * Determine whether a constant has the same value as another constant
1560     *
1561     * \sa ir_constant::is_zero, ir_constant::is_one,
1562     * ir_constant::is_negative_one
1563     */
1564    bool has_value(const ir_constant *) const;
1565
1566    virtual bool is_zero() const;
1567    virtual bool is_one() const;
1568    virtual bool is_negative_one() const;
1569
1570    /**
1571     * Value of the constant.
1572     *
1573     * The field used to back the values supplied by the constant is determined
1574     * by the type associated with the \c ir_instruction.  Constants may be
1575     * scalars, vectors, or matrices.
1576     */
1577    union ir_constant_data value;
1578
1579    /* Array elements */
1580    ir_constant **array_elements;
1581
1582    /* Structure fields */
1583    exec_list components;
1584
1585 private:
1586    /**
1587     * Parameterless constructor only used by the clone method
1588     */
1589    ir_constant(void);
1590 };
1591
1592 /*@}*/
1593
1594 /**
1595  * Apply a visitor to each IR node in a list
1596  */
1597 void
1598 visit_exec_list(exec_list *list, ir_visitor *visitor);
1599
1600 /**
1601  * Validate invariants on each IR node in a list
1602  */
1603 void validate_ir_tree(exec_list *instructions);
1604
1605 /**
1606  * Make a clone of each IR instruction in a list
1607  *
1608  * \param in   List of IR instructions that are to be cloned
1609  * \param out  List to hold the cloned instructions
1610  */
1611 void
1612 clone_ir_list(void *mem_ctx, exec_list *out, const exec_list *in);
1613
1614 extern void
1615 _mesa_glsl_initialize_variables(exec_list *instructions,
1616                                 struct _mesa_glsl_parse_state *state);
1617
1618 extern void
1619 _mesa_glsl_initialize_functions(_mesa_glsl_parse_state *state);
1620
1621 extern void
1622 _mesa_glsl_release_functions(void);
1623
1624 extern void
1625 reparent_ir(exec_list *list, void *mem_ctx);
1626
1627 struct glsl_symbol_table;
1628
1629 extern void
1630 import_prototypes(const exec_list *source, exec_list *dest,
1631                   struct glsl_symbol_table *symbols, void *mem_ctx);
1632
1633 extern bool
1634 ir_has_call(ir_instruction *ir);
1635
1636 extern void
1637 do_set_program_inouts(exec_list *instructions, struct gl_program *prog);
1638
1639 #endif /* IR_H */