mesa: allocate transform_feedback_info::Outputs array dynamically
[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
67 #include "main/core.h"
68 #include "glsl_symbol_table.h"
69 #include "ir.h"
70 #include "program.h"
71 #include "program/hash_table.h"
72 #include "linker.h"
73 #include "ir_optimization.h"
74
75 extern "C" {
76 #include "main/shaderobj.h"
77 }
78
79 /**
80  * Visitor that determines whether or not a variable is ever written.
81  */
82 class find_assignment_visitor : public ir_hierarchical_visitor {
83 public:
84    find_assignment_visitor(const char *name)
85       : name(name), found(false)
86    {
87       /* empty */
88    }
89
90    virtual ir_visitor_status visit_enter(ir_assignment *ir)
91    {
92       ir_variable *const var = ir->lhs->variable_referenced();
93
94       if (strcmp(name, var->name) == 0) {
95          found = true;
96          return visit_stop;
97       }
98
99       return visit_continue_with_parent;
100    }
101
102    virtual ir_visitor_status visit_enter(ir_call *ir)
103    {
104       exec_list_iterator sig_iter = ir->get_callee()->parameters.iterator();
105       foreach_iter(exec_list_iterator, iter, *ir) {
106          ir_rvalue *param_rval = (ir_rvalue *)iter.get();
107          ir_variable *sig_param = (ir_variable *)sig_iter.get();
108
109          if (sig_param->mode == ir_var_out ||
110              sig_param->mode == ir_var_inout) {
111             ir_variable *var = param_rval->variable_referenced();
112             if (var && strcmp(name, var->name) == 0) {
113                found = true;
114                return visit_stop;
115             }
116          }
117          sig_iter.next();
118       }
119
120       return visit_continue_with_parent;
121    }
122
123    bool variable_found()
124    {
125       return found;
126    }
127
128 private:
129    const char *name;       /**< Find writes to a variable with this name. */
130    bool found;             /**< Was a write to the variable found? */
131 };
132
133
134 /**
135  * Visitor that determines whether or not a variable is ever read.
136  */
137 class find_deref_visitor : public ir_hierarchical_visitor {
138 public:
139    find_deref_visitor(const char *name)
140       : name(name), found(false)
141    {
142       /* empty */
143    }
144
145    virtual ir_visitor_status visit(ir_dereference_variable *ir)
146    {
147       if (strcmp(this->name, ir->var->name) == 0) {
148          this->found = true;
149          return visit_stop;
150       }
151
152       return visit_continue;
153    }
154
155    bool variable_found() const
156    {
157       return this->found;
158    }
159
160 private:
161    const char *name;       /**< Find writes to a variable with this name. */
162    bool found;             /**< Was a write to the variable found? */
163 };
164
165
166 void
167 linker_error(gl_shader_program *prog, const char *fmt, ...)
168 {
169    va_list ap;
170
171    ralloc_strcat(&prog->InfoLog, "error: ");
172    va_start(ap, fmt);
173    ralloc_vasprintf_append(&prog->InfoLog, fmt, ap);
174    va_end(ap);
175
176    prog->LinkStatus = false;
177 }
178
179
180 void
181 linker_warning(gl_shader_program *prog, const char *fmt, ...)
182 {
183    va_list ap;
184
185    ralloc_strcat(&prog->InfoLog, "error: ");
186    va_start(ap, fmt);
187    ralloc_vasprintf_append(&prog->InfoLog, fmt, ap);
188    va_end(ap);
189
190 }
191
192
193 void
194 link_invalidate_variable_locations(gl_shader *sh, enum ir_variable_mode mode,
195                                    int generic_base)
196 {
197    foreach_list(node, sh->ir) {
198       ir_variable *const var = ((ir_instruction *) node)->as_variable();
199
200       if ((var == NULL) || (var->mode != (unsigned) mode))
201          continue;
202
203       /* Only assign locations for generic attributes / varyings / etc.
204        */
205       if ((var->location >= generic_base) && !var->explicit_location)
206           var->location = -1;
207    }
208 }
209
210
211 /**
212  * Determine the number of attribute slots required for a particular type
213  *
214  * This code is here because it implements the language rules of a specific
215  * GLSL version.  Since it's a property of the language and not a property of
216  * types in general, it doesn't really belong in glsl_type.
217  */
218 unsigned
219 count_attribute_slots(const glsl_type *t)
220 {
221    /* From page 31 (page 37 of the PDF) of the GLSL 1.50 spec:
222     *
223     *     "A scalar input counts the same amount against this limit as a vec4,
224     *     so applications may want to consider packing groups of four
225     *     unrelated float inputs together into a vector to better utilize the
226     *     capabilities of the underlying hardware. A matrix input will use up
227     *     multiple locations.  The number of locations used will equal the
228     *     number of columns in the matrix."
229     *
230     * The spec does not explicitly say how arrays are counted.  However, it
231     * should be safe to assume the total number of slots consumed by an array
232     * is the number of entries in the array multiplied by the number of slots
233     * consumed by a single element of the array.
234     */
235
236    if (t->is_array())
237       return t->array_size() * count_attribute_slots(t->element_type());
238
239    if (t->is_matrix())
240       return t->matrix_columns;
241
242    return 1;
243 }
244
245
246 /**
247  * Verify that a vertex shader executable meets all semantic requirements.
248  *
249  * Also sets prog->Vert.UsesClipDistance and prog->Vert.ClipDistanceArraySize
250  * as a side effect.
251  *
252  * \param shader  Vertex shader executable to be verified
253  */
254 bool
255 validate_vertex_shader_executable(struct gl_shader_program *prog,
256                                   struct gl_shader *shader)
257 {
258    if (shader == NULL)
259       return true;
260
261    find_assignment_visitor find("gl_Position");
262    find.run(shader->ir);
263    if (!find.variable_found()) {
264       linker_error(prog, "vertex shader does not write to `gl_Position'\n");
265       return false;
266    }
267
268    prog->Vert.ClipDistanceArraySize = 0;
269
270    if (prog->Version >= 130) {
271       /* From section 7.1 (Vertex Shader Special Variables) of the
272        * GLSL 1.30 spec:
273        *
274        *   "It is an error for a shader to statically write both
275        *   gl_ClipVertex and gl_ClipDistance."
276        */
277       find_assignment_visitor clip_vertex("gl_ClipVertex");
278       find_assignment_visitor clip_distance("gl_ClipDistance");
279
280       clip_vertex.run(shader->ir);
281       clip_distance.run(shader->ir);
282       if (clip_vertex.variable_found() && clip_distance.variable_found()) {
283          linker_error(prog, "vertex shader writes to both `gl_ClipVertex' "
284                       "and `gl_ClipDistance'\n");
285          return false;
286       }
287       prog->Vert.UsesClipDistance = clip_distance.variable_found();
288       ir_variable *clip_distance_var =
289          shader->symbols->get_variable("gl_ClipDistance");
290       if (clip_distance_var)
291          prog->Vert.ClipDistanceArraySize = clip_distance_var->type->length;
292    }
293
294    return true;
295 }
296
297
298 /**
299  * Verify that a fragment shader executable meets all semantic requirements
300  *
301  * \param shader  Fragment shader executable to be verified
302  */
303 bool
304 validate_fragment_shader_executable(struct gl_shader_program *prog,
305                                     struct gl_shader *shader)
306 {
307    if (shader == NULL)
308       return true;
309
310    find_assignment_visitor frag_color("gl_FragColor");
311    find_assignment_visitor frag_data("gl_FragData");
312
313    frag_color.run(shader->ir);
314    frag_data.run(shader->ir);
315
316    if (frag_color.variable_found() && frag_data.variable_found()) {
317       linker_error(prog,  "fragment shader writes to both "
318                    "`gl_FragColor' and `gl_FragData'\n");
319       return false;
320    }
321
322    return true;
323 }
324
325
326 /**
327  * Generate a string describing the mode of a variable
328  */
329 static const char *
330 mode_string(const ir_variable *var)
331 {
332    switch (var->mode) {
333    case ir_var_auto:
334       return (var->read_only) ? "global constant" : "global variable";
335
336    case ir_var_uniform: return "uniform";
337    case ir_var_in:      return "shader input";
338    case ir_var_out:     return "shader output";
339    case ir_var_inout:   return "shader inout";
340
341    case ir_var_const_in:
342    case ir_var_temporary:
343    default:
344       assert(!"Should not get here.");
345       return "invalid variable";
346    }
347 }
348
349
350 /**
351  * Perform validation of global variables used across multiple shaders
352  */
353 bool
354 cross_validate_globals(struct gl_shader_program *prog,
355                        struct gl_shader **shader_list,
356                        unsigned num_shaders,
357                        bool uniforms_only)
358 {
359    /* Examine all of the uniforms in all of the shaders and cross validate
360     * them.
361     */
362    glsl_symbol_table variables;
363    for (unsigned i = 0; i < num_shaders; i++) {
364       if (shader_list[i] == NULL)
365          continue;
366
367       foreach_list(node, shader_list[i]->ir) {
368          ir_variable *const var = ((ir_instruction *) node)->as_variable();
369
370          if (var == NULL)
371             continue;
372
373          if (uniforms_only && (var->mode != ir_var_uniform))
374             continue;
375
376          /* Don't cross validate temporaries that are at global scope.  These
377           * will eventually get pulled into the shaders 'main'.
378           */
379          if (var->mode == ir_var_temporary)
380             continue;
381
382          /* If a global with this name has already been seen, verify that the
383           * new instance has the same type.  In addition, if the globals have
384           * initializers, the values of the initializers must be the same.
385           */
386          ir_variable *const existing = variables.get_variable(var->name);
387          if (existing != NULL) {
388             if (var->type != existing->type) {
389                /* Consider the types to be "the same" if both types are arrays
390                 * of the same type and one of the arrays is implicitly sized.
391                 * In addition, set the type of the linked variable to the
392                 * explicitly sized array.
393                 */
394                if (var->type->is_array()
395                    && existing->type->is_array()
396                    && (var->type->fields.array == existing->type->fields.array)
397                    && ((var->type->length == 0)
398                        || (existing->type->length == 0))) {
399                   if (var->type->length != 0) {
400                      existing->type = var->type;
401                   }
402                } else {
403                   linker_error(prog, "%s `%s' declared as type "
404                                "`%s' and type `%s'\n",
405                                mode_string(var),
406                                var->name, var->type->name,
407                                existing->type->name);
408                   return false;
409                }
410             }
411
412             if (var->explicit_location) {
413                if (existing->explicit_location
414                    && (var->location != existing->location)) {
415                      linker_error(prog, "explicit locations for %s "
416                                   "`%s' have differing values\n",
417                                   mode_string(var), var->name);
418                      return false;
419                }
420
421                existing->location = var->location;
422                existing->explicit_location = true;
423             }
424
425             /* Validate layout qualifiers for gl_FragDepth.
426              *
427              * From the AMD/ARB_conservative_depth specs:
428              *
429              *    "If gl_FragDepth is redeclared in any fragment shader in a
430              *    program, it must be redeclared in all fragment shaders in
431              *    that program that have static assignments to
432              *    gl_FragDepth. All redeclarations of gl_FragDepth in all
433              *    fragment shaders in a single program must have the same set
434              *    of qualifiers."
435              */
436             if (strcmp(var->name, "gl_FragDepth") == 0) {
437                bool layout_declared = var->depth_layout != ir_depth_layout_none;
438                bool layout_differs =
439                   var->depth_layout != existing->depth_layout;
440
441                if (layout_declared && layout_differs) {
442                   linker_error(prog,
443                                "All redeclarations of gl_FragDepth in all "
444                                "fragment shaders in a single program must have "
445                                "the same set of qualifiers.");
446                }
447
448                if (var->used && layout_differs) {
449                   linker_error(prog,
450                                "If gl_FragDepth is redeclared with a layout "
451                                "qualifier in any fragment shader, it must be "
452                                "redeclared with the same layout qualifier in "
453                                "all fragment shaders that have assignments to "
454                                "gl_FragDepth");
455                }
456             }
457
458             /* Page 35 (page 41 of the PDF) of the GLSL 4.20 spec says:
459              *
460              *     "If a shared global has multiple initializers, the
461              *     initializers must all be constant expressions, and they
462              *     must all have the same value. Otherwise, a link error will
463              *     result. (A shared global having only one initializer does
464              *     not require that initializer to be a constant expression.)"
465              *
466              * Previous to 4.20 the GLSL spec simply said that initializers
467              * must have the same value.  In this case of non-constant
468              * initializers, this was impossible to determine.  As a result,
469              * no vendor actually implemented that behavior.  The 4.20
470              * behavior matches the implemented behavior of at least one other
471              * vendor, so we'll implement that for all GLSL versions.
472              */
473             if (var->constant_initializer != NULL) {
474                if (existing->constant_initializer != NULL) {
475                   if (!var->constant_initializer->has_value(existing->constant_initializer)) {
476                      linker_error(prog, "initializers for %s "
477                                   "`%s' have differing values\n",
478                                   mode_string(var), var->name);
479                      return false;
480                   }
481                } else {
482                   /* If the first-seen instance of a particular uniform did not
483                    * have an initializer but a later instance does, copy the
484                    * initializer to the version stored in the symbol table.
485                    */
486                   /* FINISHME: This is wrong.  The constant_value field should
487                    * FINISHME: not be modified!  Imagine a case where a shader
488                    * FINISHME: without an initializer is linked in two different
489                    * FINISHME: programs with shaders that have differing
490                    * FINISHME: initializers.  Linking with the first will
491                    * FINISHME: modify the shader, and linking with the second
492                    * FINISHME: will fail.
493                    */
494                   existing->constant_initializer =
495                      var->constant_initializer->clone(ralloc_parent(existing),
496                                                       NULL);
497                }
498             }
499
500             if (var->has_initializer) {
501                if (existing->has_initializer
502                    && (var->constant_initializer == NULL
503                        || existing->constant_initializer == NULL)) {
504                   linker_error(prog,
505                                "shared global variable `%s' has multiple "
506                                "non-constant initializers.\n",
507                                var->name);
508                   return false;
509                }
510
511                /* Some instance had an initializer, so keep track of that.  In
512                 * this location, all sorts of initializers (constant or
513                 * otherwise) will propagate the existence to the variable
514                 * stored in the symbol table.
515                 */
516                existing->has_initializer = true;
517             }
518
519             if (existing->invariant != var->invariant) {
520                linker_error(prog, "declarations for %s `%s' have "
521                             "mismatching invariant qualifiers\n",
522                             mode_string(var), var->name);
523                return false;
524             }
525             if (existing->centroid != var->centroid) {
526                linker_error(prog, "declarations for %s `%s' have "
527                             "mismatching centroid qualifiers\n",
528                             mode_string(var), var->name);
529                return false;
530             }
531          } else
532             variables.add_variable(var);
533       }
534    }
535
536    return true;
537 }
538
539
540 /**
541  * Perform validation of uniforms used across multiple shader stages
542  */
543 bool
544 cross_validate_uniforms(struct gl_shader_program *prog)
545 {
546    return cross_validate_globals(prog, prog->_LinkedShaders,
547                                  MESA_SHADER_TYPES, true);
548 }
549
550
551 /**
552  * Validate that outputs from one stage match inputs of another
553  */
554 bool
555 cross_validate_outputs_to_inputs(struct gl_shader_program *prog,
556                                  gl_shader *producer, gl_shader *consumer)
557 {
558    glsl_symbol_table parameters;
559    /* FINISHME: Figure these out dynamically. */
560    const char *const producer_stage = "vertex";
561    const char *const consumer_stage = "fragment";
562
563    /* Find all shader outputs in the "producer" stage.
564     */
565    foreach_list(node, producer->ir) {
566       ir_variable *const var = ((ir_instruction *) node)->as_variable();
567
568       /* FINISHME: For geometry shaders, this should also look for inout
569        * FINISHME: variables.
570        */
571       if ((var == NULL) || (var->mode != ir_var_out))
572          continue;
573
574       parameters.add_variable(var);
575    }
576
577
578    /* Find all shader inputs in the "consumer" stage.  Any variables that have
579     * matching outputs already in the symbol table must have the same type and
580     * qualifiers.
581     */
582    foreach_list(node, consumer->ir) {
583       ir_variable *const input = ((ir_instruction *) node)->as_variable();
584
585       /* FINISHME: For geometry shaders, this should also look for inout
586        * FINISHME: variables.
587        */
588       if ((input == NULL) || (input->mode != ir_var_in))
589          continue;
590
591       ir_variable *const output = parameters.get_variable(input->name);
592       if (output != NULL) {
593          /* Check that the types match between stages.
594           */
595          if (input->type != output->type) {
596             /* There is a bit of a special case for gl_TexCoord.  This
597              * built-in is unsized by default.  Applications that variable
598              * access it must redeclare it with a size.  There is some
599              * language in the GLSL spec that implies the fragment shader
600              * and vertex shader do not have to agree on this size.  Other
601              * driver behave this way, and one or two applications seem to
602              * rely on it.
603              *
604              * Neither declaration needs to be modified here because the array
605              * sizes are fixed later when update_array_sizes is called.
606              *
607              * From page 48 (page 54 of the PDF) of the GLSL 1.10 spec:
608              *
609              *     "Unlike user-defined varying variables, the built-in
610              *     varying variables don't have a strict one-to-one
611              *     correspondence between the vertex language and the
612              *     fragment language."
613              */
614             if (!output->type->is_array()
615                 || (strncmp("gl_", output->name, 3) != 0)) {
616                linker_error(prog,
617                             "%s shader output `%s' declared as type `%s', "
618                             "but %s shader input declared as type `%s'\n",
619                             producer_stage, output->name,
620                             output->type->name,
621                             consumer_stage, input->type->name);
622                return false;
623             }
624          }
625
626          /* Check that all of the qualifiers match between stages.
627           */
628          if (input->centroid != output->centroid) {
629             linker_error(prog,
630                          "%s shader output `%s' %s centroid qualifier, "
631                          "but %s shader input %s centroid qualifier\n",
632                          producer_stage,
633                          output->name,
634                          (output->centroid) ? "has" : "lacks",
635                          consumer_stage,
636                          (input->centroid) ? "has" : "lacks");
637             return false;
638          }
639
640          if (input->invariant != output->invariant) {
641             linker_error(prog,
642                          "%s shader output `%s' %s invariant qualifier, "
643                          "but %s shader input %s invariant qualifier\n",
644                          producer_stage,
645                          output->name,
646                          (output->invariant) ? "has" : "lacks",
647                          consumer_stage,
648                          (input->invariant) ? "has" : "lacks");
649             return false;
650          }
651
652          if (input->interpolation != output->interpolation) {
653             linker_error(prog,
654                          "%s shader output `%s' specifies %s "
655                          "interpolation qualifier, "
656                          "but %s shader input specifies %s "
657                          "interpolation qualifier\n",
658                          producer_stage,
659                          output->name,
660                          output->interpolation_string(),
661                          consumer_stage,
662                          input->interpolation_string());
663             return false;
664          }
665       }
666    }
667
668    return true;
669 }
670
671
672 /**
673  * Populates a shaders symbol table with all global declarations
674  */
675 static void
676 populate_symbol_table(gl_shader *sh)
677 {
678    sh->symbols = new(sh) glsl_symbol_table;
679
680    foreach_list(node, sh->ir) {
681       ir_instruction *const inst = (ir_instruction *) node;
682       ir_variable *var;
683       ir_function *func;
684
685       if ((func = inst->as_function()) != NULL) {
686          sh->symbols->add_function(func);
687       } else if ((var = inst->as_variable()) != NULL) {
688          sh->symbols->add_variable(var);
689       }
690    }
691 }
692
693
694 /**
695  * Remap variables referenced in an instruction tree
696  *
697  * This is used when instruction trees are cloned from one shader and placed in
698  * another.  These trees will contain references to \c ir_variable nodes that
699  * do not exist in the target shader.  This function finds these \c ir_variable
700  * references and replaces the references with matching variables in the target
701  * shader.
702  *
703  * If there is no matching variable in the target shader, a clone of the
704  * \c ir_variable is made and added to the target shader.  The new variable is
705  * added to \b both the instruction stream and the symbol table.
706  *
707  * \param inst         IR tree that is to be processed.
708  * \param symbols      Symbol table containing global scope symbols in the
709  *                     linked shader.
710  * \param instructions Instruction stream where new variable declarations
711  *                     should be added.
712  */
713 void
714 remap_variables(ir_instruction *inst, struct gl_shader *target,
715                 hash_table *temps)
716 {
717    class remap_visitor : public ir_hierarchical_visitor {
718    public:
719          remap_visitor(struct gl_shader *target,
720                     hash_table *temps)
721       {
722          this->target = target;
723          this->symbols = target->symbols;
724          this->instructions = target->ir;
725          this->temps = temps;
726       }
727
728       virtual ir_visitor_status visit(ir_dereference_variable *ir)
729       {
730          if (ir->var->mode == ir_var_temporary) {
731             ir_variable *var = (ir_variable *) hash_table_find(temps, ir->var);
732
733             assert(var != NULL);
734             ir->var = var;
735             return visit_continue;
736          }
737
738          ir_variable *const existing =
739             this->symbols->get_variable(ir->var->name);
740          if (existing != NULL)
741             ir->var = existing;
742          else {
743             ir_variable *copy = ir->var->clone(this->target, NULL);
744
745             this->symbols->add_variable(copy);
746             this->instructions->push_head(copy);
747             ir->var = copy;
748          }
749
750          return visit_continue;
751       }
752
753    private:
754       struct gl_shader *target;
755       glsl_symbol_table *symbols;
756       exec_list *instructions;
757       hash_table *temps;
758    };
759
760    remap_visitor v(target, temps);
761
762    inst->accept(&v);
763 }
764
765
766 /**
767  * Move non-declarations from one instruction stream to another
768  *
769  * The intended usage pattern of this function is to pass the pointer to the
770  * head sentinel of a list (i.e., a pointer to the list cast to an \c exec_node
771  * pointer) for \c last and \c false for \c make_copies on the first
772  * call.  Successive calls pass the return value of the previous call for
773  * \c last and \c true for \c make_copies.
774  *
775  * \param instructions Source instruction stream
776  * \param last         Instruction after which new instructions should be
777  *                     inserted in the target instruction stream
778  * \param make_copies  Flag selecting whether instructions in \c instructions
779  *                     should be copied (via \c ir_instruction::clone) into the
780  *                     target list or moved.
781  *
782  * \return
783  * The new "last" instruction in the target instruction stream.  This pointer
784  * is suitable for use as the \c last parameter of a later call to this
785  * function.
786  */
787 exec_node *
788 move_non_declarations(exec_list *instructions, exec_node *last,
789                       bool make_copies, gl_shader *target)
790 {
791    hash_table *temps = NULL;
792
793    if (make_copies)
794       temps = hash_table_ctor(0, hash_table_pointer_hash,
795                               hash_table_pointer_compare);
796
797    foreach_list_safe(node, instructions) {
798       ir_instruction *inst = (ir_instruction *) node;
799
800       if (inst->as_function())
801          continue;
802
803       ir_variable *var = inst->as_variable();
804       if ((var != NULL) && (var->mode != ir_var_temporary))
805          continue;
806
807       assert(inst->as_assignment()
808              || ((var != NULL) && (var->mode == ir_var_temporary)));
809
810       if (make_copies) {
811          inst = inst->clone(target, NULL);
812
813          if (var != NULL)
814             hash_table_insert(temps, inst, var);
815          else
816             remap_variables(inst, target, temps);
817       } else {
818          inst->remove();
819       }
820
821       last->insert_after(inst);
822       last = inst;
823    }
824
825    if (make_copies)
826       hash_table_dtor(temps);
827
828    return last;
829 }
830
831 /**
832  * Get the function signature for main from a shader
833  */
834 static ir_function_signature *
835 get_main_function_signature(gl_shader *sh)
836 {
837    ir_function *const f = sh->symbols->get_function("main");
838    if (f != NULL) {
839       exec_list void_parameters;
840
841       /* Look for the 'void main()' signature and ensure that it's defined.
842        * This keeps the linker from accidentally pick a shader that just
843        * contains a prototype for main.
844        *
845        * We don't have to check for multiple definitions of main (in multiple
846        * shaders) because that would have already been caught above.
847        */
848       ir_function_signature *sig = f->matching_signature(&void_parameters);
849       if ((sig != NULL) && sig->is_defined) {
850          return sig;
851       }
852    }
853
854    return NULL;
855 }
856
857
858 /**
859  * Combine a group of shaders for a single stage to generate a linked shader
860  *
861  * \note
862  * If this function is supplied a single shader, it is cloned, and the new
863  * shader is returned.
864  */
865 static struct gl_shader *
866 link_intrastage_shaders(void *mem_ctx,
867                         struct gl_context *ctx,
868                         struct gl_shader_program *prog,
869                         struct gl_shader **shader_list,
870                         unsigned num_shaders)
871 {
872    /* Check that global variables defined in multiple shaders are consistent.
873     */
874    if (!cross_validate_globals(prog, shader_list, num_shaders, false))
875       return NULL;
876
877    /* Check that there is only a single definition of each function signature
878     * across all shaders.
879     */
880    for (unsigned i = 0; i < (num_shaders - 1); i++) {
881       foreach_list(node, shader_list[i]->ir) {
882          ir_function *const f = ((ir_instruction *) node)->as_function();
883
884          if (f == NULL)
885             continue;
886
887          for (unsigned j = i + 1; j < num_shaders; j++) {
888             ir_function *const other =
889                shader_list[j]->symbols->get_function(f->name);
890
891             /* If the other shader has no function (and therefore no function
892              * signatures) with the same name, skip to the next shader.
893              */
894             if (other == NULL)
895                continue;
896
897             foreach_iter (exec_list_iterator, iter, *f) {
898                ir_function_signature *sig =
899                   (ir_function_signature *) iter.get();
900
901                if (!sig->is_defined || sig->is_builtin)
902                   continue;
903
904                ir_function_signature *other_sig =
905                   other->exact_matching_signature(& sig->parameters);
906
907                if ((other_sig != NULL) && other_sig->is_defined
908                    && !other_sig->is_builtin) {
909                   linker_error(prog, "function `%s' is multiply defined",
910                                f->name);
911                   return NULL;
912                }
913             }
914          }
915       }
916    }
917
918    /* Find the shader that defines main, and make a clone of it.
919     *
920     * Starting with the clone, search for undefined references.  If one is
921     * found, find the shader that defines it.  Clone the reference and add
922     * it to the shader.  Repeat until there are no undefined references or
923     * until a reference cannot be resolved.
924     */
925    gl_shader *main = NULL;
926    for (unsigned i = 0; i < num_shaders; i++) {
927       if (get_main_function_signature(shader_list[i]) != NULL) {
928          main = shader_list[i];
929          break;
930       }
931    }
932
933    if (main == NULL) {
934       linker_error(prog, "%s shader lacks `main'\n",
935                    (shader_list[0]->Type == GL_VERTEX_SHADER)
936                    ? "vertex" : "fragment");
937       return NULL;
938    }
939
940    gl_shader *linked = ctx->Driver.NewShader(NULL, 0, main->Type);
941    linked->ir = new(linked) exec_list;
942    clone_ir_list(mem_ctx, linked->ir, main->ir);
943
944    populate_symbol_table(linked);
945
946    /* The a pointer to the main function in the final linked shader (i.e., the
947     * copy of the original shader that contained the main function).
948     */
949    ir_function_signature *const main_sig = get_main_function_signature(linked);
950
951    /* Move any instructions other than variable declarations or function
952     * declarations into main.
953     */
954    exec_node *insertion_point =
955       move_non_declarations(linked->ir, (exec_node *) &main_sig->body, false,
956                             linked);
957
958    for (unsigned i = 0; i < num_shaders; i++) {
959       if (shader_list[i] == main)
960          continue;
961
962       insertion_point = move_non_declarations(shader_list[i]->ir,
963                                               insertion_point, true, linked);
964    }
965
966    /* Resolve initializers for global variables in the linked shader.
967     */
968    unsigned num_linking_shaders = num_shaders;
969    for (unsigned i = 0; i < num_shaders; i++)
970       num_linking_shaders += shader_list[i]->num_builtins_to_link;
971
972    gl_shader **linking_shaders =
973       (gl_shader **) calloc(num_linking_shaders, sizeof(gl_shader *));
974
975    memcpy(linking_shaders, shader_list,
976           sizeof(linking_shaders[0]) * num_shaders);
977
978    unsigned idx = num_shaders;
979    for (unsigned i = 0; i < num_shaders; i++) {
980       memcpy(&linking_shaders[idx], shader_list[i]->builtins_to_link,
981              sizeof(linking_shaders[0]) * shader_list[i]->num_builtins_to_link);
982       idx += shader_list[i]->num_builtins_to_link;
983    }
984
985    assert(idx == num_linking_shaders);
986
987    if (!link_function_calls(prog, linked, linking_shaders,
988                             num_linking_shaders)) {
989       ctx->Driver.DeleteShader(ctx, linked);
990       linked = NULL;
991    }
992
993    free(linking_shaders);
994
995 #ifdef DEBUG
996    /* At this point linked should contain all of the linked IR, so
997     * validate it to make sure nothing went wrong.
998     */
999    if (linked)
1000       validate_ir_tree(linked->ir);
1001 #endif
1002
1003    /* Make a pass over all variable declarations to ensure that arrays with
1004     * unspecified sizes have a size specified.  The size is inferred from the
1005     * max_array_access field.
1006     */
1007    if (linked != NULL) {
1008       class array_sizing_visitor : public ir_hierarchical_visitor {
1009       public:
1010          virtual ir_visitor_status visit(ir_variable *var)
1011          {
1012             if (var->type->is_array() && (var->type->length == 0)) {
1013                const glsl_type *type =
1014                   glsl_type::get_array_instance(var->type->fields.array,
1015                                                 var->max_array_access + 1);
1016
1017                assert(type != NULL);
1018                var->type = type;
1019             }
1020
1021             return visit_continue;
1022          }
1023       } v;
1024
1025       v.run(linked->ir);
1026    }
1027
1028    return linked;
1029 }
1030
1031 /**
1032  * Update the sizes of linked shader uniform arrays to the maximum
1033  * array index used.
1034  *
1035  * From page 81 (page 95 of the PDF) of the OpenGL 2.1 spec:
1036  *
1037  *     If one or more elements of an array are active,
1038  *     GetActiveUniform will return the name of the array in name,
1039  *     subject to the restrictions listed above. The type of the array
1040  *     is returned in type. The size parameter contains the highest
1041  *     array element index used, plus one. The compiler or linker
1042  *     determines the highest index used.  There will be only one
1043  *     active uniform reported by the GL per uniform array.
1044
1045  */
1046 static void
1047 update_array_sizes(struct gl_shader_program *prog)
1048 {
1049    for (unsigned i = 0; i < MESA_SHADER_TYPES; i++) {
1050          if (prog->_LinkedShaders[i] == NULL)
1051             continue;
1052
1053       foreach_list(node, prog->_LinkedShaders[i]->ir) {
1054          ir_variable *const var = ((ir_instruction *) node)->as_variable();
1055
1056          if ((var == NULL) || (var->mode != ir_var_uniform &&
1057                                var->mode != ir_var_in &&
1058                                var->mode != ir_var_out) ||
1059              !var->type->is_array())
1060             continue;
1061
1062          unsigned int size = var->max_array_access;
1063          for (unsigned j = 0; j < MESA_SHADER_TYPES; j++) {
1064                if (prog->_LinkedShaders[j] == NULL)
1065                   continue;
1066
1067             foreach_list(node2, prog->_LinkedShaders[j]->ir) {
1068                ir_variable *other_var = ((ir_instruction *) node2)->as_variable();
1069                if (!other_var)
1070                   continue;
1071
1072                if (strcmp(var->name, other_var->name) == 0 &&
1073                    other_var->max_array_access > size) {
1074                   size = other_var->max_array_access;
1075                }
1076             }
1077          }
1078
1079          if (size + 1 != var->type->fields.array->length) {
1080             /* If this is a built-in uniform (i.e., it's backed by some
1081              * fixed-function state), adjust the number of state slots to
1082              * match the new array size.  The number of slots per array entry
1083              * is not known.  It seems safe to assume that the total number of
1084              * slots is an integer multiple of the number of array elements.
1085              * Determine the number of slots per array element by dividing by
1086              * the old (total) size.
1087              */
1088             if (var->num_state_slots > 0) {
1089                var->num_state_slots = (size + 1)
1090                   * (var->num_state_slots / var->type->length);
1091             }
1092
1093             var->type = glsl_type::get_array_instance(var->type->fields.array,
1094                                                       size + 1);
1095             /* FINISHME: We should update the types of array
1096              * dereferences of this variable now.
1097              */
1098          }
1099       }
1100    }
1101 }
1102
1103 /**
1104  * Find a contiguous set of available bits in a bitmask.
1105  *
1106  * \param used_mask     Bits representing used (1) and unused (0) locations
1107  * \param needed_count  Number of contiguous bits needed.
1108  *
1109  * \return
1110  * Base location of the available bits on success or -1 on failure.
1111  */
1112 int
1113 find_available_slots(unsigned used_mask, unsigned needed_count)
1114 {
1115    unsigned needed_mask = (1 << needed_count) - 1;
1116    const int max_bit_to_test = (8 * sizeof(used_mask)) - needed_count;
1117
1118    /* The comparison to 32 is redundant, but without it GCC emits "warning:
1119     * cannot optimize possibly infinite loops" for the loop below.
1120     */
1121    if ((needed_count == 0) || (max_bit_to_test < 0) || (max_bit_to_test > 32))
1122       return -1;
1123
1124    for (int i = 0; i <= max_bit_to_test; i++) {
1125       if ((needed_mask & ~used_mask) == needed_mask)
1126          return i;
1127
1128       needed_mask <<= 1;
1129    }
1130
1131    return -1;
1132 }
1133
1134
1135 /**
1136  * Assign locations for either VS inputs for FS outputs
1137  *
1138  * \param prog          Shader program whose variables need locations assigned
1139  * \param target_index  Selector for the program target to receive location
1140  *                      assignmnets.  Must be either \c MESA_SHADER_VERTEX or
1141  *                      \c MESA_SHADER_FRAGMENT.
1142  * \param max_index     Maximum number of generic locations.  This corresponds
1143  *                      to either the maximum number of draw buffers or the
1144  *                      maximum number of generic attributes.
1145  *
1146  * \return
1147  * If locations are successfully assigned, true is returned.  Otherwise an
1148  * error is emitted to the shader link log and false is returned.
1149  */
1150 bool
1151 assign_attribute_or_color_locations(gl_shader_program *prog,
1152                                     unsigned target_index,
1153                                     unsigned max_index)
1154 {
1155    /* Mark invalid locations as being used.
1156     */
1157    unsigned used_locations = (max_index >= 32)
1158       ? ~0 : ~((1 << max_index) - 1);
1159
1160    assert((target_index == MESA_SHADER_VERTEX)
1161           || (target_index == MESA_SHADER_FRAGMENT));
1162
1163    gl_shader *const sh = prog->_LinkedShaders[target_index];
1164    if (sh == NULL)
1165       return true;
1166
1167    /* Operate in a total of four passes.
1168     *
1169     * 1. Invalidate the location assignments for all vertex shader inputs.
1170     *
1171     * 2. Assign locations for inputs that have user-defined (via
1172     *    glBindVertexAttribLocation) locations and outputs that have
1173     *    user-defined locations (via glBindFragDataLocation).
1174     *
1175     * 3. Sort the attributes without assigned locations by number of slots
1176     *    required in decreasing order.  Fragmentation caused by attribute
1177     *    locations assigned by the application may prevent large attributes
1178     *    from having enough contiguous space.
1179     *
1180     * 4. Assign locations to any inputs without assigned locations.
1181     */
1182
1183    const int generic_base = (target_index == MESA_SHADER_VERTEX)
1184       ? (int) VERT_ATTRIB_GENERIC0 : (int) FRAG_RESULT_DATA0;
1185
1186    const enum ir_variable_mode direction =
1187       (target_index == MESA_SHADER_VERTEX) ? ir_var_in : ir_var_out;
1188
1189
1190    link_invalidate_variable_locations(sh, direction, generic_base);
1191
1192    /* Temporary storage for the set of attributes that need locations assigned.
1193     */
1194    struct temp_attr {
1195       unsigned slots;
1196       ir_variable *var;
1197
1198       /* Used below in the call to qsort. */
1199       static int compare(const void *a, const void *b)
1200       {
1201          const temp_attr *const l = (const temp_attr *) a;
1202          const temp_attr *const r = (const temp_attr *) b;
1203
1204          /* Reversed because we want a descending order sort below. */
1205          return r->slots - l->slots;
1206       }
1207    } to_assign[16];
1208
1209    unsigned num_attr = 0;
1210
1211    foreach_list(node, sh->ir) {
1212       ir_variable *const var = ((ir_instruction *) node)->as_variable();
1213
1214       if ((var == NULL) || (var->mode != (unsigned) direction))
1215          continue;
1216
1217       if (var->explicit_location) {
1218          if ((var->location >= (int)(max_index + generic_base))
1219              || (var->location < 0)) {
1220             linker_error(prog,
1221                          "invalid explicit location %d specified for `%s'\n",
1222                          (var->location < 0)
1223                          ? var->location : var->location - generic_base,
1224                          var->name);
1225             return false;
1226          }
1227       } else if (target_index == MESA_SHADER_VERTEX) {
1228          unsigned binding;
1229
1230          if (prog->AttributeBindings->get(binding, var->name)) {
1231             assert(binding >= VERT_ATTRIB_GENERIC0);
1232             var->location = binding;
1233          }
1234       } else if (target_index == MESA_SHADER_FRAGMENT) {
1235          unsigned binding;
1236
1237          if (prog->FragDataBindings->get(binding, var->name)) {
1238             assert(binding >= FRAG_RESULT_DATA0);
1239             var->location = binding;
1240          }
1241       }
1242
1243       /* If the variable is not a built-in and has a location statically
1244        * assigned in the shader (presumably via a layout qualifier), make sure
1245        * that it doesn't collide with other assigned locations.  Otherwise,
1246        * add it to the list of variables that need linker-assigned locations.
1247        */
1248       const unsigned slots = count_attribute_slots(var->type);
1249       if (var->location != -1) {
1250          if (var->location >= generic_base) {
1251             /* From page 61 of the OpenGL 4.0 spec:
1252              *
1253              *     "LinkProgram will fail if the attribute bindings assigned
1254              *     by BindAttribLocation do not leave not enough space to
1255              *     assign a location for an active matrix attribute or an
1256              *     active attribute array, both of which require multiple
1257              *     contiguous generic attributes."
1258              *
1259              * Previous versions of the spec contain similar language but omit
1260              * the bit about attribute arrays.
1261              *
1262              * Page 61 of the OpenGL 4.0 spec also says:
1263              *
1264              *     "It is possible for an application to bind more than one
1265              *     attribute name to the same location. This is referred to as
1266              *     aliasing. This will only work if only one of the aliased
1267              *     attributes is active in the executable program, or if no
1268              *     path through the shader consumes more than one attribute of
1269              *     a set of attributes aliased to the same location. A link
1270              *     error can occur if the linker determines that every path
1271              *     through the shader consumes multiple aliased attributes,
1272              *     but implementations are not required to generate an error
1273              *     in this case."
1274              *
1275              * These two paragraphs are either somewhat contradictory, or I
1276              * don't fully understand one or both of them.
1277              */
1278             /* FINISHME: The code as currently written does not support
1279              * FINISHME: attribute location aliasing (see comment above).
1280              */
1281             /* Mask representing the contiguous slots that will be used by
1282              * this attribute.
1283              */
1284             const unsigned attr = var->location - generic_base;
1285             const unsigned use_mask = (1 << slots) - 1;
1286
1287             /* Generate a link error if the set of bits requested for this
1288              * attribute overlaps any previously allocated bits.
1289              */
1290             if ((~(use_mask << attr) & used_locations) != used_locations) {
1291                linker_error(prog,
1292                             "insufficient contiguous attribute locations "
1293                             "available for vertex shader input `%s'",
1294                             var->name);
1295                return false;
1296             }
1297
1298             used_locations |= (use_mask << attr);
1299          }
1300
1301          continue;
1302       }
1303
1304       to_assign[num_attr].slots = slots;
1305       to_assign[num_attr].var = var;
1306       num_attr++;
1307    }
1308
1309    /* If all of the attributes were assigned locations by the application (or
1310     * are built-in attributes with fixed locations), return early.  This should
1311     * be the common case.
1312     */
1313    if (num_attr == 0)
1314       return true;
1315
1316    qsort(to_assign, num_attr, sizeof(to_assign[0]), temp_attr::compare);
1317
1318    if (target_index == MESA_SHADER_VERTEX) {
1319       /* VERT_ATTRIB_GENERIC0 is a pseudo-alias for VERT_ATTRIB_POS.  It can
1320        * only be explicitly assigned by via glBindAttribLocation.  Mark it as
1321        * reserved 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
1329    for (unsigned i = 0; i < num_attr; i++) {
1330       /* Mask representing the contiguous slots that will be used by this
1331        * attribute.
1332        */
1333       const unsigned use_mask = (1 << to_assign[i].slots) - 1;
1334
1335       int location = find_available_slots(used_locations, to_assign[i].slots);
1336
1337       if (location < 0) {
1338          const char *const string = (target_index == MESA_SHADER_VERTEX)
1339             ? "vertex shader input" : "fragment shader output";
1340
1341          linker_error(prog,
1342                       "insufficient contiguous attribute locations "
1343                       "available for %s `%s'",
1344                       string, to_assign[i].var->name);
1345          return false;
1346       }
1347
1348       to_assign[i].var->location = generic_base + location;
1349       used_locations |= (use_mask << location);
1350    }
1351
1352    return true;
1353 }
1354
1355
1356 /**
1357  * Demote shader inputs and outputs that are not used in other stages
1358  */
1359 void
1360 demote_shader_inputs_and_outputs(gl_shader *sh, enum ir_variable_mode mode)
1361 {
1362    foreach_list(node, sh->ir) {
1363       ir_variable *const var = ((ir_instruction *) node)->as_variable();
1364
1365       if ((var == NULL) || (var->mode != int(mode)))
1366          continue;
1367
1368       /* A shader 'in' or 'out' variable is only really an input or output if
1369        * its value is used by other shader stages.  This will cause the variable
1370        * to have a location assigned.
1371        */
1372       if (var->location == -1) {
1373          var->mode = ir_var_auto;
1374       }
1375    }
1376 }
1377
1378
1379 /**
1380  * Data structure tracking information about a transform feedback declaration
1381  * during linking.
1382  */
1383 class tfeedback_decl
1384 {
1385 public:
1386    bool init(struct gl_context *ctx, struct gl_shader_program *prog,
1387              const void *mem_ctx, const char *input);
1388    static bool is_same(const tfeedback_decl &x, const tfeedback_decl &y);
1389    bool assign_location(struct gl_context *ctx, struct gl_shader_program *prog,
1390                         ir_variable *output_var);
1391    bool accumulate_num_outputs(struct gl_shader_program *prog, unsigned *count);
1392    bool store(struct gl_context *ctx, struct gl_shader_program *prog,
1393               struct gl_transform_feedback_info *info, unsigned buffer,
1394               unsigned varying, const unsigned max_outputs) const;
1395
1396
1397    /**
1398     * True if assign_location() has been called for this object.
1399     */
1400    bool is_assigned() const
1401    {
1402       return this->location != -1;
1403    }
1404
1405    /**
1406     * Determine whether this object refers to the variable var.
1407     */
1408    bool matches_var(ir_variable *var) const
1409    {
1410       if (this->is_clip_distance_mesa)
1411          return strcmp(var->name, "gl_ClipDistanceMESA") == 0;
1412       else
1413          return strcmp(var->name, this->var_name) == 0;
1414    }
1415
1416    /**
1417     * The total number of varying components taken up by this variable.  Only
1418     * valid if is_assigned() is true.
1419     */
1420    unsigned num_components() const
1421    {
1422       if (this->is_clip_distance_mesa)
1423          return this->size;
1424       else
1425          return this->vector_elements * this->matrix_columns * this->size;
1426    }
1427
1428 private:
1429    /**
1430     * The name that was supplied to glTransformFeedbackVaryings.  Used for
1431     * error reporting and glGetTransformFeedbackVarying().
1432     */
1433    const char *orig_name;
1434
1435    /**
1436     * The name of the variable, parsed from orig_name.
1437     */
1438    const char *var_name;
1439
1440    /**
1441     * True if the declaration in orig_name represents an array.
1442     */
1443    bool is_subscripted;
1444
1445    /**
1446     * If is_subscripted is true, the subscript that was specified in orig_name.
1447     */
1448    unsigned array_subscript;
1449
1450    /**
1451     * True if the variable is gl_ClipDistance and the driver lowers
1452     * gl_ClipDistance to gl_ClipDistanceMESA.
1453     */
1454    bool is_clip_distance_mesa;
1455
1456    /**
1457     * The vertex shader output location that the linker assigned for this
1458     * variable.  -1 if a location hasn't been assigned yet.
1459     */
1460    int location;
1461
1462    /**
1463     * If location != -1, the number of vector elements in this variable, or 1
1464     * if this variable is a scalar.
1465     */
1466    unsigned vector_elements;
1467
1468    /**
1469     * If location != -1, the number of matrix columns in this variable, or 1
1470     * if this variable is not a matrix.
1471     */
1472    unsigned matrix_columns;
1473
1474    /** Type of the varying returned by glGetTransformFeedbackVarying() */
1475    GLenum type;
1476
1477    /**
1478     * If location != -1, the size that should be returned by
1479     * glGetTransformFeedbackVarying().
1480     */
1481    unsigned size;
1482 };
1483
1484
1485 /**
1486  * Initialize this object based on a string that was passed to
1487  * glTransformFeedbackVaryings.  If there is a parse error, the error is
1488  * reported using linker_error(), and false is returned.
1489  */
1490 bool
1491 tfeedback_decl::init(struct gl_context *ctx, struct gl_shader_program *prog,
1492                      const void *mem_ctx, const char *input)
1493 {
1494    /* We don't have to be pedantic about what is a valid GLSL variable name,
1495     * because any variable with an invalid name can't exist in the IR anyway.
1496     */
1497
1498    this->location = -1;
1499    this->orig_name = input;
1500    this->is_clip_distance_mesa = false;
1501
1502    const char *bracket = strrchr(input, '[');
1503
1504    if (bracket) {
1505       this->var_name = ralloc_strndup(mem_ctx, input, bracket - input);
1506       if (sscanf(bracket, "[%u]", &this->array_subscript) != 1) {
1507          linker_error(prog, "Cannot parse transform feedback varying %s", input);
1508          return false;
1509       }
1510       this->is_subscripted = true;
1511    } else {
1512       this->var_name = ralloc_strdup(mem_ctx, input);
1513       this->is_subscripted = false;
1514    }
1515
1516    /* For drivers that lower gl_ClipDistance to gl_ClipDistanceMESA, this
1517     * class must behave specially to account for the fact that gl_ClipDistance
1518     * is converted from a float[8] to a vec4[2].
1519     */
1520    if (ctx->ShaderCompilerOptions[MESA_SHADER_VERTEX].LowerClipDistance &&
1521        strcmp(this->var_name, "gl_ClipDistance") == 0) {
1522       this->is_clip_distance_mesa = true;
1523    }
1524
1525    return true;
1526 }
1527
1528
1529 /**
1530  * Determine whether two tfeedback_decl objects refer to the same variable and
1531  * array index (if applicable).
1532  */
1533 bool
1534 tfeedback_decl::is_same(const tfeedback_decl &x, const tfeedback_decl &y)
1535 {
1536    if (strcmp(x.var_name, y.var_name) != 0)
1537       return false;
1538    if (x.is_subscripted != y.is_subscripted)
1539       return false;
1540    if (x.is_subscripted && x.array_subscript != y.array_subscript)
1541       return false;
1542    return true;
1543 }
1544
1545
1546 /**
1547  * Assign a location for this tfeedback_decl object based on the location
1548  * assignment in output_var.
1549  *
1550  * If an error occurs, the error is reported through linker_error() and false
1551  * is returned.
1552  */
1553 bool
1554 tfeedback_decl::assign_location(struct gl_context *ctx,
1555                                 struct gl_shader_program *prog,
1556                                 ir_variable *output_var)
1557 {
1558    if (output_var->type->is_array()) {
1559       /* Array variable */
1560       const unsigned matrix_cols =
1561          output_var->type->fields.array->matrix_columns;
1562       unsigned actual_array_size = this->is_clip_distance_mesa ?
1563          prog->Vert.ClipDistanceArraySize : output_var->type->array_size();
1564
1565       if (this->is_subscripted) {
1566          /* Check array bounds. */
1567          if (this->array_subscript >= actual_array_size) {
1568             linker_error(prog, "Transform feedback varying %s has index "
1569                          "%i, but the array size is %u.",
1570                          this->orig_name, this->array_subscript,
1571                          actual_array_size);
1572             return false;
1573          }
1574          if (this->is_clip_distance_mesa) {
1575             this->location =
1576                output_var->location + this->array_subscript / 4;
1577          } else {
1578             this->location =
1579                output_var->location + this->array_subscript * matrix_cols;
1580          }
1581          this->size = 1;
1582       } else {
1583          this->location = output_var->location;
1584          this->size = actual_array_size;
1585       }
1586       this->vector_elements = output_var->type->fields.array->vector_elements;
1587       this->matrix_columns = matrix_cols;
1588       if (this->is_clip_distance_mesa)
1589          this->type = GL_FLOAT;
1590       else
1591          this->type = output_var->type->fields.array->gl_type;
1592    } else {
1593       /* Regular variable (scalar, vector, or matrix) */
1594       if (this->is_subscripted) {
1595          linker_error(prog, "Transform feedback varying %s requested, "
1596                       "but %s is not an array.",
1597                       this->orig_name, this->var_name);
1598          return false;
1599       }
1600       this->location = output_var->location;
1601       this->size = 1;
1602       this->vector_elements = output_var->type->vector_elements;
1603       this->matrix_columns = output_var->type->matrix_columns;
1604       this->type = output_var->type->gl_type;
1605    }
1606
1607    /* From GL_EXT_transform_feedback:
1608     *   A program will fail to link if:
1609     *
1610     *   * the total number of components to capture in any varying
1611     *     variable in <varyings> is greater than the constant
1612     *     MAX_TRANSFORM_FEEDBACK_SEPARATE_COMPONENTS_EXT and the
1613     *     buffer mode is SEPARATE_ATTRIBS_EXT;
1614     */
1615    if (prog->TransformFeedback.BufferMode == GL_SEPARATE_ATTRIBS &&
1616        this->num_components() >
1617        ctx->Const.MaxTransformFeedbackSeparateComponents) {
1618       linker_error(prog, "Transform feedback varying %s exceeds "
1619                    "MAX_TRANSFORM_FEEDBACK_SEPARATE_COMPONENTS.",
1620                    this->orig_name);
1621       return false;
1622    }
1623
1624    return true;
1625 }
1626
1627
1628 bool
1629 tfeedback_decl::accumulate_num_outputs(struct gl_shader_program *prog,
1630                                        unsigned *count)
1631 {
1632    if (!this->is_assigned()) {
1633       /* From GL_EXT_transform_feedback:
1634        *   A program will fail to link if:
1635        *
1636        *   * any variable name specified in the <varyings> array is not
1637        *     declared as an output in the geometry shader (if present) or
1638        *     the vertex shader (if no geometry shader is present);
1639        */
1640       linker_error(prog, "Transform feedback varying %s undeclared.",
1641                    this->orig_name);
1642       return false;
1643    }
1644
1645    unsigned translated_size = this->size;
1646    if (this->is_clip_distance_mesa)
1647       translated_size = (translated_size + 3) / 4;
1648
1649    *count += translated_size * this->matrix_columns;
1650
1651    return true;
1652 }
1653
1654
1655 /**
1656  * Update gl_transform_feedback_info to reflect this tfeedback_decl.
1657  *
1658  * If an error occurs, the error is reported through linker_error() and false
1659  * is returned.
1660  */
1661 bool
1662 tfeedback_decl::store(struct gl_context *ctx, struct gl_shader_program *prog,
1663                       struct gl_transform_feedback_info *info,
1664                       unsigned buffer,
1665                       unsigned varying, const unsigned max_outputs) const
1666 {
1667    /* From GL_EXT_transform_feedback:
1668     *   A program will fail to link if:
1669     *
1670     *     * the total number of components to capture is greater than
1671     *       the constant MAX_TRANSFORM_FEEDBACK_INTERLEAVED_COMPONENTS_EXT
1672     *       and the buffer mode is INTERLEAVED_ATTRIBS_EXT.
1673     */
1674    if (prog->TransformFeedback.BufferMode == GL_INTERLEAVED_ATTRIBS &&
1675        info->BufferStride[buffer] + this->num_components() >
1676        ctx->Const.MaxTransformFeedbackInterleavedComponents) {
1677       linker_error(prog, "The MAX_TRANSFORM_FEEDBACK_INTERLEAVED_COMPONENTS "
1678                    "limit has been exceeded.");
1679       return false;
1680    }
1681
1682    unsigned translated_size = this->size;
1683    if (this->is_clip_distance_mesa)
1684       translated_size = (translated_size + 3) / 4;
1685    unsigned components_so_far = 0;
1686    for (unsigned index = 0; index < translated_size; ++index) {
1687       for (unsigned v = 0; v < this->matrix_columns; ++v) {
1688          unsigned num_components = this->vector_elements;
1689          assert(info->NumOutputs < max_outputs);
1690          info->Outputs[info->NumOutputs].ComponentOffset = 0;
1691          if (this->is_clip_distance_mesa) {
1692             if (this->is_subscripted) {
1693                num_components = 1;
1694                info->Outputs[info->NumOutputs].ComponentOffset =
1695                   this->array_subscript % 4;
1696             } else {
1697                num_components = MIN2(4, this->size - components_so_far);
1698             }
1699          }
1700          info->Outputs[info->NumOutputs].OutputRegister =
1701             this->location + v + index * this->matrix_columns;
1702          info->Outputs[info->NumOutputs].NumComponents = num_components;
1703          info->Outputs[info->NumOutputs].OutputBuffer = buffer;
1704          info->Outputs[info->NumOutputs].DstOffset = info->BufferStride[buffer];
1705          ++info->NumOutputs;
1706          info->BufferStride[buffer] += num_components;
1707          components_so_far += num_components;
1708       }
1709    }
1710    assert(components_so_far == this->num_components());
1711
1712    info->Varyings[varying].Name = ralloc_strdup(prog, this->orig_name);
1713    info->Varyings[varying].Type = this->type;
1714    info->Varyings[varying].Size = this->size;
1715    info->NumVarying++;
1716
1717    return true;
1718 }
1719
1720
1721 /**
1722  * Parse all the transform feedback declarations that were passed to
1723  * glTransformFeedbackVaryings() and store them in tfeedback_decl objects.
1724  *
1725  * If an error occurs, the error is reported through linker_error() and false
1726  * is returned.
1727  */
1728 static bool
1729 parse_tfeedback_decls(struct gl_context *ctx, struct gl_shader_program *prog,
1730                       const void *mem_ctx, unsigned num_names,
1731                       char **varying_names, tfeedback_decl *decls)
1732 {
1733    for (unsigned i = 0; i < num_names; ++i) {
1734       if (!decls[i].init(ctx, prog, mem_ctx, varying_names[i]))
1735          return false;
1736       /* From GL_EXT_transform_feedback:
1737        *   A program will fail to link if:
1738        *
1739        *   * any two entries in the <varyings> array specify the same varying
1740        *     variable;
1741        *
1742        * We interpret this to mean "any two entries in the <varyings> array
1743        * specify the same varying variable and array index", since transform
1744        * feedback of arrays would be useless otherwise.
1745        */
1746       for (unsigned j = 0; j < i; ++j) {
1747          if (tfeedback_decl::is_same(decls[i], decls[j])) {
1748             linker_error(prog, "Transform feedback varying %s specified "
1749                          "more than once.", varying_names[i]);
1750             return false;
1751          }
1752       }
1753    }
1754    return true;
1755 }
1756
1757
1758 /**
1759  * Assign a location for a variable that is produced in one pipeline stage
1760  * (the "producer") and consumed in the next stage (the "consumer").
1761  *
1762  * \param input_var is the input variable declaration in the consumer.
1763  *
1764  * \param output_var is the output variable declaration in the producer.
1765  *
1766  * \param input_index is the counter that keeps track of assigned input
1767  *        locations in the consumer.
1768  *
1769  * \param output_index is the counter that keeps track of assigned output
1770  *        locations in the producer.
1771  *
1772  * It is permissible for \c input_var to be NULL (this happens if a variable
1773  * is output by the producer and consumed by transform feedback, but not
1774  * consumed by the consumer).
1775  *
1776  * If the variable has already been assigned a location, this function has no
1777  * effect.
1778  */
1779 void
1780 assign_varying_location(ir_variable *input_var, ir_variable *output_var,
1781                         unsigned *input_index, unsigned *output_index)
1782 {
1783    if (output_var->location != -1) {
1784       /* Location already assigned. */
1785       return;
1786    }
1787
1788    if (input_var) {
1789       assert(input_var->location == -1);
1790       input_var->location = *input_index;
1791    }
1792
1793    output_var->location = *output_index;
1794
1795    /* FINISHME: Support for "varying" records in GLSL 1.50. */
1796    assert(!output_var->type->is_record());
1797
1798    if (output_var->type->is_array()) {
1799       const unsigned slots = output_var->type->length
1800          * output_var->type->fields.array->matrix_columns;
1801
1802       *output_index += slots;
1803       *input_index += slots;
1804    } else {
1805       const unsigned slots = output_var->type->matrix_columns;
1806
1807       *output_index += slots;
1808       *input_index += slots;
1809    }
1810 }
1811
1812
1813 /**
1814  * Assign locations for all variables that are produced in one pipeline stage
1815  * (the "producer") and consumed in the next stage (the "consumer").
1816  *
1817  * Variables produced by the producer may also be consumed by transform
1818  * feedback.
1819  *
1820  * \param num_tfeedback_decls is the number of declarations indicating
1821  *        variables that may be consumed by transform feedback.
1822  *
1823  * \param tfeedback_decls is a pointer to an array of tfeedback_decl objects
1824  *        representing the result of parsing the strings passed to
1825  *        glTransformFeedbackVaryings().  assign_location() will be called for
1826  *        each of these objects that matches one of the outputs of the
1827  *        producer.
1828  *
1829  * When num_tfeedback_decls is nonzero, it is permissible for the consumer to
1830  * be NULL.  In this case, varying locations are assigned solely based on the
1831  * requirements of transform feedback.
1832  */
1833 bool
1834 assign_varying_locations(struct gl_context *ctx,
1835                          struct gl_shader_program *prog,
1836                          gl_shader *producer, gl_shader *consumer,
1837                          unsigned num_tfeedback_decls,
1838                          tfeedback_decl *tfeedback_decls)
1839 {
1840    /* FINISHME: Set dynamically when geometry shader support is added. */
1841    unsigned output_index = VERT_RESULT_VAR0;
1842    unsigned input_index = FRAG_ATTRIB_VAR0;
1843
1844    /* Operate in a total of three passes.
1845     *
1846     * 1. Assign locations for any matching inputs and outputs.
1847     *
1848     * 2. Mark output variables in the producer that do not have locations as
1849     *    not being outputs.  This lets the optimizer eliminate them.
1850     *
1851     * 3. Mark input variables in the consumer that do not have locations as
1852     *    not being inputs.  This lets the optimizer eliminate them.
1853     */
1854
1855    link_invalidate_variable_locations(producer, ir_var_out, VERT_RESULT_VAR0);
1856    if (consumer)
1857       link_invalidate_variable_locations(consumer, ir_var_in, FRAG_ATTRIB_VAR0);
1858
1859    foreach_list(node, producer->ir) {
1860       ir_variable *const output_var = ((ir_instruction *) node)->as_variable();
1861
1862       if ((output_var == NULL) || (output_var->mode != ir_var_out))
1863          continue;
1864
1865       ir_variable *input_var =
1866          consumer ? consumer->symbols->get_variable(output_var->name) : NULL;
1867
1868       if (input_var && input_var->mode != ir_var_in)
1869          input_var = NULL;
1870
1871       if (input_var) {
1872          assign_varying_location(input_var, output_var, &input_index,
1873                                  &output_index);
1874       }
1875
1876       for (unsigned i = 0; i < num_tfeedback_decls; ++i) {
1877          if (!tfeedback_decls[i].is_assigned() &&
1878              tfeedback_decls[i].matches_var(output_var)) {
1879             if (output_var->location == -1) {
1880                assign_varying_location(input_var, output_var, &input_index,
1881                                        &output_index);
1882             }
1883             if (!tfeedback_decls[i].assign_location(ctx, prog, output_var))
1884                return false;
1885          }
1886       }
1887    }
1888
1889    unsigned varying_vectors = 0;
1890
1891    if (consumer) {
1892       foreach_list(node, consumer->ir) {
1893          ir_variable *const var = ((ir_instruction *) node)->as_variable();
1894
1895          if ((var == NULL) || (var->mode != ir_var_in))
1896             continue;
1897
1898          if (var->location == -1) {
1899             if (prog->Version <= 120) {
1900                /* On page 25 (page 31 of the PDF) of the GLSL 1.20 spec:
1901                 *
1902                 *     Only those varying variables used (i.e. read) in
1903                 *     the fragment shader executable must be written to
1904                 *     by the vertex shader executable; declaring
1905                 *     superfluous varying variables in a vertex shader is
1906                 *     permissible.
1907                 *
1908                 * We interpret this text as meaning that the VS must
1909                 * write the variable for the FS to read it.  See
1910                 * "glsl1-varying read but not written" in piglit.
1911                 */
1912
1913                linker_error(prog, "fragment shader varying %s not written "
1914                             "by vertex shader\n.", var->name);
1915             }
1916
1917             /* An 'in' variable is only really a shader input if its
1918              * value is written by the previous stage.
1919              */
1920             var->mode = ir_var_auto;
1921          } else {
1922             /* The packing rules are used for vertex shader inputs are also
1923              * used for fragment shader inputs.
1924              */
1925             varying_vectors += count_attribute_slots(var->type);
1926          }
1927       }
1928    }
1929
1930    if (ctx->API == API_OPENGLES2 || prog->Version == 100) {
1931       if (varying_vectors > ctx->Const.MaxVarying) {
1932          if (ctx->Const.GLSLSkipStrictMaxVaryingLimitCheck) {
1933             linker_warning(prog, "shader uses too many varying vectors "
1934                            "(%u > %u), but the driver will try to optimize "
1935                            "them out; this is non-portable out-of-spec "
1936                            "behavior\n",
1937                            varying_vectors, ctx->Const.MaxVarying);
1938          } else {
1939             linker_error(prog, "shader uses too many varying vectors "
1940                          "(%u > %u)\n",
1941                          varying_vectors, ctx->Const.MaxVarying);
1942             return false;
1943          }
1944       }
1945    } else {
1946       const unsigned float_components = varying_vectors * 4;
1947       if (float_components > ctx->Const.MaxVarying * 4) {
1948          if (ctx->Const.GLSLSkipStrictMaxVaryingLimitCheck) {
1949             linker_warning(prog, "shader uses too many varying components "
1950                            "(%u > %u), but the driver will try to optimize "
1951                            "them out; this is non-portable out-of-spec "
1952                            "behavior\n",
1953                            float_components, ctx->Const.MaxVarying * 4);
1954          } else {
1955             linker_error(prog, "shader uses too many varying components "
1956                          "(%u > %u)\n",
1957                          float_components, ctx->Const.MaxVarying * 4);
1958             return false;
1959          }
1960       }
1961    }
1962
1963    return true;
1964 }
1965
1966
1967 /**
1968  * Store transform feedback location assignments into
1969  * prog->LinkedTransformFeedback based on the data stored in tfeedback_decls.
1970  *
1971  * If an error occurs, the error is reported through linker_error() and false
1972  * is returned.
1973  */
1974 static bool
1975 store_tfeedback_info(struct gl_context *ctx, struct gl_shader_program *prog,
1976                      unsigned num_tfeedback_decls,
1977                      tfeedback_decl *tfeedback_decls)
1978 {
1979    bool separate_attribs_mode =
1980       prog->TransformFeedback.BufferMode == GL_SEPARATE_ATTRIBS;
1981
1982    ralloc_free(prog->LinkedTransformFeedback.Varyings);
1983    ralloc_free(prog->LinkedTransformFeedback.Outputs);
1984
1985    memset(&prog->LinkedTransformFeedback, 0,
1986           sizeof(prog->LinkedTransformFeedback));
1987
1988    prog->LinkedTransformFeedback.NumBuffers =
1989       separate_attribs_mode ? num_tfeedback_decls : 1;
1990
1991    prog->LinkedTransformFeedback.Varyings =
1992       rzalloc_array(prog,
1993                     struct gl_transform_feedback_varying_info,
1994                     num_tfeedback_decls);
1995
1996    unsigned num_outputs = 0;
1997    for (unsigned i = 0; i < num_tfeedback_decls; ++i)
1998       if (!tfeedback_decls[i].accumulate_num_outputs(prog, &num_outputs))
1999          return false;
2000
2001    prog->LinkedTransformFeedback.Outputs =
2002       rzalloc_array(prog,
2003                     struct gl_transform_feedback_output,
2004                     num_outputs);
2005
2006    for (unsigned i = 0; i < num_tfeedback_decls; ++i) {
2007       unsigned buffer = separate_attribs_mode ? i : 0;
2008       if (!tfeedback_decls[i].store(ctx, prog, &prog->LinkedTransformFeedback,
2009                                     buffer, i, num_outputs))
2010          return false;
2011    }
2012    assert(prog->LinkedTransformFeedback.NumOutputs == num_outputs);
2013
2014    return true;
2015 }
2016
2017 /**
2018  * Store the gl_FragDepth layout in the gl_shader_program struct.
2019  */
2020 static void
2021 store_fragdepth_layout(struct gl_shader_program *prog)
2022 {
2023    if (prog->_LinkedShaders[MESA_SHADER_FRAGMENT] == NULL) {
2024       return;
2025    }
2026
2027    struct exec_list *ir = prog->_LinkedShaders[MESA_SHADER_FRAGMENT]->ir;
2028
2029    /* We don't look up the gl_FragDepth symbol directly because if
2030     * gl_FragDepth is not used in the shader, it's removed from the IR.
2031     * However, the symbol won't be removed from the symbol table.
2032     *
2033     * We're only interested in the cases where the variable is NOT removed
2034     * from the IR.
2035     */
2036    foreach_list(node, ir) {
2037       ir_variable *const var = ((ir_instruction *) node)->as_variable();
2038
2039       if (var == NULL || var->mode != ir_var_out) {
2040          continue;
2041       }
2042
2043       if (strcmp(var->name, "gl_FragDepth") == 0) {
2044          switch (var->depth_layout) {
2045          case ir_depth_layout_none:
2046             prog->FragDepthLayout = FRAG_DEPTH_LAYOUT_NONE;
2047             return;
2048          case ir_depth_layout_any:
2049             prog->FragDepthLayout = FRAG_DEPTH_LAYOUT_ANY;
2050             return;
2051          case ir_depth_layout_greater:
2052             prog->FragDepthLayout = FRAG_DEPTH_LAYOUT_GREATER;
2053             return;
2054          case ir_depth_layout_less:
2055             prog->FragDepthLayout = FRAG_DEPTH_LAYOUT_LESS;
2056             return;
2057          case ir_depth_layout_unchanged:
2058             prog->FragDepthLayout = FRAG_DEPTH_LAYOUT_UNCHANGED;
2059             return;
2060          default:
2061             assert(0);
2062             return;
2063          }
2064       }
2065    }
2066 }
2067
2068 /**
2069  * Validate the resources used by a program versus the implementation limits
2070  */
2071 static bool
2072 check_resources(struct gl_context *ctx, struct gl_shader_program *prog)
2073 {
2074    static const char *const shader_names[MESA_SHADER_TYPES] = {
2075       "vertex", "fragment", "geometry"
2076    };
2077
2078    const unsigned max_samplers[MESA_SHADER_TYPES] = {
2079       ctx->Const.MaxVertexTextureImageUnits,
2080       ctx->Const.MaxTextureImageUnits,
2081       ctx->Const.MaxGeometryTextureImageUnits
2082    };
2083
2084    const unsigned max_uniform_components[MESA_SHADER_TYPES] = {
2085       ctx->Const.VertexProgram.MaxUniformComponents,
2086       ctx->Const.FragmentProgram.MaxUniformComponents,
2087       0          /* FINISHME: Geometry shaders. */
2088    };
2089
2090    for (unsigned i = 0; i < MESA_SHADER_TYPES; i++) {
2091       struct gl_shader *sh = prog->_LinkedShaders[i];
2092
2093       if (sh == NULL)
2094          continue;
2095
2096       if (sh->num_samplers > max_samplers[i]) {
2097          linker_error(prog, "Too many %s shader texture samplers",
2098                       shader_names[i]);
2099       }
2100
2101       if (sh->num_uniform_components > max_uniform_components[i]) {
2102          if (ctx->Const.GLSLSkipStrictMaxUniformLimitCheck) {
2103             linker_warning(prog, "Too many %s shader uniform components, "
2104                            "but the driver will try to optimize them out; "
2105                            "this is non-portable out-of-spec behavior\n",
2106                            shader_names[i]);
2107          } else {
2108             linker_error(prog, "Too many %s shader uniform components",
2109                          shader_names[i]);
2110          }
2111       }
2112    }
2113
2114    return prog->LinkStatus;
2115 }
2116
2117 void
2118 link_shaders(struct gl_context *ctx, struct gl_shader_program *prog)
2119 {
2120    tfeedback_decl *tfeedback_decls = NULL;
2121    unsigned num_tfeedback_decls = prog->TransformFeedback.NumVarying;
2122
2123    void *mem_ctx = ralloc_context(NULL); // temporary linker context
2124
2125    prog->LinkStatus = false;
2126    prog->Validated = false;
2127    prog->_Used = false;
2128
2129    if (prog->InfoLog != NULL)
2130       ralloc_free(prog->InfoLog);
2131
2132    prog->InfoLog = ralloc_strdup(NULL, "");
2133
2134    /* Separate the shaders into groups based on their type.
2135     */
2136    struct gl_shader **vert_shader_list;
2137    unsigned num_vert_shaders = 0;
2138    struct gl_shader **frag_shader_list;
2139    unsigned num_frag_shaders = 0;
2140
2141    vert_shader_list = (struct gl_shader **)
2142       calloc(2 * prog->NumShaders, sizeof(struct gl_shader *));
2143    frag_shader_list =  &vert_shader_list[prog->NumShaders];
2144
2145    unsigned min_version = UINT_MAX;
2146    unsigned max_version = 0;
2147    for (unsigned i = 0; i < prog->NumShaders; i++) {
2148       min_version = MIN2(min_version, prog->Shaders[i]->Version);
2149       max_version = MAX2(max_version, prog->Shaders[i]->Version);
2150
2151       switch (prog->Shaders[i]->Type) {
2152       case GL_VERTEX_SHADER:
2153          vert_shader_list[num_vert_shaders] = prog->Shaders[i];
2154          num_vert_shaders++;
2155          break;
2156       case GL_FRAGMENT_SHADER:
2157          frag_shader_list[num_frag_shaders] = prog->Shaders[i];
2158          num_frag_shaders++;
2159          break;
2160       case GL_GEOMETRY_SHADER:
2161          /* FINISHME: Support geometry shaders. */
2162          assert(prog->Shaders[i]->Type != GL_GEOMETRY_SHADER);
2163          break;
2164       }
2165    }
2166
2167    /* Previous to GLSL version 1.30, different compilation units could mix and
2168     * match shading language versions.  With GLSL 1.30 and later, the versions
2169     * of all shaders must match.
2170     */
2171    assert(min_version >= 100);
2172    assert(max_version <= 130);
2173    if ((max_version >= 130 || min_version == 100)
2174        && min_version != max_version) {
2175       linker_error(prog, "all shaders must use same shading "
2176                    "language version\n");
2177       goto done;
2178    }
2179
2180    prog->Version = max_version;
2181
2182    for (unsigned int i = 0; i < MESA_SHADER_TYPES; i++) {
2183       if (prog->_LinkedShaders[i] != NULL)
2184          ctx->Driver.DeleteShader(ctx, prog->_LinkedShaders[i]);
2185
2186       prog->_LinkedShaders[i] = NULL;
2187    }
2188
2189    /* Link all shaders for a particular stage and validate the result.
2190     */
2191    if (num_vert_shaders > 0) {
2192       gl_shader *const sh =
2193          link_intrastage_shaders(mem_ctx, ctx, prog, vert_shader_list,
2194                                  num_vert_shaders);
2195
2196       if (sh == NULL)
2197          goto done;
2198
2199       if (!validate_vertex_shader_executable(prog, sh))
2200          goto done;
2201
2202       _mesa_reference_shader(ctx, &prog->_LinkedShaders[MESA_SHADER_VERTEX],
2203                              sh);
2204    }
2205
2206    if (num_frag_shaders > 0) {
2207       gl_shader *const sh =
2208          link_intrastage_shaders(mem_ctx, ctx, prog, frag_shader_list,
2209                                  num_frag_shaders);
2210
2211       if (sh == NULL)
2212          goto done;
2213
2214       if (!validate_fragment_shader_executable(prog, sh))
2215          goto done;
2216
2217       _mesa_reference_shader(ctx, &prog->_LinkedShaders[MESA_SHADER_FRAGMENT],
2218                              sh);
2219    }
2220
2221    /* Here begins the inter-stage linking phase.  Some initial validation is
2222     * performed, then locations are assigned for uniforms, attributes, and
2223     * varyings.
2224     */
2225    if (cross_validate_uniforms(prog)) {
2226       unsigned prev;
2227
2228       for (prev = 0; prev < MESA_SHADER_TYPES; prev++) {
2229          if (prog->_LinkedShaders[prev] != NULL)
2230             break;
2231       }
2232
2233       /* Validate the inputs of each stage with the output of the preceding
2234        * stage.
2235        */
2236       for (unsigned i = prev + 1; i < MESA_SHADER_TYPES; i++) {
2237          if (prog->_LinkedShaders[i] == NULL)
2238             continue;
2239
2240          if (!cross_validate_outputs_to_inputs(prog,
2241                                                prog->_LinkedShaders[prev],
2242                                                prog->_LinkedShaders[i]))
2243             goto done;
2244
2245          prev = i;
2246       }
2247
2248       prog->LinkStatus = true;
2249    }
2250
2251    /* Do common optimization before assigning storage for attributes,
2252     * uniforms, and varyings.  Later optimization could possibly make
2253     * some of that unused.
2254     */
2255    for (unsigned i = 0; i < MESA_SHADER_TYPES; i++) {
2256       if (prog->_LinkedShaders[i] == NULL)
2257          continue;
2258
2259       detect_recursion_linked(prog, prog->_LinkedShaders[i]->ir);
2260       if (!prog->LinkStatus)
2261          goto done;
2262
2263       if (ctx->ShaderCompilerOptions[i].LowerClipDistance)
2264          lower_clip_distance(prog->_LinkedShaders[i]->ir);
2265
2266       while (do_common_optimization(prog->_LinkedShaders[i]->ir, true, false, 32))
2267          ;
2268    }
2269
2270    /* FINISHME: The value of the max_attribute_index parameter is
2271     * FINISHME: implementation dependent based on the value of
2272     * FINISHME: GL_MAX_VERTEX_ATTRIBS.  GL_MAX_VERTEX_ATTRIBS must be
2273     * FINISHME: at least 16, so hardcode 16 for now.
2274     */
2275    if (!assign_attribute_or_color_locations(prog, MESA_SHADER_VERTEX, 16)) {
2276       goto done;
2277    }
2278
2279    if (!assign_attribute_or_color_locations(prog, MESA_SHADER_FRAGMENT, ctx->Const.MaxDrawBuffers)) {
2280       goto done;
2281    }
2282
2283    unsigned prev;
2284    for (prev = 0; prev < MESA_SHADER_TYPES; prev++) {
2285       if (prog->_LinkedShaders[prev] != NULL)
2286          break;
2287    }
2288
2289    if (num_tfeedback_decls != 0) {
2290       /* From GL_EXT_transform_feedback:
2291        *   A program will fail to link if:
2292        *
2293        *   * the <count> specified by TransformFeedbackVaryingsEXT is
2294        *     non-zero, but the program object has no vertex or geometry
2295        *     shader;
2296        */
2297       if (prev >= MESA_SHADER_FRAGMENT) {
2298          linker_error(prog, "Transform feedback varyings specified, but "
2299                       "no vertex or geometry shader is present.");
2300          goto done;
2301       }
2302
2303       tfeedback_decls = ralloc_array(mem_ctx, tfeedback_decl,
2304                                      prog->TransformFeedback.NumVarying);
2305       if (!parse_tfeedback_decls(ctx, prog, mem_ctx, num_tfeedback_decls,
2306                                  prog->TransformFeedback.VaryingNames,
2307                                  tfeedback_decls))
2308          goto done;
2309    }
2310
2311    for (unsigned i = prev + 1; i < MESA_SHADER_TYPES; i++) {
2312       if (prog->_LinkedShaders[i] == NULL)
2313          continue;
2314
2315       if (!assign_varying_locations(
2316              ctx, prog, prog->_LinkedShaders[prev], prog->_LinkedShaders[i],
2317              i == MESA_SHADER_FRAGMENT ? num_tfeedback_decls : 0,
2318              tfeedback_decls))
2319          goto done;
2320
2321       prev = i;
2322    }
2323
2324    if (prev != MESA_SHADER_FRAGMENT && num_tfeedback_decls != 0) {
2325       /* There was no fragment shader, but we still have to assign varying
2326        * locations for use by transform feedback.
2327        */
2328       if (!assign_varying_locations(
2329              ctx, prog, prog->_LinkedShaders[prev], NULL, num_tfeedback_decls,
2330              tfeedback_decls))
2331          goto done;
2332    }
2333
2334    if (!store_tfeedback_info(ctx, prog, num_tfeedback_decls, tfeedback_decls))
2335       goto done;
2336
2337    if (prog->_LinkedShaders[MESA_SHADER_VERTEX] != NULL) {
2338       demote_shader_inputs_and_outputs(prog->_LinkedShaders[MESA_SHADER_VERTEX],
2339                                        ir_var_out);
2340
2341       /* Eliminate code that is now dead due to unused vertex outputs being
2342        * demoted.
2343        */
2344       while (do_dead_code(prog->_LinkedShaders[MESA_SHADER_VERTEX]->ir, false))
2345          ;
2346    }
2347
2348    if (prog->_LinkedShaders[MESA_SHADER_GEOMETRY] != NULL) {
2349       gl_shader *const sh = prog->_LinkedShaders[MESA_SHADER_GEOMETRY];
2350
2351       demote_shader_inputs_and_outputs(sh, ir_var_in);
2352       demote_shader_inputs_and_outputs(sh, ir_var_inout);
2353       demote_shader_inputs_and_outputs(sh, ir_var_out);
2354
2355       /* Eliminate code that is now dead due to unused geometry outputs being
2356        * demoted.
2357        */
2358       while (do_dead_code(prog->_LinkedShaders[MESA_SHADER_GEOMETRY]->ir, false))
2359          ;
2360    }
2361
2362    if (prog->_LinkedShaders[MESA_SHADER_FRAGMENT] != NULL) {
2363       gl_shader *const sh = prog->_LinkedShaders[MESA_SHADER_FRAGMENT];
2364
2365       demote_shader_inputs_and_outputs(sh, ir_var_in);
2366
2367       /* Eliminate code that is now dead due to unused fragment inputs being
2368        * demoted.  This shouldn't actually do anything other than remove
2369        * declarations of the (now unused) global variables.
2370        */
2371       while (do_dead_code(prog->_LinkedShaders[MESA_SHADER_FRAGMENT]->ir, false))
2372          ;
2373    }
2374
2375    update_array_sizes(prog);
2376    link_assign_uniform_locations(prog);
2377    store_fragdepth_layout(prog);
2378
2379    if (!check_resources(ctx, prog))
2380       goto done;
2381
2382    /* OpenGL ES requires that a vertex shader and a fragment shader both be
2383     * present in a linked program.  By checking for use of shading language
2384     * version 1.00, we also catch the GL_ARB_ES2_compatibility case.
2385     */
2386    if (!prog->InternalSeparateShader &&
2387        (ctx->API == API_OPENGLES2 || prog->Version == 100)) {
2388       if (prog->_LinkedShaders[MESA_SHADER_VERTEX] == NULL) {
2389          linker_error(prog, "program lacks a vertex shader\n");
2390       } else if (prog->_LinkedShaders[MESA_SHADER_FRAGMENT] == NULL) {
2391          linker_error(prog, "program lacks a fragment shader\n");
2392       }
2393    }
2394
2395    /* FINISHME: Assign fragment shader output locations. */
2396
2397 done:
2398    free(vert_shader_list);
2399
2400    for (unsigned i = 0; i < MESA_SHADER_TYPES; i++) {
2401       if (prog->_LinkedShaders[i] == NULL)
2402          continue;
2403
2404       /* Retain any live IR, but trash the rest. */
2405       reparent_ir(prog->_LinkedShaders[i]->ir, prog->_LinkedShaders[i]->ir);
2406
2407       /* The symbol table in the linked shaders may contain references to
2408        * variables that were removed (e.g., unused uniforms).  Since it may
2409        * contain junk, there is no possible valid use.  Delete it and set the
2410        * pointer to NULL.
2411        */
2412       delete prog->_LinkedShaders[i]->symbols;
2413       prog->_LinkedShaders[i]->symbols = NULL;
2414    }
2415
2416    ralloc_free(mem_ctx);
2417 }