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 "macros.h"
  31 #include "enums.h"
  32 #include "shader/program.h"
  33 #include "shader/prog_parameter.h"
  34 #include "shader/prog_cache.h"
  35 #include "shader/prog_instruction.h"
  36 #include "shader/prog_print.h"
  37 #include "shader/prog_statevars.h"
  38 #include "shader/programopt.h"
  39 #include "texenvprogram.h"
  40
  41
  42 /*
  43  * Note on texture units:
  44  *
  45  * The number of texture units supported by fixed-function fragment
  46  * processing is MAX_TEXTURE_COORD_UNITS, not MAX_TEXTURE_IMAGE_UNITS.
  47  * That's because there's a one-to-one correspondence between texture
  48  * coordinates and samplers in fixed-function processing.
  49  *
  50  * Since fixed-function vertex processing is limited to MAX_TEXTURE_COORD_UNITS
  51  * sets of texcoords, so is fixed-function fragment processing.
  52  *
  53  * We can safely use ctx->Const.MaxTextureUnits for loop bounds.
  54  */
  55
  56
  57 struct texenvprog_cache_item
  58 {
  59    GLuint hash;
  60    void *key;
  61    struct gl_fragment_program *data;
  62    struct texenvprog_cache_item *next;
  63 };
  64
  65 static GLboolean
  66 texenv_doing_secondary_color(GLcontext *ctx)
  67 {
  68    if (ctx->Light.Enabled &&
  69        (ctx->Light.Model.ColorControl == GL_SEPARATE_SPECULAR_COLOR))
  70       return GL_TRUE;
  71
  72    if (ctx->Fog.ColorSumEnabled)
  73       return GL_TRUE;
  74
  75    return GL_FALSE;
  76 }
  77
  78 /**
  79  * Up to nine instructions per tex unit, plus fog, specular color.
  80  */
  81 #define MAX_INSTRUCTIONS ((MAX_TEXTURE_COORD_UNITS * 9) + 12)
  82
  83 #define DISASSEM (MESA_VERBOSE & VERBOSE_DISASSEM)
  84
  85 struct mode_opt {
  86    GLuint Source:4;
  87    GLuint Operand:3;
  88 };
  89
  90 struct state_key {
  91    GLuint nr_enabled_units:8;
  92    GLuint enabled_units:8;
  93    GLuint separate_specular:1;
  94    GLuint fog_enabled:1;
  95    GLuint fog_mode:2;
  96    GLuint inputs_available:12;
  97
  98    struct {
  99       GLuint enabled:1;
 100       GLuint source_index:3;   /* one of TEXTURE_1D/2D/3D/CUBE/RECT_INDEX */
 101       GLuint shadow:1;
 102       GLuint ScaleShiftRGB:2;
 103       GLuint ScaleShiftA:2;
 104
 105       GLuint NumArgsRGB:3;
 106       GLuint ModeRGB:5;
 107       struct mode_opt OptRGB[MAX_COMBINER_TERMS];
 108
 109       GLuint NumArgsA:3;
 110       GLuint ModeA:5;
 111       struct mode_opt OptA[MAX_COMBINER_TERMS];
 112    } unit[8];
 113 };
 114
 115 #define FOG_LINEAR  0
 116 #define FOG_EXP     1
 117 #define FOG_EXP2    2
 118 #define FOG_UNKNOWN 3
 119
 120 static GLuint translate_fog_mode( GLenum mode )
 121 {
 122    switch (mode) {
 123    case GL_LINEAR: return FOG_LINEAR;
 124    case GL_EXP: return FOG_EXP;
 125    case GL_EXP2: return FOG_EXP2;
 126    default: return FOG_UNKNOWN;
 127    }
 128 }
 129
 130 #define OPR_SRC_COLOR           0
 131 #define OPR_ONE_MINUS_SRC_COLOR 1
 132 #define OPR_SRC_ALPHA           2
 133 #define OPR_ONE_MINUS_SRC_ALPHA 3
 134 #define OPR_ZERO                4
 135 #define OPR_ONE                 5
 136 #define OPR_UNKNOWN             7
 137
 138 static GLuint translate_operand( GLenum operand )
 139 {
 140    switch (operand) {
 141    case GL_SRC_COLOR: return OPR_SRC_COLOR;
 142    case GL_ONE_MINUS_SRC_COLOR: return OPR_ONE_MINUS_SRC_COLOR;
 143    case GL_SRC_ALPHA: return OPR_SRC_ALPHA;
 144    case GL_ONE_MINUS_SRC_ALPHA: return OPR_ONE_MINUS_SRC_ALPHA;
 145    case GL_ZERO: return OPR_ZERO;
 146    case GL_ONE: return OPR_ONE;
 147    default:
 148       assert(0);
 149       return OPR_UNKNOWN;
 150    }
 151 }
 152
 153 #define SRC_TEXTURE  0
 154 #define SRC_TEXTURE0 1
 155 #define SRC_TEXTURE1 2
 156 #define SRC_TEXTURE2 3
 157 #define SRC_TEXTURE3 4
 158 #define SRC_TEXTURE4 5
 159 #define SRC_TEXTURE5 6
 160 #define SRC_TEXTURE6 7
 161 #define SRC_TEXTURE7 8
 162 #define SRC_CONSTANT 9
 163 #define SRC_PRIMARY_COLOR 10
 164 #define SRC_PREVIOUS 11
 165 #define SRC_ZERO     12
 166 #define SRC_UNKNOWN  15
 167
 168 static GLuint translate_source( GLenum src )
 169 {
 170    switch (src) {
 171    case GL_TEXTURE: return SRC_TEXTURE;
 172    case GL_TEXTURE0:
 173    case GL_TEXTURE1:
 174    case GL_TEXTURE2:
 175    case GL_TEXTURE3:
 176    case GL_TEXTURE4:
 177    case GL_TEXTURE5:
 178    case GL_TEXTURE6:
 179    case GL_TEXTURE7: return SRC_TEXTURE0 + (src - GL_TEXTURE0);
 180    case GL_CONSTANT: return SRC_CONSTANT;
 181    case GL_PRIMARY_COLOR: return SRC_PRIMARY_COLOR;
 182    case GL_PREVIOUS: return SRC_PREVIOUS;
 183    case GL_ZERO:
 184       return SRC_ZERO;
 185    default:
 186       assert(0);
 187       return SRC_UNKNOWN;
 188    }
 189 }
 190
 191 #define MODE_REPLACE                     0  /* r = a0 */
 192 #define MODE_MODULATE                    1  /* r = a0 * a1 */
 193 #define MODE_ADD                         2  /* r = a0 + a1 */
 194 #define MODE_ADD_SIGNED                  3  /* r = a0 + a1 - 0.5 */
 195 #define MODE_INTERPOLATE                 4  /* r = a0 * a2 + a1 * (1 - a2) */
 196 #define MODE_SUBTRACT                    5  /* r = a0 - a1 */
 197 #define MODE_DOT3_RGB                    6  /* r = a0 . a1 */
 198 #define MODE_DOT3_RGB_EXT                7  /* r = a0 . a1 */
 199 #define MODE_DOT3_RGBA                   8  /* r = a0 . a1 */
 200 #define MODE_DOT3_RGBA_EXT               9  /* r = a0 . a1 */
 201 #define MODE_MODULATE_ADD_ATI           10  /* r = a0 * a2 + a1 */
 202 #define MODE_MODULATE_SIGNED_ADD_ATI    11  /* r = a0 * a2 + a1 - 0.5 */
 203 #define MODE_MODULATE_SUBTRACT_ATI      12  /* r = a0 * a2 - a1 */
 204 #define MODE_ADD_PRODUCTS               13  /* r = a0 * a1 + a2 * a3 */
 205 #define MODE_ADD_PRODUCTS_SIGNED        14  /* r = a0 * a1 + a2 * a3 - 0.5 */
 206 #define MODE_BUMP_ENVMAP_ATI            15  /* special */
 207 #define MODE_UNKNOWN                    16
 208
 209 /**
 210  * Translate GL combiner state into a MODE_x value
 211  */
 212 static GLuint translate_mode( GLenum envMode, GLenum mode )
 213 {
 214    switch (mode) {
 215    case GL_REPLACE: return MODE_REPLACE;
 216    case GL_MODULATE: return MODE_MODULATE;
 217    case GL_ADD:
 218       if (envMode == GL_COMBINE4_NV)
 219          return MODE_ADD_PRODUCTS;
 220       else
 221          return MODE_ADD;
 222    case GL_ADD_SIGNED:
 223       if (envMode == GL_COMBINE4_NV)
 224          return MODE_ADD_PRODUCTS_SIGNED;
 225       else
 226          return MODE_ADD_SIGNED;
 227    case GL_INTERPOLATE: return MODE_INTERPOLATE;
 228    case GL_SUBTRACT: return MODE_SUBTRACT;
 229    case GL_DOT3_RGB: return MODE_DOT3_RGB;
 230    case GL_DOT3_RGB_EXT: return MODE_DOT3_RGB_EXT;
 231    case GL_DOT3_RGBA: return MODE_DOT3_RGBA;
 232    case GL_DOT3_RGBA_EXT: return MODE_DOT3_RGBA_EXT;
 233    case GL_MODULATE_ADD_ATI: return MODE_MODULATE_ADD_ATI;
 234    case GL_MODULATE_SIGNED_ADD_ATI: return MODE_MODULATE_SIGNED_ADD_ATI;
 235    case GL_MODULATE_SUBTRACT_ATI: return MODE_MODULATE_SUBTRACT_ATI;
 236    case GL_BUMP_ENVMAP_ATI: return MODE_BUMP_ENVMAP_ATI;
 237    default:
 238       assert(0);
 239       return MODE_UNKNOWN;
 240    }
 241 }
 242
 243 #define TEXTURE_UNKNOWN_INDEX 7
 244 static GLuint translate_tex_src_bit( GLbitfield bit )
 245 {
 246    /* make sure number of switch cases is correct */
 247    assert(NUM_TEXTURE_TARGETS == 7);
 248    switch (bit) {
 249    case TEXTURE_1D_BIT:   return TEXTURE_1D_INDEX;
 250    case TEXTURE_2D_BIT:   return TEXTURE_2D_INDEX;
 251    case TEXTURE_RECT_BIT: return TEXTURE_RECT_INDEX;
 252    case TEXTURE_3D_BIT:   return TEXTURE_3D_INDEX;
 253    case TEXTURE_CUBE_BIT: return TEXTURE_CUBE_INDEX;
 254    case TEXTURE_1D_ARRAY_BIT: return TEXTURE_1D_ARRAY_INDEX;
 255    case TEXTURE_2D_ARRAY_BIT: return TEXTURE_2D_ARRAY_INDEX;
 256    default:
 257       assert(0);
 258       return TEXTURE_UNKNOWN_INDEX;
 259    }
 260 }
 261
 262 #define VERT_BIT_TEX_ANY    (0xff << VERT_ATTRIB_TEX0)
 263 #define VERT_RESULT_TEX_ANY (0xff << VERT_RESULT_TEX0)
 264
 265 /**
 266  * Identify all possible varying inputs.  The fragment program will
 267  * never reference non-varying inputs, but will track them via state
 268  * constants instead.
 269  *
 270  * This function figures out all the inputs that the fragment program
 271  * has access to.  The bitmask is later reduced to just those which
 272  * are actually referenced.
 273  */
 274 static GLbitfield get_fp_input_mask( GLcontext *ctx )
 275 {
 276    /* _NEW_PROGRAM */
 277    const GLboolean vertexShader = (ctx->Shader.CurrentProgram &&
 278                                    ctx->Shader.CurrentProgram->VertexProgram);
 279    const GLboolean vertexProgram = ctx->VertexProgram._Enabled;
 280    GLbitfield fp_inputs = 0x0;
 281
 282    if (ctx->VertexProgram._Overriden) {
 283       /* Somebody's messing with the vertex program and we don't have
 284        * a clue what's happening.  Assume that it could be producing
 285        * all possible outputs.
 286        */
 287       fp_inputs = ~0;
 288    }
 289    else if (ctx->RenderMode == GL_FEEDBACK) {
 290       /* _NEW_RENDERMODE */
 291       fp_inputs = (FRAG_BIT_COL0 | FRAG_BIT_TEX0);
 292    }
 293    else if (!(vertexProgram || vertexShader) ||
 294             !ctx->VertexProgram._Current) {
 295       /* Fixed function vertex logic */
 296       /* _NEW_ARRAY */
 297       GLbitfield varying_inputs = ctx->varying_vp_inputs;
 298
 299       /* These get generated in the setup routine regardless of the
 300        * vertex program:
 301        */
 302       /* _NEW_POINT */
 303       if (ctx->Point.PointSprite)
 304          varying_inputs |= FRAG_BITS_TEX_ANY;
 305
 306       /* First look at what values may be computed by the generated
 307        * vertex program:
 308        */
 309       /* _NEW_LIGHT */
 310       if (ctx->Light.Enabled) {
 311          fp_inputs |= FRAG_BIT_COL0;
 312
 313          if (texenv_doing_secondary_color(ctx))
 314             fp_inputs |= FRAG_BIT_COL1;
 315       }
 316
 317       /* _NEW_TEXTURE */
 318       fp_inputs |= (ctx->Texture._TexGenEnabled |
 319                     ctx->Texture._TexMatEnabled) << FRAG_ATTRIB_TEX0;
 320
 321       /* Then look at what might be varying as a result of enabled
 322        * arrays, etc:
 323        */
 324       if (varying_inputs & VERT_BIT_COLOR0) fp_inputs |= FRAG_BIT_COL0;
 325       if (varying_inputs & VERT_BIT_COLOR1) 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)) fp_inputs |= FRAG_BIT_COL0;
 355       if (vp_outputs & (1 << VERT_RESULT_COL1)) fp_inputs |= FRAG_BIT_COL1;
 356
 357       fp_inputs |= (((vp_outputs & VERT_RESULT_TEX_ANY) >> VERT_RESULT_TEX0)
 358                     << FRAG_ATTRIB_TEX0);
 359    }
 360
 361    return fp_inputs;
 362 }
 363
 364
 365 /**
 366  * Examine current texture environment state and generate a unique
 367  * key to identify it.
 368  */
 369 static void make_state_key( GLcontext *ctx,  struct state_key *key )
 370 {
 371    GLuint i, j;
 372    GLbitfield inputs_referenced = FRAG_BIT_COL0;
 373    GLbitfield inputs_available = get_fp_input_mask( ctx );
 374
 375    memset(key, 0, sizeof(*key));
 376
 377    /* _NEW_TEXTURE */
 378    for (i = 0; i < ctx->Const.MaxTextureUnits; i++) {
 379       const struct gl_texture_unit *texUnit = &ctx->Texture.Unit[i];
 380       GLenum format;
 381
 382       if (!texUnit->_ReallyEnabled || !texUnit->Enabled)
 383          continue;
 384
 385       format = texUnit->_Current->Image[0][texUnit->_Current->BaseLevel]->_BaseFormat;
 386
 387       key->unit[i].enabled = 1;
 388       key->enabled_units |= (1<<i);
 389       key->nr_enabled_units = i+1;
 390       inputs_referenced |= FRAG_BIT_TEX(i);
 391
 392       key->unit[i].source_index =
 393          translate_tex_src_bit(texUnit->_ReallyEnabled);
 394       key->unit[i].shadow = ((texUnit->_Current->CompareMode == GL_COMPARE_R_TO_TEXTURE) &&
 395                              ((format == GL_DEPTH_COMPONENT) ||
 396                               (format == GL_DEPTH_STENCIL_EXT)));
 397
 398       key->unit[i].NumArgsRGB = texUnit->_CurrentCombine->_NumArgsRGB;
 399       key->unit[i].NumArgsA = texUnit->_CurrentCombine->_NumArgsA;
 400
 401       key->unit[i].ModeRGB =
 402          translate_mode(texUnit->EnvMode, texUnit->_CurrentCombine->ModeRGB);
 403       key->unit[i].ModeA =
 404          translate_mode(texUnit->EnvMode, texUnit->_CurrentCombine->ModeA);
 405
 406       key->unit[i].ScaleShiftRGB = texUnit->_CurrentCombine->ScaleShiftRGB;
 407       key->unit[i].ScaleShiftA = texUnit->_CurrentCombine->ScaleShiftA;
 408
 409       for (j = 0; j < MAX_COMBINER_TERMS; j++) {
 410          key->unit[i].OptRGB[j].Operand =
 411             translate_operand(texUnit->_CurrentCombine->OperandRGB[j]);
 412          key->unit[i].OptA[j].Operand =
 413             translate_operand(texUnit->_CurrentCombine->OperandA[j]);
 414          key->unit[i].OptRGB[j].Source =
 415             translate_source(texUnit->_CurrentCombine->SourceRGB[j]);
 416          key->unit[i].OptA[j].Source =
 417             translate_source(texUnit->_CurrentCombine->SourceA[j]);
 418       }
 419
 420       if (key->unit[i].ModeRGB == MODE_BUMP_ENVMAP_ATI) {
 421          /* requires some special translation */
 422          key->unit[i].NumArgsRGB = 2;
 423          key->unit[i].ScaleShiftRGB = 0;
 424          key->unit[i].OptRGB[0].Operand = OPR_SRC_COLOR;
 425          key->unit[i].OptRGB[0].Source = SRC_TEXTURE;
 426          key->unit[i].OptRGB[1].Operand = OPR_SRC_COLOR;
 427          key->unit[i].OptRGB[1].Source = texUnit->BumpTarget - GL_TEXTURE0 + SRC_TEXTURE0;
 428        }
 429    }
 430
 431    /* _NEW_LIGHT | _NEW_FOG */
 432    if (texenv_doing_secondary_color(ctx)) {
 433       key->separate_specular = 1;
 434       inputs_referenced |= FRAG_BIT_COL1;
 435    }
 436
 437    /* _NEW_FOG */
 438    if (ctx->Fog.Enabled) {
 439       key->fog_enabled = 1;
 440       key->fog_mode = translate_fog_mode(ctx->Fog.Mode);
 441       inputs_referenced |= FRAG_BIT_FOGC; /* maybe */
 442    }
 443
 444    key->inputs_available = (inputs_available & inputs_referenced);
 445 }
 446
 447 /**
 448  * Use uregs to represent registers internally, translate to Mesa's
 449  * expected formats on emit.
 450  *
 451  * NOTE: These are passed by value extensively in this file rather
 452  * than as usual by pointer reference.  If this disturbs you, try
 453  * remembering they are just 32bits in size.
 454  *
 455  * GCC is smart enough to deal with these dword-sized structures in
 456  * much the same way as if I had defined them as dwords and was using
 457  * macros to access and set the fields.  This is much nicer and easier
 458  * to evolve.
 459  */
 460 struct ureg {
 461    GLuint file:4;
 462    GLuint idx:8;
 463    GLuint negatebase:1;
 464    GLuint abs:1;
 465    GLuint negateabs:1;
 466    GLuint swz:12;
 467    GLuint pad:5;
 468 };
 469
 470 static const struct ureg undef = {
 471    PROGRAM_UNDEFINED,
 472    ~0,
 473    0,
 474    0,
 475    0,
 476    0,
 477    0
 478 };
 479
 480
 481 /** State used to build the fragment program:
 482  */
 483 struct texenv_fragment_program {
 484    struct gl_fragment_program *program;
 485    GLcontext *ctx;
 486    struct state_key *state;
 487
 488    GLbitfield alu_temps;        /**< Track texture indirections, see spec. */
 489    GLbitfield temps_output;     /**< Track texture indirections, see spec. */
 490    GLbitfield temp_in_use;      /**< Tracks temporary regs which are in use. */
 491    GLboolean error;
 492
 493    struct ureg src_texture[MAX_TEXTURE_COORD_UNITS];
 494    /* Reg containing each texture unit's sampled texture color,
 495     * else undef.
 496     */
 497
 498    struct ureg texcoord_tex[MAX_TEXTURE_COORD_UNITS];
 499    /* Reg containing texcoord for a texture unit,
 500     * needed for bump mapping, else undef.
 501     */
 502
 503    struct ureg src_previous;    /**< Reg containing color from previous
 504                                  * stage.  May need to be decl'd.
 505                                  */
 506
 507    GLuint last_tex_stage;       /**< Number of last enabled texture unit */
 508
 509    struct ureg half;
 510    struct ureg one;
 511    struct ureg zero;
 512 };
 513
 514
 515
 516 static struct ureg make_ureg(GLuint file, GLuint idx)
 517 {
 518    struct ureg reg;
 519    reg.file = file;
 520    reg.idx = idx;
 521    reg.negatebase = 0;
 522    reg.abs = 0;
 523    reg.negateabs = 0;
 524    reg.swz = SWIZZLE_NOOP;
 525    reg.pad = 0;
 526    return reg;
 527 }
 528
 529 static struct ureg swizzle( struct ureg reg, int x, int y, int z, int w )
 530 {
 531    reg.swz = MAKE_SWIZZLE4(GET_SWZ(reg.swz, x),
 532                            GET_SWZ(reg.swz, y),
 533                            GET_SWZ(reg.swz, z),
 534                            GET_SWZ(reg.swz, w));
 535
 536    return reg;
 537 }
 538
 539 static struct ureg swizzle1( struct ureg reg, int x )
 540 {
 541    return swizzle(reg, x, x, x, x);
 542 }
 543
 544 static struct ureg negate( struct ureg reg )
 545 {
 546    reg.negatebase ^= 1;
 547    return reg;
 548 }
 549
 550 static GLboolean is_undef( struct ureg reg )
 551 {
 552    return reg.file == PROGRAM_UNDEFINED;
 553 }
 554
 555
 556 static struct ureg get_temp( struct texenv_fragment_program *p )
 557 {
 558    GLint bit;
 559
 560    /* First try and reuse temps which have been used already:
 561     */
 562    bit = _mesa_ffs( ~p->temp_in_use & p->alu_temps );
 563
 564    /* Then any unused temporary:
 565     */
 566    if (!bit)
 567       bit = _mesa_ffs( ~p->temp_in_use );
 568
 569    if (!bit) {
 570       _mesa_problem(NULL, "%s: out of temporaries\n", __FILE__);
 571       _mesa_exit(1);
 572    }
 573
 574    if ((GLuint) bit > p->program->Base.NumTemporaries)
 575       p->program->Base.NumTemporaries = bit;
 576
 577    p->temp_in_use |= 1<<(bit-1);
 578    return make_ureg(PROGRAM_TEMPORARY, (bit-1));
 579 }
 580
 581 static struct ureg get_tex_temp( struct texenv_fragment_program *p )
 582 {
 583    int bit;
 584
 585    /* First try to find available temp not previously used (to avoid
 586     * starting a new texture indirection).  According to the spec, the
 587     * ~p->temps_output isn't necessary, but will keep it there for
 588     * now:
 589     */
 590    bit = _mesa_ffs( ~p->temp_in_use & ~p->alu_temps & ~p->temps_output );
 591
 592    /* Then any unused temporary:
 593     */
 594    if (!bit)
 595       bit = _mesa_ffs( ~p->temp_in_use );
 596
 597    if (!bit) {
 598       _mesa_problem(NULL, "%s: out of temporaries\n", __FILE__);
 599       _mesa_exit(1);
 600    }
 601
 602    if ((GLuint) bit > p->program->Base.NumTemporaries)
 603       p->program->Base.NumTemporaries = bit;
 604
 605    p->temp_in_use |= 1<<(bit-1);
 606    return make_ureg(PROGRAM_TEMPORARY, (bit-1));
 607 }
 608
 609
 610 /** Mark a temp reg as being no longer allocatable. */
 611 static void reserve_temp( struct texenv_fragment_program *p, struct ureg r )
 612 {
 613    if (r.file == PROGRAM_TEMPORARY)
 614       p->temps_output |= (1 << r.idx);
 615 }
 616
 617
 618 static void release_temps(GLcontext *ctx, struct texenv_fragment_program *p )
 619 {
 620    GLuint max_temp = ctx->Const.FragmentProgram.MaxTemps;
 621
 622    /* KW: To support tex_env_crossbar, don't release the registers in
 623     * temps_output.
 624     */
 625    if (max_temp >= sizeof(int) * 8)
 626       p->temp_in_use = p->temps_output;
 627    else
 628       p->temp_in_use = ~((1<<max_temp)-1) | p->temps_output;
 629 }
 630
 631
 632 static struct ureg register_param5( struct texenv_fragment_program *p,
 633                                     GLint s0,
 634                                     GLint s1,
 635                                     GLint s2,
 636                                     GLint s3,
 637                                     GLint s4)
 638 {
 639    gl_state_index tokens[STATE_LENGTH];
 640    GLuint idx;
 641    tokens[0] = s0;
 642    tokens[1] = s1;
 643    tokens[2] = s2;
 644    tokens[3] = s3;
 645    tokens[4] = s4;
 646    idx = _mesa_add_state_reference( p->program->Base.Parameters, tokens );
 647    return make_ureg(PROGRAM_STATE_VAR, idx);
 648 }
 649
 650
 651 #define register_param1(p,s0)          register_param5(p,s0,0,0,0,0)
 652 #define register_param2(p,s0,s1)       register_param5(p,s0,s1,0,0,0)
 653 #define register_param3(p,s0,s1,s2)    register_param5(p,s0,s1,s2,0,0)
 654 #define register_param4(p,s0,s1,s2,s3) register_param5(p,s0,s1,s2,s3,0)
 655
 656 static GLuint frag_to_vert_attrib( GLuint attrib )
 657 {
 658    switch (attrib) {
 659    case FRAG_ATTRIB_COL0: return VERT_ATTRIB_COLOR0;
 660    case FRAG_ATTRIB_COL1: return VERT_ATTRIB_COLOR1;
 661    default:
 662       assert(attrib >= FRAG_ATTRIB_TEX0);
 663       assert(attrib <= FRAG_ATTRIB_TEX7);
 664       return attrib - FRAG_ATTRIB_TEX0 + VERT_ATTRIB_TEX0;
 665    }
 666 }
 667
 668
 669 static struct ureg register_input( struct texenv_fragment_program *p, GLuint input )
 670 {
 671    if (p->state->inputs_available & (1<<input)) {
 672       p->program->Base.InputsRead |= (1 << input);
 673       return make_ureg(PROGRAM_INPUT, input);
 674    }
 675    else {
 676       GLuint idx = frag_to_vert_attrib( input );
 677       return register_param3( p, STATE_INTERNAL, STATE_CURRENT_ATTRIB, idx );
 678    }
 679 }
 680
 681
 682 static void emit_arg( struct prog_src_register *reg,
 683                       struct ureg ureg )
 684 {
 685    reg->File = ureg.file;
 686    reg->Index = ureg.idx;
 687    reg->Swizzle = ureg.swz;
 688    reg->Negate = ureg.negatebase ? NEGATE_XYZW : NEGATE_NONE;
 689    reg->Abs = ureg.abs;
 690 }
 691
 692 static void emit_dst( struct prog_dst_register *dst,
 693                       struct ureg ureg, GLuint mask )
 694 {
 695    dst->File = ureg.file;
 696    dst->Index = ureg.idx;
 697    dst->WriteMask = mask;
 698    dst->CondMask = COND_TR;  /* always pass cond test */
 699    dst->CondSwizzle = SWIZZLE_NOOP;
 700 }
 701
 702 static struct prog_instruction *
 703 emit_op(struct texenv_fragment_program *p,
 704         enum prog_opcode op,
 705         struct ureg dest,
 706         GLuint mask,
 707         GLboolean saturate,
 708         struct ureg src0,
 709         struct ureg src1,
 710         struct ureg src2 )
 711 {
 712    GLuint nr = p->program->Base.NumInstructions++;
 713    struct prog_instruction *inst = &p->program->Base.Instructions[nr];
 714
 715    assert(nr < MAX_INSTRUCTIONS);
 716
 717    _mesa_init_instructions(inst, 1);
 718    inst->Opcode = op;
 719
 720    emit_arg( &inst->SrcReg[0], src0 );
 721    emit_arg( &inst->SrcReg[1], src1 );
 722    emit_arg( &inst->SrcReg[2], src2 );
 723
 724    inst->SaturateMode = saturate ? SATURATE_ZERO_ONE : SATURATE_OFF;
 725
 726    emit_dst( &inst->DstReg, dest, mask );
 727
 728 #if 0
 729    /* Accounting for indirection tracking:
 730     */
 731    if (dest.file == PROGRAM_TEMPORARY)
 732       p->temps_output |= 1 << dest.idx;
 733 #endif
 734
 735    return inst;
 736 }
 737
 738
 739 static struct ureg emit_arith( struct texenv_fragment_program *p,
 740                                enum prog_opcode op,
 741                                struct ureg dest,
 742                                GLuint mask,
 743                                GLboolean saturate,
 744                                struct ureg src0,
 745                                struct ureg src1,
 746                                struct ureg src2 )
 747 {
 748    emit_op(p, op, dest, mask, saturate, src0, src1, src2);
 749
 750    /* Accounting for indirection tracking:
 751     */
 752    if (src0.file == PROGRAM_TEMPORARY)
 753       p->alu_temps |= 1 << src0.idx;
 754
 755    if (!is_undef(src1) && src1.file == PROGRAM_TEMPORARY)
 756       p->alu_temps |= 1 << src1.idx;
 757
 758    if (!is_undef(src2) && src2.file == PROGRAM_TEMPORARY)
 759       p->alu_temps |= 1 << src2.idx;
 760
 761    if (dest.file == PROGRAM_TEMPORARY)
 762       p->alu_temps |= 1 << dest.idx;
 763
 764    p->program->Base.NumAluInstructions++;
 765    return dest;
 766 }
 767
 768 static struct ureg emit_texld( struct texenv_fragment_program *p,
 769                                enum prog_opcode op,
 770                                struct ureg dest,
 771                                GLuint destmask,
 772                                GLuint tex_unit,
 773                                GLuint tex_idx,
 774                                GLuint tex_shadow,
 775                                struct ureg coord )
 776 {
 777    struct prog_instruction *inst = emit_op( p, op,
 778                                           dest, destmask,
 779                                           GL_FALSE,     /* don't saturate? */
 780                                           coord,        /* arg 0? */
 781                                           undef,
 782                                           undef);
 783
 784    inst->TexSrcTarget = tex_idx;
 785    inst->TexSrcUnit = tex_unit;
 786    inst->TexShadow = tex_shadow;
 787
 788    p->program->Base.NumTexInstructions++;
 789
 790    /* Accounting for indirection tracking:
 791     */
 792    reserve_temp(p, dest);
 793
 794 #if 0
 795    /* Is this a texture indirection?
 796     */
 797    if ((coord.file == PROGRAM_TEMPORARY &&
 798         (p->temps_output & (1<<coord.idx))) ||
 799        (dest.file == PROGRAM_TEMPORARY &&
 800         (p->alu_temps & (1<<dest.idx)))) {
 801       p->program->Base.NumTexIndirections++;
 802       p->temps_output = 1<<coord.idx;
 803       p->alu_temps = 0;
 804       assert(0);                /* KW: texture env crossbar */
 805    }
 806 #endif
 807
 808    return dest;
 809 }
 810
 811
 812 static struct ureg register_const4f( struct texenv_fragment_program *p,
 813                                      GLfloat s0,
 814                                      GLfloat s1,
 815                                      GLfloat s2,
 816                                      GLfloat s3)
 817 {
 818    GLfloat values[4];
 819    GLuint idx, swizzle;
 820    struct ureg r;
 821    values[0] = s0;
 822    values[1] = s1;
 823    values[2] = s2;
 824    values[3] = s3;
 825    idx = _mesa_add_unnamed_constant( p->program->Base.Parameters, values, 4,
 826                                      &swizzle );
 827    r = make_ureg(PROGRAM_CONSTANT, idx);
 828    r.swz = swizzle;
 829    return r;
 830 }
 831
 832 #define register_scalar_const(p, s0)    register_const4f(p, s0, s0, s0, s0)
 833 #define register_const1f(p, s0)         register_const4f(p, s0, 0, 0, 1)
 834 #define register_const2f(p, s0, s1)     register_const4f(p, s0, s1, 0, 1)
 835 #define register_const3f(p, s0, s1, s2) register_const4f(p, s0, s1, s2, 1)
 836
 837
 838 static struct ureg get_one( struct texenv_fragment_program *p )
 839 {
 840    if (is_undef(p->one))
 841       p->one = register_scalar_const(p, 1.0);
 842    return p->one;
 843 }
 844
 845 static struct ureg get_half( struct texenv_fragment_program *p )
 846 {
 847    if (is_undef(p->half))
 848       p->half = register_scalar_const(p, 0.5);
 849    return p->half;
 850 }
 851
 852 static struct ureg get_zero( struct texenv_fragment_program *p )
 853 {
 854    if (is_undef(p->zero))
 855       p->zero = register_scalar_const(p, 0.0);
 856    return p->zero;
 857 }
 858
 859
 860 static void program_error( struct texenv_fragment_program *p, const char *msg )
 861 {
 862    _mesa_problem(NULL, msg);
 863    p->error = 1;
 864 }
 865
 866 static struct ureg get_source( struct texenv_fragment_program *p,
 867                                GLuint src, GLuint unit )
 868 {
 869    switch (src) {
 870    case SRC_TEXTURE:
 871       assert(!is_undef(p->src_texture[unit]));
 872       return p->src_texture[unit];
 873
 874    case SRC_TEXTURE0:
 875    case SRC_TEXTURE1:
 876    case SRC_TEXTURE2:
 877    case SRC_TEXTURE3:
 878    case SRC_TEXTURE4:
 879    case SRC_TEXTURE5:
 880    case SRC_TEXTURE6:
 881    case SRC_TEXTURE7:
 882       assert(!is_undef(p->src_texture[src - SRC_TEXTURE0]));
 883       return p->src_texture[src - SRC_TEXTURE0];
 884
 885    case SRC_CONSTANT:
 886       return register_param2(p, STATE_TEXENV_COLOR, unit);
 887
 888    case SRC_PRIMARY_COLOR:
 889       return register_input(p, FRAG_ATTRIB_COL0);
 890
 891    case SRC_ZERO:
 892       return get_zero(p);
 893
 894    case SRC_PREVIOUS:
 895       if (is_undef(p->src_previous))
 896          return register_input(p, FRAG_ATTRIB_COL0);
 897       else
 898          return p->src_previous;
 899
 900    default:
 901       assert(0);
 902       return undef;
 903    }
 904 }
 905
 906 static struct ureg emit_combine_source( struct texenv_fragment_program *p,
 907                                         GLuint mask,
 908                                         GLuint unit,
 909                                         GLuint source,
 910                                         GLuint operand )
 911 {
 912    struct ureg arg, src, one;
 913
 914    src = get_source(p, source, unit);
 915
 916    switch (operand) {
 917    case OPR_ONE_MINUS_SRC_COLOR:
 918       /* Get unused tmp,
 919        * Emit tmp = 1.0 - arg.xyzw
 920        */
 921       arg = get_temp( p );
 922       one = get_one( p );
 923       return emit_arith( p, OPCODE_SUB, arg, mask, 0, one, src, undef);
 924
 925    case OPR_SRC_ALPHA:
 926       if (mask == WRITEMASK_W)
 927          return src;
 928       else
 929          return swizzle1( src, SWIZZLE_W );
 930    case OPR_ONE_MINUS_SRC_ALPHA:
 931       /* Get unused tmp,
 932        * Emit tmp = 1.0 - arg.wwww
 933        */
 934       arg = get_temp(p);
 935       one = get_one(p);
 936       return emit_arith(p, OPCODE_SUB, arg, mask, 0,
 937                         one, swizzle1(src, SWIZZLE_W), undef);
 938    case OPR_ZERO:
 939       return get_zero(p);
 940    case OPR_ONE:
 941       return get_one(p);
 942    case OPR_SRC_COLOR:
 943       return src;
 944    default:
 945       assert(0);
 946       return src;
 947    }
 948 }
 949
 950 static GLboolean args_match( struct state_key *key, GLuint unit )
 951 {
 952    GLuint i, nr = key->unit[unit].NumArgsRGB;
 953
 954    for (i = 0 ; i < nr ; i++) {
 955       if (key->unit[unit].OptA[i].Source != key->unit[unit].OptRGB[i].Source)
 956          return GL_FALSE;
 957
 958       switch(key->unit[unit].OptA[i].Operand) {
 959       case OPR_SRC_ALPHA:
 960          switch(key->unit[unit].OptRGB[i].Operand) {
 961          case OPR_SRC_COLOR:
 962          case OPR_SRC_ALPHA:
 963             break;
 964          default:
 965             return GL_FALSE;
 966          }
 967          break;
 968       case OPR_ONE_MINUS_SRC_ALPHA:
 969          switch(key->unit[unit].OptRGB[i].Operand) {
 970          case OPR_ONE_MINUS_SRC_COLOR:
 971          case OPR_ONE_MINUS_SRC_ALPHA:
 972             break;
 973          default:
 974             return GL_FALSE;
 975          }
 976          break;
 977       default:
 978          return GL_FALSE;       /* impossible */
 979       }
 980    }
 981
 982    return GL_TRUE;
 983 }
 984
 985 static struct ureg emit_combine( struct texenv_fragment_program *p,
 986                                  struct ureg dest,
 987                                  GLuint mask,
 988                                  GLboolean saturate,
 989                                  GLuint unit,
 990                                  GLuint nr,
 991                                  GLuint mode,
 992                                  const struct mode_opt *opt)
 993 {
 994    struct ureg src[MAX_COMBINER_TERMS];
 995    struct ureg tmp, half;
 996    GLuint i;
 997
 998    assert(nr <= MAX_COMBINER_TERMS);
 999
1000    tmp = undef; /* silence warning (bug 5318) */
1001
1002    for (i = 0; i < nr; i++)
1003       src[i] = emit_combine_source( p, mask, unit, opt[i].Source, opt[i].Operand );
1004
1005    switch (mode) {
1006    case MODE_REPLACE:
1007       if (mask == WRITEMASK_XYZW && !saturate)
1008          return src[0];
1009       else
1010          return emit_arith( p, OPCODE_MOV, dest, mask, saturate, src[0], undef, undef );
1011    case MODE_MODULATE:
1012       return emit_arith( p, OPCODE_MUL, dest, mask, saturate,
1013                          src[0], src[1], undef );
1014    case MODE_ADD:
1015       return emit_arith( p, OPCODE_ADD, dest, mask, saturate,
1016                          src[0], src[1], undef );
1017    case MODE_ADD_SIGNED:
1018       /* tmp = arg0 + arg1
1019        * result = tmp - .5
1020        */
1021       half = get_half(p);
1022       tmp = get_temp( p );
1023       emit_arith( p, OPCODE_ADD, tmp, mask, 0, src[0], src[1], undef );
1024       emit_arith( p, OPCODE_SUB, dest, mask, saturate, tmp, half, undef );
1025       return dest;
1026    case MODE_INTERPOLATE:
1027       /* Arg0 * (Arg2) + Arg1 * (1-Arg2) -- note arguments are reordered:
1028        */
1029       return emit_arith( p, OPCODE_LRP, dest, mask, saturate, src[2], src[0], src[1] );
1030
1031    case MODE_SUBTRACT:
1032       return emit_arith( p, OPCODE_SUB, dest, mask, saturate, src[0], src[1], undef );
1033
1034    case MODE_DOT3_RGBA:
1035    case MODE_DOT3_RGBA_EXT:
1036    case MODE_DOT3_RGB_EXT:
1037    case MODE_DOT3_RGB: {
1038       struct ureg tmp0 = get_temp( p );
1039       struct ureg tmp1 = get_temp( p );
1040       struct ureg neg1 = register_scalar_const(p, -1);
1041       struct ureg two  = register_scalar_const(p, 2);
1042
1043       /* tmp0 = 2*src0 - 1
1044        * tmp1 = 2*src1 - 1
1045        *
1046        * dst = tmp0 dot3 tmp1
1047        */
1048       emit_arith( p, OPCODE_MAD, tmp0, WRITEMASK_XYZW, 0,
1049                   two, src[0], neg1);
1050
1051       if (_mesa_memcmp(&src[0], &src[1], sizeof(struct ureg)) == 0)
1052          tmp1 = tmp0;
1053       else
1054          emit_arith( p, OPCODE_MAD, tmp1, WRITEMASK_XYZW, 0,
1055                      two, src[1], neg1);
1056       emit_arith( p, OPCODE_DP3, dest, mask, saturate, tmp0, tmp1, undef);
1057       return dest;
1058    }
1059    case MODE_MODULATE_ADD_ATI:
1060       /* Arg0 * Arg2 + Arg1 */
1061       return emit_arith( p, OPCODE_MAD, dest, mask, saturate,
1062                          src[0], src[2], src[1] );
1063    case MODE_MODULATE_SIGNED_ADD_ATI: {
1064       /* Arg0 * Arg2 + Arg1 - 0.5 */
1065       struct ureg tmp0 = get_temp(p);
1066       half = get_half(p);
1067       emit_arith( p, OPCODE_MAD, tmp0, mask, 0, src[0], src[2], src[1] );
1068       emit_arith( p, OPCODE_SUB, dest, mask, saturate, tmp0, half, undef );
1069       return dest;
1070    }
1071    case MODE_MODULATE_SUBTRACT_ATI:
1072       /* Arg0 * Arg2 - Arg1 */
1073       emit_arith( p, OPCODE_MAD, dest, mask, 0, src[0], src[2], negate(src[1]) );
1074       return dest;
1075    case MODE_ADD_PRODUCTS:
1076       /* Arg0 * Arg1 + Arg2 * Arg3 */
1077       {
1078          struct ureg tmp0 = get_temp(p);
1079          emit_arith( p, OPCODE_MUL, tmp0, mask, 0, src[0], src[1], undef );
1080          emit_arith( p, OPCODE_MAD, dest, mask, saturate, src[2], src[3], tmp0 );
1081       }
1082       return dest;
1083    case MODE_ADD_PRODUCTS_SIGNED:
1084       /* Arg0 * Arg1 + Arg2 * Arg3 - 0.5 */
1085       {
1086          struct ureg tmp0 = get_temp(p);
1087          half = get_half(p);
1088          emit_arith( p, OPCODE_MUL, tmp0, mask, 0, src[0], src[1], undef );
1089          emit_arith( p, OPCODE_MAD, tmp0, mask, 0, src[2], src[3], tmp0 );
1090          emit_arith( p, OPCODE_SUB, dest, mask, saturate, tmp0, half, undef );
1091       }
1092       return dest;
1093    case MODE_BUMP_ENVMAP_ATI:
1094       /* special - not handled here */
1095       assert(0);
1096       return src[0];
1097    default:
1098       assert(0);
1099       return src[0];
1100    }
1101 }
1102
1103
1104 /**
1105  * Generate instructions for one texture unit's env/combiner mode.
1106  */
1107 static struct ureg
1108 emit_texenv(struct texenv_fragment_program *p, GLuint unit)
1109 {
1110    struct state_key *key = p->state;
1111    GLboolean saturate = (unit < p->last_tex_stage);
1112    GLuint rgb_shift, alpha_shift;
1113    struct ureg out, shift;
1114    struct ureg dest;
1115
1116    if (!key->unit[unit].enabled) {
1117       return get_source(p, SRC_PREVIOUS, 0);
1118    }
1119    if (key->unit[unit].ModeRGB == MODE_BUMP_ENVMAP_ATI) {
1120       /* this isn't really a env stage delivering a color and handled elsewhere */
1121       return get_source(p, SRC_PREVIOUS, 0);
1122    }
1123
1124    switch (key->unit[unit].ModeRGB) {
1125    case MODE_DOT3_RGB_EXT:
1126       alpha_shift = key->unit[unit].ScaleShiftA;
1127       rgb_shift = 0;
1128       break;
1129    case MODE_DOT3_RGBA_EXT:
1130       alpha_shift = 0;
1131       rgb_shift = 0;
1132       break;
1133    default:
1134       rgb_shift = key->unit[unit].ScaleShiftRGB;
1135       alpha_shift = key->unit[unit].ScaleShiftA;
1136       break;
1137    }
1138
1139    /* If this is the very last calculation, emit direct to output reg:
1140     */
1141    if (key->separate_specular ||
1142        unit != p->last_tex_stage ||
1143        alpha_shift ||
1144        rgb_shift)
1145       dest = get_temp( p );
1146    else
1147       dest = make_ureg(PROGRAM_OUTPUT, FRAG_RESULT_COLOR);
1148
1149    /* Emit the RGB and A combine ops
1150     */
1151    if (key->unit[unit].ModeRGB == key->unit[unit].ModeA &&
1152        args_match(key, unit)) {
1153       out = emit_combine( p, dest, WRITEMASK_XYZW, saturate,
1154                           unit,
1155                           key->unit[unit].NumArgsRGB,
1156                           key->unit[unit].ModeRGB,
1157                           key->unit[unit].OptRGB);
1158    }
1159    else if (key->unit[unit].ModeRGB == MODE_DOT3_RGBA_EXT ||
1160             key->unit[unit].ModeRGB == MODE_DOT3_RGBA) {
1161
1162       out = emit_combine( p, dest, WRITEMASK_XYZW, saturate,
1163                           unit,
1164                           key->unit[unit].NumArgsRGB,
1165                           key->unit[unit].ModeRGB,
1166                           key->unit[unit].OptRGB);
1167    }
1168    else {
1169       /* Need to do something to stop from re-emitting identical
1170        * argument calculations here:
1171        */
1172       out = emit_combine( p, dest, WRITEMASK_XYZ, saturate,
1173                           unit,
1174                           key->unit[unit].NumArgsRGB,
1175                           key->unit[unit].ModeRGB,
1176                           key->unit[unit].OptRGB);
1177       out = emit_combine( p, dest, WRITEMASK_W, saturate,
1178                           unit,
1179                           key->unit[unit].NumArgsA,
1180                           key->unit[unit].ModeA,
1181                           key->unit[unit].OptA);
1182    }
1183
1184    /* Deal with the final shift:
1185     */
1186    if (alpha_shift || rgb_shift) {
1187       if (rgb_shift == alpha_shift) {
1188          shift = register_scalar_const(p, (GLfloat)(1<<rgb_shift));
1189       }
1190       else {
1191          shift = register_const4f(p,
1192                                   (GLfloat)(1<<rgb_shift),
1193                                   (GLfloat)(1<<rgb_shift),
1194                                   (GLfloat)(1<<rgb_shift),
1195                                   (GLfloat)(1<<alpha_shift));
1196       }
1197       return emit_arith( p, OPCODE_MUL, dest, WRITEMASK_XYZW,
1198                          saturate, out, shift, undef );
1199    }
1200    else
1201       return out;
1202 }
1203
1204
1205 /**
1206  * Generate instruction for getting a texture source term.
1207  */
1208 static void load_texture( struct texenv_fragment_program *p, GLuint unit )
1209 {
1210    if (is_undef(p->src_texture[unit])) {
1211       GLuint texTarget = p->state->unit[unit].source_index;
1212       struct ureg texcoord;
1213       struct ureg tmp = get_tex_temp( p );
1214
1215       if (is_undef(p->texcoord_tex[unit])) {
1216          texcoord = register_input(p, FRAG_ATTRIB_TEX0+unit);
1217       }
1218       else {
1219          /* might want to reuse this reg for tex output actually */
1220          texcoord = p->texcoord_tex[unit];
1221       }
1222
1223       if (texTarget == TEXTURE_UNKNOWN_INDEX)
1224          program_error(p, "TexSrcBit");
1225
1226       /* TODO: Use D0_MASK_XY where possible.
1227        */
1228       if (p->state->unit[unit].enabled) {
1229          GLboolean shadow = GL_FALSE;
1230
1231          if (p->state->unit[unit].shadow) {
1232             p->program->Base.ShadowSamplers |= 1 << unit;
1233             shadow = GL_TRUE;
1234          }
1235
1236          p->src_texture[unit] = emit_texld( p, OPCODE_TXP,
1237                                             tmp, WRITEMASK_XYZW,
1238                                             unit, texTarget, shadow,
1239                                             texcoord );
1240
1241          p->program->Base.SamplersUsed |= (1 << unit);
1242          /* This identity mapping should already be in place
1243           * (see _mesa_init_program_struct()) but let's be safe.
1244           */
1245          p->program->Base.SamplerUnits[unit] = unit;
1246       }
1247       else
1248          p->src_texture[unit] = get_zero(p);
1249    }
1250 }
1251
1252 static GLboolean load_texenv_source( struct texenv_fragment_program *p,
1253                                      GLuint src, GLuint unit )
1254 {
1255    switch (src) {
1256    case SRC_TEXTURE:
1257       load_texture(p, unit);
1258       break;
1259
1260    case SRC_TEXTURE0:
1261    case SRC_TEXTURE1:
1262    case SRC_TEXTURE2:
1263    case SRC_TEXTURE3:
1264    case SRC_TEXTURE4:
1265    case SRC_TEXTURE5:
1266    case SRC_TEXTURE6:
1267    case SRC_TEXTURE7:
1268       load_texture(p, src - SRC_TEXTURE0);
1269       break;
1270
1271    default:
1272       /* not a texture src - do nothing */
1273       break;
1274    }
1275
1276    return GL_TRUE;
1277 }
1278
1279
1280 /**
1281  * Generate instructions for loading all texture source terms.
1282  */
1283 static GLboolean
1284 load_texunit_sources( struct texenv_fragment_program *p, int unit )
1285 {
1286    struct state_key *key = p->state;
1287    GLuint i;
1288
1289    for (i = 0; i < key->unit[unit].NumArgsRGB; i++) {
1290       load_texenv_source( p, key->unit[unit].OptRGB[i].Source, unit );
1291    }
1292
1293    for (i = 0; i < key->unit[unit].NumArgsA; i++) {
1294       load_texenv_source( p, key->unit[unit].OptA[i].Source, unit );
1295    }
1296
1297    return GL_TRUE;
1298 }
1299
1300 /**
1301  * Generate instructions for loading bump map textures.
1302  */
1303 static GLboolean
1304 load_texunit_bumpmap( struct texenv_fragment_program *p, int unit )
1305 {
1306    struct state_key *key = p->state;
1307    GLuint bumpedUnitNr = key->unit[unit].OptRGB[1].Source - SRC_TEXTURE0;
1308    struct ureg texcDst, bumpMapRes;
1309    struct ureg constdudvcolor = register_const4f(p, 0.0, 0.0, 0.0, 1.0);
1310    struct ureg texcSrc = register_input(p, FRAG_ATTRIB_TEX0 + bumpedUnitNr);
1311    struct ureg rotMat0 = register_param3( p, STATE_INTERNAL, STATE_ROT_MATRIX_0, unit );
1312    struct ureg rotMat1 = register_param3( p, STATE_INTERNAL, STATE_ROT_MATRIX_1, unit );
1313
1314    load_texenv_source( p, unit + SRC_TEXTURE0, unit );
1315
1316    bumpMapRes = get_source(p, key->unit[unit].OptRGB[0].Source, unit);
1317    texcDst = get_tex_temp( p );
1318    p->texcoord_tex[bumpedUnitNr] = texcDst;
1319
1320    /* apply rot matrix and add coords to be available in next phase */
1321    /* dest = (Arg0.xxxx * rotMat0 + Arg1) + (Arg0.yyyy * rotMat1) */
1322    /* note only 2 coords are affected the rest are left unchanged (mul by 0) */
1323    emit_arith( p, OPCODE_MAD, texcDst, WRITEMASK_XYZW, 0,
1324                swizzle1(bumpMapRes, SWIZZLE_X), rotMat0, texcSrc );
1325    emit_arith( p, OPCODE_MAD, texcDst, WRITEMASK_XYZW, 0,
1326                swizzle1(bumpMapRes, SWIZZLE_Y), rotMat1, texcDst );
1327
1328    /* move 0,0,0,1 into bumpmap src if someone (crossbar) is foolish
1329       enough to access this later, should optimize away */
1330    emit_arith( p, OPCODE_MOV, bumpMapRes, WRITEMASK_XYZW, 0, constdudvcolor, undef, undef );
1331
1332    return GL_TRUE;
1333 }
1334
1335 /**
1336  * Generate a new fragment program which implements the context's
1337  * current texture env/combine mode.
1338  */
1339 static void
1340 create_new_program(GLcontext *ctx, struct state_key *key,
1341                    struct gl_fragment_program *program)
1342 {
1343    struct prog_instruction instBuffer[MAX_INSTRUCTIONS];
1344    struct texenv_fragment_program p;
1345    GLuint unit;
1346    struct ureg cf, out;
1347
1348    _mesa_memset(&p, 0, sizeof(p));
1349    p.ctx = ctx;
1350    p.state = key;
1351    p.program = program;
1352
1353    /* During code generation, use locally-allocated instruction buffer,
1354     * then alloc dynamic storage below.
1355     */
1356    p.program->Base.Instructions = instBuffer;
1357    p.program->Base.Target = GL_FRAGMENT_PROGRAM_ARB;
1358    p.program->Base.NumTexIndirections = 1;
1359    p.program->Base.NumTexInstructions = 0;
1360    p.program->Base.NumAluInstructions = 0;
1361    p.program->Base.String = NULL;
1362    p.program->Base.NumInstructions =
1363    p.program->Base.NumTemporaries =
1364    p.program->Base.NumParameters =
1365    p.program->Base.NumAttributes = p.program->Base.NumAddressRegs = 0;
1366    p.program->Base.Parameters = _mesa_new_parameter_list();
1367
1368    p.program->Base.InputsRead = 0;
1369    p.program->Base.OutputsWritten = 1 << FRAG_RESULT_COLOR;
1370
1371    for (unit = 0; unit < ctx->Const.MaxTextureUnits; unit++) {
1372       p.src_texture[unit] = undef;
1373       p.texcoord_tex[unit] = undef;
1374    }
1375
1376    p.src_previous = undef;
1377    p.half = undef;
1378    p.zero = undef;
1379    p.one = undef;
1380
1381    p.last_tex_stage = 0;
1382    release_temps(ctx, &p);
1383
1384    if (key->enabled_units) {
1385        GLboolean needbumpstage = GL_FALSE;
1386       /* Zeroth pass - bump map textures first */
1387       for (unit = 0 ; unit < ctx->Const.MaxTextureUnits ; unit++)
1388          if (key->unit[unit].enabled && key->unit[unit].ModeRGB == MODE_BUMP_ENVMAP_ATI) {
1389             needbumpstage = GL_TRUE;
1390             load_texunit_bumpmap( &p, unit );
1391          }
1392       if (needbumpstage)
1393          p.program->Base.NumTexIndirections++;
1394
1395       /* First pass - to support texture_env_crossbar, first identify
1396        * all referenced texture sources and emit texld instructions
1397        * for each:
1398        */
1399       for (unit = 0 ; unit < ctx->Const.MaxTextureUnits ; unit++)
1400          if (key->unit[unit].enabled) {
1401             load_texunit_sources( &p, unit );
1402             p.last_tex_stage = unit;
1403          }
1404
1405       /* Second pass - emit combine instructions to build final color:
1406        */
1407       for (unit = 0 ; unit < ctx->Const.MaxTextureUnits; unit++)
1408          if (key->enabled_units & (1<<unit)) {
1409             p.src_previous = emit_texenv( &p, unit );
1410             reserve_temp(&p, p.src_previous); /* don't re-use this temp reg */
1411             release_temps(ctx, &p);     /* release all temps */
1412          }
1413    }
1414
1415    cf = get_source( &p, SRC_PREVIOUS, 0 );
1416    out = make_ureg( PROGRAM_OUTPUT, FRAG_RESULT_COLOR );
1417
1418    if (key->separate_specular) {
1419       /* Emit specular add.
1420        */
1421       struct ureg s = register_input(&p, FRAG_ATTRIB_COL1);
1422       emit_arith( &p, OPCODE_ADD, out, WRITEMASK_XYZ, 0, cf, s, undef );
1423       emit_arith( &p, OPCODE_MOV, out, WRITEMASK_W, 0, cf, undef, undef );
1424    }
1425    else if (_mesa_memcmp(&cf, &out, sizeof(cf)) != 0) {
1426       /* Will wind up in here if no texture enabled or a couple of
1427        * other scenarios (GL_REPLACE for instance).
1428        */
1429       emit_arith( &p, OPCODE_MOV, out, WRITEMASK_XYZW, 0, cf, undef, undef );
1430    }
1431
1432    /* Finish up:
1433     */
1434    emit_arith( &p, OPCODE_END, undef, WRITEMASK_XYZW, 0, undef, undef, undef);
1435
1436    if (key->fog_enabled) {
1437       /* Pull fog mode from GLcontext, the value in the state key is
1438        * a reduced value and not what is expected in FogOption
1439        */
1440       p.program->FogOption = ctx->Fog.Mode;
1441       p.program->Base.InputsRead |= FRAG_BIT_FOGC; /* XXX new */
1442    } else
1443       p.program->FogOption = GL_NONE;
1444
1445    if (p.program->Base.NumTexIndirections > ctx->Const.FragmentProgram.MaxTexIndirections)
1446       program_error(&p, "Exceeded max nr indirect texture lookups");
1447
1448    if (p.program->Base.NumTexInstructions > ctx->Const.FragmentProgram.MaxTexInstructions)
1449       program_error(&p, "Exceeded max TEX instructions");
1450
1451    if (p.program->Base.NumAluInstructions > ctx->Const.FragmentProgram.MaxAluInstructions)
1452       program_error(&p, "Exceeded max ALU instructions");
1453
1454    ASSERT(p.program->Base.NumInstructions <= MAX_INSTRUCTIONS);
1455
1456    /* Allocate final instruction array */
1457    p.program->Base.Instructions
1458       = _mesa_alloc_instructions(p.program->Base.NumInstructions);
1459    if (!p.program->Base.Instructions) {
1460       _mesa_error(ctx, GL_OUT_OF_MEMORY,
1461                   "generating tex env program");
1462       return;
1463    }
1464    _mesa_copy_instructions(p.program->Base.Instructions, instBuffer,
1465                            p.program->Base.NumInstructions);
1466
1467    if (p.program->FogOption) {
1468       _mesa_append_fog_code(ctx, p.program);
1469       p.program->FogOption = GL_NONE;
1470    }
1471
1472
1473    /* Notify driver the fragment program has (actually) changed.
1474     */
1475    if (ctx->Driver.ProgramStringNotify) {
1476       ctx->Driver.ProgramStringNotify( ctx, GL_FRAGMENT_PROGRAM_ARB,
1477                                        &p.program->Base );
1478    }
1479
1480    if (DISASSEM) {
1481       _mesa_print_program(&p.program->Base);
1482       _mesa_printf("\n");
1483    }
1484 }
1485
1486
1487 /**
1488  * Return a fragment program which implements the current
1489  * fixed-function texture, fog and color-sum operations.
1490  */
1491 struct gl_fragment_program *
1492 _mesa_get_fixed_func_fragment_program(GLcontext *ctx)
1493 {
1494    struct gl_fragment_program *prog;
1495    struct state_key key;
1496
1497    make_state_key(ctx, &key);
1498
1499    prog = (struct gl_fragment_program *)
1500       _mesa_search_program_cache(ctx->FragmentProgram.Cache,
1501                                  &key, sizeof(key));
1502
1503    if (!prog) {
1504       prog = (struct gl_fragment_program *)
1505          ctx->Driver.NewProgram(ctx, GL_FRAGMENT_PROGRAM_ARB, 0);
1506
1507       create_new_program(ctx, &key, prog);
1508
1509       _mesa_program_cache_insert(ctx, ctx->FragmentProgram.Cache,
1510                                  &key, sizeof(key), &prog->Base);
1511    }
1512
1513    return prog;
1514 }