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