linker: Propagate max_array_access while linking functions
[profile/ivi/mesa.git] / src / glsl / linker.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 linker.cpp
26  * GLSL linker implementation
27  *
28  * Given a set of shaders that are to be linked to generate a final program,
29  * there are three distinct stages.
30  *
31  * In the first stage shaders are partitioned into groups based on the shader
32  * type.  All shaders of a particular type (e.g., vertex shaders) are linked
33  * together.
34  *
35  *   - Undefined references in each shader are resolve to definitions in
36  *     another shader.
37  *   - Types and qualifiers of uniforms, outputs, and global variables defined
38  *     in multiple shaders with the same name are verified to be the same.
39  *   - Initializers for uniforms and global variables defined
40  *     in multiple shaders with the same name are verified to be the same.
41  *
42  * The result, in the terminology of the GLSL spec, is a set of shader
43  * executables for each processing unit.
44  *
45  * After the first stage is complete, a series of semantic checks are performed
46  * on each of the shader executables.
47  *
48  *   - Each shader executable must define a \c main function.
49  *   - Each vertex shader executable must write to \c gl_Position.
50  *   - Each fragment shader executable must write to either \c gl_FragData or
51  *     \c gl_FragColor.
52  *
53  * In the final stage individual shader executables are linked to create a
54  * complete exectuable.
55  *
56  *   - Types of uniforms defined in multiple shader stages with the same name
57  *     are verified to be the same.
58  *   - Initializers for uniforms defined in multiple shader stages with the
59  *     same name are verified to be the same.
60  *   - Types and qualifiers of outputs defined in one stage are verified to
61  *     be the same as the types and qualifiers of inputs defined with the same
62  *     name in a later stage.
63  *
64  * \author Ian Romanick <ian.d.romanick@intel.com>
65  */
66 #include <cstdlib>
67 #include <cstdio>
68 #include <cstdarg>
69 #include <climits>
70
71 #include "main/core.h"
72 #include "glsl_symbol_table.h"
73 #include "ir.h"
74 #include "program.h"
75 #include "program/hash_table.h"
76 #include "linker.h"
77 #include "ir_optimization.h"
78
79 extern "C" {
80 #include "main/shaderobj.h"
81 }
82
83 /**
84  * Visitor that determines whether or not a variable is ever written.
85  */
86 class find_assignment_visitor : public ir_hierarchical_visitor {
87 public:
88    find_assignment_visitor(const char *name)
89       : name(name), found(false)
90    {
91       /* empty */
92    }
93
94    virtual ir_visitor_status visit_enter(ir_assignment *ir)
95    {
96       ir_variable *const var = ir->lhs->variable_referenced();
97
98       if (strcmp(name, var->name) == 0) {
99          found = true;
100          return visit_stop;
101       }
102
103       return visit_continue_with_parent;
104    }
105
106    virtual ir_visitor_status visit_enter(ir_call *ir)
107    {
108       exec_list_iterator sig_iter = ir->get_callee()->parameters.iterator();
109       foreach_iter(exec_list_iterator, iter, *ir) {
110          ir_rvalue *param_rval = (ir_rvalue *)iter.get();
111          ir_variable *sig_param = (ir_variable *)sig_iter.get();
112
113          if (sig_param->mode == ir_var_out ||
114              sig_param->mode == ir_var_inout) {
115             ir_variable *var = param_rval->variable_referenced();
116             if (var && strcmp(name, var->name) == 0) {
117                found = true;
118                return visit_stop;
119             }
120          }
121          sig_iter.next();
122       }
123
124       return visit_continue_with_parent;
125    }
126
127    bool variable_found()
128    {
129       return found;
130    }
131
132 private:
133    const char *name;       /**< Find writes to a variable with this name. */
134    bool found;             /**< Was a write to the variable found? */
135 };
136
137
138 /**
139  * Visitor that determines whether or not a variable is ever read.
140  */
141 class find_deref_visitor : public ir_hierarchical_visitor {
142 public:
143    find_deref_visitor(const char *name)
144       : name(name), found(false)
145    {
146       /* empty */
147    }
148
149    virtual ir_visitor_status visit(ir_dereference_variable *ir)
150    {
151       if (strcmp(this->name, ir->var->name) == 0) {
152          this->found = true;
153          return visit_stop;
154       }
155
156       return visit_continue;
157    }
158
159    bool variable_found() const
160    {
161       return this->found;
162    }
163
164 private:
165    const char *name;       /**< Find writes to a variable with this name. */
166    bool found;             /**< Was a write to the variable found? */
167 };
168
169
170 void
171 linker_error_printf(gl_shader_program *prog, const char *fmt, ...)
172 {
173    va_list ap;
174
175    prog->InfoLog = talloc_strdup_append(prog->InfoLog, "error: ");
176    va_start(ap, fmt);
177    prog->InfoLog = talloc_vasprintf_append(prog->InfoLog, fmt, ap);
178    va_end(ap);
179 }
180
181
182 void
183 invalidate_variable_locations(gl_shader *sh, enum ir_variable_mode mode,
184                               int generic_base)
185 {
186    foreach_list(node, sh->ir) {
187       ir_variable *const var = ((ir_instruction *) node)->as_variable();
188
189       if ((var == NULL) || (var->mode != (unsigned) mode))
190          continue;
191
192       /* Only assign locations for generic attributes / varyings / etc.
193        */
194       if ((var->location >= generic_base) && !var->explicit_location)
195           var->location = -1;
196    }
197 }
198
199
200 /**
201  * Determine the number of attribute slots required for a particular type
202  *
203  * This code is here because it implements the language rules of a specific
204  * GLSL version.  Since it's a property of the language and not a property of
205  * types in general, it doesn't really belong in glsl_type.
206  */
207 unsigned
208 count_attribute_slots(const glsl_type *t)
209 {
210    /* From page 31 (page 37 of the PDF) of the GLSL 1.50 spec:
211     *
212     *     "A scalar input counts the same amount against this limit as a vec4,
213     *     so applications may want to consider packing groups of four
214     *     unrelated float inputs together into a vector to better utilize the
215     *     capabilities of the underlying hardware. A matrix input will use up
216     *     multiple locations.  The number of locations used will equal the
217     *     number of columns in the matrix."
218     *
219     * The spec does not explicitly say how arrays are counted.  However, it
220     * should be safe to assume the total number of slots consumed by an array
221     * is the number of entries in the array multiplied by the number of slots
222     * consumed by a single element of the array.
223     */
224
225    if (t->is_array())
226       return t->array_size() * count_attribute_slots(t->element_type());
227
228    if (t->is_matrix())
229       return t->matrix_columns;
230
231    return 1;
232 }
233
234
235 /**
236  * Verify that a vertex shader executable meets all semantic requirements
237  *
238  * \param shader  Vertex shader executable to be verified
239  */
240 bool
241 validate_vertex_shader_executable(struct gl_shader_program *prog,
242                                   struct gl_shader *shader)
243 {
244    if (shader == NULL)
245       return true;
246
247    find_assignment_visitor find("gl_Position");
248    find.run(shader->ir);
249    if (!find.variable_found()) {
250       linker_error_printf(prog,
251                           "vertex shader does not write to `gl_Position'\n");
252       return false;
253    }
254
255    return true;
256 }
257
258
259 /**
260  * Verify that a fragment shader executable meets all semantic requirements
261  *
262  * \param shader  Fragment shader executable to be verified
263  */
264 bool
265 validate_fragment_shader_executable(struct gl_shader_program *prog,
266                                     struct gl_shader *shader)
267 {
268    if (shader == NULL)
269       return true;
270
271    find_assignment_visitor frag_color("gl_FragColor");
272    find_assignment_visitor frag_data("gl_FragData");
273
274    frag_color.run(shader->ir);
275    frag_data.run(shader->ir);
276
277    if (frag_color.variable_found() && frag_data.variable_found()) {
278       linker_error_printf(prog,  "fragment shader writes to both "
279                           "`gl_FragColor' and `gl_FragData'\n");
280       return false;
281    }
282
283    return true;
284 }
285
286
287 /**
288  * Generate a string describing the mode of a variable
289  */
290 static const char *
291 mode_string(const ir_variable *var)
292 {
293    switch (var->mode) {
294    case ir_var_auto:
295       return (var->read_only) ? "global constant" : "global variable";
296
297    case ir_var_uniform: return "uniform";
298    case ir_var_in:      return "shader input";
299    case ir_var_out:     return "shader output";
300    case ir_var_inout:   return "shader inout";
301
302    case ir_var_temporary:
303    default:
304       assert(!"Should not get here.");
305       return "invalid variable";
306    }
307 }
308
309
310 /**
311  * Perform validation of global variables used across multiple shaders
312  */
313 bool
314 cross_validate_globals(struct gl_shader_program *prog,
315                        struct gl_shader **shader_list,
316                        unsigned num_shaders,
317                        bool uniforms_only)
318 {
319    /* Examine all of the uniforms in all of the shaders and cross validate
320     * them.
321     */
322    glsl_symbol_table variables;
323    for (unsigned i = 0; i < num_shaders; i++) {
324       if (shader_list[i] == NULL)
325          continue;
326
327       foreach_list(node, shader_list[i]->ir) {
328          ir_variable *const var = ((ir_instruction *) node)->as_variable();
329
330          if (var == NULL)
331             continue;
332
333          if (uniforms_only && (var->mode != ir_var_uniform))
334             continue;
335
336          /* Don't cross validate temporaries that are at global scope.  These
337           * will eventually get pulled into the shaders 'main'.
338           */
339          if (var->mode == ir_var_temporary)
340             continue;
341
342          /* If a global with this name has already been seen, verify that the
343           * new instance has the same type.  In addition, if the globals have
344           * initializers, the values of the initializers must be the same.
345           */
346          ir_variable *const existing = variables.get_variable(var->name);
347          if (existing != NULL) {
348             if (var->type != existing->type) {
349                /* Consider the types to be "the same" if both types are arrays
350                 * of the same type and one of the arrays is implicitly sized.
351                 * In addition, set the type of the linked variable to the
352                 * explicitly sized array.
353                 */
354                if (var->type->is_array()
355                    && existing->type->is_array()
356                    && (var->type->fields.array == existing->type->fields.array)
357                    && ((var->type->length == 0)
358                        || (existing->type->length == 0))) {
359                   if (var->type->length != 0) {
360                      existing->type = var->type;
361                   }
362                } else {
363                   linker_error_printf(prog, "%s `%s' declared as type "
364                                       "`%s' and type `%s'\n",
365                                       mode_string(var),
366                                       var->name, var->type->name,
367                                       existing->type->name);
368                   return false;
369                }
370             }
371
372             if (var->explicit_location) {
373                if (existing->explicit_location
374                    && (var->location != existing->location)) {
375                      linker_error_printf(prog, "explicit locations for %s "
376                                          "`%s' have differing values\n",
377                                          mode_string(var), var->name);
378                      return false;
379                }
380
381                existing->location = var->location;
382                existing->explicit_location = true;
383             }
384
385             /* FINISHME: Handle non-constant initializers.
386              */
387             if (var->constant_value != NULL) {
388                if (existing->constant_value != NULL) {
389                   if (!var->constant_value->has_value(existing->constant_value)) {
390                      linker_error_printf(prog, "initializers for %s "
391                                          "`%s' have differing values\n",
392                                          mode_string(var), var->name);
393                      return false;
394                   }
395                } else
396                   /* If the first-seen instance of a particular uniform did not
397                    * have an initializer but a later instance does, copy the
398                    * initializer to the version stored in the symbol table.
399                    */
400                   /* FINISHME: This is wrong.  The constant_value field should
401                    * FINISHME: not be modified!  Imagine a case where a shader
402                    * FINISHME: without an initializer is linked in two different
403                    * FINISHME: programs with shaders that have differing
404                    * FINISHME: initializers.  Linking with the first will
405                    * FINISHME: modify the shader, and linking with the second
406                    * FINISHME: will fail.
407                    */
408                   existing->constant_value =
409                      var->constant_value->clone(talloc_parent(existing), NULL);
410             }
411
412             if (existing->invariant != var->invariant) {
413                linker_error_printf(prog, "declarations for %s `%s' have "
414                                    "mismatching invariant qualifiers\n",
415                                    mode_string(var), var->name);
416                return false;
417             }
418             if (existing->centroid != var->centroid) {
419                linker_error_printf(prog, "declarations for %s `%s' have "
420                                    "mismatching centroid qualifiers\n",
421                                    mode_string(var), var->name);
422                return false;
423             }
424          } else
425             variables.add_variable(var);
426       }
427    }
428
429    return true;
430 }
431
432
433 /**
434  * Perform validation of uniforms used across multiple shader stages
435  */
436 bool
437 cross_validate_uniforms(struct gl_shader_program *prog)
438 {
439    return cross_validate_globals(prog, prog->_LinkedShaders,
440                                  MESA_SHADER_TYPES, true);
441 }
442
443
444 /**
445  * Validate that outputs from one stage match inputs of another
446  */
447 bool
448 cross_validate_outputs_to_inputs(struct gl_shader_program *prog,
449                                  gl_shader *producer, gl_shader *consumer)
450 {
451    glsl_symbol_table parameters;
452    /* FINISHME: Figure these out dynamically. */
453    const char *const producer_stage = "vertex";
454    const char *const consumer_stage = "fragment";
455
456    /* Find all shader outputs in the "producer" stage.
457     */
458    foreach_list(node, producer->ir) {
459       ir_variable *const var = ((ir_instruction *) node)->as_variable();
460
461       /* FINISHME: For geometry shaders, this should also look for inout
462        * FINISHME: variables.
463        */
464       if ((var == NULL) || (var->mode != ir_var_out))
465          continue;
466
467       parameters.add_variable(var);
468    }
469
470
471    /* Find all shader inputs in the "consumer" stage.  Any variables that have
472     * matching outputs already in the symbol table must have the same type and
473     * qualifiers.
474     */
475    foreach_list(node, consumer->ir) {
476       ir_variable *const input = ((ir_instruction *) node)->as_variable();
477
478       /* FINISHME: For geometry shaders, this should also look for inout
479        * FINISHME: variables.
480        */
481       if ((input == NULL) || (input->mode != ir_var_in))
482          continue;
483
484       ir_variable *const output = parameters.get_variable(input->name);
485       if (output != NULL) {
486          /* Check that the types match between stages.
487           */
488          if (input->type != output->type) {
489             /* There is a bit of a special case for gl_TexCoord.  This
490              * built-in is unsized by default.  Appliations that variable
491              * access it must redeclare it with a size.  There is some
492              * language in the GLSL spec that implies the fragment shader
493              * and vertex shader do not have to agree on this size.  Other
494              * driver behave this way, and one or two applications seem to
495              * rely on it.
496              *
497              * Neither declaration needs to be modified here because the array
498              * sizes are fixed later when update_array_sizes is called.
499              *
500              * From page 48 (page 54 of the PDF) of the GLSL 1.10 spec:
501              *
502              *     "Unlike user-defined varying variables, the built-in
503              *     varying variables don't have a strict one-to-one
504              *     correspondence between the vertex language and the
505              *     fragment language."
506              */
507             if (!output->type->is_array()
508                 || (strncmp("gl_", output->name, 3) != 0)) {
509                linker_error_printf(prog,
510                                    "%s shader output `%s' declared as "
511                                    "type `%s', but %s shader input declared "
512                                    "as type `%s'\n",
513                                    producer_stage, output->name,
514                                    output->type->name,
515                                    consumer_stage, input->type->name);
516                return false;
517             }
518          }
519
520          /* Check that all of the qualifiers match between stages.
521           */
522          if (input->centroid != output->centroid) {
523             linker_error_printf(prog,
524                                 "%s shader output `%s' %s centroid qualifier, "
525                                 "but %s shader input %s centroid qualifier\n",
526                                 producer_stage,
527                                 output->name,
528                                 (output->centroid) ? "has" : "lacks",
529                                 consumer_stage,
530                                 (input->centroid) ? "has" : "lacks");
531             return false;
532          }
533
534          if (input->invariant != output->invariant) {
535             linker_error_printf(prog,
536                                 "%s shader output `%s' %s invariant qualifier, "
537                                 "but %s shader input %s invariant qualifier\n",
538                                 producer_stage,
539                                 output->name,
540                                 (output->invariant) ? "has" : "lacks",
541                                 consumer_stage,
542                                 (input->invariant) ? "has" : "lacks");
543             return false;
544          }
545
546          if (input->interpolation != output->interpolation) {
547             linker_error_printf(prog,
548                                 "%s shader output `%s' specifies %s "
549                                 "interpolation qualifier, "
550                                 "but %s shader input specifies %s "
551                                 "interpolation qualifier\n",
552                                 producer_stage,
553                                 output->name,
554                                 output->interpolation_string(),
555                                 consumer_stage,
556                                 input->interpolation_string());
557             return false;
558          }
559       }
560    }
561
562    return true;
563 }
564
565
566 /**
567  * Populates a shaders symbol table with all global declarations
568  */
569 static void
570 populate_symbol_table(gl_shader *sh)
571 {
572    sh->symbols = new(sh) glsl_symbol_table;
573
574    foreach_list(node, sh->ir) {
575       ir_instruction *const inst = (ir_instruction *) node;
576       ir_variable *var;
577       ir_function *func;
578
579       if ((func = inst->as_function()) != NULL) {
580          sh->symbols->add_function(func);
581       } else if ((var = inst->as_variable()) != NULL) {
582          sh->symbols->add_variable(var);
583       }
584    }
585 }
586
587
588 /**
589  * Remap variables referenced in an instruction tree
590  *
591  * This is used when instruction trees are cloned from one shader and placed in
592  * another.  These trees will contain references to \c ir_variable nodes that
593  * do not exist in the target shader.  This function finds these \c ir_variable
594  * references and replaces the references with matching variables in the target
595  * shader.
596  *
597  * If there is no matching variable in the target shader, a clone of the
598  * \c ir_variable is made and added to the target shader.  The new variable is
599  * added to \b both the instruction stream and the symbol table.
600  *
601  * \param inst         IR tree that is to be processed.
602  * \param symbols      Symbol table containing global scope symbols in the
603  *                     linked shader.
604  * \param instructions Instruction stream where new variable declarations
605  *                     should be added.
606  */
607 void
608 remap_variables(ir_instruction *inst, struct gl_shader *target,
609                 hash_table *temps)
610 {
611    class remap_visitor : public ir_hierarchical_visitor {
612    public:
613          remap_visitor(struct gl_shader *target,
614                     hash_table *temps)
615       {
616          this->target = target;
617          this->symbols = target->symbols;
618          this->instructions = target->ir;
619          this->temps = temps;
620       }
621
622       virtual ir_visitor_status visit(ir_dereference_variable *ir)
623       {
624          if (ir->var->mode == ir_var_temporary) {
625             ir_variable *var = (ir_variable *) hash_table_find(temps, ir->var);
626
627             assert(var != NULL);
628             ir->var = var;
629             return visit_continue;
630          }
631
632          ir_variable *const existing =
633             this->symbols->get_variable(ir->var->name);
634          if (existing != NULL)
635             ir->var = existing;
636          else {
637             ir_variable *copy = ir->var->clone(this->target, NULL);
638
639             this->symbols->add_variable(copy);
640             this->instructions->push_head(copy);
641             ir->var = copy;
642          }
643
644          return visit_continue;
645       }
646
647    private:
648       struct gl_shader *target;
649       glsl_symbol_table *symbols;
650       exec_list *instructions;
651       hash_table *temps;
652    };
653
654    remap_visitor v(target, temps);
655
656    inst->accept(&v);
657 }
658
659
660 /**
661  * Move non-declarations from one instruction stream to another
662  *
663  * The intended usage pattern of this function is to pass the pointer to the
664  * head sentinel of a list (i.e., a pointer to the list cast to an \c exec_node
665  * pointer) for \c last and \c false for \c make_copies on the first
666  * call.  Successive calls pass the return value of the previous call for
667  * \c last and \c true for \c make_copies.
668  *
669  * \param instructions Source instruction stream
670  * \param last         Instruction after which new instructions should be
671  *                     inserted in the target instruction stream
672  * \param make_copies  Flag selecting whether instructions in \c instructions
673  *                     should be copied (via \c ir_instruction::clone) into the
674  *                     target list or moved.
675  *
676  * \return
677  * The new "last" instruction in the target instruction stream.  This pointer
678  * is suitable for use as the \c last parameter of a later call to this
679  * function.
680  */
681 exec_node *
682 move_non_declarations(exec_list *instructions, exec_node *last,
683                       bool make_copies, gl_shader *target)
684 {
685    hash_table *temps = NULL;
686
687    if (make_copies)
688       temps = hash_table_ctor(0, hash_table_pointer_hash,
689                               hash_table_pointer_compare);
690
691    foreach_list_safe(node, instructions) {
692       ir_instruction *inst = (ir_instruction *) node;
693
694       if (inst->as_function())
695          continue;
696
697       ir_variable *var = inst->as_variable();
698       if ((var != NULL) && (var->mode != ir_var_temporary))
699          continue;
700
701       assert(inst->as_assignment()
702              || ((var != NULL) && (var->mode == ir_var_temporary)));
703
704       if (make_copies) {
705          inst = inst->clone(target, NULL);
706
707          if (var != NULL)
708             hash_table_insert(temps, inst, var);
709          else
710             remap_variables(inst, target, temps);
711       } else {
712          inst->remove();
713       }
714
715       last->insert_after(inst);
716       last = inst;
717    }
718
719    if (make_copies)
720       hash_table_dtor(temps);
721
722    return last;
723 }
724
725 /**
726  * Get the function signature for main from a shader
727  */
728 static ir_function_signature *
729 get_main_function_signature(gl_shader *sh)
730 {
731    ir_function *const f = sh->symbols->get_function("main");
732    if (f != NULL) {
733       exec_list void_parameters;
734
735       /* Look for the 'void main()' signature and ensure that it's defined.
736        * This keeps the linker from accidentally pick a shader that just
737        * contains a prototype for main.
738        *
739        * We don't have to check for multiple definitions of main (in multiple
740        * shaders) because that would have already been caught above.
741        */
742       ir_function_signature *sig = f->matching_signature(&void_parameters);
743       if ((sig != NULL) && sig->is_defined) {
744          return sig;
745       }
746    }
747
748    return NULL;
749 }
750
751
752 /**
753  * Combine a group of shaders for a single stage to generate a linked shader
754  *
755  * \note
756  * If this function is supplied a single shader, it is cloned, and the new
757  * shader is returned.
758  */
759 static struct gl_shader *
760 link_intrastage_shaders(void *mem_ctx,
761                         struct gl_context *ctx,
762                         struct gl_shader_program *prog,
763                         struct gl_shader **shader_list,
764                         unsigned num_shaders)
765 {
766    /* Check that global variables defined in multiple shaders are consistent.
767     */
768    if (!cross_validate_globals(prog, shader_list, num_shaders, false))
769       return NULL;
770
771    /* Check that there is only a single definition of each function signature
772     * across all shaders.
773     */
774    for (unsigned i = 0; i < (num_shaders - 1); i++) {
775       foreach_list(node, shader_list[i]->ir) {
776          ir_function *const f = ((ir_instruction *) node)->as_function();
777
778          if (f == NULL)
779             continue;
780
781          for (unsigned j = i + 1; j < num_shaders; j++) {
782             ir_function *const other =
783                shader_list[j]->symbols->get_function(f->name);
784
785             /* If the other shader has no function (and therefore no function
786              * signatures) with the same name, skip to the next shader.
787              */
788             if (other == NULL)
789                continue;
790
791             foreach_iter (exec_list_iterator, iter, *f) {
792                ir_function_signature *sig =
793                   (ir_function_signature *) iter.get();
794
795                if (!sig->is_defined || sig->is_builtin)
796                   continue;
797
798                ir_function_signature *other_sig =
799                   other->exact_matching_signature(& sig->parameters);
800
801                if ((other_sig != NULL) && other_sig->is_defined
802                    && !other_sig->is_builtin) {
803                   linker_error_printf(prog,
804                                       "function `%s' is multiply defined",
805                                       f->name);
806                   return NULL;
807                }
808             }
809          }
810       }
811    }
812
813    /* Find the shader that defines main, and make a clone of it.
814     *
815     * Starting with the clone, search for undefined references.  If one is
816     * found, find the shader that defines it.  Clone the reference and add
817     * it to the shader.  Repeat until there are no undefined references or
818     * until a reference cannot be resolved.
819     */
820    gl_shader *main = NULL;
821    for (unsigned i = 0; i < num_shaders; i++) {
822       if (get_main_function_signature(shader_list[i]) != NULL) {
823          main = shader_list[i];
824          break;
825       }
826    }
827
828    if (main == NULL) {
829       linker_error_printf(prog, "%s shader lacks `main'\n",
830                           (shader_list[0]->Type == GL_VERTEX_SHADER)
831                           ? "vertex" : "fragment");
832       return NULL;
833    }
834
835    gl_shader *linked = ctx->Driver.NewShader(NULL, 0, main->Type);
836    linked->ir = new(linked) exec_list;
837    clone_ir_list(mem_ctx, linked->ir, main->ir);
838
839    populate_symbol_table(linked);
840
841    /* The a pointer to the main function in the final linked shader (i.e., the
842     * copy of the original shader that contained the main function).
843     */
844    ir_function_signature *const main_sig = get_main_function_signature(linked);
845
846    /* Move any instructions other than variable declarations or function
847     * declarations into main.
848     */
849    exec_node *insertion_point =
850       move_non_declarations(linked->ir, (exec_node *) &main_sig->body, false,
851                             linked);
852
853    for (unsigned i = 0; i < num_shaders; i++) {
854       if (shader_list[i] == main)
855          continue;
856
857       insertion_point = move_non_declarations(shader_list[i]->ir,
858                                               insertion_point, true, linked);
859    }
860
861    /* Resolve initializers for global variables in the linked shader.
862     */
863    unsigned num_linking_shaders = num_shaders;
864    for (unsigned i = 0; i < num_shaders; i++)
865       num_linking_shaders += shader_list[i]->num_builtins_to_link;
866
867    gl_shader **linking_shaders =
868       (gl_shader **) calloc(num_linking_shaders, sizeof(gl_shader *));
869
870    memcpy(linking_shaders, shader_list,
871           sizeof(linking_shaders[0]) * num_shaders);
872
873    unsigned idx = num_shaders;
874    for (unsigned i = 0; i < num_shaders; i++) {
875       memcpy(&linking_shaders[idx], shader_list[i]->builtins_to_link,
876              sizeof(linking_shaders[0]) * shader_list[i]->num_builtins_to_link);
877       idx += shader_list[i]->num_builtins_to_link;
878    }
879
880    assert(idx == num_linking_shaders);
881
882    if (!link_function_calls(prog, linked, linking_shaders,
883                             num_linking_shaders)) {
884       ctx->Driver.DeleteShader(ctx, linked);
885       linked = NULL;
886    }
887
888    free(linking_shaders);
889
890    /* Make a pass over all variable declarations to ensure that arrays with
891     * unspecified sizes have a size specified.  The size is inferred from the
892     * max_array_access field.
893     */
894    if (linked != NULL) {
895       class array_sizing_visitor : public ir_hierarchical_visitor {
896       public:
897          virtual ir_visitor_status visit(ir_variable *var)
898          {
899             if (var->type->is_array() && (var->type->length == 0)) {
900                const glsl_type *type =
901                   glsl_type::get_array_instance(var->type->fields.array,
902                                                 var->max_array_access);
903
904                assert(type != NULL);
905                var->type = type;
906             }
907
908             return visit_continue;
909          }
910       } v;
911
912       v.run(linked->ir);
913    }
914
915    return linked;
916 }
917
918
919 struct uniform_node {
920    exec_node link;
921    struct gl_uniform *u;
922    unsigned slots;
923 };
924
925 /**
926  * Update the sizes of linked shader uniform arrays to the maximum
927  * array index used.
928  *
929  * From page 81 (page 95 of the PDF) of the OpenGL 2.1 spec:
930  *
931  *     If one or more elements of an array are active,
932  *     GetActiveUniform will return the name of the array in name,
933  *     subject to the restrictions listed above. The type of the array
934  *     is returned in type. The size parameter contains the highest
935  *     array element index used, plus one. The compiler or linker
936  *     determines the highest index used.  There will be only one
937  *     active uniform reported by the GL per uniform array.
938
939  */
940 static void
941 update_array_sizes(struct gl_shader_program *prog)
942 {
943    for (unsigned i = 0; i < MESA_SHADER_TYPES; i++) {
944          if (prog->_LinkedShaders[i] == NULL)
945             continue;
946
947       foreach_list(node, prog->_LinkedShaders[i]->ir) {
948          ir_variable *const var = ((ir_instruction *) node)->as_variable();
949
950          if ((var == NULL) || (var->mode != ir_var_uniform &&
951                                var->mode != ir_var_in &&
952                                var->mode != ir_var_out) ||
953              !var->type->is_array())
954             continue;
955
956          unsigned int size = var->max_array_access;
957          for (unsigned j = 0; j < MESA_SHADER_TYPES; j++) {
958                if (prog->_LinkedShaders[j] == NULL)
959                   continue;
960
961             foreach_list(node2, prog->_LinkedShaders[j]->ir) {
962                ir_variable *other_var = ((ir_instruction *) node2)->as_variable();
963                if (!other_var)
964                   continue;
965
966                if (strcmp(var->name, other_var->name) == 0 &&
967                    other_var->max_array_access > size) {
968                   size = other_var->max_array_access;
969                }
970             }
971          }
972
973          if (size + 1 != var->type->fields.array->length) {
974             var->type = glsl_type::get_array_instance(var->type->fields.array,
975                                                       size + 1);
976             /* FINISHME: We should update the types of array
977              * dereferences of this variable now.
978              */
979          }
980       }
981    }
982 }
983
984 static void
985 add_uniform(void *mem_ctx, exec_list *uniforms, struct hash_table *ht,
986             const char *name, const glsl_type *type, GLenum shader_type,
987             unsigned *next_shader_pos, unsigned *total_uniforms)
988 {
989    if (type->is_record()) {
990       for (unsigned int i = 0; i < type->length; i++) {
991          const glsl_type *field_type = type->fields.structure[i].type;
992          char *field_name = talloc_asprintf(mem_ctx, "%s.%s", name,
993                                             type->fields.structure[i].name);
994
995          add_uniform(mem_ctx, uniforms, ht, field_name, field_type,
996                      shader_type, next_shader_pos, total_uniforms);
997       }
998    } else {
999       uniform_node *n = (uniform_node *) hash_table_find(ht, name);
1000       unsigned int vec4_slots;
1001       const glsl_type *array_elem_type = NULL;
1002
1003       if (type->is_array()) {
1004          array_elem_type = type->fields.array;
1005          /* Array of structures. */
1006          if (array_elem_type->is_record()) {
1007             for (unsigned int i = 0; i < type->length; i++) {
1008                char *elem_name = talloc_asprintf(mem_ctx, "%s[%d]", name, i);
1009                add_uniform(mem_ctx, uniforms, ht, elem_name, array_elem_type,
1010                            shader_type, next_shader_pos, total_uniforms);
1011             }
1012             return;
1013          }
1014       }
1015
1016       /* Fix the storage size of samplers at 1 vec4 each. Be sure to pad out
1017        * vectors to vec4 slots.
1018        */
1019       if (type->is_array()) {
1020          if (array_elem_type->is_sampler())
1021             vec4_slots = type->length;
1022          else
1023             vec4_slots = type->length * array_elem_type->matrix_columns;
1024       } else if (type->is_sampler()) {
1025          vec4_slots = 1;
1026       } else {
1027          vec4_slots = type->matrix_columns;
1028       }
1029
1030       if (n == NULL) {
1031          n = (uniform_node *) calloc(1, sizeof(struct uniform_node));
1032          n->u = (gl_uniform *) calloc(1, sizeof(struct gl_uniform));
1033          n->slots = vec4_slots;
1034
1035          n->u->Name = strdup(name);
1036          n->u->Type = type;
1037          n->u->VertPos = -1;
1038          n->u->FragPos = -1;
1039          n->u->GeomPos = -1;
1040          (*total_uniforms)++;
1041
1042          hash_table_insert(ht, n, name);
1043          uniforms->push_tail(& n->link);
1044       }
1045
1046       switch (shader_type) {
1047       case GL_VERTEX_SHADER:
1048          n->u->VertPos = *next_shader_pos;
1049          break;
1050       case GL_FRAGMENT_SHADER:
1051          n->u->FragPos = *next_shader_pos;
1052          break;
1053       case GL_GEOMETRY_SHADER:
1054          n->u->GeomPos = *next_shader_pos;
1055          break;
1056       }
1057
1058       (*next_shader_pos) += vec4_slots;
1059    }
1060 }
1061
1062 void
1063 assign_uniform_locations(struct gl_shader_program *prog)
1064 {
1065    /* */
1066    exec_list uniforms;
1067    unsigned total_uniforms = 0;
1068    hash_table *ht = hash_table_ctor(32, hash_table_string_hash,
1069                                     hash_table_string_compare);
1070    void *mem_ctx = talloc_new(NULL);
1071
1072    for (unsigned i = 0; i < MESA_SHADER_TYPES; i++) {
1073       if (prog->_LinkedShaders[i] == NULL)
1074          continue;
1075
1076       unsigned next_position = 0;
1077
1078       foreach_list(node, prog->_LinkedShaders[i]->ir) {
1079          ir_variable *const var = ((ir_instruction *) node)->as_variable();
1080
1081          if ((var == NULL) || (var->mode != ir_var_uniform))
1082             continue;
1083
1084          if (strncmp(var->name, "gl_", 3) == 0) {
1085             /* At the moment, we don't allocate uniform locations for
1086              * builtin uniforms.  It's permitted by spec, and we'll
1087              * likely switch to doing that at some point, but not yet.
1088              */
1089             continue;
1090          }
1091
1092          var->location = next_position;
1093          add_uniform(mem_ctx, &uniforms, ht, var->name, var->type,
1094                      prog->_LinkedShaders[i]->Type,
1095                      &next_position, &total_uniforms);
1096       }
1097    }
1098
1099    talloc_free(mem_ctx);
1100
1101    gl_uniform_list *ul = (gl_uniform_list *)
1102       calloc(1, sizeof(gl_uniform_list));
1103
1104    ul->Size = total_uniforms;
1105    ul->NumUniforms = total_uniforms;
1106    ul->Uniforms = (gl_uniform *) calloc(total_uniforms, sizeof(gl_uniform));
1107
1108    unsigned idx = 0;
1109    uniform_node *next;
1110    for (uniform_node *node = (uniform_node *) uniforms.head
1111            ; node->link.next != NULL
1112            ; node = next) {
1113       next = (uniform_node *) node->link.next;
1114
1115       node->link.remove();
1116       memcpy(&ul->Uniforms[idx], node->u, sizeof(gl_uniform));
1117       idx++;
1118
1119       free(node->u);
1120       free(node);
1121    }
1122
1123    hash_table_dtor(ht);
1124
1125    prog->Uniforms = ul;
1126 }
1127
1128
1129 /**
1130  * Find a contiguous set of available bits in a bitmask
1131  *
1132  * \param used_mask     Bits representing used (1) and unused (0) locations
1133  * \param needed_count  Number of contiguous bits needed.
1134  *
1135  * \return
1136  * Base location of the available bits on success or -1 on failure.
1137  */
1138 int
1139 find_available_slots(unsigned used_mask, unsigned needed_count)
1140 {
1141    unsigned needed_mask = (1 << needed_count) - 1;
1142    const int max_bit_to_test = (8 * sizeof(used_mask)) - needed_count;
1143
1144    /* The comparison to 32 is redundant, but without it GCC emits "warning:
1145     * cannot optimize possibly infinite loops" for the loop below.
1146     */
1147    if ((needed_count == 0) || (max_bit_to_test < 0) || (max_bit_to_test > 32))
1148       return -1;
1149
1150    for (int i = 0; i <= max_bit_to_test; i++) {
1151       if ((needed_mask & ~used_mask) == needed_mask)
1152          return i;
1153
1154       needed_mask <<= 1;
1155    }
1156
1157    return -1;
1158 }
1159
1160
1161 bool
1162 assign_attribute_locations(gl_shader_program *prog, unsigned max_attribute_index)
1163 {
1164    /* Mark invalid attribute locations as being used.
1165     */
1166    unsigned used_locations = (max_attribute_index >= 32)
1167       ? ~0 : ~((1 << max_attribute_index) - 1);
1168
1169    gl_shader *const sh = prog->_LinkedShaders[0];
1170    assert(sh->Type == GL_VERTEX_SHADER);
1171
1172    /* Operate in a total of four passes.
1173     *
1174     * 1. Invalidate the location assignments for all vertex shader inputs.
1175     *
1176     * 2. Assign locations for inputs that have user-defined (via
1177     *    glBindVertexAttribLocation) locatoins.
1178     *
1179     * 3. Sort the attributes without assigned locations by number of slots
1180     *    required in decreasing order.  Fragmentation caused by attribute
1181     *    locations assigned by the application may prevent large attributes
1182     *    from having enough contiguous space.
1183     *
1184     * 4. Assign locations to any inputs without assigned locations.
1185     */
1186
1187    invalidate_variable_locations(sh, ir_var_in, VERT_ATTRIB_GENERIC0);
1188
1189    if (prog->Attributes != NULL) {
1190       for (unsigned i = 0; i < prog->Attributes->NumParameters; i++) {
1191          ir_variable *const var =
1192             sh->symbols->get_variable(prog->Attributes->Parameters[i].Name);
1193
1194          /* Note: attributes that occupy multiple slots, such as arrays or
1195           * matrices, may appear in the attrib array multiple times.
1196           */
1197          if ((var == NULL) || (var->location != -1))
1198             continue;
1199
1200          /* From page 61 of the OpenGL 4.0 spec:
1201           *
1202           *     "LinkProgram will fail if the attribute bindings assigned by
1203           *     BindAttribLocation do not leave not enough space to assign a
1204           *     location for an active matrix attribute or an active attribute
1205           *     array, both of which require multiple contiguous generic
1206           *     attributes."
1207           *
1208           * Previous versions of the spec contain similar language but omit the
1209           * bit about attribute arrays.
1210           *
1211           * Page 61 of the OpenGL 4.0 spec also says:
1212           *
1213           *     "It is possible for an application to bind more than one
1214           *     attribute name to the same location. This is referred to as
1215           *     aliasing. This will only work if only one of the aliased
1216           *     attributes is active in the executable program, or if no path
1217           *     through the shader consumes more than one attribute of a set
1218           *     of attributes aliased to the same location. A link error can
1219           *     occur if the linker determines that every path through the
1220           *     shader consumes multiple aliased attributes, but
1221           *     implementations are not required to generate an error in this
1222           *     case."
1223           *
1224           * These two paragraphs are either somewhat contradictory, or I don't
1225           * fully understand one or both of them.
1226           */
1227          /* FINISHME: The code as currently written does not support attribute
1228           * FINISHME: location aliasing (see comment above).
1229           */
1230          const int attr = prog->Attributes->Parameters[i].StateIndexes[0];
1231          const unsigned slots = count_attribute_slots(var->type);
1232
1233          /* Mask representing the contiguous slots that will be used by this
1234           * attribute.
1235           */
1236          const unsigned use_mask = (1 << slots) - 1;
1237
1238          /* Generate a link error if the set of bits requested for this
1239           * attribute overlaps any previously allocated bits.
1240           */
1241          if ((~(use_mask << attr) & used_locations) != used_locations) {
1242             linker_error_printf(prog,
1243                                 "insufficient contiguous attribute locations "
1244                                 "available for vertex shader input `%s'",
1245                                 var->name);
1246             return false;
1247          }
1248
1249          var->location = VERT_ATTRIB_GENERIC0 + attr;
1250          used_locations |= (use_mask << attr);
1251       }
1252    }
1253
1254    /* Temporary storage for the set of attributes that need locations assigned.
1255     */
1256    struct temp_attr {
1257       unsigned slots;
1258       ir_variable *var;
1259
1260       /* Used below in the call to qsort. */
1261       static int compare(const void *a, const void *b)
1262       {
1263          const temp_attr *const l = (const temp_attr *) a;
1264          const temp_attr *const r = (const temp_attr *) b;
1265
1266          /* Reversed because we want a descending order sort below. */
1267          return r->slots - l->slots;
1268       }
1269    } to_assign[16];
1270
1271    unsigned num_attr = 0;
1272
1273    foreach_list(node, sh->ir) {
1274       ir_variable *const var = ((ir_instruction *) node)->as_variable();
1275
1276       if ((var == NULL) || (var->mode != ir_var_in))
1277          continue;
1278
1279       if (var->explicit_location) {
1280          const unsigned slots = count_attribute_slots(var->type);
1281          const unsigned use_mask = (1 << slots) - 1;
1282          const int attr = var->location - VERT_ATTRIB_GENERIC0;
1283
1284          if ((var->location >= (int)(max_attribute_index + VERT_ATTRIB_GENERIC0))
1285              || (var->location < 0)) {
1286             linker_error_printf(prog,
1287                                 "invalid explicit location %d specified for "
1288                                 "`%s'\n",
1289                                 (var->location < 0) ? var->location : attr,
1290                                 var->name);
1291             return false;
1292          } else if (var->location >= VERT_ATTRIB_GENERIC0) {
1293             used_locations |= (use_mask << attr);
1294          }
1295       }
1296
1297       /* The location was explicitly assigned, nothing to do here.
1298        */
1299       if (var->location != -1)
1300          continue;
1301
1302       to_assign[num_attr].slots = count_attribute_slots(var->type);
1303       to_assign[num_attr].var = var;
1304       num_attr++;
1305    }
1306
1307    /* If all of the attributes were assigned locations by the application (or
1308     * are built-in attributes with fixed locations), return early.  This should
1309     * be the common case.
1310     */
1311    if (num_attr == 0)
1312       return true;
1313
1314    qsort(to_assign, num_attr, sizeof(to_assign[0]), temp_attr::compare);
1315
1316    /* VERT_ATTRIB_GENERIC0 is a psdueo-alias for VERT_ATTRIB_POS.  It can only
1317     * be explicitly assigned by via glBindAttribLocation.  Mark it as reserved
1318     * to prevent it from being automatically allocated below.
1319     */
1320    find_deref_visitor find("gl_Vertex");
1321    find.run(sh->ir);
1322    if (find.variable_found())
1323       used_locations |= (1 << 0);
1324
1325    for (unsigned i = 0; i < num_attr; i++) {
1326       /* Mask representing the contiguous slots that will be used by this
1327        * attribute.
1328        */
1329       const unsigned use_mask = (1 << to_assign[i].slots) - 1;
1330
1331       int location = find_available_slots(used_locations, to_assign[i].slots);
1332
1333       if (location < 0) {
1334          linker_error_printf(prog,
1335                              "insufficient contiguous attribute locations "
1336                              "available for vertex shader input `%s'",
1337                              to_assign[i].var->name);
1338          return false;
1339       }
1340
1341       to_assign[i].var->location = VERT_ATTRIB_GENERIC0 + location;
1342       used_locations |= (use_mask << location);
1343    }
1344
1345    return true;
1346 }
1347
1348
1349 /**
1350  * Demote shader inputs and outputs that are not used in other stages
1351  */
1352 void
1353 demote_shader_inputs_and_outputs(gl_shader *sh, enum ir_variable_mode mode)
1354 {
1355    foreach_list(node, sh->ir) {
1356       ir_variable *const var = ((ir_instruction *) node)->as_variable();
1357
1358       if ((var == NULL) || (var->mode != int(mode)))
1359          continue;
1360
1361       /* A shader 'in' or 'out' variable is only really an input or output if
1362        * its value is used by other shader stages.  This will cause the variable
1363        * to have a location assigned.
1364        */
1365       if (var->location == -1) {
1366          var->mode = ir_var_auto;
1367       }
1368    }
1369 }
1370
1371
1372 void
1373 assign_varying_locations(struct gl_shader_program *prog,
1374                          gl_shader *producer, gl_shader *consumer)
1375 {
1376    /* FINISHME: Set dynamically when geometry shader support is added. */
1377    unsigned output_index = VERT_RESULT_VAR0;
1378    unsigned input_index = FRAG_ATTRIB_VAR0;
1379
1380    /* Operate in a total of three passes.
1381     *
1382     * 1. Assign locations for any matching inputs and outputs.
1383     *
1384     * 2. Mark output variables in the producer that do not have locations as
1385     *    not being outputs.  This lets the optimizer eliminate them.
1386     *
1387     * 3. Mark input variables in the consumer that do not have locations as
1388     *    not being inputs.  This lets the optimizer eliminate them.
1389     */
1390
1391    invalidate_variable_locations(producer, ir_var_out, VERT_RESULT_VAR0);
1392    invalidate_variable_locations(consumer, ir_var_in, FRAG_ATTRIB_VAR0);
1393
1394    foreach_list(node, producer->ir) {
1395       ir_variable *const output_var = ((ir_instruction *) node)->as_variable();
1396
1397       if ((output_var == NULL) || (output_var->mode != ir_var_out)
1398           || (output_var->location != -1))
1399          continue;
1400
1401       ir_variable *const input_var =
1402          consumer->symbols->get_variable(output_var->name);
1403
1404       if ((input_var == NULL) || (input_var->mode != ir_var_in))
1405          continue;
1406
1407       assert(input_var->location == -1);
1408
1409       output_var->location = output_index;
1410       input_var->location = input_index;
1411
1412       /* FINISHME: Support for "varying" records in GLSL 1.50. */
1413       assert(!output_var->type->is_record());
1414
1415       if (output_var->type->is_array()) {
1416          const unsigned slots = output_var->type->length
1417             * output_var->type->fields.array->matrix_columns;
1418
1419          output_index += slots;
1420          input_index += slots;
1421       } else {
1422          const unsigned slots = output_var->type->matrix_columns;
1423
1424          output_index += slots;
1425          input_index += slots;
1426       }
1427    }
1428
1429    foreach_list(node, consumer->ir) {
1430       ir_variable *const var = ((ir_instruction *) node)->as_variable();
1431
1432       if ((var == NULL) || (var->mode != ir_var_in))
1433          continue;
1434
1435       if (var->location == -1) {
1436          if (prog->Version <= 120) {
1437             /* On page 25 (page 31 of the PDF) of the GLSL 1.20 spec:
1438              *
1439              *     Only those varying variables used (i.e. read) in
1440              *     the fragment shader executable must be written to
1441              *     by the vertex shader executable; declaring
1442              *     superfluous varying variables in a vertex shader is
1443              *     permissible.
1444              *
1445              * We interpret this text as meaning that the VS must
1446              * write the variable for the FS to read it.  See
1447              * "glsl1-varying read but not written" in piglit.
1448              */
1449
1450             linker_error_printf(prog, "fragment shader varying %s not written "
1451                                 "by vertex shader\n.", var->name);
1452             prog->LinkStatus = false;
1453          }
1454
1455          /* An 'in' variable is only really a shader input if its
1456           * value is written by the previous stage.
1457           */
1458          var->mode = ir_var_auto;
1459       }
1460    }
1461 }
1462
1463
1464 void
1465 link_shaders(struct gl_context *ctx, struct gl_shader_program *prog)
1466 {
1467    void *mem_ctx = talloc_init("temporary linker context");
1468
1469    prog->LinkStatus = false;
1470    prog->Validated = false;
1471    prog->_Used = false;
1472
1473    if (prog->InfoLog != NULL)
1474       talloc_free(prog->InfoLog);
1475
1476    prog->InfoLog = talloc_strdup(NULL, "");
1477
1478    /* Separate the shaders into groups based on their type.
1479     */
1480    struct gl_shader **vert_shader_list;
1481    unsigned num_vert_shaders = 0;
1482    struct gl_shader **frag_shader_list;
1483    unsigned num_frag_shaders = 0;
1484
1485    vert_shader_list = (struct gl_shader **)
1486       calloc(2 * prog->NumShaders, sizeof(struct gl_shader *));
1487    frag_shader_list =  &vert_shader_list[prog->NumShaders];
1488
1489    unsigned min_version = UINT_MAX;
1490    unsigned max_version = 0;
1491    for (unsigned i = 0; i < prog->NumShaders; i++) {
1492       min_version = MIN2(min_version, prog->Shaders[i]->Version);
1493       max_version = MAX2(max_version, prog->Shaders[i]->Version);
1494
1495       switch (prog->Shaders[i]->Type) {
1496       case GL_VERTEX_SHADER:
1497          vert_shader_list[num_vert_shaders] = prog->Shaders[i];
1498          num_vert_shaders++;
1499          break;
1500       case GL_FRAGMENT_SHADER:
1501          frag_shader_list[num_frag_shaders] = prog->Shaders[i];
1502          num_frag_shaders++;
1503          break;
1504       case GL_GEOMETRY_SHADER:
1505          /* FINISHME: Support geometry shaders. */
1506          assert(prog->Shaders[i]->Type != GL_GEOMETRY_SHADER);
1507          break;
1508       }
1509    }
1510
1511    /* Previous to GLSL version 1.30, different compilation units could mix and
1512     * match shading language versions.  With GLSL 1.30 and later, the versions
1513     * of all shaders must match.
1514     */
1515    assert(min_version >= 100);
1516    assert(max_version <= 130);
1517    if ((max_version >= 130 || min_version == 100)
1518        && min_version != max_version) {
1519       linker_error_printf(prog, "all shaders must use same shading "
1520                           "language version\n");
1521       goto done;
1522    }
1523
1524    prog->Version = max_version;
1525
1526    for (unsigned int i = 0; i < MESA_SHADER_TYPES; i++) {
1527       if (prog->_LinkedShaders[i] != NULL)
1528          ctx->Driver.DeleteShader(ctx, prog->_LinkedShaders[i]);
1529
1530       prog->_LinkedShaders[i] = NULL;
1531    }
1532
1533    /* Link all shaders for a particular stage and validate the result.
1534     */
1535    if (num_vert_shaders > 0) {
1536       gl_shader *const sh =
1537          link_intrastage_shaders(mem_ctx, ctx, prog, vert_shader_list,
1538                                  num_vert_shaders);
1539
1540       if (sh == NULL)
1541          goto done;
1542
1543       if (!validate_vertex_shader_executable(prog, sh))
1544          goto done;
1545
1546       _mesa_reference_shader(ctx, &prog->_LinkedShaders[MESA_SHADER_VERTEX],
1547                              sh);
1548    }
1549
1550    if (num_frag_shaders > 0) {
1551       gl_shader *const sh =
1552          link_intrastage_shaders(mem_ctx, ctx, prog, frag_shader_list,
1553                                  num_frag_shaders);
1554
1555       if (sh == NULL)
1556          goto done;
1557
1558       if (!validate_fragment_shader_executable(prog, sh))
1559          goto done;
1560
1561       _mesa_reference_shader(ctx, &prog->_LinkedShaders[MESA_SHADER_FRAGMENT],
1562                              sh);
1563    }
1564
1565    /* Here begins the inter-stage linking phase.  Some initial validation is
1566     * performed, then locations are assigned for uniforms, attributes, and
1567     * varyings.
1568     */
1569    if (cross_validate_uniforms(prog)) {
1570       unsigned prev;
1571
1572       for (prev = 0; prev < MESA_SHADER_TYPES; prev++) {
1573          if (prog->_LinkedShaders[prev] != NULL)
1574             break;
1575       }
1576
1577       /* Validate the inputs of each stage with the output of the preceeding
1578        * stage.
1579        */
1580       for (unsigned i = prev + 1; i < MESA_SHADER_TYPES; i++) {
1581          if (prog->_LinkedShaders[i] == NULL)
1582             continue;
1583
1584          if (!cross_validate_outputs_to_inputs(prog,
1585                                                prog->_LinkedShaders[prev],
1586                                                prog->_LinkedShaders[i]))
1587             goto done;
1588
1589          prev = i;
1590       }
1591
1592       prog->LinkStatus = true;
1593    }
1594
1595    /* Do common optimization before assigning storage for attributes,
1596     * uniforms, and varyings.  Later optimization could possibly make
1597     * some of that unused.
1598     */
1599    for (unsigned i = 0; i < MESA_SHADER_TYPES; i++) {
1600       if (prog->_LinkedShaders[i] == NULL)
1601          continue;
1602
1603       while (do_common_optimization(prog->_LinkedShaders[i]->ir, true, 32))
1604          ;
1605    }
1606
1607    update_array_sizes(prog);
1608
1609    assign_uniform_locations(prog);
1610
1611    if (prog->_LinkedShaders[MESA_SHADER_VERTEX] != NULL) {
1612       /* FINISHME: The value of the max_attribute_index parameter is
1613        * FINISHME: implementation dependent based on the value of
1614        * FINISHME: GL_MAX_VERTEX_ATTRIBS.  GL_MAX_VERTEX_ATTRIBS must be
1615        * FINISHME: at least 16, so hardcode 16 for now.
1616        */
1617       if (!assign_attribute_locations(prog, 16)) {
1618          prog->LinkStatus = false;
1619          goto done;
1620       }
1621    }
1622
1623    unsigned prev;
1624    for (prev = 0; prev < MESA_SHADER_TYPES; prev++) {
1625       if (prog->_LinkedShaders[prev] != NULL)
1626          break;
1627    }
1628
1629    for (unsigned i = prev + 1; i < MESA_SHADER_TYPES; i++) {
1630       if (prog->_LinkedShaders[i] == NULL)
1631          continue;
1632
1633       assign_varying_locations(prog,
1634                                prog->_LinkedShaders[prev],
1635                                prog->_LinkedShaders[i]);
1636       prev = i;
1637    }
1638
1639    if (prog->_LinkedShaders[MESA_SHADER_VERTEX] != NULL) {
1640       demote_shader_inputs_and_outputs(prog->_LinkedShaders[MESA_SHADER_VERTEX],
1641                                        ir_var_out);
1642    }
1643
1644    if (prog->_LinkedShaders[MESA_SHADER_GEOMETRY] != NULL) {
1645       gl_shader *const sh = prog->_LinkedShaders[MESA_SHADER_GEOMETRY];
1646
1647       demote_shader_inputs_and_outputs(sh, ir_var_in);
1648       demote_shader_inputs_and_outputs(sh, ir_var_inout);
1649       demote_shader_inputs_and_outputs(sh, ir_var_out);
1650    }
1651
1652    if (prog->_LinkedShaders[MESA_SHADER_FRAGMENT] != NULL) {
1653       gl_shader *const sh = prog->_LinkedShaders[MESA_SHADER_FRAGMENT];
1654
1655       demote_shader_inputs_and_outputs(sh, ir_var_in);
1656    }
1657
1658    /* FINISHME: Assign fragment shader output locations. */
1659
1660 done:
1661    free(vert_shader_list);
1662
1663    for (unsigned i = 0; i < MESA_SHADER_TYPES; i++) {
1664       if (prog->_LinkedShaders[i] == NULL)
1665          continue;
1666
1667       /* Retain any live IR, but trash the rest. */
1668       reparent_ir(prog->_LinkedShaders[i]->ir, prog->_LinkedShaders[i]->ir);
1669    }
1670
1671    talloc_free(mem_ctx);
1672 }