glsl: Add unary operation ir_unop_f2u.
[profile/ivi/mesa.git] / src / glsl / ir_validate.cpp
1 /*
2  * Copyright © 2010 Intel Corporation
3  *
4  * Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a
5  * copy of this software and associated documentation files (the "Software"),
6  * to deal in the Software without restriction, including without limitation
7  * the rights to use, copy, modify, merge, publish, distribute, sublicense,
8  * and/or sell copies of the Software, and to permit persons to whom the
9  * Software is furnished to do so, subject to the following conditions:
10  *
11  * The above copyright notice and this permission notice (including the next
12  * paragraph) shall be included in all copies or substantial portions of the
13  * Software.
14  *
15  * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR
16  * IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY,
17  * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT.  IN NO EVENT SHALL
18  * THE AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER
19  * LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING
20  * FROM, OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER
21  * DEALINGS IN THE SOFTWARE.
22  */
23
24 /**
25  * \file ir_validate.cpp
26  *
27  * Attempts to verify that various invariants of the IR tree are true.
28  *
29  * In particular, at the moment it makes sure that no single
30  * ir_instruction node except for ir_variable appears multiple times
31  * in the ir tree.  ir_variable does appear multiple times: Once as a
32  * declaration in an exec_list, and multiple times as the endpoint of
33  * a dereference chain.
34  */
35
36 #include "ir.h"
37 #include "ir_hierarchical_visitor.h"
38 #include "program/hash_table.h"
39 #include "glsl_types.h"
40
41 class ir_validate : public ir_hierarchical_visitor {
42 public:
43    ir_validate()
44    {
45       this->ht = hash_table_ctor(0, hash_table_pointer_hash,
46                                  hash_table_pointer_compare);
47
48       this->current_function = NULL;
49
50       this->callback = ir_validate::validate_ir;
51       this->data = ht;
52    }
53
54    ~ir_validate()
55    {
56       hash_table_dtor(this->ht);
57    }
58
59    virtual ir_visitor_status visit(ir_variable *v);
60    virtual ir_visitor_status visit(ir_dereference_variable *ir);
61
62    virtual ir_visitor_status visit_enter(ir_if *ir);
63
64    virtual ir_visitor_status visit_leave(ir_loop *ir);
65    virtual ir_visitor_status visit_enter(ir_function *ir);
66    virtual ir_visitor_status visit_leave(ir_function *ir);
67    virtual ir_visitor_status visit_enter(ir_function_signature *ir);
68
69    virtual ir_visitor_status visit_leave(ir_expression *ir);
70    virtual ir_visitor_status visit_leave(ir_swizzle *ir);
71
72    virtual ir_visitor_status visit_enter(ir_assignment *ir);
73    virtual ir_visitor_status visit_enter(ir_call *ir);
74
75    static void validate_ir(ir_instruction *ir, void *data);
76
77    ir_function *current_function;
78
79    struct hash_table *ht;
80 };
81
82
83 ir_visitor_status
84 ir_validate::visit(ir_dereference_variable *ir)
85 {
86    if ((ir->var == NULL) || (ir->var->as_variable() == NULL)) {
87       printf("ir_dereference_variable @ %p does not specify a variable %p\n",
88              (void *) ir, (void *) ir->var);
89       abort();
90    }
91
92    if (hash_table_find(ht, ir->var) == NULL) {
93       printf("ir_dereference_variable @ %p specifies undeclared variable "
94              "`%s' @ %p\n",
95              (void *) ir, ir->var->name, (void *) ir->var);
96       abort();
97    }
98
99    this->validate_ir(ir, this->data);
100
101    return visit_continue;
102 }
103
104 ir_visitor_status
105 ir_validate::visit_enter(ir_if *ir)
106 {
107    if (ir->condition->type != glsl_type::bool_type) {
108       printf("ir_if condition %s type instead of bool.\n",
109              ir->condition->type->name);
110       ir->print();
111       printf("\n");
112       abort();
113    }
114
115    return visit_continue;
116 }
117
118
119 ir_visitor_status
120 ir_validate::visit_leave(ir_loop *ir)
121 {
122    if (ir->counter != NULL) {
123       if ((ir->from == NULL) || (ir->from == NULL) || (ir->increment == NULL)) {
124          printf("ir_loop has invalid loop controls:\n"
125                 "    counter:   %p\n"
126                 "    from:      %p\n"
127                 "    to:        %p\n"
128                 "    increment: %p\n",
129                 (void *) ir->counter, (void *) ir->from, (void *) ir->to,
130                 (void *) ir->increment);
131          abort();
132       }
133
134       if ((ir->cmp < ir_binop_less) || (ir->cmp > ir_binop_nequal)) {
135          printf("ir_loop has invalid comparitor %d\n", ir->cmp);
136          abort();
137       }
138    } else {
139       if ((ir->from != NULL) || (ir->from != NULL) || (ir->increment != NULL)) {
140          printf("ir_loop has invalid loop controls:\n"
141                 "    counter:   %p\n"
142                 "    from:      %p\n"
143                 "    to:        %p\n"
144                 "    increment: %p\n",
145                 (void *) ir->counter, (void *) ir->from, (void *) ir->to,
146                 (void *) ir->increment);
147          abort();
148       }
149    }
150
151    return visit_continue;
152 }
153
154
155 ir_visitor_status
156 ir_validate::visit_enter(ir_function *ir)
157 {
158    /* Function definitions cannot be nested.
159     */
160    if (this->current_function != NULL) {
161       printf("Function definition nested inside another function "
162              "definition:\n");
163       printf("%s %p inside %s %p\n",
164              ir->name, (void *) ir,
165              this->current_function->name, (void *) this->current_function);
166       abort();
167    }
168
169    /* Store the current function hierarchy being traversed.  This is used
170     * by the function signature visitor to ensure that the signatures are
171     * linked with the correct functions.
172     */
173    this->current_function = ir;
174
175    this->validate_ir(ir, this->data);
176
177    /* Verify that all of the things stored in the list of signatures are,
178     * in fact, function signatures.
179     */
180    foreach_list(node, &ir->signatures) {
181       ir_instruction *sig = (ir_instruction *) node;
182
183       if (sig->ir_type != ir_type_function_signature) {
184          printf("Non-signature in signature list of function `%s'\n",
185                 ir->name);
186          abort();
187       }
188    }
189
190    return visit_continue;
191 }
192
193 ir_visitor_status
194 ir_validate::visit_leave(ir_function *ir)
195 {
196    assert(ralloc_parent(ir->name) == ir);
197
198    this->current_function = NULL;
199    return visit_continue;
200 }
201
202 ir_visitor_status
203 ir_validate::visit_enter(ir_function_signature *ir)
204 {
205    if (this->current_function != ir->function()) {
206       printf("Function signature nested inside wrong function "
207              "definition:\n");
208       printf("%p inside %s %p instead of %s %p\n",
209              (void *) ir,
210              this->current_function->name, (void *) this->current_function,
211              ir->function_name(), (void *) ir->function());
212       abort();
213    }
214
215    if (ir->return_type == NULL) {
216       printf("Function signature %p for function %s has NULL return type.\n",
217              (void *) ir, ir->function_name());
218       abort();
219    }
220
221    this->validate_ir(ir, this->data);
222
223    return visit_continue;
224 }
225
226 ir_visitor_status
227 ir_validate::visit_leave(ir_expression *ir)
228 {
229    switch (ir->operation) {
230    case ir_unop_bit_not:
231       assert(ir->operands[0]->type == ir->type);
232       break;
233    case ir_unop_logic_not:
234       assert(ir->type->base_type == GLSL_TYPE_BOOL);
235       assert(ir->operands[0]->type->base_type == GLSL_TYPE_BOOL);
236       break;
237
238    case ir_unop_neg:
239    case ir_unop_abs:
240    case ir_unop_sign:
241    case ir_unop_rcp:
242    case ir_unop_rsq:
243    case ir_unop_sqrt:
244       assert(ir->type == ir->operands[0]->type);
245       break;
246
247    case ir_unop_exp:
248    case ir_unop_log:
249    case ir_unop_exp2:
250    case ir_unop_log2:
251       assert(ir->operands[0]->type->base_type == GLSL_TYPE_FLOAT);
252       assert(ir->type == ir->operands[0]->type);
253       break;
254
255    case ir_unop_f2i:
256       assert(ir->operands[0]->type->base_type == GLSL_TYPE_FLOAT);
257       assert(ir->type->base_type == GLSL_TYPE_INT);
258       break;
259    case ir_unop_f2u:
260       assert(ir->operands[0]->type->base_type == GLSL_TYPE_FLOAT);
261       assert(ir->type->base_type == GLSL_TYPE_UINT);
262       break;
263    case ir_unop_i2f:
264       assert(ir->operands[0]->type->base_type == GLSL_TYPE_INT);
265       assert(ir->type->base_type == GLSL_TYPE_FLOAT);
266       break;
267    case ir_unop_f2b:
268       assert(ir->operands[0]->type->base_type == GLSL_TYPE_FLOAT);
269       assert(ir->type->base_type == GLSL_TYPE_BOOL);
270       break;
271    case ir_unop_b2f:
272       assert(ir->operands[0]->type->base_type == GLSL_TYPE_BOOL);
273       assert(ir->type->base_type == GLSL_TYPE_FLOAT);
274       break;
275    case ir_unop_i2b:
276       assert(ir->operands[0]->type->base_type == GLSL_TYPE_INT);
277       assert(ir->type->base_type == GLSL_TYPE_BOOL);
278       break;
279    case ir_unop_b2i:
280       assert(ir->operands[0]->type->base_type == GLSL_TYPE_BOOL);
281       assert(ir->type->base_type == GLSL_TYPE_INT);
282       break;
283    case ir_unop_u2f:
284       assert(ir->operands[0]->type->base_type == GLSL_TYPE_UINT);
285       assert(ir->type->base_type == GLSL_TYPE_FLOAT);
286       break;
287    case ir_unop_i2u:
288       assert(ir->operands[0]->type->base_type == GLSL_TYPE_INT);
289       assert(ir->type->base_type == GLSL_TYPE_UINT);
290       break;
291    case ir_unop_u2i:
292       assert(ir->operands[0]->type->base_type == GLSL_TYPE_UINT);
293       assert(ir->type->base_type == GLSL_TYPE_INT);
294       break;
295    case ir_unop_bitcast_i2f:
296       assert(ir->operands[0]->type->base_type == GLSL_TYPE_INT);
297       assert(ir->type->base_type == GLSL_TYPE_FLOAT);
298       break;
299    case ir_unop_bitcast_f2i:
300       assert(ir->operands[0]->type->base_type == GLSL_TYPE_FLOAT);
301       assert(ir->type->base_type == GLSL_TYPE_INT);
302       break;
303    case ir_unop_bitcast_u2f:
304       assert(ir->operands[0]->type->base_type == GLSL_TYPE_UINT);
305       assert(ir->type->base_type == GLSL_TYPE_FLOAT);
306       break;
307    case ir_unop_bitcast_f2u:
308       assert(ir->operands[0]->type->base_type == GLSL_TYPE_FLOAT);
309       assert(ir->type->base_type == GLSL_TYPE_UINT);
310       break;
311
312    case ir_unop_any:
313       assert(ir->operands[0]->type->base_type == GLSL_TYPE_BOOL);
314       assert(ir->type == glsl_type::bool_type);
315       break;
316
317    case ir_unop_trunc:
318    case ir_unop_round_even:
319    case ir_unop_ceil:
320    case ir_unop_floor:
321    case ir_unop_fract:
322    case ir_unop_sin:
323    case ir_unop_cos:
324    case ir_unop_sin_reduced:
325    case ir_unop_cos_reduced:
326    case ir_unop_dFdx:
327    case ir_unop_dFdy:
328       assert(ir->operands[0]->type->base_type == GLSL_TYPE_FLOAT);
329       assert(ir->operands[0]->type == ir->type);
330       break;
331
332    case ir_unop_noise:
333       /* XXX what can we assert here? */
334       break;
335
336    case ir_binop_add:
337    case ir_binop_sub:
338    case ir_binop_mul:
339    case ir_binop_div:
340    case ir_binop_mod:
341    case ir_binop_min:
342    case ir_binop_max:
343    case ir_binop_pow:
344       if (ir->operands[0]->type->is_scalar())
345          assert(ir->operands[1]->type == ir->type);
346       else if (ir->operands[1]->type->is_scalar())
347          assert(ir->operands[0]->type == ir->type);
348       else if (ir->operands[0]->type->is_vector() &&
349                ir->operands[1]->type->is_vector()) {
350          assert(ir->operands[0]->type == ir->operands[1]->type);
351          assert(ir->operands[0]->type == ir->type);
352       }
353       break;
354
355    case ir_binop_less:
356    case ir_binop_greater:
357    case ir_binop_lequal:
358    case ir_binop_gequal:
359    case ir_binop_equal:
360    case ir_binop_nequal:
361       /* The semantics of the IR operators differ from the GLSL <, >, <=, >=,
362        * ==, and != operators.  The IR operators perform a component-wise
363        * comparison on scalar or vector types and return a boolean scalar or
364        * vector type of the same size.
365        */
366       assert(ir->type->base_type == GLSL_TYPE_BOOL);
367       assert(ir->operands[0]->type == ir->operands[1]->type);
368       assert(ir->operands[0]->type->is_vector()
369              || ir->operands[0]->type->is_scalar());
370       assert(ir->operands[0]->type->vector_elements
371              == ir->type->vector_elements);
372       break;
373
374    case ir_binop_all_equal:
375    case ir_binop_any_nequal:
376       /* GLSL == and != operate on scalars, vectors, matrices and arrays, and
377        * return a scalar boolean.  The IR matches that.
378        */
379       assert(ir->type == glsl_type::bool_type);
380       assert(ir->operands[0]->type == ir->operands[1]->type);
381       break;
382
383    case ir_binop_lshift:
384    case ir_binop_rshift:
385       assert(ir->operands[0]->type->is_integer() &&
386              ir->operands[1]->type->is_integer());
387       if (ir->operands[0]->type->is_scalar()) {
388           assert(ir->operands[1]->type->is_scalar());
389       }
390       if (ir->operands[0]->type->is_vector() &&
391           ir->operands[1]->type->is_vector()) {
392           assert(ir->operands[0]->type->components() ==
393                  ir->operands[1]->type->components());
394       }
395       assert(ir->type == ir->operands[0]->type);
396       break;
397
398    case ir_binop_bit_and:
399    case ir_binop_bit_xor:
400    case ir_binop_bit_or:
401        assert(ir->operands[0]->type->base_type ==
402               ir->operands[1]->type->base_type);
403        assert(ir->type->is_integer());
404        if (ir->operands[0]->type->is_vector() &&
405            ir->operands[1]->type->is_vector()) {
406            assert(ir->operands[0]->type->vector_elements ==
407                   ir->operands[1]->type->vector_elements);
408        }
409        break;
410
411    case ir_binop_logic_and:
412    case ir_binop_logic_xor:
413    case ir_binop_logic_or:
414       assert(ir->type == glsl_type::bool_type);
415       assert(ir->operands[0]->type == glsl_type::bool_type);
416       assert(ir->operands[1]->type == glsl_type::bool_type);
417       break;
418
419    case ir_binop_dot:
420       assert(ir->type == glsl_type::float_type);
421       assert(ir->operands[0]->type->base_type == GLSL_TYPE_FLOAT);
422       assert(ir->operands[0]->type->is_vector());
423       assert(ir->operands[0]->type == ir->operands[1]->type);
424       break;
425
426    case ir_quadop_vector:
427       /* The vector operator collects some number of scalars and generates a
428        * vector from them.
429        *
430        *  - All of the operands must be scalar.
431        *  - Number of operands must matche the size of the resulting vector.
432        *  - Base type of the operands must match the base type of the result.
433        */
434       assert(ir->type->is_vector());
435       switch (ir->type->vector_elements) {
436       case 2:
437          assert(ir->operands[0]->type->is_scalar());
438          assert(ir->operands[0]->type->base_type == ir->type->base_type);
439          assert(ir->operands[1]->type->is_scalar());
440          assert(ir->operands[1]->type->base_type == ir->type->base_type);
441          assert(ir->operands[2] == NULL);
442          assert(ir->operands[3] == NULL);
443          break;
444       case 3:
445          assert(ir->operands[0]->type->is_scalar());
446          assert(ir->operands[0]->type->base_type == ir->type->base_type);
447          assert(ir->operands[1]->type->is_scalar());
448          assert(ir->operands[1]->type->base_type == ir->type->base_type);
449          assert(ir->operands[2]->type->is_scalar());
450          assert(ir->operands[2]->type->base_type == ir->type->base_type);
451          assert(ir->operands[3] == NULL);
452          break;
453       case 4:
454          assert(ir->operands[0]->type->is_scalar());
455          assert(ir->operands[0]->type->base_type == ir->type->base_type);
456          assert(ir->operands[1]->type->is_scalar());
457          assert(ir->operands[1]->type->base_type == ir->type->base_type);
458          assert(ir->operands[2]->type->is_scalar());
459          assert(ir->operands[2]->type->base_type == ir->type->base_type);
460          assert(ir->operands[3]->type->is_scalar());
461          assert(ir->operands[3]->type->base_type == ir->type->base_type);
462          break;
463       default:
464          /* The is_vector assertion above should prevent execution from ever
465           * getting here.
466           */
467          assert(!"Should not get here.");
468          break;
469       }
470    }
471
472    return visit_continue;
473 }
474
475 ir_visitor_status
476 ir_validate::visit_leave(ir_swizzle *ir)
477 {
478    unsigned int chans[4] = {ir->mask.x, ir->mask.y, ir->mask.z, ir->mask.w};
479
480    for (unsigned int i = 0; i < ir->type->vector_elements; i++) {
481       if (chans[i] >= ir->val->type->vector_elements) {
482          printf("ir_swizzle @ %p specifies a channel not present "
483                 "in the value.\n", (void *) ir);
484          ir->print();
485          abort();
486       }
487    }
488
489    return visit_continue;
490 }
491
492 ir_visitor_status
493 ir_validate::visit(ir_variable *ir)
494 {
495    /* An ir_variable is the one thing that can (and will) appear multiple times
496     * in an IR tree.  It is added to the hashtable so that it can be used
497     * in the ir_dereference_variable handler to ensure that a variable is
498     * declared before it is dereferenced.
499     */
500    if (ir->name)
501       assert(ralloc_parent(ir->name) == ir);
502
503    hash_table_insert(ht, ir, ir);
504
505
506    /* If a variable is an array, verify that the maximum array index is in
507     * bounds.  There was once an error in AST-to-HIR conversion that set this
508     * to be out of bounds.
509     */
510    if (ir->type->array_size() > 0) {
511       if (ir->max_array_access >= ir->type->length) {
512          printf("ir_variable has maximum access out of bounds (%d vs %d)\n",
513                 ir->max_array_access, ir->type->length - 1);
514          ir->print();
515          abort();
516       }
517    }
518
519    if (ir->constant_initializer != NULL && !ir->has_initializer) {
520       printf("ir_variable didn't have an initializer, but has a constant "
521              "initializer value.\n");
522       ir->print();
523       abort();
524    }
525
526    return visit_continue;
527 }
528
529 ir_visitor_status
530 ir_validate::visit_enter(ir_assignment *ir)
531 {
532    const ir_dereference *const lhs = ir->lhs;
533    if (lhs->type->is_scalar() || lhs->type->is_vector()) {
534       if (ir->write_mask == 0) {
535          printf("Assignment LHS is %s, but write mask is 0:\n",
536                 lhs->type->is_scalar() ? "scalar" : "vector");
537          ir->print();
538          abort();
539       }
540
541       int lhs_components = 0;
542       for (int i = 0; i < 4; i++) {
543          if (ir->write_mask & (1 << i))
544             lhs_components++;
545       }
546
547       if (lhs_components != ir->rhs->type->vector_elements) {
548          printf("Assignment count of LHS write mask channels enabled not\n"
549                 "matching RHS vector size (%d LHS, %d RHS).\n",
550                 lhs_components, ir->rhs->type->vector_elements);
551          ir->print();
552          abort();
553       }
554    }
555
556    this->validate_ir(ir, this->data);
557
558    return visit_continue;
559 }
560
561 ir_visitor_status
562 ir_validate::visit_enter(ir_call *ir)
563 {
564    ir_function_signature *const callee = ir->callee;
565
566    if (callee->ir_type != ir_type_function_signature) {
567       printf("IR called by ir_call is not ir_function_signature!\n");
568       abort();
569    }
570
571    if (ir->return_deref) {
572       if (ir->return_deref->type != callee->return_type) {
573          printf("callee type %s does not match return storage type %s\n",
574                 callee->return_type->name, ir->return_deref->type->name);
575          abort();
576       }
577    } else if (callee->return_type != glsl_type::void_type) {
578       printf("ir_call has non-void callee but no return storage\n");
579       abort();
580    }
581
582    const exec_node *formal_param_node = callee->parameters.head;
583    const exec_node *actual_param_node = ir->actual_parameters.head;
584    while (true) {
585       if (formal_param_node->is_tail_sentinel()
586           != actual_param_node->is_tail_sentinel()) {
587          printf("ir_call has the wrong number of parameters:\n");
588          goto dump_ir;
589       }
590       if (formal_param_node->is_tail_sentinel()) {
591          break;
592       }
593       const ir_variable *formal_param
594          = (const ir_variable *) formal_param_node;
595       const ir_rvalue *actual_param
596          = (const ir_rvalue *) actual_param_node;
597       if (formal_param->type != actual_param->type) {
598          printf("ir_call parameter type mismatch:\n");
599          goto dump_ir;
600       }
601       if (formal_param->mode == ir_var_out
602           || formal_param->mode == ir_var_inout) {
603          if (!actual_param->is_lvalue()) {
604             printf("ir_call out/inout parameters must be lvalues:\n");
605             goto dump_ir;
606          }
607       }
608       formal_param_node = formal_param_node->next;
609       actual_param_node = actual_param_node->next;
610    }
611
612    return visit_continue;
613
614 dump_ir:
615    ir->print();
616    printf("callee:\n");
617    callee->print();
618    abort();
619    return visit_stop;
620 }
621
622 void
623 ir_validate::validate_ir(ir_instruction *ir, void *data)
624 {
625    struct hash_table *ht = (struct hash_table *) data;
626
627    if (hash_table_find(ht, ir)) {
628       printf("Instruction node present twice in ir tree:\n");
629       ir->print();
630       printf("\n");
631       abort();
632    }
633    hash_table_insert(ht, ir, ir);
634 }
635
636 void
637 check_node_type(ir_instruction *ir, void *data)
638 {
639    (void) data;
640
641    if (ir->ir_type <= ir_type_unset || ir->ir_type >= ir_type_max) {
642       printf("Instruction node with unset type\n");
643       ir->print(); printf("\n");
644    }
645    ir_rvalue *value = ir->as_rvalue();
646    if (value != NULL)
647       assert(value->type != glsl_type::error_type);
648 }
649
650 void
651 validate_ir_tree(exec_list *instructions)
652 {
653    ir_validate v;
654
655    v.run(instructions);
656
657    foreach_iter(exec_list_iterator, iter, *instructions) {
658       ir_instruction *ir = (ir_instruction *)iter.get();
659
660       visit_tree(ir, check_node_type, NULL);
661    }
662 }