src/mesa/main/texenvprogram.c

   1 /**************************************************************************
   2  *
   3  * Copyright 2007 Tungsten Graphics, Inc., Cedar Park, Texas.
   4  * All Rights Reserved.
   5  * Copyright 2009 VMware, Inc.  All Rights Reserved.
   6  *
   7  * Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a
   8  * copy of this software and associated documentation files (the
   9  * "Software"), to deal in the Software without restriction, including
  10  * without limitation the rights to use, copy, modify, merge, publish,
  11  * distribute, sub license, and/or sell copies of the Software, and to
  12  * permit persons to whom the Software is furnished to do so, subject to
  13  * the following conditions:
  14  *
  15  * The above copyright notice and this permission notice (including the
  16  * next paragraph) shall be included in all copies or substantial portions
  17  * of the Software.
  18  *
  19  * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS
  20  * OR IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF
  21  * MERCHANTABILITY, FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NON-INFRINGEMENT.
  22  * IN NO EVENT SHALL TUNGSTEN GRAPHICS AND/OR ITS SUPPLIERS BE LIABLE FOR
  23  * ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT,
  24  * TORT OR OTHERWISE, ARISING FROM, OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE
  25  * SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS IN THE SOFTWARE.
  26  *
  27  **************************************************************************/
  28
  29 #include "glheader.h"
  30 #include "imports.h"
  31 #include "shader/program.h"
  32 #include "shader/prog_parameter.h"
  33 #include "shader/prog_cache.h"
  34 #include "shader/prog_instruction.h"
  35 #include "shader/prog_print.h"
  36 #include "shader/prog_statevars.h"
  37 #include "shader/programopt.h"
  38 #include "texenvprogram.h"
  39
  40
  41 /*
  42  * Note on texture units:
  43  *
  44  * The number of texture units supported by fixed-function fragment
  45  * processing is MAX_TEXTURE_COORD_UNITS, not MAX_TEXTURE_IMAGE_UNITS.
  46  * That's because there's a one-to-one correspondence between texture
  47  * coordinates and samplers in fixed-function processing.
  48  *
  49  * Since fixed-function vertex processing is limited to MAX_TEXTURE_COORD_UNITS
  50  * sets of texcoords, so is fixed-function fragment processing.
  51  *
  52  * We can safely use ctx->Const.MaxTextureUnits for loop bounds.
  53  */
  54
  55
  56 struct texenvprog_cache_item
  57 {
  58    GLuint hash;
  59    void *key;
  60    struct gl_fragment_program *data;
  61    struct texenvprog_cache_item *next;
  62 };
  63
  64 static GLboolean
  65 texenv_doing_secondary_color(GLcontext *ctx)
  66 {
  67    if (ctx->Light.Enabled &&
  68        (ctx->Light.Model.ColorControl == GL_SEPARATE_SPECULAR_COLOR))
  69       return GL_TRUE;
  70
  71    if (ctx->Fog.ColorSumEnabled)
  72       return GL_TRUE;
  73
  74    return GL_FALSE;
  75 }
  76
  77 /**
  78  * Up to nine instructions per tex unit, plus fog, specular color.
  79  */
  80 #define MAX_INSTRUCTIONS ((MAX_TEXTURE_COORD_UNITS * 9) + 12)
  81
  82 #define DISASSEM (MESA_VERBOSE & VERBOSE_DISASSEM)
  83
  84 struct mode_opt {
  85 #ifdef __GNUC__
  86    __extension__ GLubyte Source:4;  /**< SRC_x */
  87    __extension__ GLubyte Operand:3; /**< OPR_x */
  88 #else
  89    GLuint Source;  /**< SRC_x */
  90    GLuint Operand; /**< OPR_x */
  91 #endif
  92 };
  93
  94 struct state_key {
  95    GLuint nr_enabled_units:8;
  96    GLuint enabled_units:8;
  97    GLuint separate_specular:1;
  98    GLuint fog_enabled:1;
  99    GLuint fog_mode:2;          /**< FOG_x */
 100    GLuint inputs_available:12;
 101
 102    struct {
 103       GLuint enabled:1;
 104       GLuint source_index:3;   /**< TEXTURE_x_INDEX */
 105       GLuint shadow:1;
 106       GLuint ScaleShiftRGB:2;
 107       GLuint ScaleShiftA:2;
 108
 109       GLuint NumArgsRGB:3;  /**< up to MAX_COMBINER_TERMS */
 110       GLuint ModeRGB:5;     /**< MODE_x */
 111
 112       GLuint NumArgsA:3;  /**< up to MAX_COMBINER_TERMS */
 113       GLuint ModeA:5;     /**< MODE_x */
 114
 115       struct mode_opt OptRGB[MAX_COMBINER_TERMS];
 116       struct mode_opt OptA[MAX_COMBINER_TERMS];
 117    } unit[MAX_TEXTURE_UNITS];
 118 };
 119
 120 #define FOG_LINEAR  0
 121 #define FOG_EXP     1
 122 #define FOG_EXP2    2
 123 #define FOG_UNKNOWN 3
 124
 125 static GLuint translate_fog_mode( GLenum mode )
 126 {
 127    switch (mode) {
 128    case GL_LINEAR: return FOG_LINEAR;
 129    case GL_EXP: return FOG_EXP;
 130    case GL_EXP2: return FOG_EXP2;
 131    default: return FOG_UNKNOWN;
 132    }
 133 }
 134
 135 #define OPR_SRC_COLOR           0
 136 #define OPR_ONE_MINUS_SRC_COLOR 1
 137 #define OPR_SRC_ALPHA           2
 138 #define OPR_ONE_MINUS_SRC_ALPHA 3
 139 #define OPR_ZERO                4
 140 #define OPR_ONE                 5
 141 #define OPR_UNKNOWN             7
 142
 143 static GLuint translate_operand( GLenum operand )
 144 {
 145    switch (operand) {
 146    case GL_SRC_COLOR: return OPR_SRC_COLOR;
 147    case GL_ONE_MINUS_SRC_COLOR: return OPR_ONE_MINUS_SRC_COLOR;
 148    case GL_SRC_ALPHA: return OPR_SRC_ALPHA;
 149    case GL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA: return OPR_ONE_MINUS_SRC_ALPHA;
 150    case GL_ZERO: return OPR_ZERO;
 151    case GL_ONE: return OPR_ONE;
 152    default:
 153       assert(0);
 154       return OPR_UNKNOWN;
 155    }
 156 }
 157
 158 #define SRC_TEXTURE  0
 159 #define SRC_TEXTURE0 1
 160 #define SRC_TEXTURE1 2
 161 #define SRC_TEXTURE2 3
 162 #define SRC_TEXTURE3 4
 163 #define SRC_TEXTURE4 5
 164 #define SRC_TEXTURE5 6
 165 #define SRC_TEXTURE6 7
 166 #define SRC_TEXTURE7 8
 167 #define SRC_CONSTANT 9
 168 #define SRC_PRIMARY_COLOR 10
 169 #define SRC_PREVIOUS 11
 170 #define SRC_ZERO     12
 171 #define SRC_UNKNOWN  15
 172
 173 static GLuint translate_source( GLenum src )
 174 {
 175    switch (src) {
 176    case GL_TEXTURE: return SRC_TEXTURE;
 177    case GL_TEXTURE0:
 178    case GL_TEXTURE1:
 179    case GL_TEXTURE2:
 180    case GL_TEXTURE3:
 181    case GL_TEXTURE4:
 182    case GL_TEXTURE5:
 183    case GL_TEXTURE6:
 184    case GL_TEXTURE7: return SRC_TEXTURE0 + (src - GL_TEXTURE0);
 185    case GL_CONSTANT: return SRC_CONSTANT;
 186    case GL_PRIMARY_COLOR: return SRC_PRIMARY_COLOR;
 187    case GL_PREVIOUS: return SRC_PREVIOUS;
 188    case GL_ZERO:
 189       return SRC_ZERO;
 190    default:
 191       assert(0);
 192       return SRC_UNKNOWN;
 193    }
 194 }
 195
 196 #define MODE_REPLACE                     0  /* r = a0 */
 197 #define MODE_MODULATE                    1  /* r = a0 * a1 */
 198 #define MODE_ADD                         2  /* r = a0 + a1 */
 199 #define MODE_ADD_SIGNED                  3  /* r = a0 + a1 - 0.5 */
 200 #define MODE_INTERPOLATE                 4  /* r = a0 * a2 + a1 * (1 - a2) */
 201 #define MODE_SUBTRACT                    5  /* r = a0 - a1 */
 202 #define MODE_DOT3_RGB                    6  /* r = a0 . a1 */
 203 #define MODE_DOT3_RGB_EXT                7  /* r = a0 . a1 */
 204 #define MODE_DOT3_RGBA                   8  /* r = a0 . a1 */
 205 #define MODE_DOT3_RGBA_EXT               9  /* r = a0 . a1 */
 206 #define MODE_MODULATE_ADD_ATI           10  /* r = a0 * a2 + a1 */
 207 #define MODE_MODULATE_SIGNED_ADD_ATI    11  /* r = a0 * a2 + a1 - 0.5 */
 208 #define MODE_MODULATE_SUBTRACT_ATI      12  /* r = a0 * a2 - a1 */
 209 #define MODE_ADD_PRODUCTS               13  /* r = a0 * a1 + a2 * a3 */
 210 #define MODE_ADD_PRODUCTS_SIGNED        14  /* r = a0 * a1 + a2 * a3 - 0.5 */
 211 #define MODE_BUMP_ENVMAP_ATI            15  /* special */
 212 #define MODE_UNKNOWN                    16
 213
 214 /**
 215  * Translate GL combiner state into a MODE_x value
 216  */
 217 static GLuint translate_mode( GLenum envMode, GLenum mode )
 218 {
 219    switch (mode) {
 220    case GL_REPLACE: return MODE_REPLACE;
 221    case GL_MODULATE: return MODE_MODULATE;
 222    case GL_ADD:
 223       if (envMode == GL_COMBINE4_NV)
 224          return MODE_ADD_PRODUCTS;
 225       else
 226          return MODE_ADD;
 227    case GL_ADD_SIGNED:
 228       if (envMode == GL_COMBINE4_NV)
 229          return MODE_ADD_PRODUCTS_SIGNED;
 230       else
 231          return MODE_ADD_SIGNED;
 232    case GL_INTERPOLATE: return MODE_INTERPOLATE;
 233    case GL_SUBTRACT: return MODE_SUBTRACT;
 234    case GL_DOT3_RGB: return MODE_DOT3_RGB;
 235    case GL_DOT3_RGB_EXT: return MODE_DOT3_RGB_EXT;
 236    case GL_DOT3_RGBA: return MODE_DOT3_RGBA;
 237    case GL_DOT3_RGBA_EXT: return MODE_DOT3_RGBA_EXT;
 238    case GL_MODULATE_ADD_ATI: return MODE_MODULATE_ADD_ATI;
 239    case GL_MODULATE_SIGNED_ADD_ATI: return MODE_MODULATE_SIGNED_ADD_ATI;
 240    case GL_MODULATE_SUBTRACT_ATI: return MODE_MODULATE_SUBTRACT_ATI;
 241    case GL_BUMP_ENVMAP_ATI: return MODE_BUMP_ENVMAP_ATI;
 242    default:
 243       assert(0);
 244       return MODE_UNKNOWN;
 245    }
 246 }
 247
 248
 249 /**
 250  * Translate TEXTURE_x_BIT to TEXTURE_x_INDEX.
 251  */
 252 static GLuint translate_tex_src_bit( GLbitfield bit )
 253 {
 254    ASSERT(bit);
 255    return _mesa_ffs(bit) - 1;
 256 }
 257
 258
 259 #define VERT_BIT_TEX_ANY    (0xff << VERT_ATTRIB_TEX0)
 260 #define VERT_RESULT_TEX_ANY (0xff << VERT_RESULT_TEX0)
 261
 262 /**
 263  * Identify all possible varying inputs.  The fragment program will
 264  * never reference non-varying inputs, but will track them via state
 265  * constants instead.
 266  *
 267  * This function figures out all the inputs that the fragment program
 268  * has access to.  The bitmask is later reduced to just those which
 269  * are actually referenced.
 270  */
 271 static GLbitfield get_fp_input_mask( GLcontext *ctx )
 272 {
 273    /* _NEW_PROGRAM */
 274    const GLboolean vertexShader = (ctx->Shader.CurrentProgram &&
 275                                    ctx->Shader.CurrentProgram->LinkStatus &&
 276                                    ctx->Shader.CurrentProgram->VertexProgram);
 277    const GLboolean vertexProgram = ctx->VertexProgram._Enabled;
 278    GLbitfield fp_inputs = 0x0;
 279
 280    if (ctx->VertexProgram._Overriden) {
 281       /* Somebody's messing with the vertex program and we don't have
 282        * a clue what's happening.  Assume that it could be producing
 283        * all possible outputs.
 284        */
 285       fp_inputs = ~0;
 286    }
 287    else if (ctx->RenderMode == GL_FEEDBACK) {
 288       /* _NEW_RENDERMODE */
 289       fp_inputs = (FRAG_BIT_COL0 | FRAG_BIT_TEX0);
 290    }
 291    else if (!(vertexProgram || vertexShader) ||
 292             !ctx->VertexProgram._Current) {
 293       /* Fixed function vertex logic */
 294       /* _NEW_ARRAY */
 295       GLbitfield varying_inputs = ctx->varying_vp_inputs;
 296
 297       /* These get generated in the setup routine regardless of the
 298        * vertex program:
 299        */
 300       /* _NEW_POINT */
 301       if (ctx->Point.PointSprite)
 302          varying_inputs |= FRAG_BITS_TEX_ANY;
 303
 304       /* First look at what values may be computed by the generated
 305        * vertex program:
 306        */
 307       /* _NEW_LIGHT */
 308       if (ctx->Light.Enabled) {
 309          fp_inputs |= FRAG_BIT_COL0;
 310
 311          if (texenv_doing_secondary_color(ctx))
 312             fp_inputs |= FRAG_BIT_COL1;
 313       }
 314
 315       /* _NEW_TEXTURE */
 316       fp_inputs |= (ctx->Texture._TexGenEnabled |
 317                     ctx->Texture._TexMatEnabled) << FRAG_ATTRIB_TEX0;
 318
 319       /* Then look at what might be varying as a result of enabled
 320        * arrays, etc:
 321        */
 322       if (varying_inputs & VERT_BIT_COLOR0)
 323          fp_inputs |= FRAG_BIT_COL0;
 324       if (varying_inputs & VERT_BIT_COLOR1)
 325          fp_inputs |= FRAG_BIT_COL1;
 326
 327       fp_inputs |= (((varying_inputs & VERT_BIT_TEX_ANY) >> VERT_ATTRIB_TEX0)
 328                     << FRAG_ATTRIB_TEX0);
 329
 330    }
 331    else {
 332       /* calculate from vp->outputs */
 333       struct gl_vertex_program *vprog;
 334       GLbitfield vp_outputs;
 335
 336       /* Choose GLSL vertex shader over ARB vertex program.  Need this
 337        * since vertex shader state validation comes after fragment state
 338        * validation (see additional comments in state.c).
 339        */
 340       if (vertexShader)
 341          vprog = ctx->Shader.CurrentProgram->VertexProgram;
 342       else
 343          vprog = ctx->VertexProgram.Current;
 344
 345       vp_outputs = vprog->Base.OutputsWritten;
 346
 347       /* These get generated in the setup routine regardless of the
 348        * vertex program:
 349        */
 350       /* _NEW_POINT */
 351       if (ctx->Point.PointSprite)
 352          vp_outputs |= FRAG_BITS_TEX_ANY;
 353
 354       if (vp_outputs & (1 << VERT_RESULT_COL0))
 355          fp_inputs |= FRAG_BIT_COL0;
 356       if (vp_outputs & (1 << VERT_RESULT_COL1))
 357          fp_inputs |= FRAG_BIT_COL1;
 358
 359       fp_inputs |= (((vp_outputs & VERT_RESULT_TEX_ANY) >> VERT_RESULT_TEX0)
 360                     << FRAG_ATTRIB_TEX0);
 361    }
 362
 363    return fp_inputs;
 364 }
 365
 366
 367 /**
 368  * Examine current texture environment state and generate a unique
 369  * key to identify it.
 370  */
 371 static void make_state_key( GLcontext *ctx,  struct state_key *key )
 372 {
 373    GLuint i, j;
 374    GLbitfield inputs_referenced = FRAG_BIT_COL0;
 375    const GLbitfield inputs_available = get_fp_input_mask( ctx );
 376
 377    memset(key, 0, sizeof(*key));
 378
 379    /* _NEW_TEXTURE */
 380    for (i = 0; i < ctx->Const.MaxTextureUnits; i++) {
 381       const struct gl_texture_unit *texUnit = &ctx->Texture.Unit[i];
 382       const struct gl_texture_object *texObj = texUnit->_Current;
 383       const struct gl_tex_env_combine_state *comb = texUnit->_CurrentCombine;
 384       GLenum format;
 385
 386       if (!texUnit->_ReallyEnabled || !texUnit->Enabled)
 387          continue;
 388
 389       format = texObj->Image[0][texObj->BaseLevel]->_BaseFormat;
 390
 391       key->unit[i].enabled = 1;
 392       key->enabled_units |= (1<<i);
 393       key->nr_enabled_units = i+1;
 394       inputs_referenced |= FRAG_BIT_TEX(i);
 395
 396       key->unit[i].source_index =
 397          translate_tex_src_bit(texUnit->_ReallyEnabled);
 398
 399       key->unit[i].shadow = ((texObj->CompareMode == GL_COMPARE_R_TO_TEXTURE) &&
 400                              ((format == GL_DEPTH_COMPONENT) ||
 401                               (format == GL_DEPTH_STENCIL_EXT)));
 402
 403       key->unit[i].NumArgsRGB = comb->_NumArgsRGB;
 404       key->unit[i].NumArgsA = comb->_NumArgsA;
 405
 406       key->unit[i].ModeRGB =
 407          translate_mode(texUnit->EnvMode, comb->ModeRGB);
 408       key->unit[i].ModeA =
 409          translate_mode(texUnit->EnvMode, comb->ModeA);
 410
 411       key->unit[i].ScaleShiftRGB = comb->ScaleShiftRGB;
 412       key->unit[i].ScaleShiftA = comb->ScaleShiftA;
 413
 414       for (j = 0; j < MAX_COMBINER_TERMS; j++) {
 415          key->unit[i].OptRGB[j].Operand = translate_operand(comb->OperandRGB[j]);
 416          key->unit[i].OptA[j].Operand = translate_operand(comb->OperandA[j]);
 417          key->unit[i].OptRGB[j].Source = translate_source(comb->SourceRGB[j]);
 418          key->unit[i].OptA[j].Source = translate_source(comb->SourceA[j]);
 419       }
 420
 421       if (key->unit[i].ModeRGB == MODE_BUMP_ENVMAP_ATI) {
 422          /* requires some special translation */
 423          key->unit[i].NumArgsRGB = 2;
 424          key->unit[i].ScaleShiftRGB = 0;
 425          key->unit[i].OptRGB[0].Operand = OPR_SRC_COLOR;
 426          key->unit[i].OptRGB[0].Source = SRC_TEXTURE;
 427          key->unit[i].OptRGB[1].Operand = OPR_SRC_COLOR;
 428          key->unit[i].OptRGB[1].Source = texUnit->BumpTarget - GL_TEXTURE0 + SRC_TEXTURE0;
 429        }
 430    }
 431
 432    /* _NEW_LIGHT | _NEW_FOG */
 433    if (texenv_doing_secondary_color(ctx)) {
 434       key->separate_specular = 1;
 435       inputs_referenced |= FRAG_BIT_COL1;
 436    }
 437
 438    /* _NEW_FOG */
 439    if (ctx->Fog.Enabled) {
 440       key->fog_enabled = 1;
 441       key->fog_mode = translate_fog_mode(ctx->Fog.Mode);
 442       inputs_referenced |= FRAG_BIT_FOGC; /* maybe */
 443    }
 444
 445    key->inputs_available = (inputs_available & inputs_referenced);
 446 }
 447
 448 /**
 449  * Use uregs to represent registers internally, translate to Mesa's
 450  * expected formats on emit.
 451  *
 452  * NOTE: These are passed by value extensively in this file rather
 453  * than as usual by pointer reference.  If this disturbs you, try
 454  * remembering they are just 32bits in size.
 455  *
 456  * GCC is smart enough to deal with these dword-sized structures in
 457  * much the same way as if I had defined them as dwords and was using
 458  * macros to access and set the fields.  This is much nicer and easier
 459  * to evolve.
 460  */
 461 struct ureg {
 462    GLuint file:4;
 463    GLuint idx:8;
 464    GLuint negatebase:1;
 465    GLuint swz:12;
 466    GLuint pad:7;
 467 };
 468
 469 static const struct ureg undef = {
 470    PROGRAM_UNDEFINED,
 471    ~0,
 472    0,
 473    0,
 474    0
 475 };
 476
 477
 478 /** State used to build the fragment program:
 479  */
 480 struct texenv_fragment_program {
 481    struct gl_fragment_program *program;
 482    struct state_key *state;
 483
 484    GLbitfield alu_temps;        /**< Track texture indirections, see spec. */
 485    GLbitfield temps_output;     /**< Track texture indirections, see spec. */
 486    GLbitfield temp_in_use;      /**< Tracks temporary regs which are in use. */
 487    GLboolean error;
 488
 489    struct ureg src_texture[MAX_TEXTURE_COORD_UNITS];
 490    /* Reg containing each texture unit's sampled texture color,
 491     * else undef.
 492     */
 493
 494    struct ureg texcoord_tex[MAX_TEXTURE_COORD_UNITS];
 495    /* Reg containing texcoord for a texture unit,
 496     * needed for bump mapping, else undef.
 497     */
 498
 499    struct ureg src_previous;    /**< Reg containing color from previous
 500                                  * stage.  May need to be decl'd.
 501                                  */
 502
 503    GLuint last_tex_stage;       /**< Number of last enabled texture unit */
 504
 505    struct ureg half;
 506    struct ureg one;
 507    struct ureg zero;
 508 };
 509
 510
 511
 512 static struct ureg make_ureg(GLuint file, GLuint idx)
 513 {
 514    struct ureg reg;
 515    reg.file = file;
 516    reg.idx = idx;
 517    reg.negatebase = 0;
 518    reg.swz = SWIZZLE_NOOP;
 519    reg.pad = 0;
 520    return reg;
 521 }
 522
 523 static struct ureg swizzle( struct ureg reg, int x, int y, int z, int w )
 524 {
 525    reg.swz = MAKE_SWIZZLE4(GET_SWZ(reg.swz, x),
 526                            GET_SWZ(reg.swz, y),
 527                            GET_SWZ(reg.swz, z),
 528                            GET_SWZ(reg.swz, w));
 529
 530    return reg;
 531 }
 532
 533 static struct ureg swizzle1( struct ureg reg, int x )
 534 {
 535    return swizzle(reg, x, x, x, x);
 536 }
 537
 538 static struct ureg negate( struct ureg reg )
 539 {
 540    reg.negatebase ^= 1;
 541    return reg;
 542 }
 543
 544 static GLboolean is_undef( struct ureg reg )
 545 {
 546    return reg.file == PROGRAM_UNDEFINED;
 547 }
 548
 549
 550 static struct ureg get_temp( struct texenv_fragment_program *p )
 551 {
 552    GLint bit;
 553
 554    /* First try and reuse temps which have been used already:
 555     */
 556    bit = _mesa_ffs( ~p->temp_in_use & p->alu_temps );
 557
 558    /* Then any unused temporary:
 559     */
 560    if (!bit)
 561       bit = _mesa_ffs( ~p->temp_in_use );
 562
 563    if (!bit) {
 564       _mesa_problem(NULL, "%s: out of temporaries\n", __FILE__);
 565       _mesa_exit(1);
 566    }
 567
 568    if ((GLuint) bit > p->program->Base.NumTemporaries)
 569       p->program->Base.NumTemporaries = bit;
 570
 571    p->temp_in_use |= 1<<(bit-1);
 572    return make_ureg(PROGRAM_TEMPORARY, (bit-1));
 573 }
 574
 575 static struct ureg get_tex_temp( struct texenv_fragment_program *p )
 576 {
 577    int bit;
 578
 579    /* First try to find available temp not previously used (to avoid
 580     * starting a new texture indirection).  According to the spec, the
 581     * ~p->temps_output isn't necessary, but will keep it there for
 582     * now:
 583     */
 584    bit = _mesa_ffs( ~p->temp_in_use & ~p->alu_temps & ~p->temps_output );
 585
 586    /* Then any unused temporary:
 587     */
 588    if (!bit)
 589       bit = _mesa_ffs( ~p->temp_in_use );
 590
 591    if (!bit) {
 592       _mesa_problem(NULL, "%s: out of temporaries\n", __FILE__);
 593       _mesa_exit(1);
 594    }
 595
 596    if ((GLuint) bit > p->program->Base.NumTemporaries)
 597       p->program->Base.NumTemporaries = bit;
 598
 599    p->temp_in_use |= 1<<(bit-1);
 600    return make_ureg(PROGRAM_TEMPORARY, (bit-1));
 601 }
 602
 603
 604 /** Mark a temp reg as being no longer allocatable. */
 605 static void reserve_temp( struct texenv_fragment_program *p, struct ureg r )
 606 {
 607    if (r.file == PROGRAM_TEMPORARY)
 608       p->temps_output |= (1 << r.idx);
 609 }
 610
 611
 612 static void release_temps(GLcontext *ctx, struct texenv_fragment_program *p )
 613 {
 614    GLuint max_temp = ctx->Const.FragmentProgram.MaxTemps;
 615
 616    /* KW: To support tex_env_crossbar, don't release the registers in
 617     * temps_output.
 618     */
 619    if (max_temp >= sizeof(int) * 8)
 620       p->temp_in_use = p->temps_output;
 621    else
 622       p->temp_in_use = ~((1<<max_temp)-1) | p->temps_output;
 623 }
 624
 625
 626 static struct ureg register_param5( struct texenv_fragment_program *p,
 627                                     GLint s0,
 628                                     GLint s1,
 629                                     GLint s2,
 630                                     GLint s3,
 631                                     GLint s4)
 632 {
 633    gl_state_index tokens[STATE_LENGTH];
 634    GLuint idx;
 635    tokens[0] = s0;
 636    tokens[1] = s1;
 637    tokens[2] = s2;
 638    tokens[3] = s3;
 639    tokens[4] = s4;
 640    idx = _mesa_add_state_reference( p->program->Base.Parameters, tokens );
 641    return make_ureg(PROGRAM_STATE_VAR, idx);
 642 }
 643
 644
 645 #define register_param1(p,s0)          register_param5(p,s0,0,0,0,0)
 646 #define register_param2(p,s0,s1)       register_param5(p,s0,s1,0,0,0)
 647 #define register_param3(p,s0,s1,s2)    register_param5(p,s0,s1,s2,0,0)
 648 #define register_param4(p,s0,s1,s2,s3) register_param5(p,s0,s1,s2,s3,0)
 649
 650 static GLuint frag_to_vert_attrib( GLuint attrib )
 651 {
 652    switch (attrib) {
 653    case FRAG_ATTRIB_COL0: return VERT_ATTRIB_COLOR0;
 654    case FRAG_ATTRIB_COL1: return VERT_ATTRIB_COLOR1;
 655    default:
 656       assert(attrib >= FRAG_ATTRIB_TEX0);
 657       assert(attrib <= FRAG_ATTRIB_TEX7);
 658       return attrib - FRAG_ATTRIB_TEX0 + VERT_ATTRIB_TEX0;
 659    }
 660 }
 661
 662
 663 static struct ureg register_input( struct texenv_fragment_program *p, GLuint input )
 664 {
 665    if (p->state->inputs_available & (1<<input)) {
 666       p->program->Base.InputsRead |= (1 << input);
 667       return make_ureg(PROGRAM_INPUT, input);
 668    }
 669    else {
 670       GLuint idx = frag_to_vert_attrib( input );
 671       return register_param3( p, STATE_INTERNAL, STATE_CURRENT_ATTRIB, idx );
 672    }
 673 }
 674
 675
 676 static void emit_arg( struct prog_src_register *reg,
 677                       struct ureg ureg )
 678 {
 679    reg->File = ureg.file;
 680    reg->Index = ureg.idx;
 681    reg->Swizzle = ureg.swz;
 682    reg->Negate = ureg.negatebase ? NEGATE_XYZW : NEGATE_NONE;
 683    reg->Abs = GL_FALSE;
 684 }
 685
 686 static void emit_dst( struct prog_dst_register *dst,
 687                       struct ureg ureg, GLuint mask )
 688 {
 689    dst->File = ureg.file;
 690    dst->Index = ureg.idx;
 691    dst->WriteMask = mask;
 692    dst->CondMask = COND_TR;  /* always pass cond test */
 693    dst->CondSwizzle = SWIZZLE_NOOP;
 694 }
 695
 696 static struct prog_instruction *
 697 emit_op(struct texenv_fragment_program *p,
 698         enum prog_opcode op,
 699         struct ureg dest,
 700         GLuint mask,
 701         GLboolean saturate,
 702         struct ureg src0,
 703         struct ureg src1,
 704         struct ureg src2 )
 705 {
 706    const GLuint nr = p->program->Base.NumInstructions++;
 707    struct prog_instruction *inst = &p->program->Base.Instructions[nr];
 708
 709    assert(nr < MAX_INSTRUCTIONS);
 710
 711    _mesa_init_instructions(inst, 1);
 712    inst->Opcode = op;
 713
 714    emit_arg( &inst->SrcReg[0], src0 );
 715    emit_arg( &inst->SrcReg[1], src1 );
 716    emit_arg( &inst->SrcReg[2], src2 );
 717
 718    inst->SaturateMode = saturate ? SATURATE_ZERO_ONE : SATURATE_OFF;
 719
 720    emit_dst( &inst->DstReg, dest, mask );
 721
 722 #if 0
 723    /* Accounting for indirection tracking:
 724     */
 725    if (dest.file == PROGRAM_TEMPORARY)
 726       p->temps_output |= 1 << dest.idx;
 727 #endif
 728
 729    return inst;
 730 }
 731
 732
 733 static struct ureg emit_arith( struct texenv_fragment_program *p,
 734                                enum prog_opcode op,
 735                                struct ureg dest,
 736                                GLuint mask,
 737                                GLboolean saturate,
 738                                struct ureg src0,
 739                                struct ureg src1,
 740                                struct ureg src2 )
 741 {
 742    emit_op(p, op, dest, mask, saturate, src0, src1, src2);
 743
 744    /* Accounting for indirection tracking:
 745     */
 746    if (src0.file == PROGRAM_TEMPORARY)
 747       p->alu_temps |= 1 << src0.idx;
 748
 749    if (!is_undef(src1) && src1.file == PROGRAM_TEMPORARY)
 750       p->alu_temps |= 1 << src1.idx;
 751
 752    if (!is_undef(src2) && src2.file == PROGRAM_TEMPORARY)
 753       p->alu_temps |= 1 << src2.idx;
 754
 755    if (dest.file == PROGRAM_TEMPORARY)
 756       p->alu_temps |= 1 << dest.idx;
 757
 758    p->program->Base.NumAluInstructions++;
 759    return dest;
 760 }
 761
 762 static struct ureg emit_texld( struct texenv_fragment_program *p,
 763                                enum prog_opcode op,
 764                                struct ureg dest,
 765                                GLuint destmask,
 766                                GLuint tex_unit,
 767                                GLuint tex_idx,
 768                                GLuint tex_shadow,
 769                                struct ureg coord )
 770 {
 771    struct prog_instruction *inst = emit_op( p, op,
 772                                           dest, destmask,
 773                                           GL_FALSE,     /* don't saturate? */
 774                                           coord,        /* arg 0? */
 775                                           undef,
 776                                           undef);
 777
 778    inst->TexSrcTarget = tex_idx;
 779    inst->TexSrcUnit = tex_unit;
 780    inst->TexShadow = tex_shadow;
 781
 782    p->program->Base.NumTexInstructions++;
 783
 784    /* Accounting for indirection tracking:
 785     */
 786    reserve_temp(p, dest);
 787
 788 #if 0
 789    /* Is this a texture indirection?
 790     */
 791    if ((coord.file == PROGRAM_TEMPORARY &&
 792         (p->temps_output & (1<<coord.idx))) ||
 793        (dest.file == PROGRAM_TEMPORARY &&
 794         (p->alu_temps & (1<<dest.idx)))) {
 795       p->program->Base.NumTexIndirections++;
 796       p->temps_output = 1<<coord.idx;
 797       p->alu_temps = 0;
 798       assert(0);                /* KW: texture env crossbar */
 799    }
 800 #endif
 801
 802    return dest;
 803 }
 804
 805
 806 static struct ureg register_const4f( struct texenv_fragment_program *p,
 807                                      GLfloat s0,
 808                                      GLfloat s1,
 809                                      GLfloat s2,
 810                                      GLfloat s3)
 811 {
 812    GLfloat values[4];
 813    GLuint idx, swizzle;
 814    struct ureg r;
 815    values[0] = s0;
 816    values[1] = s1;
 817    values[2] = s2;
 818    values[3] = s3;
 819    idx = _mesa_add_unnamed_constant( p->program->Base.Parameters, values, 4,
 820                                      &swizzle );
 821    r = make_ureg(PROGRAM_CONSTANT, idx);
 822    r.swz = swizzle;
 823    return r;
 824 }
 825
 826 #define register_scalar_const(p, s0)    register_const4f(p, s0, s0, s0, s0)
 827 #define register_const1f(p, s0)         register_const4f(p, s0, 0, 0, 1)
 828 #define register_const2f(p, s0, s1)     register_const4f(p, s0, s1, 0, 1)
 829 #define register_const3f(p, s0, s1, s2) register_const4f(p, s0, s1, s2, 1)
 830
 831
 832 static struct ureg get_one( struct texenv_fragment_program *p )
 833 {
 834    if (is_undef(p->one))
 835       p->one = register_scalar_const(p, 1.0);
 836    return p->one;
 837 }
 838
 839 static struct ureg get_half( struct texenv_fragment_program *p )
 840 {
 841    if (is_undef(p->half))
 842       p->half = register_scalar_const(p, 0.5);
 843    return p->half;
 844 }
 845
 846 static struct ureg get_zero( struct texenv_fragment_program *p )
 847 {
 848    if (is_undef(p->zero))
 849       p->zero = register_scalar_const(p, 0.0);
 850    return p->zero;
 851 }
 852
 853
 854 static void program_error( struct texenv_fragment_program *p, const char *msg )
 855 {
 856    _mesa_problem(NULL, msg);
 857    p->error = 1;
 858 }
 859
 860 static struct ureg get_source( struct texenv_fragment_program *p,
 861                                GLuint src, GLuint unit )
 862 {
 863    switch (src) {
 864    case SRC_TEXTURE:
 865       assert(!is_undef(p->src_texture[unit]));
 866       return p->src_texture[unit];
 867
 868    case SRC_TEXTURE0:
 869    case SRC_TEXTURE1:
 870    case SRC_TEXTURE2:
 871    case SRC_TEXTURE3:
 872    case SRC_TEXTURE4:
 873    case SRC_TEXTURE5:
 874    case SRC_TEXTURE6:
 875    case SRC_TEXTURE7:
 876       assert(!is_undef(p->src_texture[src - SRC_TEXTURE0]));
 877       return p->src_texture[src - SRC_TEXTURE0];
 878
 879    case SRC_CONSTANT:
 880       return register_param2(p, STATE_TEXENV_COLOR, unit);
 881
 882    case SRC_PRIMARY_COLOR:
 883       return register_input(p, FRAG_ATTRIB_COL0);
 884
 885    case SRC_ZERO:
 886       return get_zero(p);
 887
 888    case SRC_PREVIOUS:
 889       if (is_undef(p->src_previous))
 890          return register_input(p, FRAG_ATTRIB_COL0);
 891       else
 892          return p->src_previous;
 893
 894    default:
 895       assert(0);
 896       return undef;
 897    }
 898 }
 899
 900 static struct ureg emit_combine_source( struct texenv_fragment_program *p,
 901                                         GLuint mask,
 902                                         GLuint unit,
 903                                         GLuint source,
 904                                         GLuint operand )
 905 {
 906    struct ureg arg, src, one;
 907
 908    src = get_source(p, source, unit);
 909
 910    switch (operand) {
 911    case OPR_ONE_MINUS_SRC_COLOR:
 912       /* Get unused tmp,
 913        * Emit tmp = 1.0 - arg.xyzw
 914        */
 915       arg = get_temp( p );
 916       one = get_one( p );
 917       return emit_arith( p, OPCODE_SUB, arg, mask, 0, one, src, undef);
 918
 919    case OPR_SRC_ALPHA:
 920       if (mask == WRITEMASK_W)
 921          return src;
 922       else
 923          return swizzle1( src, SWIZZLE_W );
 924    case OPR_ONE_MINUS_SRC_ALPHA:
 925       /* Get unused tmp,
 926        * Emit tmp = 1.0 - arg.wwww
 927        */
 928       arg = get_temp(p);
 929       one = get_one(p);
 930       return emit_arith(p, OPCODE_SUB, arg, mask, 0,
 931                         one, swizzle1(src, SWIZZLE_W), undef);
 932    case OPR_ZERO:
 933       return get_zero(p);
 934    case OPR_ONE:
 935       return get_one(p);
 936    case OPR_SRC_COLOR:
 937       return src;
 938    default:
 939       assert(0);
 940       return src;
 941    }
 942 }
 943
 944 /**
 945  * Check if the RGB and Alpha sources and operands match for the given
 946  * texture unit's combinder state.  When the RGB and A sources and
 947  * operands match, we can emit fewer instructions.
 948  */
 949 static GLboolean args_match( const struct state_key *key, GLuint unit )
 950 {
 951    GLuint i, numArgs = key->unit[unit].NumArgsRGB;
 952
 953    for (i = 0; i < numArgs; i++) {
 954       if (key->unit[unit].OptA[i].Source != key->unit[unit].OptRGB[i].Source)
 955          return GL_FALSE;
 956
 957       switch (key->unit[unit].OptA[i].Operand) {
 958       case OPR_SRC_ALPHA:
 959          switch (key->unit[unit].OptRGB[i].Operand) {
 960          case OPR_SRC_COLOR:
 961          case OPR_SRC_ALPHA:
 962             break;
 963          default:
 964             return GL_FALSE;
 965          }
 966          break;
 967       case OPR_ONE_MINUS_SRC_ALPHA:
 968          switch (key->unit[unit].OptRGB[i].Operand) {
 969          case OPR_ONE_MINUS_SRC_COLOR:
 970          case OPR_ONE_MINUS_SRC_ALPHA:
 971             break;
 972          default:
 973             return GL_FALSE;
 974          }
 975          break;
 976       default:
 977          return GL_FALSE;       /* impossible */
 978       }
 979    }
 980
 981    return GL_TRUE;
 982 }
 983
 984 static struct ureg emit_combine( struct texenv_fragment_program *p,
 985                                  struct ureg dest,
 986                                  GLuint mask,
 987                                  GLboolean saturate,
 988                                  GLuint unit,
 989                                  GLuint nr,
 990                                  GLuint mode,
 991                                  const struct mode_opt *opt)
 992 {
 993    struct ureg src[MAX_COMBINER_TERMS];
 994    struct ureg tmp, half;
 995    GLuint i;
 996
 997    assert(nr <= MAX_COMBINER_TERMS);
 998
 999    tmp = undef; /* silence warning (bug 5318) */
1000
1001    for (i = 0; i < nr; i++)
1002       src[i] = emit_combine_source( p, mask, unit, opt[i].Source, opt[i].Operand );
1003
1004    switch (mode) {
1005    case MODE_REPLACE:
1006       if (mask == WRITEMASK_XYZW && !saturate)
1007          return src[0];
1008       else
1009          return emit_arith( p, OPCODE_MOV, dest, mask, saturate, src[0], undef, undef );
1010    case MODE_MODULATE:
1011       return emit_arith( p, OPCODE_MUL, dest, mask, saturate,
1012                          src[0], src[1], undef );
1013    case MODE_ADD:
1014       return emit_arith( p, OPCODE_ADD, dest, mask, saturate,
1015                          src[0], src[1], undef );
1016    case MODE_ADD_SIGNED:
1017       /* tmp = arg0 + arg1
1018        * result = tmp - .5
1019        */
1020       half = get_half(p);
1021       tmp = get_temp( p );
1022       emit_arith( p, OPCODE_ADD, tmp, mask, 0, src[0], src[1], undef );
1023       emit_arith( p, OPCODE_SUB, dest, mask, saturate, tmp, half, undef );
1024       return dest;
1025    case MODE_INTERPOLATE:
1026       /* Arg0 * (Arg2) + Arg1 * (1-Arg2) -- note arguments are reordered:
1027        */
1028       return emit_arith( p, OPCODE_LRP, dest, mask, saturate, src[2], src[0], src[1] );
1029
1030    case MODE_SUBTRACT:
1031       return emit_arith( p, OPCODE_SUB, dest, mask, saturate, src[0], src[1], undef );
1032
1033    case MODE_DOT3_RGBA:
1034    case MODE_DOT3_RGBA_EXT:
1035    case MODE_DOT3_RGB_EXT:
1036    case MODE_DOT3_RGB: {
1037       struct ureg tmp0 = get_temp( p );
1038       struct ureg tmp1 = get_temp( p );
1039       struct ureg neg1 = register_scalar_const(p, -1);
1040       struct ureg two  = register_scalar_const(p, 2);
1041
1042       /* tmp0 = 2*src0 - 1
1043        * tmp1 = 2*src1 - 1
1044        *
1045        * dst = tmp0 dot3 tmp1
1046        */
1047       emit_arith( p, OPCODE_MAD, tmp0, WRITEMASK_XYZW, 0,
1048                   two, src[0], neg1);
1049
1050       if (_mesa_memcmp(&src[0], &src[1], sizeof(struct ureg)) == 0)
1051          tmp1 = tmp0;
1052       else
1053          emit_arith( p, OPCODE_MAD, tmp1, WRITEMASK_XYZW, 0,
1054                      two, src[1], neg1);
1055       emit_arith( p, OPCODE_DP3, dest, mask, saturate, tmp0, tmp1, undef);
1056       return dest;
1057    }
1058    case MODE_MODULATE_ADD_ATI:
1059       /* Arg0 * Arg2 + Arg1 */
1060       return emit_arith( p, OPCODE_MAD, dest, mask, saturate,
1061                          src[0], src[2], src[1] );
1062    case MODE_MODULATE_SIGNED_ADD_ATI: {
1063       /* Arg0 * Arg2 + Arg1 - 0.5 */
1064       struct ureg tmp0 = get_temp(p);
1065       half = get_half(p);
1066       emit_arith( p, OPCODE_MAD, tmp0, mask, 0, src[0], src[2], src[1] );
1067       emit_arith( p, OPCODE_SUB, dest, mask, saturate, tmp0, half, undef );
1068       return dest;
1069    }
1070    case MODE_MODULATE_SUBTRACT_ATI:
1071       /* Arg0 * Arg2 - Arg1 */
1072       emit_arith( p, OPCODE_MAD, dest, mask, 0, src[0], src[2], negate(src[1]) );
1073       return dest;
1074    case MODE_ADD_PRODUCTS:
1075       /* Arg0 * Arg1 + Arg2 * Arg3 */
1076       {
1077          struct ureg tmp0 = get_temp(p);
1078          emit_arith( p, OPCODE_MUL, tmp0, mask, 0, src[0], src[1], undef );
1079          emit_arith( p, OPCODE_MAD, dest, mask, saturate, src[2], src[3], tmp0 );
1080       }
1081       return dest;
1082    case MODE_ADD_PRODUCTS_SIGNED:
1083       /* Arg0 * Arg1 + Arg2 * Arg3 - 0.5 */
1084       {
1085          struct ureg tmp0 = get_temp(p);
1086          half = get_half(p);
1087          emit_arith( p, OPCODE_MUL, tmp0, mask, 0, src[0], src[1], undef );
1088          emit_arith( p, OPCODE_MAD, tmp0, mask, 0, src[2], src[3], tmp0 );
1089          emit_arith( p, OPCODE_SUB, dest, mask, saturate, tmp0, half, undef );
1090       }
1091       return dest;
1092    case MODE_BUMP_ENVMAP_ATI:
1093       /* special - not handled here */
1094       assert(0);
1095       return src[0];
1096    default:
1097       assert(0);
1098       return src[0];
1099    }
1100 }
1101
1102
1103 /**
1104  * Generate instructions for one texture unit's env/combiner mode.
1105  */
1106 static struct ureg
1107 emit_texenv(struct texenv_fragment_program *p, GLuint unit)
1108 {
1109    const struct state_key *key = p->state;
1110    GLboolean saturate;
1111    GLuint rgb_shift, alpha_shift;
1112    struct ureg out, dest;
1113
1114    if (!key->unit[unit].enabled) {
1115       return get_source(p, SRC_PREVIOUS, 0);
1116    }
1117    if (key->unit[unit].ModeRGB == MODE_BUMP_ENVMAP_ATI) {
1118       /* this isn't really a env stage delivering a color and handled elsewhere */
1119       return get_source(p, SRC_PREVIOUS, 0);
1120    }
1121
1122    switch (key->unit[unit].ModeRGB) {
1123    case MODE_DOT3_RGB_EXT:
1124       alpha_shift = key->unit[unit].ScaleShiftA;
1125       rgb_shift = 0;
1126       break;
1127    case MODE_DOT3_RGBA_EXT:
1128       alpha_shift = 0;
1129       rgb_shift = 0;
1130       break;
1131    default:
1132       rgb_shift = key->unit[unit].ScaleShiftRGB;
1133       alpha_shift = key->unit[unit].ScaleShiftA;
1134       break;
1135    }
1136
1137    /* If we'll do rgb/alpha shifting don't saturate in emit_combine().
1138     * We don't want to clamp twice.
1139     */
1140    saturate = !(rgb_shift || alpha_shift);
1141
1142    /* If this is the very last calculation, emit direct to output reg:
1143     */
1144    if (key->separate_specular ||
1145        unit != p->last_tex_stage ||
1146        alpha_shift ||
1147        rgb_shift)
1148       dest = get_temp( p );
1149    else
1150       dest = make_ureg(PROGRAM_OUTPUT, FRAG_RESULT_COLOR);
1151
1152    /* Emit the RGB and A combine ops
1153     */
1154    if (key->unit[unit].ModeRGB == key->unit[unit].ModeA &&
1155        args_match(key, unit)) {
1156       out = emit_combine( p, dest, WRITEMASK_XYZW, saturate,
1157                           unit,
1158                           key->unit[unit].NumArgsRGB,
1159                           key->unit[unit].ModeRGB,
1160                           key->unit[unit].OptRGB);
1161    }
1162    else if (key->unit[unit].ModeRGB == MODE_DOT3_RGBA_EXT ||
1163             key->unit[unit].ModeRGB == MODE_DOT3_RGBA) {
1164       out = emit_combine( p, dest, WRITEMASK_XYZW, saturate,
1165                           unit,
1166                           key->unit[unit].NumArgsRGB,
1167                           key->unit[unit].ModeRGB,
1168                           key->unit[unit].OptRGB);
1169    }
1170    else {
1171       /* Need to do something to stop from re-emitting identical
1172        * argument calculations here:
1173        */
1174       out = emit_combine( p, dest, WRITEMASK_XYZ, saturate,
1175                           unit,
1176                           key->unit[unit].NumArgsRGB,
1177                           key->unit[unit].ModeRGB,
1178                           key->unit[unit].OptRGB);
1179       out = emit_combine( p, dest, WRITEMASK_W, saturate,
1180                           unit,
1181                           key->unit[unit].NumArgsA,
1182                           key->unit[unit].ModeA,
1183                           key->unit[unit].OptA);
1184    }
1185
1186    /* Deal with the final shift:
1187     */
1188    if (alpha_shift || rgb_shift) {
1189       struct ureg shift;
1190
1191       saturate = GL_TRUE;  /* always saturate at this point */
1192
1193       if (rgb_shift == alpha_shift) {
1194          shift = register_scalar_const(p, (GLfloat)(1<<rgb_shift));
1195       }
1196       else {
1197          shift = register_const4f(p,
1198                                   (GLfloat)(1<<rgb_shift),
1199                                   (GLfloat)(1<<rgb_shift),
1200                                   (GLfloat)(1<<rgb_shift),
1201                                   (GLfloat)(1<<alpha_shift));
1202       }
1203       return emit_arith( p, OPCODE_MUL, dest, WRITEMASK_XYZW,
1204                          saturate, out, shift, undef );
1205    }
1206    else
1207       return out;
1208 }
1209
1210
1211 /**
1212  * Generate instruction for getting a texture source term.
1213  */
1214 static void load_texture( struct texenv_fragment_program *p, GLuint unit )
1215 {
1216    if (is_undef(p->src_texture[unit])) {
1217       const GLuint texTarget = p->state->unit[unit].source_index;
1218       struct ureg texcoord;
1219       struct ureg tmp = get_tex_temp( p );
1220
1221       if (is_undef(p->texcoord_tex[unit])) {
1222          texcoord = register_input(p, FRAG_ATTRIB_TEX0+unit);
1223       }
1224       else {
1225          /* might want to reuse this reg for tex output actually */
1226          texcoord = p->texcoord_tex[unit];
1227       }
1228
1229       /* TODO: Use D0_MASK_XY where possible.
1230        */
1231       if (p->state->unit[unit].enabled) {
1232          GLboolean shadow = GL_FALSE;
1233
1234          if (p->state->unit[unit].shadow) {
1235             p->program->Base.ShadowSamplers |= 1 << unit;
1236             shadow = GL_TRUE;
1237          }
1238
1239          p->src_texture[unit] = emit_texld( p, OPCODE_TXP,
1240                                             tmp, WRITEMASK_XYZW,
1241                                             unit, texTarget, shadow,
1242                                             texcoord );
1243
1244          p->program->Base.SamplersUsed |= (1 << unit);
1245          /* This identity mapping should already be in place
1246           * (see _mesa_init_program_struct()) but let's be safe.
1247           */
1248          p->program->Base.SamplerUnits[unit] = unit;
1249       }
1250       else
1251          p->src_texture[unit] = get_zero(p);
1252    }
1253 }
1254
1255 static GLboolean load_texenv_source( struct texenv_fragment_program *p,
1256                                      GLuint src, GLuint unit )
1257 {
1258    switch (src) {
1259    case SRC_TEXTURE:
1260       load_texture(p, unit);
1261       break;
1262
1263    case SRC_TEXTURE0:
1264    case SRC_TEXTURE1:
1265    case SRC_TEXTURE2:
1266    case SRC_TEXTURE3:
1267    case SRC_TEXTURE4:
1268    case SRC_TEXTURE5:
1269    case SRC_TEXTURE6:
1270    case SRC_TEXTURE7:
1271       load_texture(p, src - SRC_TEXTURE0);
1272       break;
1273
1274    default:
1275       /* not a texture src - do nothing */
1276       break;
1277    }
1278
1279    return GL_TRUE;
1280 }
1281
1282
1283 /**
1284  * Generate instructions for loading all texture source terms.
1285  */
1286 static GLboolean
1287 load_texunit_sources( struct texenv_fragment_program *p, GLuint unit )
1288 {
1289    const struct state_key *key = p->state;
1290    GLuint i;
1291
1292    for (i = 0; i < key->unit[unit].NumArgsRGB; i++) {
1293       load_texenv_source( p, key->unit[unit].OptRGB[i].Source, unit );
1294    }
1295
1296    for (i = 0; i < key->unit[unit].NumArgsA; i++) {
1297       load_texenv_source( p, key->unit[unit].OptA[i].Source, unit );
1298    }
1299
1300    return GL_TRUE;
1301 }
1302
1303 /**
1304  * Generate instructions for loading bump map textures.
1305  */
1306 static GLboolean
1307 load_texunit_bumpmap( struct texenv_fragment_program *p, GLuint unit )
1308 {
1309    const struct state_key *key = p->state;
1310    GLuint bumpedUnitNr = key->unit[unit].OptRGB[1].Source - SRC_TEXTURE0;
1311    struct ureg texcDst, bumpMapRes;
1312    struct ureg constdudvcolor = register_const4f(p, 0.0, 0.0, 0.0, 1.0);
1313    struct ureg texcSrc = register_input(p, FRAG_ATTRIB_TEX0 + bumpedUnitNr);
1314    struct ureg rotMat0 = register_param3( p, STATE_INTERNAL, STATE_ROT_MATRIX_0, unit );
1315    struct ureg rotMat1 = register_param3( p, STATE_INTERNAL, STATE_ROT_MATRIX_1, unit );
1316
1317    load_texenv_source( p, unit + SRC_TEXTURE0, unit );
1318
1319    bumpMapRes = get_source(p, key->unit[unit].OptRGB[0].Source, unit);
1320    texcDst = get_tex_temp( p );
1321    p->texcoord_tex[bumpedUnitNr] = texcDst;
1322
1323    /* Apply rot matrix and add coords to be available in next phase.
1324     * dest = (Arg0.xxxx * rotMat0 + Arg1) + (Arg0.yyyy * rotMat1)
1325     * note only 2 coords are affected the rest are left unchanged (mul by 0)
1326     */
1327    emit_arith( p, OPCODE_MAD, texcDst, WRITEMASK_XYZW, 0,
1328                swizzle1(bumpMapRes, SWIZZLE_X), rotMat0, texcSrc );
1329    emit_arith( p, OPCODE_MAD, texcDst, WRITEMASK_XYZW, 0,
1330                swizzle1(bumpMapRes, SWIZZLE_Y), rotMat1, texcDst );
1331
1332    /* Move 0,0,0,1 into bumpmap src if someone (crossbar) is foolish
1333     * enough to access this later, should optimize away.
1334     */
1335    emit_arith( p, OPCODE_MOV, bumpMapRes, WRITEMASK_XYZW, 0,
1336                constdudvcolor, undef, undef );
1337
1338    return GL_TRUE;
1339 }
1340
1341 /**
1342  * Generate a new fragment program which implements the context's
1343  * current texture env/combine mode.
1344  */
1345 static void
1346 create_new_program(GLcontext *ctx, struct state_key *key,
1347                    struct gl_fragment_program *program)
1348 {
1349    struct prog_instruction instBuffer[MAX_INSTRUCTIONS];
1350    struct texenv_fragment_program p;
1351    GLuint unit;
1352    struct ureg cf, out;
1353
1354    _mesa_memset(&p, 0, sizeof(p));
1355    p.state = key;
1356    p.program = program;
1357
1358    /* During code generation, use locally-allocated instruction buffer,
1359     * then alloc dynamic storage below.
1360     */
1361    p.program->Base.Instructions = instBuffer;
1362    p.program->Base.Target = GL_FRAGMENT_PROGRAM_ARB;
1363    p.program->Base.String = NULL;
1364    p.program->Base.NumTexIndirections = 1; /* is this right? */
1365    p.program->Base.NumTexInstructions = 0;
1366    p.program->Base.NumAluInstructions = 0;
1367    p.program->Base.NumInstructions = 0;
1368    p.program->Base.NumTemporaries = 0;
1369    p.program->Base.NumParameters = 0;
1370    p.program->Base.NumAttributes = 0;
1371    p.program->Base.NumAddressRegs = 0;
1372    p.program->Base.Parameters = _mesa_new_parameter_list();
1373    p.program->Base.InputsRead = 0x0;
1374    p.program->Base.OutputsWritten = 1 << FRAG_RESULT_COLOR;
1375
1376    for (unit = 0; unit < ctx->Const.MaxTextureUnits; unit++) {
1377       p.src_texture[unit] = undef;
1378       p.texcoord_tex[unit] = undef;
1379    }
1380
1381    p.src_previous = undef;
1382    p.half = undef;
1383    p.zero = undef;
1384    p.one = undef;
1385
1386    p.last_tex_stage = 0;
1387    release_temps(ctx, &p);
1388
1389    if (key->enabled_units) {
1390       GLboolean needbumpstage = GL_FALSE;
1391
1392       /* Zeroth pass - bump map textures first */
1393       for (unit = 0; unit < ctx->Const.MaxTextureUnits; unit++)
1394          if (key->unit[unit].enabled &&
1395              key->unit[unit].ModeRGB == MODE_BUMP_ENVMAP_ATI) {
1396             needbumpstage = GL_TRUE;
1397             load_texunit_bumpmap( &p, unit );
1398          }
1399       if (needbumpstage)
1400          p.program->Base.NumTexIndirections++;
1401
1402       /* First pass - to support texture_env_crossbar, first identify
1403        * all referenced texture sources and emit texld instructions
1404        * for each:
1405        */
1406       for (unit = 0; unit < ctx->Const.MaxTextureUnits; unit++)
1407          if (key->unit[unit].enabled) {
1408             load_texunit_sources( &p, unit );
1409             p.last_tex_stage = unit;
1410          }
1411
1412       /* Second pass - emit combine instructions to build final color:
1413        */
1414       for (unit = 0; unit < ctx->Const.MaxTextureUnits; unit++)
1415          if (key->unit[unit].enabled) {
1416             p.src_previous = emit_texenv( &p, unit );
1417             reserve_temp(&p, p.src_previous); /* don't re-use this temp reg */
1418             release_temps(ctx, &p);     /* release all temps */
1419          }
1420    }
1421
1422    cf = get_source( &p, SRC_PREVIOUS, 0 );
1423    out = make_ureg( PROGRAM_OUTPUT, FRAG_RESULT_COLOR );
1424
1425    if (key->separate_specular) {
1426       /* Emit specular add.
1427        */
1428       struct ureg s = register_input(&p, FRAG_ATTRIB_COL1);
1429       emit_arith( &p, OPCODE_ADD, out, WRITEMASK_XYZ, 0, cf, s, undef );
1430       emit_arith( &p, OPCODE_MOV, out, WRITEMASK_W, 0, cf, undef, undef );
1431    }
1432    else if (_mesa_memcmp(&cf, &out, sizeof(cf)) != 0) {
1433       /* Will wind up in here if no texture enabled or a couple of
1434        * other scenarios (GL_REPLACE for instance).
1435        */
1436       emit_arith( &p, OPCODE_MOV, out, WRITEMASK_XYZW, 0, cf, undef, undef );
1437    }
1438
1439    /* Finish up:
1440     */
1441    emit_arith( &p, OPCODE_END, undef, WRITEMASK_XYZW, 0, undef, undef, undef);
1442
1443    if (key->fog_enabled) {
1444       /* Pull fog mode from GLcontext, the value in the state key is
1445        * a reduced value and not what is expected in FogOption
1446        */
1447       p.program->FogOption = ctx->Fog.Mode;
1448       p.program->Base.InputsRead |= FRAG_BIT_FOGC;
1449    }
1450    else {
1451       p.program->FogOption = GL_NONE;
1452    }
1453
1454    if (p.program->Base.NumTexIndirections > ctx->Const.FragmentProgram.MaxTexIndirections)
1455       program_error(&p, "Exceeded max nr indirect texture lookups");
1456
1457    if (p.program->Base.NumTexInstructions > ctx->Const.FragmentProgram.MaxTexInstructions)
1458       program_error(&p, "Exceeded max TEX instructions");
1459
1460    if (p.program->Base.NumAluInstructions > ctx->Const.FragmentProgram.MaxAluInstructions)
1461       program_error(&p, "Exceeded max ALU instructions");
1462
1463    ASSERT(p.program->Base.NumInstructions <= MAX_INSTRUCTIONS);
1464
1465    /* Allocate final instruction array */
1466    p.program->Base.Instructions
1467       = _mesa_alloc_instructions(p.program->Base.NumInstructions);
1468    if (!p.program->Base.Instructions) {
1469       _mesa_error(ctx, GL_OUT_OF_MEMORY,
1470                   "generating tex env program");
1471       return;
1472    }
1473    _mesa_copy_instructions(p.program->Base.Instructions, instBuffer,
1474                            p.program->Base.NumInstructions);
1475
1476    if (p.program->FogOption) {
1477       _mesa_append_fog_code(ctx, p.program);
1478       p.program->FogOption = GL_NONE;
1479    }
1480
1481
1482    /* Notify driver the fragment program has (actually) changed.
1483     */
1484    if (ctx->Driver.ProgramStringNotify) {
1485       ctx->Driver.ProgramStringNotify( ctx, GL_FRAGMENT_PROGRAM_ARB,
1486                                        &p.program->Base );
1487    }
1488
1489    if (DISASSEM) {
1490       _mesa_print_program(&p.program->Base);
1491       _mesa_printf("\n");
1492    }
1493 }
1494
1495
1496 /**
1497  * Return a fragment program which implements the current
1498  * fixed-function texture, fog and color-sum operations.
1499  */
1500 struct gl_fragment_program *
1501 _mesa_get_fixed_func_fragment_program(GLcontext *ctx)
1502 {
1503    struct gl_fragment_program *prog;
1504    struct state_key key;
1505
1506    make_state_key(ctx, &key);
1507
1508    prog = (struct gl_fragment_program *)
1509       _mesa_search_program_cache(ctx->FragmentProgram.Cache,
1510                                  &key, sizeof(key));
1511
1512    if (!prog) {
1513       prog = (struct gl_fragment_program *)
1514          ctx->Driver.NewProgram(ctx, GL_FRAGMENT_PROGRAM_ARB, 0);
1515
1516       create_new_program(ctx, &key, prog);
1517
1518       _mesa_program_cache_insert(ctx, ctx->FragmentProgram.Cache,
1519                                  &key, sizeof(key), &prog->Base);
1520    }
1521
1522    return prog;
1523 }