linker: Set sizes for non-global arrays as well
[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 (existing->type->length == 0) {
360                      existing->type = var->type;
361                      existing->max_array_access =
362                         MAX2(existing->max_array_access,
363                              var->max_array_access);
364                   }
365                } else {
366                   linker_error_printf(prog, "%s `%s' declared as type "
367                                       "`%s' and type `%s'\n",
368                                       mode_string(var),
369                                       var->name, var->type->name,
370                                       existing->type->name);
371                   return false;
372                }
373             }
374
375             if (var->explicit_location) {
376                if (existing->explicit_location
377                    && (var->location != existing->location)) {
378                      linker_error_printf(prog, "explicit locations for %s "
379                                          "`%s' have differing values\n",
380                                          mode_string(var), var->name);
381                      return false;
382                }
383
384                existing->location = var->location;
385                existing->explicit_location = true;
386             }
387
388             /* FINISHME: Handle non-constant initializers.
389              */
390             if (var->constant_value != NULL) {
391                if (existing->constant_value != NULL) {
392                   if (!var->constant_value->has_value(existing->constant_value)) {
393                      linker_error_printf(prog, "initializers for %s "
394                                          "`%s' have differing values\n",
395                                          mode_string(var), var->name);
396                      return false;
397                   }
398                } else
399                   /* If the first-seen instance of a particular uniform did not
400                    * have an initializer but a later instance does, copy the
401                    * initializer to the version stored in the symbol table.
402                    */
403                   /* FINISHME: This is wrong.  The constant_value field should
404                    * FINISHME: not be modified!  Imagine a case where a shader
405                    * FINISHME: without an initializer is linked in two different
406                    * FINISHME: programs with shaders that have differing
407                    * FINISHME: initializers.  Linking with the first will
408                    * FINISHME: modify the shader, and linking with the second
409                    * FINISHME: will fail.
410                    */
411                   existing->constant_value =
412                      var->constant_value->clone(talloc_parent(existing), NULL);
413             }
414
415             if (existing->invariant != var->invariant) {
416                linker_error_printf(prog, "declarations for %s `%s' have "
417                                    "mismatching invariant qualifiers\n",
418                                    mode_string(var), var->name);
419                return false;
420             }
421             if (existing->centroid != var->centroid) {
422                linker_error_printf(prog, "declarations for %s `%s' have "
423                                    "mismatching centroid qualifiers\n",
424                                    mode_string(var), var->name);
425                return false;
426             }
427          } else
428             variables.add_variable(var);
429       }
430    }
431
432    return true;
433 }
434
435
436 /**
437  * Perform validation of uniforms used across multiple shader stages
438  */
439 bool
440 cross_validate_uniforms(struct gl_shader_program *prog)
441 {
442    return cross_validate_globals(prog, prog->_LinkedShaders,
443                                  MESA_SHADER_TYPES, true);
444 }
445
446
447 /**
448  * Validate that outputs from one stage match inputs of another
449  */
450 bool
451 cross_validate_outputs_to_inputs(struct gl_shader_program *prog,
452                                  gl_shader *producer, gl_shader *consumer)
453 {
454    glsl_symbol_table parameters;
455    /* FINISHME: Figure these out dynamically. */
456    const char *const producer_stage = "vertex";
457    const char *const consumer_stage = "fragment";
458
459    /* Find all shader outputs in the "producer" stage.
460     */
461    foreach_list(node, producer->ir) {
462       ir_variable *const var = ((ir_instruction *) node)->as_variable();
463
464       /* FINISHME: For geometry shaders, this should also look for inout
465        * FINISHME: variables.
466        */
467       if ((var == NULL) || (var->mode != ir_var_out))
468          continue;
469
470       parameters.add_variable(var);
471    }
472
473
474    /* Find all shader inputs in the "consumer" stage.  Any variables that have
475     * matching outputs already in the symbol table must have the same type and
476     * qualifiers.
477     */
478    foreach_list(node, consumer->ir) {
479       ir_variable *const input = ((ir_instruction *) node)->as_variable();
480
481       /* FINISHME: For geometry shaders, this should also look for inout
482        * FINISHME: variables.
483        */
484       if ((input == NULL) || (input->mode != ir_var_in))
485          continue;
486
487       ir_variable *const output = parameters.get_variable(input->name);
488       if (output != NULL) {
489          /* Check that the types match between stages.
490           */
491          if (input->type != output->type) {
492             /* There is a bit of a special case for gl_TexCoord.  This
493              * built-in is unsized by default.  Appliations that variable
494              * access it must redeclare it with a size.  There is some
495              * language in the GLSL spec that implies the fragment shader
496              * and vertex shader do not have to agree on this size.  Other
497              * driver behave this way, and one or two applications seem to
498              * rely on it.
499              *
500              * Neither declaration needs to be modified here because the array
501              * sizes are fixed later when update_array_sizes is called.
502              *
503              * From page 48 (page 54 of the PDF) of the GLSL 1.10 spec:
504              *
505              *     "Unlike user-defined varying variables, the built-in
506              *     varying variables don't have a strict one-to-one
507              *     correspondence between the vertex language and the
508              *     fragment language."
509              */
510             if (!output->type->is_array()
511                 || (strncmp("gl_", output->name, 3) != 0)) {
512                linker_error_printf(prog,
513                                    "%s shader output `%s' declared as "
514                                    "type `%s', but %s shader input declared "
515                                    "as type `%s'\n",
516                                    producer_stage, output->name,
517                                    output->type->name,
518                                    consumer_stage, input->type->name);
519                return false;
520             }
521          }
522
523          /* Check that all of the qualifiers match between stages.
524           */
525          if (input->centroid != output->centroid) {
526             linker_error_printf(prog,
527                                 "%s shader output `%s' %s centroid qualifier, "
528                                 "but %s shader input %s centroid qualifier\n",
529                                 producer_stage,
530                                 output->name,
531                                 (output->centroid) ? "has" : "lacks",
532                                 consumer_stage,
533                                 (input->centroid) ? "has" : "lacks");
534             return false;
535          }
536
537          if (input->invariant != output->invariant) {
538             linker_error_printf(prog,
539                                 "%s shader output `%s' %s invariant qualifier, "
540                                 "but %s shader input %s invariant qualifier\n",
541                                 producer_stage,
542                                 output->name,
543                                 (output->invariant) ? "has" : "lacks",
544                                 consumer_stage,
545                                 (input->invariant) ? "has" : "lacks");
546             return false;
547          }
548
549          if (input->interpolation != output->interpolation) {
550             linker_error_printf(prog,
551                                 "%s shader output `%s' specifies %s "
552                                 "interpolation qualifier, "
553                                 "but %s shader input specifies %s "
554                                 "interpolation qualifier\n",
555                                 producer_stage,
556                                 output->name,
557                                 output->interpolation_string(),
558                                 consumer_stage,
559                                 input->interpolation_string());
560             return false;
561          }
562       }
563    }
564
565    return true;
566 }
567
568
569 /**
570  * Populates a shaders symbol table with all global declarations
571  */
572 static void
573 populate_symbol_table(gl_shader *sh)
574 {
575    sh->symbols = new(sh) glsl_symbol_table;
576
577    foreach_list(node, sh->ir) {
578       ir_instruction *const inst = (ir_instruction *) node;
579       ir_variable *var;
580       ir_function *func;
581
582       if ((func = inst->as_function()) != NULL) {
583          sh->symbols->add_function(func);
584       } else if ((var = inst->as_variable()) != NULL) {
585          sh->symbols->add_variable(var);
586       }
587    }
588 }
589
590
591 /**
592  * Remap variables referenced in an instruction tree
593  *
594  * This is used when instruction trees are cloned from one shader and placed in
595  * another.  These trees will contain references to \c ir_variable nodes that
596  * do not exist in the target shader.  This function finds these \c ir_variable
597  * references and replaces the references with matching variables in the target
598  * shader.
599  *
600  * If there is no matching variable in the target shader, a clone of the
601  * \c ir_variable is made and added to the target shader.  The new variable is
602  * added to \b both the instruction stream and the symbol table.
603  *
604  * \param inst         IR tree that is to be processed.
605  * \param symbols      Symbol table containing global scope symbols in the
606  *                     linked shader.
607  * \param instructions Instruction stream where new variable declarations
608  *                     should be added.
609  */
610 void
611 remap_variables(ir_instruction *inst, struct gl_shader *target,
612                 hash_table *temps)
613 {
614    class remap_visitor : public ir_hierarchical_visitor {
615    public:
616          remap_visitor(struct gl_shader *target,
617                     hash_table *temps)
618       {
619          this->target = target;
620          this->symbols = target->symbols;
621          this->instructions = target->ir;
622          this->temps = temps;
623       }
624
625       virtual ir_visitor_status visit(ir_dereference_variable *ir)
626       {
627          if (ir->var->mode == ir_var_temporary) {
628             ir_variable *var = (ir_variable *) hash_table_find(temps, ir->var);
629
630             assert(var != NULL);
631             ir->var = var;
632             return visit_continue;
633          }
634
635          ir_variable *const existing =
636             this->symbols->get_variable(ir->var->name);
637          if (existing != NULL)
638             ir->var = existing;
639          else {
640             ir_variable *copy = ir->var->clone(this->target, NULL);
641
642             this->symbols->add_variable(copy);
643             this->instructions->push_head(copy);
644             ir->var = copy;
645          }
646
647          return visit_continue;
648       }
649
650    private:
651       struct gl_shader *target;
652       glsl_symbol_table *symbols;
653       exec_list *instructions;
654       hash_table *temps;
655    };
656
657    remap_visitor v(target, temps);
658
659    inst->accept(&v);
660 }
661
662
663 /**
664  * Move non-declarations from one instruction stream to another
665  *
666  * The intended usage pattern of this function is to pass the pointer to the
667  * head sentinel of a list (i.e., a pointer to the list cast to an \c exec_node
668  * pointer) for \c last and \c false for \c make_copies on the first
669  * call.  Successive calls pass the return value of the previous call for
670  * \c last and \c true for \c make_copies.
671  *
672  * \param instructions Source instruction stream
673  * \param last         Instruction after which new instructions should be
674  *                     inserted in the target instruction stream
675  * \param make_copies  Flag selecting whether instructions in \c instructions
676  *                     should be copied (via \c ir_instruction::clone) into the
677  *                     target list or moved.
678  *
679  * \return
680  * The new "last" instruction in the target instruction stream.  This pointer
681  * is suitable for use as the \c last parameter of a later call to this
682  * function.
683  */
684 exec_node *
685 move_non_declarations(exec_list *instructions, exec_node *last,
686                       bool make_copies, gl_shader *target)
687 {
688    hash_table *temps = NULL;
689
690    if (make_copies)
691       temps = hash_table_ctor(0, hash_table_pointer_hash,
692                               hash_table_pointer_compare);
693
694    foreach_list_safe(node, instructions) {
695       ir_instruction *inst = (ir_instruction *) node;
696
697       if (inst->as_function())
698          continue;
699
700       ir_variable *var = inst->as_variable();
701       if ((var != NULL) && (var->mode != ir_var_temporary))
702          continue;
703
704       assert(inst->as_assignment()
705              || ((var != NULL) && (var->mode == ir_var_temporary)));
706
707       if (make_copies) {
708          inst = inst->clone(target, NULL);
709
710          if (var != NULL)
711             hash_table_insert(temps, inst, var);
712          else
713             remap_variables(inst, target, temps);
714       } else {
715          inst->remove();
716       }
717
718       last->insert_after(inst);
719       last = inst;
720    }
721
722    if (make_copies)
723       hash_table_dtor(temps);
724
725    return last;
726 }
727
728 /**
729  * Get the function signature for main from a shader
730  */
731 static ir_function_signature *
732 get_main_function_signature(gl_shader *sh)
733 {
734    ir_function *const f = sh->symbols->get_function("main");
735    if (f != NULL) {
736       exec_list void_parameters;
737
738       /* Look for the 'void main()' signature and ensure that it's defined.
739        * This keeps the linker from accidentally pick a shader that just
740        * contains a prototype for main.
741        *
742        * We don't have to check for multiple definitions of main (in multiple
743        * shaders) because that would have already been caught above.
744        */
745       ir_function_signature *sig = f->matching_signature(&void_parameters);
746       if ((sig != NULL) && sig->is_defined) {
747          return sig;
748       }
749    }
750
751    return NULL;
752 }
753
754
755 /**
756  * Combine a group of shaders for a single stage to generate a linked shader
757  *
758  * \note
759  * If this function is supplied a single shader, it is cloned, and the new
760  * shader is returned.
761  */
762 static struct gl_shader *
763 link_intrastage_shaders(void *mem_ctx,
764                         struct gl_context *ctx,
765                         struct gl_shader_program *prog,
766                         struct gl_shader **shader_list,
767                         unsigned num_shaders)
768 {
769    /* Check that global variables defined in multiple shaders are consistent.
770     */
771    if (!cross_validate_globals(prog, shader_list, num_shaders, false))
772       return NULL;
773
774    /* Check that there is only a single definition of each function signature
775     * across all shaders.
776     */
777    for (unsigned i = 0; i < (num_shaders - 1); i++) {
778       foreach_list(node, shader_list[i]->ir) {
779          ir_function *const f = ((ir_instruction *) node)->as_function();
780
781          if (f == NULL)
782             continue;
783
784          for (unsigned j = i + 1; j < num_shaders; j++) {
785             ir_function *const other =
786                shader_list[j]->symbols->get_function(f->name);
787
788             /* If the other shader has no function (and therefore no function
789              * signatures) with the same name, skip to the next shader.
790              */
791             if (other == NULL)
792                continue;
793
794             foreach_iter (exec_list_iterator, iter, *f) {
795                ir_function_signature *sig =
796                   (ir_function_signature *) iter.get();
797
798                if (!sig->is_defined || sig->is_builtin)
799                   continue;
800
801                ir_function_signature *other_sig =
802                   other->exact_matching_signature(& sig->parameters);
803
804                if ((other_sig != NULL) && other_sig->is_defined
805                    && !other_sig->is_builtin) {
806                   linker_error_printf(prog,
807                                       "function `%s' is multiply defined",
808                                       f->name);
809                   return NULL;
810                }
811             }
812          }
813       }
814    }
815
816    /* Find the shader that defines main, and make a clone of it.
817     *
818     * Starting with the clone, search for undefined references.  If one is
819     * found, find the shader that defines it.  Clone the reference and add
820     * it to the shader.  Repeat until there are no undefined references or
821     * until a reference cannot be resolved.
822     */
823    gl_shader *main = NULL;
824    for (unsigned i = 0; i < num_shaders; i++) {
825       if (get_main_function_signature(shader_list[i]) != NULL) {
826          main = shader_list[i];
827          break;
828       }
829    }
830
831    if (main == NULL) {
832       linker_error_printf(prog, "%s shader lacks `main'\n",
833                           (shader_list[0]->Type == GL_VERTEX_SHADER)
834                           ? "vertex" : "fragment");
835       return NULL;
836    }
837
838    gl_shader *linked = ctx->Driver.NewShader(NULL, 0, main->Type);
839    linked->ir = new(linked) exec_list;
840    clone_ir_list(mem_ctx, linked->ir, main->ir);
841
842    populate_symbol_table(linked);
843
844    /* The a pointer to the main function in the final linked shader (i.e., the
845     * copy of the original shader that contained the main function).
846     */
847    ir_function_signature *const main_sig = get_main_function_signature(linked);
848
849    /* Move any instructions other than variable declarations or function
850     * declarations into main.
851     */
852    exec_node *insertion_point =
853       move_non_declarations(linked->ir, (exec_node *) &main_sig->body, false,
854                             linked);
855
856    for (unsigned i = 0; i < num_shaders; i++) {
857       if (shader_list[i] == main)
858          continue;
859
860       insertion_point = move_non_declarations(shader_list[i]->ir,
861                                               insertion_point, true, linked);
862    }
863
864    /* Resolve initializers for global variables in the linked shader.
865     */
866    unsigned num_linking_shaders = num_shaders;
867    for (unsigned i = 0; i < num_shaders; i++)
868       num_linking_shaders += shader_list[i]->num_builtins_to_link;
869
870    gl_shader **linking_shaders =
871       (gl_shader **) calloc(num_linking_shaders, sizeof(gl_shader *));
872
873    memcpy(linking_shaders, shader_list,
874           sizeof(linking_shaders[0]) * num_shaders);
875
876    unsigned idx = num_shaders;
877    for (unsigned i = 0; i < num_shaders; i++) {
878       memcpy(&linking_shaders[idx], shader_list[i]->builtins_to_link,
879              sizeof(linking_shaders[0]) * shader_list[i]->num_builtins_to_link);
880       idx += shader_list[i]->num_builtins_to_link;
881    }
882
883    assert(idx == num_linking_shaders);
884
885    if (!link_function_calls(prog, linked, linking_shaders,
886                             num_linking_shaders)) {
887       ctx->Driver.DeleteShader(ctx, linked);
888       linked = NULL;
889    }
890
891    free(linking_shaders);
892
893    /* Make a pass over all variable declarations to ensure that arrays with
894     * unspecified sizes have a size specified.  The size is inferred from the
895     * max_array_access field.
896     */
897    if (linked != NULL) {
898       class array_sizing_visitor : public ir_hierarchical_visitor {
899       public:
900          virtual ir_visitor_status visit(ir_variable *var)
901          {
902             if (var->type->is_array() && (var->type->length == 0)) {
903                const glsl_type *type =
904                   glsl_type::get_array_instance(var->type->fields.array,
905                                                 var->max_array_access);
906
907                assert(type != NULL);
908                var->type = type;
909             }
910
911             return visit_continue;
912          }
913       } v;
914
915       v.run(linked->ir);
916    }
917
918    return linked;
919 }
920
921
922 struct uniform_node {
923    exec_node link;
924    struct gl_uniform *u;
925    unsigned slots;
926 };
927
928 /**
929  * Update the sizes of linked shader uniform arrays to the maximum
930  * array index used.
931  *
932  * From page 81 (page 95 of the PDF) of the OpenGL 2.1 spec:
933  *
934  *     If one or more elements of an array are active,
935  *     GetActiveUniform will return the name of the array in name,
936  *     subject to the restrictions listed above. The type of the array
937  *     is returned in type. The size parameter contains the highest
938  *     array element index used, plus one. The compiler or linker
939  *     determines the highest index used.  There will be only one
940  *     active uniform reported by the GL per uniform array.
941
942  */
943 static void
944 update_array_sizes(struct gl_shader_program *prog)
945 {
946    for (unsigned i = 0; i < MESA_SHADER_TYPES; i++) {
947          if (prog->_LinkedShaders[i] == NULL)
948             continue;
949
950       foreach_list(node, prog->_LinkedShaders[i]->ir) {
951          ir_variable *const var = ((ir_instruction *) node)->as_variable();
952
953          if ((var == NULL) || (var->mode != ir_var_uniform &&
954                                var->mode != ir_var_in &&
955                                var->mode != ir_var_out) ||
956              !var->type->is_array())
957             continue;
958
959          unsigned int size = var->max_array_access;
960          for (unsigned j = 0; j < MESA_SHADER_TYPES; j++) {
961                if (prog->_LinkedShaders[j] == NULL)
962                   continue;
963
964             foreach_list(node2, prog->_LinkedShaders[j]->ir) {
965                ir_variable *other_var = ((ir_instruction *) node2)->as_variable();
966                if (!other_var)
967                   continue;
968
969                if (strcmp(var->name, other_var->name) == 0 &&
970                    other_var->max_array_access > size) {
971                   size = other_var->max_array_access;
972                }
973             }
974          }
975
976          if (size + 1 != var->type->fields.array->length) {
977             var->type = glsl_type::get_array_instance(var->type->fields.array,
978                                                       size + 1);
979             /* FINISHME: We should update the types of array
980              * dereferences of this variable now.
981              */
982          }
983       }
984    }
985 }
986
987 static void
988 add_uniform(void *mem_ctx, exec_list *uniforms, struct hash_table *ht,
989             const char *name, const glsl_type *type, GLenum shader_type,
990             unsigned *next_shader_pos, unsigned *total_uniforms)
991 {
992    if (type->is_record()) {
993       for (unsigned int i = 0; i < type->length; i++) {
994          const glsl_type *field_type = type->fields.structure[i].type;
995          char *field_name = talloc_asprintf(mem_ctx, "%s.%s", name,
996                                             type->fields.structure[i].name);
997
998          add_uniform(mem_ctx, uniforms, ht, field_name, field_type,
999                      shader_type, next_shader_pos, total_uniforms);
1000       }
1001    } else {
1002       uniform_node *n = (uniform_node *) hash_table_find(ht, name);
1003       unsigned int vec4_slots;
1004       const glsl_type *array_elem_type = NULL;
1005
1006       if (type->is_array()) {
1007          array_elem_type = type->fields.array;
1008          /* Array of structures. */
1009          if (array_elem_type->is_record()) {
1010             for (unsigned int i = 0; i < type->length; i++) {
1011                char *elem_name = talloc_asprintf(mem_ctx, "%s[%d]", name, i);
1012                add_uniform(mem_ctx, uniforms, ht, elem_name, array_elem_type,
1013                            shader_type, next_shader_pos, total_uniforms);
1014             }
1015             return;
1016          }
1017       }
1018
1019       /* Fix the storage size of samplers at 1 vec4 each. Be sure to pad out
1020        * vectors to vec4 slots.
1021        */
1022       if (type->is_array()) {
1023          if (array_elem_type->is_sampler())
1024             vec4_slots = type->length;
1025          else
1026             vec4_slots = type->length * array_elem_type->matrix_columns;
1027       } else if (type->is_sampler()) {
1028          vec4_slots = 1;
1029       } else {
1030          vec4_slots = type->matrix_columns;
1031       }
1032
1033       if (n == NULL) {
1034          n = (uniform_node *) calloc(1, sizeof(struct uniform_node));
1035          n->u = (gl_uniform *) calloc(1, sizeof(struct gl_uniform));
1036          n->slots = vec4_slots;
1037
1038          n->u->Name = strdup(name);
1039          n->u->Type = type;
1040          n->u->VertPos = -1;
1041          n->u->FragPos = -1;
1042          n->u->GeomPos = -1;
1043          (*total_uniforms)++;
1044
1045          hash_table_insert(ht, n, name);
1046          uniforms->push_tail(& n->link);
1047       }
1048
1049       switch (shader_type) {
1050       case GL_VERTEX_SHADER:
1051          n->u->VertPos = *next_shader_pos;
1052          break;
1053       case GL_FRAGMENT_SHADER:
1054          n->u->FragPos = *next_shader_pos;
1055          break;
1056       case GL_GEOMETRY_SHADER:
1057          n->u->GeomPos = *next_shader_pos;
1058          break;
1059       }
1060
1061       (*next_shader_pos) += vec4_slots;
1062    }
1063 }
1064
1065 void
1066 assign_uniform_locations(struct gl_shader_program *prog)
1067 {
1068    /* */
1069    exec_list uniforms;
1070    unsigned total_uniforms = 0;
1071    hash_table *ht = hash_table_ctor(32, hash_table_string_hash,
1072                                     hash_table_string_compare);
1073    void *mem_ctx = talloc_new(NULL);
1074
1075    for (unsigned i = 0; i < MESA_SHADER_TYPES; i++) {
1076       if (prog->_LinkedShaders[i] == NULL)
1077          continue;
1078
1079       unsigned next_position = 0;
1080
1081       foreach_list(node, prog->_LinkedShaders[i]->ir) {
1082          ir_variable *const var = ((ir_instruction *) node)->as_variable();
1083
1084          if ((var == NULL) || (var->mode != ir_var_uniform))
1085             continue;
1086
1087          if (strncmp(var->name, "gl_", 3) == 0) {
1088             /* At the moment, we don't allocate uniform locations for
1089              * builtin uniforms.  It's permitted by spec, and we'll
1090              * likely switch to doing that at some point, but not yet.
1091              */
1092             continue;
1093          }
1094
1095          var->location = next_position;
1096          add_uniform(mem_ctx, &uniforms, ht, var->name, var->type,
1097                      prog->_LinkedShaders[i]->Type,
1098                      &next_position, &total_uniforms);
1099       }
1100    }
1101
1102    talloc_free(mem_ctx);
1103
1104    gl_uniform_list *ul = (gl_uniform_list *)
1105       calloc(1, sizeof(gl_uniform_list));
1106
1107    ul->Size = total_uniforms;
1108    ul->NumUniforms = total_uniforms;
1109    ul->Uniforms = (gl_uniform *) calloc(total_uniforms, sizeof(gl_uniform));
1110
1111    unsigned idx = 0;
1112    uniform_node *next;
1113    for (uniform_node *node = (uniform_node *) uniforms.head
1114            ; node->link.next != NULL
1115            ; node = next) {
1116       next = (uniform_node *) node->link.next;
1117
1118       node->link.remove();
1119       memcpy(&ul->Uniforms[idx], node->u, sizeof(gl_uniform));
1120       idx++;
1121
1122       free(node->u);
1123       free(node);
1124    }
1125
1126    hash_table_dtor(ht);
1127
1128    prog->Uniforms = ul;
1129 }
1130
1131
1132 /**
1133  * Find a contiguous set of available bits in a bitmask
1134  *
1135  * \param used_mask     Bits representing used (1) and unused (0) locations
1136  * \param needed_count  Number of contiguous bits needed.
1137  *
1138  * \return
1139  * Base location of the available bits on success or -1 on failure.
1140  */
1141 int
1142 find_available_slots(unsigned used_mask, unsigned needed_count)
1143 {
1144    unsigned needed_mask = (1 << needed_count) - 1;
1145    const int max_bit_to_test = (8 * sizeof(used_mask)) - needed_count;
1146
1147    /* The comparison to 32 is redundant, but without it GCC emits "warning:
1148     * cannot optimize possibly infinite loops" for the loop below.
1149     */
1150    if ((needed_count == 0) || (max_bit_to_test < 0) || (max_bit_to_test > 32))
1151       return -1;
1152
1153    for (int i = 0; i <= max_bit_to_test; i++) {
1154       if ((needed_mask & ~used_mask) == needed_mask)
1155          return i;
1156
1157       needed_mask <<= 1;
1158    }
1159
1160    return -1;
1161 }
1162
1163
1164 bool
1165 assign_attribute_locations(gl_shader_program *prog, unsigned max_attribute_index)
1166 {
1167    /* Mark invalid attribute locations as being used.
1168     */
1169    unsigned used_locations = (max_attribute_index >= 32)
1170       ? ~0 : ~((1 << max_attribute_index) - 1);
1171
1172    gl_shader *const sh = prog->_LinkedShaders[0];
1173    assert(sh->Type == GL_VERTEX_SHADER);
1174
1175    /* Operate in a total of four passes.
1176     *
1177     * 1. Invalidate the location assignments for all vertex shader inputs.
1178     *
1179     * 2. Assign locations for inputs that have user-defined (via
1180     *    glBindVertexAttribLocation) locatoins.
1181     *
1182     * 3. Sort the attributes without assigned locations by number of slots
1183     *    required in decreasing order.  Fragmentation caused by attribute
1184     *    locations assigned by the application may prevent large attributes
1185     *    from having enough contiguous space.
1186     *
1187     * 4. Assign locations to any inputs without assigned locations.
1188     */
1189
1190    invalidate_variable_locations(sh, ir_var_in, VERT_ATTRIB_GENERIC0);
1191
1192    if (prog->Attributes != NULL) {
1193       for (unsigned i = 0; i < prog->Attributes->NumParameters; i++) {
1194          ir_variable *const var =
1195             sh->symbols->get_variable(prog->Attributes->Parameters[i].Name);
1196
1197          /* Note: attributes that occupy multiple slots, such as arrays or
1198           * matrices, may appear in the attrib array multiple times.
1199           */
1200          if ((var == NULL) || (var->location != -1))
1201             continue;
1202
1203          /* From page 61 of the OpenGL 4.0 spec:
1204           *
1205           *     "LinkProgram will fail if the attribute bindings assigned by
1206           *     BindAttribLocation do not leave not enough space to assign a
1207           *     location for an active matrix attribute or an active attribute
1208           *     array, both of which require multiple contiguous generic
1209           *     attributes."
1210           *
1211           * Previous versions of the spec contain similar language but omit the
1212           * bit about attribute arrays.
1213           *
1214           * Page 61 of the OpenGL 4.0 spec also says:
1215           *
1216           *     "It is possible for an application to bind more than one
1217           *     attribute name to the same location. This is referred to as
1218           *     aliasing. This will only work if only one of the aliased
1219           *     attributes is active in the executable program, or if no path
1220           *     through the shader consumes more than one attribute of a set
1221           *     of attributes aliased to the same location. A link error can
1222           *     occur if the linker determines that every path through the
1223           *     shader consumes multiple aliased attributes, but
1224           *     implementations are not required to generate an error in this
1225           *     case."
1226           *
1227           * These two paragraphs are either somewhat contradictory, or I don't
1228           * fully understand one or both of them.
1229           */
1230          /* FINISHME: The code as currently written does not support attribute
1231           * FINISHME: location aliasing (see comment above).
1232           */
1233          const int attr = prog->Attributes->Parameters[i].StateIndexes[0];
1234          const unsigned slots = count_attribute_slots(var->type);
1235
1236          /* Mask representing the contiguous slots that will be used by this
1237           * attribute.
1238           */
1239          const unsigned use_mask = (1 << slots) - 1;
1240
1241          /* Generate a link error if the set of bits requested for this
1242           * attribute overlaps any previously allocated bits.
1243           */
1244          if ((~(use_mask << attr) & used_locations) != used_locations) {
1245             linker_error_printf(prog,
1246                                 "insufficient contiguous attribute locations "
1247                                 "available for vertex shader input `%s'",
1248                                 var->name);
1249             return false;
1250          }
1251
1252          var->location = VERT_ATTRIB_GENERIC0 + attr;
1253          used_locations |= (use_mask << attr);
1254       }
1255    }
1256
1257    /* Temporary storage for the set of attributes that need locations assigned.
1258     */
1259    struct temp_attr {
1260       unsigned slots;
1261       ir_variable *var;
1262
1263       /* Used below in the call to qsort. */
1264       static int compare(const void *a, const void *b)
1265       {
1266          const temp_attr *const l = (const temp_attr *) a;
1267          const temp_attr *const r = (const temp_attr *) b;
1268
1269          /* Reversed because we want a descending order sort below. */
1270          return r->slots - l->slots;
1271       }
1272    } to_assign[16];
1273
1274    unsigned num_attr = 0;
1275
1276    foreach_list(node, sh->ir) {
1277       ir_variable *const var = ((ir_instruction *) node)->as_variable();
1278
1279       if ((var == NULL) || (var->mode != ir_var_in))
1280          continue;
1281
1282       if (var->explicit_location) {
1283          const unsigned slots = count_attribute_slots(var->type);
1284          const unsigned use_mask = (1 << slots) - 1;
1285          const int attr = var->location - VERT_ATTRIB_GENERIC0;
1286
1287          if ((var->location >= (int)(max_attribute_index + VERT_ATTRIB_GENERIC0))
1288              || (var->location < 0)) {
1289             linker_error_printf(prog,
1290                                 "invalid explicit location %d specified for "
1291                                 "`%s'\n",
1292                                 (var->location < 0) ? var->location : attr,
1293                                 var->name);
1294             return false;
1295          } else if (var->location >= VERT_ATTRIB_GENERIC0) {
1296             used_locations |= (use_mask << attr);
1297          }
1298       }
1299
1300       /* The location was explicitly assigned, nothing to do here.
1301        */
1302       if (var->location != -1)
1303          continue;
1304
1305       to_assign[num_attr].slots = count_attribute_slots(var->type);
1306       to_assign[num_attr].var = var;
1307       num_attr++;
1308    }
1309
1310    /* If all of the attributes were assigned locations by the application (or
1311     * are built-in attributes with fixed locations), return early.  This should
1312     * be the common case.
1313     */
1314    if (num_attr == 0)
1315       return true;
1316
1317    qsort(to_assign, num_attr, sizeof(to_assign[0]), temp_attr::compare);
1318
1319    /* VERT_ATTRIB_GENERIC0 is a psdueo-alias for VERT_ATTRIB_POS.  It can only
1320     * be explicitly assigned by via glBindAttribLocation.  Mark it as reserved
1321     * to prevent it from being automatically allocated below.
1322     */
1323    find_deref_visitor find("gl_Vertex");
1324    find.run(sh->ir);
1325    if (find.variable_found())
1326       used_locations |= (1 << 0);
1327
1328    for (unsigned i = 0; i < num_attr; i++) {
1329       /* Mask representing the contiguous slots that will be used by this
1330        * attribute.
1331        */
1332       const unsigned use_mask = (1 << to_assign[i].slots) - 1;
1333
1334       int location = find_available_slots(used_locations, to_assign[i].slots);
1335
1336       if (location < 0) {
1337          linker_error_printf(prog,
1338                              "insufficient contiguous attribute locations "
1339                              "available for vertex shader input `%s'",
1340                              to_assign[i].var->name);
1341          return false;
1342       }
1343
1344       to_assign[i].var->location = VERT_ATTRIB_GENERIC0 + location;
1345       used_locations |= (use_mask << location);
1346    }
1347
1348    return true;
1349 }
1350
1351
1352 /**
1353  * Demote shader inputs and outputs that are not used in other stages
1354  */
1355 void
1356 demote_shader_inputs_and_outputs(gl_shader *sh, enum ir_variable_mode mode)
1357 {
1358    foreach_list(node, sh->ir) {
1359       ir_variable *const var = ((ir_instruction *) node)->as_variable();
1360
1361       if ((var == NULL) || (var->mode != int(mode)))
1362          continue;
1363
1364       /* A shader 'in' or 'out' variable is only really an input or output if
1365        * its value is used by other shader stages.  This will cause the variable
1366        * to have a location assigned.
1367        */
1368       if (var->location == -1) {
1369          var->mode = ir_var_auto;
1370       }
1371    }
1372 }
1373
1374
1375 void
1376 assign_varying_locations(struct gl_shader_program *prog,
1377                          gl_shader *producer, gl_shader *consumer)
1378 {
1379    /* FINISHME: Set dynamically when geometry shader support is added. */
1380    unsigned output_index = VERT_RESULT_VAR0;
1381    unsigned input_index = FRAG_ATTRIB_VAR0;
1382
1383    /* Operate in a total of three passes.
1384     *
1385     * 1. Assign locations for any matching inputs and outputs.
1386     *
1387     * 2. Mark output variables in the producer that do not have locations as
1388     *    not being outputs.  This lets the optimizer eliminate them.
1389     *
1390     * 3. Mark input variables in the consumer that do not have locations as
1391     *    not being inputs.  This lets the optimizer eliminate them.
1392     */
1393
1394    invalidate_variable_locations(producer, ir_var_out, VERT_RESULT_VAR0);
1395    invalidate_variable_locations(consumer, ir_var_in, FRAG_ATTRIB_VAR0);
1396
1397    foreach_list(node, producer->ir) {
1398       ir_variable *const output_var = ((ir_instruction *) node)->as_variable();
1399
1400       if ((output_var == NULL) || (output_var->mode != ir_var_out)
1401           || (output_var->location != -1))
1402          continue;
1403
1404       ir_variable *const input_var =
1405          consumer->symbols->get_variable(output_var->name);
1406
1407       if ((input_var == NULL) || (input_var->mode != ir_var_in))
1408          continue;
1409
1410       assert(input_var->location == -1);
1411
1412       output_var->location = output_index;
1413       input_var->location = input_index;
1414
1415       /* FINISHME: Support for "varying" records in GLSL 1.50. */
1416       assert(!output_var->type->is_record());
1417
1418       if (output_var->type->is_array()) {
1419          const unsigned slots = output_var->type->length
1420             * output_var->type->fields.array->matrix_columns;
1421
1422          output_index += slots;
1423          input_index += slots;
1424       } else {
1425          const unsigned slots = output_var->type->matrix_columns;
1426
1427          output_index += slots;
1428          input_index += slots;
1429       }
1430    }
1431
1432    foreach_list(node, consumer->ir) {
1433       ir_variable *const var = ((ir_instruction *) node)->as_variable();
1434
1435       if ((var == NULL) || (var->mode != ir_var_in))
1436          continue;
1437
1438       if (var->location == -1) {
1439          if (prog->Version <= 120) {
1440             /* On page 25 (page 31 of the PDF) of the GLSL 1.20 spec:
1441              *
1442              *     Only those varying variables used (i.e. read) in
1443              *     the fragment shader executable must be written to
1444              *     by the vertex shader executable; declaring
1445              *     superfluous varying variables in a vertex shader is
1446              *     permissible.
1447              *
1448              * We interpret this text as meaning that the VS must
1449              * write the variable for the FS to read it.  See
1450              * "glsl1-varying read but not written" in piglit.
1451              */
1452
1453             linker_error_printf(prog, "fragment shader varying %s not written "
1454                                 "by vertex shader\n.", var->name);
1455             prog->LinkStatus = false;
1456          }
1457
1458          /* An 'in' variable is only really a shader input if its
1459           * value is written by the previous stage.
1460           */
1461          var->mode = ir_var_auto;
1462       }
1463    }
1464 }
1465
1466
1467 void
1468 link_shaders(struct gl_context *ctx, struct gl_shader_program *prog)
1469 {
1470    void *mem_ctx = talloc_init("temporary linker context");
1471
1472    prog->LinkStatus = false;
1473    prog->Validated = false;
1474    prog->_Used = false;
1475
1476    if (prog->InfoLog != NULL)
1477       talloc_free(prog->InfoLog);
1478
1479    prog->InfoLog = talloc_strdup(NULL, "");
1480
1481    /* Separate the shaders into groups based on their type.
1482     */
1483    struct gl_shader **vert_shader_list;
1484    unsigned num_vert_shaders = 0;
1485    struct gl_shader **frag_shader_list;
1486    unsigned num_frag_shaders = 0;
1487
1488    vert_shader_list = (struct gl_shader **)
1489       calloc(2 * prog->NumShaders, sizeof(struct gl_shader *));
1490    frag_shader_list =  &vert_shader_list[prog->NumShaders];
1491
1492    unsigned min_version = UINT_MAX;
1493    unsigned max_version = 0;
1494    for (unsigned i = 0; i < prog->NumShaders; i++) {
1495       min_version = MIN2(min_version, prog->Shaders[i]->Version);
1496       max_version = MAX2(max_version, prog->Shaders[i]->Version);
1497
1498       switch (prog->Shaders[i]->Type) {
1499       case GL_VERTEX_SHADER:
1500          vert_shader_list[num_vert_shaders] = prog->Shaders[i];
1501          num_vert_shaders++;
1502          break;
1503       case GL_FRAGMENT_SHADER:
1504          frag_shader_list[num_frag_shaders] = prog->Shaders[i];
1505          num_frag_shaders++;
1506          break;
1507       case GL_GEOMETRY_SHADER:
1508          /* FINISHME: Support geometry shaders. */
1509          assert(prog->Shaders[i]->Type != GL_GEOMETRY_SHADER);
1510          break;
1511       }
1512    }
1513
1514    /* Previous to GLSL version 1.30, different compilation units could mix and
1515     * match shading language versions.  With GLSL 1.30 and later, the versions
1516     * of all shaders must match.
1517     */
1518    assert(min_version >= 100);
1519    assert(max_version <= 130);
1520    if ((max_version >= 130 || min_version == 100)
1521        && min_version != max_version) {
1522       linker_error_printf(prog, "all shaders must use same shading "
1523                           "language version\n");
1524       goto done;
1525    }
1526
1527    prog->Version = max_version;
1528
1529    for (unsigned int i = 0; i < MESA_SHADER_TYPES; i++) {
1530       if (prog->_LinkedShaders[i] != NULL)
1531          ctx->Driver.DeleteShader(ctx, prog->_LinkedShaders[i]);
1532
1533       prog->_LinkedShaders[i] = NULL;
1534    }
1535
1536    /* Link all shaders for a particular stage and validate the result.
1537     */
1538    if (num_vert_shaders > 0) {
1539       gl_shader *const sh =
1540          link_intrastage_shaders(mem_ctx, ctx, prog, vert_shader_list,
1541                                  num_vert_shaders);
1542
1543       if (sh == NULL)
1544          goto done;
1545
1546       if (!validate_vertex_shader_executable(prog, sh))
1547          goto done;
1548
1549       _mesa_reference_shader(ctx, &prog->_LinkedShaders[MESA_SHADER_VERTEX],
1550                              sh);
1551    }
1552
1553    if (num_frag_shaders > 0) {
1554       gl_shader *const sh =
1555          link_intrastage_shaders(mem_ctx, ctx, prog, frag_shader_list,
1556                                  num_frag_shaders);
1557
1558       if (sh == NULL)
1559          goto done;
1560
1561       if (!validate_fragment_shader_executable(prog, sh))
1562          goto done;
1563
1564       _mesa_reference_shader(ctx, &prog->_LinkedShaders[MESA_SHADER_FRAGMENT],
1565                              sh);
1566    }
1567
1568    /* Here begins the inter-stage linking phase.  Some initial validation is
1569     * performed, then locations are assigned for uniforms, attributes, and
1570     * varyings.
1571     */
1572    if (cross_validate_uniforms(prog)) {
1573       unsigned prev;
1574
1575       for (prev = 0; prev < MESA_SHADER_TYPES; prev++) {
1576          if (prog->_LinkedShaders[prev] != NULL)
1577             break;
1578       }
1579
1580       /* Validate the inputs of each stage with the output of the preceeding
1581        * stage.
1582        */
1583       for (unsigned i = prev + 1; i < MESA_SHADER_TYPES; i++) {
1584          if (prog->_LinkedShaders[i] == NULL)
1585             continue;
1586
1587          if (!cross_validate_outputs_to_inputs(prog,
1588                                                prog->_LinkedShaders[prev],
1589                                                prog->_LinkedShaders[i]))
1590             goto done;
1591
1592          prev = i;
1593       }
1594
1595       prog->LinkStatus = true;
1596    }
1597
1598    /* Do common optimization before assigning storage for attributes,
1599     * uniforms, and varyings.  Later optimization could possibly make
1600     * some of that unused.
1601     */
1602    for (unsigned i = 0; i < MESA_SHADER_TYPES; i++) {
1603       if (prog->_LinkedShaders[i] == NULL)
1604          continue;
1605
1606       while (do_common_optimization(prog->_LinkedShaders[i]->ir, true, 32))
1607          ;
1608    }
1609
1610    update_array_sizes(prog);
1611
1612    assign_uniform_locations(prog);
1613
1614    if (prog->_LinkedShaders[MESA_SHADER_VERTEX] != NULL) {
1615       /* FINISHME: The value of the max_attribute_index parameter is
1616        * FINISHME: implementation dependent based on the value of
1617        * FINISHME: GL_MAX_VERTEX_ATTRIBS.  GL_MAX_VERTEX_ATTRIBS must be
1618        * FINISHME: at least 16, so hardcode 16 for now.
1619        */
1620       if (!assign_attribute_locations(prog, 16)) {
1621          prog->LinkStatus = false;
1622          goto done;
1623       }
1624    }
1625
1626    unsigned prev;
1627    for (prev = 0; prev < MESA_SHADER_TYPES; prev++) {
1628       if (prog->_LinkedShaders[prev] != NULL)
1629          break;
1630    }
1631
1632    for (unsigned i = prev + 1; i < MESA_SHADER_TYPES; i++) {
1633       if (prog->_LinkedShaders[i] == NULL)
1634          continue;
1635
1636       assign_varying_locations(prog,
1637                                prog->_LinkedShaders[prev],
1638                                prog->_LinkedShaders[i]);
1639       prev = i;
1640    }
1641
1642    if (prog->_LinkedShaders[MESA_SHADER_VERTEX] != NULL) {
1643       demote_shader_inputs_and_outputs(prog->_LinkedShaders[MESA_SHADER_VERTEX],
1644                                        ir_var_out);
1645    }
1646
1647    if (prog->_LinkedShaders[MESA_SHADER_GEOMETRY] != NULL) {
1648       gl_shader *const sh = prog->_LinkedShaders[MESA_SHADER_GEOMETRY];
1649
1650       demote_shader_inputs_and_outputs(sh, ir_var_in);
1651       demote_shader_inputs_and_outputs(sh, ir_var_inout);
1652       demote_shader_inputs_and_outputs(sh, ir_var_out);
1653    }
1654
1655    if (prog->_LinkedShaders[MESA_SHADER_FRAGMENT] != NULL) {
1656       gl_shader *const sh = prog->_LinkedShaders[MESA_SHADER_FRAGMENT];
1657
1658       demote_shader_inputs_and_outputs(sh, ir_var_in);
1659    }
1660
1661    /* FINISHME: Assign fragment shader output locations. */
1662
1663 done:
1664    free(vert_shader_list);
1665
1666    for (unsigned i = 0; i < MESA_SHADER_TYPES; i++) {
1667       if (prog->_LinkedShaders[i] == NULL)
1668          continue;
1669
1670       /* Retain any live IR, but trash the rest. */
1671       reparent_ir(prog->_LinkedShaders[i]->ir, prog->_LinkedShaders[i]->ir);
1672    }
1673
1674    talloc_free(mem_ctx);
1675 }