Fixed position of tmp.f assigned like in dlls/d3d8/shader.c.
[wine] / dlls / wined3d / vertexshader.c
1 /*
2  * shaders implementation
3  *
4  * Copyright 2002-2003 Jason Edmeades
5  *                     Raphael Junqueira
6  *
7  * This library is free software; you can redistribute it and/or
8  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
9  * License as published by the Free Software Foundation; either
10  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
11  *
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13  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
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18  * License along with this library; if not, write to the Free Software
19  * Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
20  */
21
22 #include "config.h"
23
24 #include <math.h>
25
26 #include "wined3d_private.h"
27
28 WINE_DEFAULT_DEBUG_CHANNEL(d3d_shader);
29
30 /* Shader debugging - Change the following line to enable debugging of software
31       vertex shaders                                                             */
32 #if 0 /* Musxt not be 1 in cvs version */
33 # define VSTRACE(A) TRACE A
34 # define TRACE_VSVECTOR(name) TRACE( #name "=(%f, %f, %f, %f)\n", name.x, name.y, name.z, name.w)
35 #else 
36 # define VSTRACE(A) 
37 # define TRACE_VSVECTOR(name)
38 #endif
39
40
41 /**
42  * DirectX9 SDK download
43  *  http://msdn.microsoft.com/library/default.asp?url=/downloads/list/directx.asp
44  *
45  * Exploring D3DX
46  *  http://msdn.microsoft.com/library/default.asp?url=/library/en-us/dndrive/html/directx07162002.asp
47  *
48  * Using Vertex Shaders
49  *  http://msdn.microsoft.com/library/default.asp?url=/library/en-us/dndrive/html/directx02192001.asp
50  *
51  * Dx9 New
52  *  http://msdn.microsoft.com/library/default.asp?url=/library/en-us/directx9_c/directx/graphics/whatsnew.asp
53  *
54  * Dx9 Shaders
55  *  http://msdn.microsoft.com/library/default.asp?url=/library/en-us/directx9_c/directx/graphics/reference/Shaders/VertexShader2_0/VertexShader2_0.asp
56  *  http://msdn.microsoft.com/library/default.asp?url=/library/en-us/directx9_c/directx/graphics/reference/Shaders/VertexShader2_0/Instructions/Instructions.asp
57  *  http://msdn.microsoft.com/library/default.asp?url=/library/en-us/directx9_c/directx/graphics/programmingguide/GettingStarted/VertexDeclaration/VertexDeclaration.asp
58  *  http://msdn.microsoft.com/library/default.asp?url=/library/en-us/directx9_c/directx/graphics/reference/Shaders/VertexShader3_0/VertexShader3_0.asp
59  *
60  * Dx9 D3DX
61  *  http://msdn.microsoft.com/library/default.asp?url=/library/en-us/directx9_c/directx/graphics/programmingguide/advancedtopics/VertexPipe/matrixstack/matrixstack.asp
62  *
63  * FVF
64  *  http://msdn.microsoft.com/library/en-us/directx9_c/directx/graphics/programmingguide/GettingStarted/VertexFormats/vformats.asp
65  *
66  * NVIDIA: DX8 Vertex Shader to NV Vertex Program
67  *  http://developer.nvidia.com/view.asp?IO=vstovp
68  *
69  * NVIDIA: Memory Management with VAR
70  *  http://developer.nvidia.com/view.asp?IO=var_memory_management 
71  */
72
73 typedef void (*shader_fct_t)();
74
75 typedef struct SHADER_OPCODE {
76   CONST BYTE    opcode;
77   const char*   name;
78   CONST UINT    num_params;
79   shader_fct_t  soft_fct;
80   DWORD         min_version;
81   DWORD         max_version;
82 } SHADER_OPCODE;
83
84 /*******************************
85  * vshader functions software VM
86  */
87
88 void vshader_add(D3DSHADERVECTOR* d, D3DSHADERVECTOR* s0, D3DSHADERVECTOR* s1) {
89   d->x = s0->x + s1->x;
90   d->y = s0->y + s1->y;
91   d->z = s0->z + s1->z;
92   d->w = s0->w + s1->w;
93   VSTRACE(("executing add: s0=(%f, %f, %f, %f) s1=(%f, %f, %f, %f) => d=(%f, %f, %f, %f)\n",
94                  s0->x, s0->y, s0->z, s0->w, s1->x, s1->y, s1->z, s1->w, d->x, d->y, d->z, d->w));
95 }
96
97 void vshader_dp3(D3DSHADERVECTOR* d, D3DSHADERVECTOR* s0, D3DSHADERVECTOR* s1) {
98   d->x = d->y = d->z = d->w = s0->x * s1->x + s0->y * s1->y + s0->z * s1->z;
99   VSTRACE(("executing dp3: s0=(%f, %f, %f, %f) s1=(%f, %f, %f, %f) => d=(%f, %f, %f, %f)\n",
100                  s0->x, s0->y, s0->z, s0->w, s1->x, s1->y, s1->z, s1->w, d->x, d->y, d->z, d->w));
101 }
102
103 void vshader_dp4(D3DSHADERVECTOR* d, D3DSHADERVECTOR* s0, D3DSHADERVECTOR* s1) {
104   d->x = d->y = d->z = d->w = s0->x * s1->x + s0->y * s1->y + s0->z * s1->z + s0->w * s1->w;
105   VSTRACE(("executing dp4: s0=(%f, %f, %f, %f) s1=(%f, %f, %f, %f) => d=(%f, %f, %f, %f)\n",
106           s0->x, s0->y, s0->z, s0->w, s1->x, s1->y, s1->z, s1->w, d->x, d->y, d->z, d->w));
107 }
108
109 void vshader_dst(D3DSHADERVECTOR* d, D3DSHADERVECTOR* s0, D3DSHADERVECTOR* s1) {
110   d->x = 1.0f;
111   d->y = s0->y * s1->y;
112   d->z = s0->z;
113   d->w = s1->w;
114   VSTRACE(("executing dst: s0=(%f, %f, %f, %f) s1=(%f, %f, %f, %f) => d=(%f, %f, %f, %f)\n",
115           s0->x, s0->y, s0->z, s0->w, s1->x, s1->y, s1->z, s1->w, d->x, d->y, d->z, d->w));
116 }
117
118 void vshader_expp(D3DSHADERVECTOR* d, D3DSHADERVECTOR* s0) {
119   union {
120     float f;
121     DWORD d;
122   } tmp;
123
124   tmp.f = floorf(s0->w);
125   d->x  = powf(2.0f, tmp.f);
126   d->y  = s0->w - tmp.f;
127   tmp.f = powf(2.0f, s0->w);
128   tmp.d &= 0xFFFFFF00U;
129   d->z  = tmp.f;
130   d->w  = 1.0f;
131   VSTRACE(("executing exp: s0=(%f, %f, %f, %f) => d=(%f, %f, %f, %f)\n",
132                 s0->x, s0->y, s0->z, s0->w, d->x, d->y, d->z, d->w));
133 }
134
135 void vshader_lit(D3DSHADERVECTOR* d, D3DSHADERVECTOR* s0) {
136   d->x = 1.0f;
137   d->y = (0.0f < s0->x) ? s0->x : 0.0f;
138   d->z = (0.0f < s0->x && 0.0f < s0->y) ? powf(s0->y, s0->w) : 0.0f;
139   d->w = 1.0f;
140   VSTRACE(("executing lit: s0=(%f, %f, %f, %f) => d=(%f, %f, %f, %f)\n",
141                  s0->x, s0->y, s0->z, s0->w, d->x, d->y, d->z, d->w));
142 }
143
144 void vshader_logp(D3DSHADERVECTOR* d, D3DSHADERVECTOR* s0) {
145   float tmp_f = fabsf(s0->w); 
146   d->x = d->y = d->z = d->w = (0.0f != tmp_f) ? logf(tmp_f) / logf(2.0f) : -HUGE_VAL;
147   VSTRACE(("executing logp: s0=(%f, %f, %f, %f) => d=(%f, %f, %f, %f)\n",
148                  s0->x, s0->y, s0->z, s0->w, d->x, d->y, d->z, d->w));
149 }
150
151 void vshader_mad(D3DSHADERVECTOR* d, D3DSHADERVECTOR* s0, D3DSHADERVECTOR* s1, D3DSHADERVECTOR* s2) {
152   d->x = s0->x * s1->x + s2->x;
153   d->y = s0->y * s1->y + s2->y;
154   d->z = s0->z * s1->z + s2->z;
155   d->w = s0->w * s1->w + s2->w;
156   VSTRACE(("executing mad: s0=(%f, %f, %f, %f) s1=(%f, %f, %f, %f) s2=(%f, %f, %f, %f) => d=(%f, %f, %f, %f)\n",
157           s0->x, s0->y, s0->z, s0->w, s1->x, s1->y, s1->z, s1->w, s2->x, s2->y, s2->z, s2->w, d->x, d->y, d->z, d->w));
158 }
159
160 void vshader_max(D3DSHADERVECTOR* d, D3DSHADERVECTOR* s0, D3DSHADERVECTOR* s1) {
161   d->x = (s0->x >= s1->x) ? s0->x : s1->x;
162   d->y = (s0->y >= s1->y) ? s0->y : s1->y;
163   d->z = (s0->z >= s1->z) ? s0->z : s1->z;
164   d->w = (s0->w >= s1->w) ? s0->w : s1->w;
165   VSTRACE(("executing max: s0=(%f, %f, %f, %f) s1=(%f, %f, %f, %f) => d=(%f, %f, %f, %f)\n",
166           s0->x, s0->y, s0->z, s0->w, s1->x, s1->y, s1->z, s1->w, d->x, d->y, d->z, d->w));
167 }
168
169 void vshader_min(D3DSHADERVECTOR* d, D3DSHADERVECTOR* s0, D3DSHADERVECTOR* s1) {
170   d->x = (s0->x < s1->x) ? s0->x : s1->x;
171   d->y = (s0->y < s1->y) ? s0->y : s1->y;
172   d->z = (s0->z < s1->z) ? s0->z : s1->z;
173   d->w = (s0->w < s1->w) ? s0->w : s1->w;
174   VSTRACE(("executing min: s0=(%f, %f, %f, %f) s1=(%f, %f, %f, %f) => d=(%f, %f, %f, %f)\n",
175           s0->x, s0->y, s0->z, s0->w, s1->x, s1->y, s1->z, s1->w, d->x, d->y, d->z, d->w));
176 }
177
178 void vshader_mov(D3DSHADERVECTOR* d, D3DSHADERVECTOR* s0) {
179   d->x = s0->x;
180   d->y = s0->y;
181   d->z = s0->z;
182   d->w = s0->w;
183   VSTRACE(("executing mov: s0=(%f, %f, %f, %f) => d=(%f, %f, %f, %f)\n",
184           s0->x, s0->y, s0->z, s0->w, d->x, d->y, d->z, d->w));
185 }
186
187 void vshader_mul(D3DSHADERVECTOR* d, D3DSHADERVECTOR* s0, D3DSHADERVECTOR* s1) {
188   d->x = s0->x * s1->x;
189   d->y = s0->y * s1->y;
190   d->z = s0->z * s1->z;
191   d->w = s0->w * s1->w;
192   VSTRACE(("executing mul: s0=(%f, %f, %f, %f) s1=(%f, %f, %f, %f) => d=(%f, %f, %f, %f)\n",
193           s0->x, s0->y, s0->z, s0->w, s1->x, s1->y, s1->z, s1->w, d->x, d->y, d->z, d->w));
194 }
195
196 void vshader_nop(void) {
197   /* NOPPPP ahhh too easy ;) */
198 }
199
200 void vshader_rcp(D3DSHADERVECTOR* d, D3DSHADERVECTOR* s0) {
201   d->x = d->y = d->z = d->w = (0.0f == s0->w) ? HUGE_VAL : 1.0f / s0->w;
202   VSTRACE(("executing rcp: s0=(%f, %f, %f, %f) => d=(%f, %f, %f, %f)\n",
203           s0->x, s0->y, s0->z, s0->w, d->x, d->y, d->z, d->w));
204 }
205
206 void vshader_rsq(D3DSHADERVECTOR* d, D3DSHADERVECTOR* s0) {
207   float tmp_f = fabsf(s0->w);
208   d->x = d->y = d->z = d->w = (0.0f == tmp_f) ? HUGE_VAL : ((1.0f != tmp_f) ? 1.0f / sqrtf(tmp_f) : 1.0f);
209   VSTRACE(("executing rsq: s0=(%f, %f, %f, %f) => d=(%f, %f, %f, %f)\n",
210           s0->x, s0->y, s0->z, s0->w, d->x, d->y, d->z, d->w));
211 }
212
213 void vshader_sge(D3DSHADERVECTOR* d, D3DSHADERVECTOR* s0, D3DSHADERVECTOR* s1) {
214   d->x = (s0->x >= s1->x) ? 1.0f : 0.0f;
215   d->y = (s0->y >= s1->y) ? 1.0f : 0.0f;
216   d->z = (s0->z >= s1->z) ? 1.0f : 0.0f;
217   d->w = (s0->w >= s1->w) ? 1.0f : 0.0f;
218   VSTRACE(("executing sge: s0=(%f, %f, %f, %f) s1=(%f, %f, %f, %f) => d=(%f, %f, %f, %f)\n",
219           s0->x, s0->y, s0->z, s0->w, s1->x, s1->y, s1->z, s1->w, d->x, d->y, d->z, d->w));
220 }
221
222 void vshader_slt(D3DSHADERVECTOR* d, D3DSHADERVECTOR* s0, D3DSHADERVECTOR* s1) {
223   d->x = (s0->x < s1->x) ? 1.0f : 0.0f;
224   d->y = (s0->y < s1->y) ? 1.0f : 0.0f;
225   d->z = (s0->z < s1->z) ? 1.0f : 0.0f;
226   d->w = (s0->w < s1->w) ? 1.0f : 0.0f;
227   VSTRACE(("executing slt: s0=(%f, %f, %f, %f) s1=(%f, %f, %f, %f) => d=(%f, %f, %f, %f)\n",
228           s0->x, s0->y, s0->z, s0->w, s1->x, s1->y, s1->z, s1->w, d->x, d->y, d->z, d->w));
229 }
230
231 void vshader_sub(D3DSHADERVECTOR* d, D3DSHADERVECTOR* s0, D3DSHADERVECTOR* s1) {
232   d->x = s0->x - s1->x;
233   d->y = s0->y - s1->y;
234   d->z = s0->z - s1->z;
235   d->w = s0->w - s1->w;
236   VSTRACE(("executing sub: s0=(%f, %f, %f, %f) s1=(%f, %f, %f, %f) => d=(%f, %f, %f, %f)\n",
237           s0->x, s0->y, s0->z, s0->w, s1->x, s1->y, s1->z, s1->w, d->x, d->y, d->z, d->w));
238 }
239
240 /**
241  * Version 1.1 specific
242  */
243
244 void vshader_exp(D3DSHADERVECTOR* d, D3DSHADERVECTOR* s0) {
245   d->x = d->y = d->z = d->w = powf(2.0f, s0->w);
246   VSTRACE(("executing exp: s0=(%f, %f, %f, %f) => d=(%f, %f, %f, %f)\n",
247           s0->x, s0->y, s0->z, s0->w, d->x, d->y, d->z, d->w));
248 }
249
250 void vshader_log(D3DSHADERVECTOR* d, D3DSHADERVECTOR* s0) {
251   float tmp_f = fabsf(s0->w); 
252   d->x = d->y = d->z = d->w = (0.0f != tmp_f) ? logf(tmp_f) / logf(2.0f) : -HUGE_VAL;
253   VSTRACE(("executing log: s0=(%f, %f, %f, %f) => d=(%f, %f, %f, %f)\n",
254           s0->x, s0->y, s0->z, s0->w, d->x, d->y, d->z, d->w));
255 }
256
257 void vshader_frc(D3DSHADERVECTOR* d, D3DSHADERVECTOR* s0) {
258   d->x = s0->x - floorf(s0->x);
259   d->y = s0->y - floorf(s0->y);
260   d->z = 0.0f;
261   d->w = 1.0f;
262   VSTRACE(("executing frc: s0=(%f, %f, %f, %f) => d=(%f, %f, %f, %f)\n",
263           s0->x, s0->y, s0->z, s0->w, d->x, d->y, d->z, d->w));
264 }
265
266 typedef FLOAT D3DMATRIX44[4][4];
267 typedef FLOAT D3DMATRIX43[4][3];
268 typedef FLOAT D3DMATRIX34[4][4];
269 typedef FLOAT D3DMATRIX33[4][3];
270 typedef FLOAT D3DMATRIX32[4][2];
271
272 void vshader_m4x4(D3DSHADERVECTOR* d, D3DSHADERVECTOR* s0, /*D3DSHADERVECTOR* mat1*/ D3DMATRIX44 mat) {
273   /*
274    * BuGGY CODE: here only if cast not work for copy/paste
275   D3DSHADERVECTOR* mat2 = mat1 + 1;
276   D3DSHADERVECTOR* mat3 = mat1 + 2;
277   D3DSHADERVECTOR* mat4 = mat1 + 3; 
278   d->x = mat1->x * s0->x + mat2->x * s0->y + mat3->x * s0->z + mat4->x * s0->w;
279   d->y = mat1->y * s0->x + mat2->y * s0->y + mat3->y * s0->z + mat4->y * s0->w;
280   d->z = mat1->z * s0->x + mat2->z * s0->y + mat3->z * s0->z + mat4->z * s0->w;
281   d->w = mat1->w * s0->x + mat2->w * s0->y + mat3->w * s0->z + mat4->w * s0->w;
282   */
283   d->x = mat[0][0] * s0->x + mat[0][1] * s0->y + mat[0][2] * s0->z + mat[0][3] * s0->w;
284   d->y = mat[1][0] * s0->x + mat[1][1] * s0->y + mat[1][2] * s0->z + mat[1][3] * s0->w;
285   d->z = mat[2][0] * s0->x + mat[2][1] * s0->y + mat[2][2] * s0->z + mat[2][3] * s0->w;
286   d->w = mat[3][0] * s0->x + mat[3][1] * s0->y + mat[3][2] * s0->z + mat[3][3] * s0->w;
287   VSTRACE(("executing m4x4(1): mat=(%f, %f, %f, %f)    s0=(%f)     d=(%f) \n", mat[0][0], mat[0][1], mat[0][2], mat[0][3], s0->x, d->x));
288   VSTRACE(("executing m4x4(2): mat=(%f, %f, %f, %f)       (%f)       (%f) \n", mat[1][0], mat[1][1], mat[1][2], mat[1][3], s0->y, d->y));
289   VSTRACE(("executing m4x4(3): mat=(%f, %f, %f, %f) X     (%f)  =    (%f) \n", mat[2][0], mat[2][1], mat[2][2], mat[2][3], s0->z, d->z));
290   VSTRACE(("executing m4x4(4): mat=(%f, %f, %f, %f)       (%f)       (%f) \n", mat[3][0], mat[3][1], mat[3][2], mat[3][3], s0->w, d->w));
291 }
292
293 void vshader_m4x3(D3DSHADERVECTOR* d, D3DSHADERVECTOR* s0, D3DMATRIX43 mat) {
294   d->x = mat[0][0] * s0->x + mat[0][1] * s0->y + mat[0][2] * s0->z + mat[0][3] * s0->w;
295   d->y = mat[1][0] * s0->x + mat[1][1] * s0->y + mat[1][2] * s0->z + mat[1][3] * s0->w;
296   d->z = mat[2][0] * s0->x + mat[2][1] * s0->y + mat[2][2] * s0->z + mat[2][3] * s0->w;
297   d->w = 1.0f;
298   VSTRACE(("executing m4x3(1): mat=(%f, %f, %f, %f)    s0=(%f)     d=(%f) \n", mat[0][0], mat[0][1], mat[0][2], mat[0][3], s0->x, d->x));
299   VSTRACE(("executing m4x3(2): mat=(%f, %f, %f, %f)       (%f)       (%f) \n", mat[1][0], mat[1][1], mat[1][2], mat[1][3], s0->y, d->y));
300   VSTRACE(("executing m4x3(3): mat=(%f, %f, %f, %f) X     (%f)  =    (%f) \n", mat[2][0], mat[2][1], mat[2][2], mat[2][3], s0->z, d->z));
301   VSTRACE(("executing m4x3(4):                            (%f)       (%f) \n", s0->w, d->w));
302 }
303
304 void vshader_m3x4(D3DSHADERVECTOR* d, D3DSHADERVECTOR* s0, D3DMATRIX34 mat) {
305   d->x = mat[0][0] * s0->x + mat[0][1] * s0->y + mat[0][2] * s0->z;
306   d->y = mat[2][0] * s0->x + mat[1][1] * s0->y + mat[1][2] * s0->z;
307   d->z = mat[2][0] * s0->x + mat[2][1] * s0->y + mat[2][2] * s0->z;
308   d->w = mat[3][0] * s0->x + mat[3][1] * s0->y + mat[3][2] * s0->z;
309   VSTRACE(("executing m3x4(1): mat=(%f, %f, %f)    s0=(%f)     d=(%f) \n", mat[0][0], mat[0][1], mat[0][2], s0->x, d->x));
310   VSTRACE(("executing m3x4(2): mat=(%f, %f, %f)       (%f)       (%f) \n", mat[1][0], mat[1][1], mat[1][2], s0->y, d->y));
311   VSTRACE(("executing m3x4(3): mat=(%f, %f, %f) X     (%f)  =    (%f) \n", mat[2][0], mat[2][1], mat[2][2], s0->z, d->z));
312   VSTRACE(("executing m3x4(4): mat=(%f, %f, %f)       (%f)       (%f) \n", mat[3][0], mat[3][1], mat[3][2], s0->w, d->w));
313 }
314
315 void vshader_m3x3(D3DSHADERVECTOR* d, D3DSHADERVECTOR* s0, D3DMATRIX33 mat) {
316   d->x = mat[0][0] * s0->x + mat[0][1] * s0->y + mat[2][2] * s0->z;
317   d->y = mat[1][0] * s0->x + mat[1][1] * s0->y + mat[2][2] * s0->z;
318   d->z = mat[2][0] * s0->x + mat[2][1] * s0->y + mat[2][2] * s0->z;
319   d->w = 1.0f;
320   VSTRACE(("executing m3x3(1): mat=(%f, %f, %f)    s0=(%f)     d=(%f) \n", mat[0][0], mat[0][1], mat[0][2], s0->x, d->x));
321   VSTRACE(("executing m3x3(2): mat=(%f, %f, %f)       (%f)       (%f) \n", mat[1][0], mat[1][1], mat[1][2], s0->y, d->y));
322   VSTRACE(("executing m3x3(3): mat=(%f, %f, %f) X     (%f)  =    (%f) \n", mat[2][0], mat[2][1], mat[2][2], s0->z, d->z));
323   VSTRACE(("executing m3x3(4):                                       (%f) \n", d->w));
324 }
325
326 void vshader_m3x2(D3DSHADERVECTOR* d, D3DSHADERVECTOR* s0, D3DMATRIX32 mat) {
327   FIXME("check\n");
328   d->x = mat[0][0] * s0->x + mat[0][1] * s0->y + mat[0][2] * s0->z;
329   d->y = mat[1][0] * s0->x + mat[1][1] * s0->y + mat[1][2] * s0->z;
330   d->z = 0.0f;
331   d->w = 1.0f;
332 }
333
334 /**
335  * Version 2.0 specific
336  */
337 void vshader_lrp(D3DSHADERVECTOR* d, D3DSHADERVECTOR* s0, D3DSHADERVECTOR* s1, D3DSHADERVECTOR* s2, D3DSHADERVECTOR* s3) {
338   d->x = s0->x * (s1->x - s2->x) + s2->x; 
339   d->y = s0->y * (s1->y - s2->y) + s2->y; 
340   d->z = s0->z * (s1->z - s2->z) + s2->z; 
341   d->w = s0->w * (s1->w - s2->w) + s2->x; 
342 }
343
344 /**
345  * log, exp, frc, m*x* seems to be macros ins ... to see
346  */
347 static CONST SHADER_OPCODE vshader_ins [] = {
348   {D3DSIO_NOP,  "nop",  0, vshader_nop, 0, 0},
349   {D3DSIO_MOV,  "mov",  2, vshader_mov, 0, 0},
350   {D3DSIO_ADD,  "add",  3, vshader_add, 0, 0},
351   {D3DSIO_SUB,  "sub",  3, vshader_sub, 0, 0},
352   {D3DSIO_MAD,  "mad",  4, vshader_mad, 0, 0},
353   {D3DSIO_MUL,  "mul",  3, vshader_mul, 0, 0},
354   {D3DSIO_RCP,  "rcp",  2, vshader_rcp, 0, 0},
355   {D3DSIO_RSQ,  "rsq",  2, vshader_rsq, 0, 0},
356   {D3DSIO_DP3,  "dp3",  3, vshader_dp3, 0, 0},
357   {D3DSIO_DP4,  "dp4",  3, vshader_dp4, 0, 0},
358   {D3DSIO_MIN,  "min",  3, vshader_min, 0, 0},
359   {D3DSIO_MAX,  "max",  3, vshader_max, 0, 0},
360   {D3DSIO_SLT,  "slt",  3, vshader_slt, 0, 0},
361   {D3DSIO_SGE,  "sge",  3, vshader_sge, 0, 0},
362   {D3DSIO_EXP,  "exp",  2, vshader_exp, 0, 0},
363   {D3DSIO_LOG,  "log",  2, vshader_log, 0, 0},
364   {D3DSIO_LIT,  "lit",  2, vshader_lit, 0, 0},
365   {D3DSIO_DST,  "dst",  3, vshader_dst, 0, 0},
366   {D3DSIO_LRP,  "lrp",  5, vshader_lrp, 0, 0},
367   {D3DSIO_FRC,  "frc",  2, vshader_frc, 0, 0},
368   {D3DSIO_M4x4, "m4x4", 3, vshader_m4x4, 0, 0},
369   {D3DSIO_M4x3, "m4x3", 3, vshader_m4x3, 0, 0},
370   {D3DSIO_M3x4, "m3x4", 3, vshader_m3x4, 0, 0},
371   {D3DSIO_M3x3, "m3x3", 3, vshader_m3x3, 0, 0},
372   {D3DSIO_M3x2, "m3x2", 3, vshader_m3x2, 0, 0},
373   /** FIXME: use direct access so add the others opcodes as stubs */
374   {D3DSIO_EXPP, "expp", 2, vshader_expp, 0, 0},
375   {D3DSIO_LOGP, "logp", 2, vshader_logp, 0, 0},
376
377   {0, NULL, 0, NULL, 0, 0}
378 };
379
380
381 inline static const SHADER_OPCODE* vshader_program_get_opcode(const DWORD code) {
382   DWORD i = 0;
383   /** TODO: use dichotomic search */
384   while (NULL != vshader_ins[i].name) {
385     if ((code & D3DSI_OPCODE_MASK) == vshader_ins[i].opcode) {
386       return &vshader_ins[i];
387     }
388     ++i;
389   }
390   return NULL;
391 }
392
393 inline static void vshader_program_dump_param(const DWORD param, int input) {
394   static const char* rastout_reg_names[] = { "oPos", "oFog", "oPts" };
395   static const char swizzle_reg_chars[] = "xyzw";
396
397   DWORD reg = param & 0x00001FFF;
398   DWORD regtype = ((param & D3DSP_REGTYPE_MASK) >> D3DSP_REGTYPE_SHIFT);
399
400   if ((param & D3DSP_SRCMOD_MASK) == D3DSPSM_NEG) TRACE("-");
401   
402   switch (regtype << D3DSP_REGTYPE_SHIFT) {
403   case D3DSPR_TEMP:
404     TRACE("R[%lu]", reg);
405     break;
406   case D3DSPR_INPUT:
407     TRACE("V[%lu]", reg);
408     break;
409   case D3DSPR_CONST:
410     TRACE("C[%s%lu]", (param & D3DVS_ADDRMODE_RELATIVE) ? "a0.x + " : "", reg);
411     break;
412   case D3DSPR_ADDR: /*case D3DSPR_TEXTURE:*/
413     TRACE("a[%lu]", reg);
414     break;
415   case D3DSPR_RASTOUT:
416     TRACE("%s", rastout_reg_names[reg]);
417     break;
418   case D3DSPR_ATTROUT:
419     TRACE("oD[%lu]", reg);
420     break;
421   case D3DSPR_TEXCRDOUT:
422     TRACE("oT[%lu]", reg);
423     break;
424   default:
425     break;
426   }
427
428   if (!input) {
429     /** operand output */
430     if ((param & D3DSP_WRITEMASK_ALL) != D3DSP_WRITEMASK_ALL) {
431       if (param & D3DSP_WRITEMASK_0) TRACE(".x");
432       if (param & D3DSP_WRITEMASK_1) TRACE(".y");
433       if (param & D3DSP_WRITEMASK_2) TRACE(".z");
434       if (param & D3DSP_WRITEMASK_3) TRACE(".w");
435     }
436   } else {
437     /** operand input */
438     DWORD swizzle = (param & D3DVS_SWIZZLE_MASK) >> D3DVS_SWIZZLE_SHIFT;
439     DWORD swizzle_x = swizzle & 0x03;
440     DWORD swizzle_y = (swizzle >> 2) & 0x03;
441     DWORD swizzle_z = (swizzle >> 4) & 0x03;
442     DWORD swizzle_w = (swizzle >> 6) & 0x03;
443     /**
444      * swizzle bits fields:
445      *  WWZZYYXX
446      */
447     if ((D3DVS_NOSWIZZLE >> D3DVS_SWIZZLE_SHIFT) != swizzle) { /* ! D3DVS_NOSWIZZLE == 0xE4 << D3DVS_SWIZZLE_SHIFT */
448       if (swizzle_x == swizzle_y && 
449           swizzle_x == swizzle_z && 
450           swizzle_x == swizzle_w) {
451         TRACE(".%c", swizzle_reg_chars[swizzle_x]);
452       } else {
453         TRACE(".%c%c%c%c", 
454                 swizzle_reg_chars[swizzle_x], 
455                 swizzle_reg_chars[swizzle_y], 
456                 swizzle_reg_chars[swizzle_z], 
457                 swizzle_reg_chars[swizzle_w]);
458       }
459     }
460   }
461 }
462
463 inline static BOOL vshader_is_version_token(DWORD token) {
464   return 0xFFFE0000 == (token & 0xFFFE0000);
465 }
466
467 inline static BOOL vshader_is_comment_token(DWORD token) {
468   return D3DSIO_COMMENT == (token & D3DSI_OPCODE_MASK);
469 }
470
471 /**
472  * Function parser ...
473  */
474 HRESULT WINAPI IDirect3DVertexShaderImpl_ParseProgram(IDirect3DVertexShaderImpl* vshader, CONST DWORD* pFunction) {
475   const DWORD* pToken = pFunction;
476   const SHADER_OPCODE* curOpcode = NULL;
477   DWORD len = 0;  
478   DWORD i;
479
480   if (NULL != pToken) {
481     while (D3DVS_END() != *pToken) {
482       if (vshader_is_version_token(*pToken)) { /** version */
483         TRACE("vs.%lu.%lu\n", (*pToken >> 8) & 0x0F, (*pToken & 0x0F));
484         ++pToken;
485         ++len;
486         continue;
487       } 
488       if (vshader_is_comment_token(*pToken)) { /** comment */
489         DWORD comment_len = (*pToken & D3DSI_COMMENTSIZE_MASK) >> D3DSI_COMMENTSIZE_SHIFT;
490         ++pToken;
491         /*TRACE("comment[%ld] ;%s\n", comment_len, (char*)pToken);*/
492         pToken += comment_len;
493         len += comment_len + 1;
494         continue;
495       }
496       curOpcode = vshader_program_get_opcode(*pToken);
497       ++pToken;
498       ++len;
499       if (NULL == curOpcode) {
500         /* unkown current opcode ... */
501         while (*pToken & 0x80000000) {
502           TRACE("unrecognized opcode: %08lx\n", *pToken);
503           ++pToken;
504           ++len;
505         }
506       } else {
507         TRACE("%s ", curOpcode->name);
508         if (curOpcode->num_params > 0) {
509           vshader_program_dump_param(*pToken, 0);
510           ++pToken;
511           ++len;
512           for (i = 1; i < curOpcode->num_params; ++i) {
513             TRACE(", ");
514             vshader_program_dump_param(*pToken, 1);
515             ++pToken;
516             ++len;
517           }
518         }
519         TRACE("\n");
520       }
521     }
522     vshader->functionLength = (len + 1) * sizeof(DWORD);
523   } else {
524     vshader->functionLength = 1; /* no Function defined use fixed function vertex processing */
525   }
526   /* copy the function ... because it will certainly be released by application */
527
528   if (NULL != pFunction) {
529     vshader->function = HeapAlloc(GetProcessHeap(), HEAP_ZERO_MEMORY, vshader->functionLength);
530     memcpy(vshader->function, pFunction, vshader->functionLength);
531   } else {
532     vshader->function = NULL;
533   }
534   return D3D_OK;
535 }
536
537 BOOL IDirect3DVertexShaderImpl_ExecuteHAL(IDirect3DVertexShaderImpl* vshader, VSHADERINPUTDATA* input, VSHADEROUTPUTDATA* output) {
538   /** 
539    * TODO: use the NV_vertex_program (or 1_1) extension 
540    *  and specifics vendors (ARB_vertex_program??) variants for it 
541    */
542   return TRUE;
543 }
544
545 HRESULT WINAPI IDirect3DVertexShaderImpl_ExecuteSW(IDirect3DVertexShaderImpl* vshader, VSHADERINPUTDATA* input, VSHADEROUTPUTDATA* output) {
546   /** Vertex Shader Temporary Registers */
547   D3DSHADERVECTOR R[12];
548   /*D3DSHADERSCALAR A0;*/
549   D3DSHADERVECTOR A[1];
550   /** temporary Vector for modifier management */
551   D3DSHADERVECTOR d;
552   D3DSHADERVECTOR s[3];
553   /** parser datas */
554   const DWORD* pToken = vshader->function;
555   const SHADER_OPCODE* curOpcode = NULL;
556   /** functions parameters */
557   D3DSHADERVECTOR* p[4];
558   D3DSHADERVECTOR* p_send[4];
559   DWORD i;
560
561   /** init temporary register */
562   memset(R, 0, 12 * sizeof(D3DSHADERVECTOR));
563
564   /* vshader_program_parse(vshader); */
565 #if 0 /* Must not be 1 in cvs */
566   TRACE("Input:\n");
567   TRACE_VSVECTOR(vshader->data->C[0]);
568   TRACE_VSVECTOR(vshader->data->C[1]);
569   TRACE_VSVECTOR(vshader->data->C[2]);
570   TRACE_VSVECTOR(vshader->data->C[3]);
571   TRACE_VSVECTOR(vshader->data->C[4]);
572   TRACE_VSVECTOR(vshader->data->C[5]);
573   TRACE_VSVECTOR(vshader->data->C[6]);
574   TRACE_VSVECTOR(vshader->data->C[7]);
575   TRACE_VSVECTOR(vshader->data->C[8]);
576   TRACE_VSVECTOR(vshader->data->C[64]);
577   TRACE_VSVECTOR(input->V[D3DVSDE_POSITION]);
578   TRACE_VSVECTOR(input->V[D3DVSDE_BLENDWEIGHT]);
579   TRACE_VSVECTOR(input->V[D3DVSDE_BLENDINDICES]);
580   TRACE_VSVECTOR(input->V[D3DVSDE_NORMAL]);
581   TRACE_VSVECTOR(input->V[D3DVSDE_PSIZE]);
582   TRACE_VSVECTOR(input->V[D3DVSDE_DIFFUSE]);
583   TRACE_VSVECTOR(input->V[D3DVSDE_SPECULAR]);
584   TRACE_VSVECTOR(input->V[D3DVSDE_TEXCOORD0]);
585   TRACE_VSVECTOR(input->V[D3DVSDE_TEXCOORD1]);
586 #endif
587
588   TRACE_VSVECTOR(vshader->data->C[64]);
589
590   /* the first dword is the version tag */
591   /* TODO: parse it */
592   
593   if (vshader_is_version_token(*pToken)) { /** version */
594     ++pToken;
595   }
596   while (D3DVS_END() != *pToken) {
597     if (vshader_is_comment_token(*pToken)) { /** comment */
598       DWORD comment_len = (*pToken & D3DSI_COMMENTSIZE_MASK) >> D3DSI_COMMENTSIZE_SHIFT;
599       ++pToken;
600       pToken += comment_len;
601       continue ;
602     }
603     curOpcode = vshader_program_get_opcode(*pToken);
604     ++pToken;
605     if (NULL == curOpcode) {
606       i = 0;
607       /* unkown current opcode ... */
608       while (*pToken & 0x80000000) {
609         if (i == 0) {
610           TRACE("unrecognized opcode: pos=%d token=%08lX\n", (pToken - 1) - vshader->function, *(pToken - 1));
611         }
612         TRACE("unrecognized opcode param: pos=%d token=%08lX what=", pToken - vshader->function, *pToken);
613         vshader_program_dump_param(*pToken, i);
614         TRACE("\n");
615         ++i;
616         ++pToken;
617       }
618       /*return FALSE;*/
619     } else {     
620       if (curOpcode->num_params > 0) {  
621         /*TRACE(">> execting opcode: pos=%d opcode_name=%s token=%08lX\n", pToken - vshader->function, curOpcode->name, *pToken);*/
622         for (i = 0; i < curOpcode->num_params; ++i) {
623           DWORD reg = pToken[i] & 0x00001FFF;
624           DWORD regtype = ((pToken[i] & D3DSP_REGTYPE_MASK) >> D3DSP_REGTYPE_SHIFT);
625
626           switch (regtype << D3DSP_REGTYPE_SHIFT) {
627           case D3DSPR_TEMP:
628             /*TRACE("p[%d]=R[%d]\n", i, reg);*/
629             p[i] = &R[reg];
630             break;
631           case D3DSPR_INPUT:
632             /*TRACE("p[%d]=V[%s]\n", i, VertexShaderDeclRegister[reg]);*/
633             p[i] = &input->V[reg];
634             break;
635           case D3DSPR_CONST:
636             if (pToken[i] & D3DVS_ADDRMODE_RELATIVE) {
637               p[i] = &vshader->data->C[(DWORD) A[0].x + reg];
638             } else {
639               p[i] = &vshader->data->C[reg];
640             }
641             break;
642           case D3DSPR_ADDR: /*case D3DSPR_TEXTURE:*/
643             if (0 != reg) {
644               ERR("cannot handle address registers != a0, forcing use of a0\n");
645               reg = 0;
646             }
647             /*TRACE("p[%d]=A[%d]\n", i, reg);*/
648             p[i] = &A[reg];
649             break;
650           case D3DSPR_RASTOUT:
651             switch (reg) {
652             case D3DSRO_POSITION:
653               p[i] = &output->oPos;
654               break;
655             case D3DSRO_FOG:
656               p[i] = &output->oFog;
657               break;
658             case D3DSRO_POINT_SIZE:
659               p[i] = &output->oPts;
660               break;
661             }
662             break;
663           case D3DSPR_ATTROUT:
664             /*TRACE("p[%d]=oD[%d]\n", i, reg);*/
665             p[i] = &output->oD[reg];
666             break;
667           case D3DSPR_TEXCRDOUT:
668             /*TRACE("p[%d]=oT[%d]\n", i, reg);*/
669             p[i] = &output->oT[reg];
670             break;
671           default:
672             break;
673           }
674           
675           if (i > 0) { /* input reg */
676             DWORD swizzle = (pToken[i] & D3DVS_SWIZZLE_MASK) >> D3DVS_SWIZZLE_SHIFT;
677             UINT isNegative = ((pToken[i] & D3DSP_SRCMOD_MASK) == D3DSPSM_NEG);
678
679             if (!isNegative && (D3DVS_NOSWIZZLE >> D3DVS_SWIZZLE_SHIFT) == swizzle) {
680               /*TRACE("p[%d] not swizzled\n", i);*/
681               p_send[i] = p[i];
682             } else {
683               DWORD swizzle_x = swizzle & 0x03;
684               DWORD swizzle_y = (swizzle >> 2) & 0x03;
685               DWORD swizzle_z = (swizzle >> 4) & 0x03;
686               DWORD swizzle_w = (swizzle >> 6) & 0x03;
687               /*TRACE("p[%d] swizzled\n", i);*/
688               float* tt = (float*) p[i];
689               s[i].x = (isNegative) ? -tt[swizzle_x] : tt[swizzle_x];
690               s[i].y = (isNegative) ? -tt[swizzle_y] : tt[swizzle_y];
691               s[i].z = (isNegative) ? -tt[swizzle_z] : tt[swizzle_z];
692               s[i].w = (isNegative) ? -tt[swizzle_w] : tt[swizzle_w];
693               p_send[i] = &s[i];
694             }
695           } else { /* output reg */
696             if ((pToken[i] & D3DSP_WRITEMASK_ALL) == D3DSP_WRITEMASK_ALL) {
697               p_send[i] = p[i];
698             } else {
699               p_send[i] = &d; /* to be post-processed for modifiers management */
700             }
701           }
702         }      
703       }
704
705       switch (curOpcode->num_params) {  
706       case 0:
707         curOpcode->soft_fct();
708         break;
709       case 1:
710         curOpcode->soft_fct(p_send[0]);
711         break;
712       case 2:
713         curOpcode->soft_fct(p_send[0], p_send[1]);
714         break;
715       case 3:
716         curOpcode->soft_fct(p_send[0], p_send[1], p_send[2]);
717         break;
718       case 4:
719         curOpcode->soft_fct(p_send[0], p_send[1], p_send[2], p_send[3]);
720         break;
721       case 5:
722         curOpcode->soft_fct(p_send[0], p_send[1], p_send[2], p_send[3], p_send[4]);
723         break;
724       default:
725         ERR("%s too many params: %u\n", curOpcode->name, curOpcode->num_params);
726       }
727
728       /* check if output reg modifier post-process */
729       if (curOpcode->num_params > 0 && (pToken[0] & D3DSP_WRITEMASK_ALL) != D3DSP_WRITEMASK_ALL) {
730         if (pToken[0] & D3DSP_WRITEMASK_0) p[0]->x = d.x; 
731         if (pToken[0] & D3DSP_WRITEMASK_1) p[0]->y = d.y; 
732         if (pToken[0] & D3DSP_WRITEMASK_2) p[0]->z = d.z; 
733         if (pToken[0] & D3DSP_WRITEMASK_3) p[0]->w = d.w; 
734       }
735       
736 #if 0
737       TRACE_VSVECTOR(output->oPos);
738       TRACE_VSVECTOR(output->oD[0]);
739       TRACE_VSVECTOR(output->oD[1]);
740       TRACE_VSVECTOR(output->oT[0]);
741       TRACE_VSVECTOR(output->oT[1]);
742       TRACE_VSVECTOR(R[0]);
743       TRACE_VSVECTOR(R[1]);
744       TRACE_VSVECTOR(R[2]);
745       TRACE_VSVECTOR(R[3]);
746       TRACE_VSVECTOR(R[4]);
747       TRACE_VSVECTOR(R[5]);
748 #endif
749
750       /* to next opcode token */
751       pToken += curOpcode->num_params;
752     }
753 #if 0
754     TRACE("End of current instruction:\n");
755     TRACE_VSVECTOR(output->oPos);
756     TRACE_VSVECTOR(output->oD[0]);
757     TRACE_VSVECTOR(output->oD[1]);
758     TRACE_VSVECTOR(output->oT[0]);
759     TRACE_VSVECTOR(output->oT[1]);
760     TRACE_VSVECTOR(R[0]);
761     TRACE_VSVECTOR(R[1]);
762     TRACE_VSVECTOR(R[2]);
763     TRACE_VSVECTOR(R[3]);
764     TRACE_VSVECTOR(R[4]);
765     TRACE_VSVECTOR(R[5]);
766 #endif
767   }
768 #if 0 /* Must not be 1 in cvs */
769     TRACE("Output:\n");
770     TRACE_VSVECTOR(output->oPos);
771     TRACE_VSVECTOR(output->oD[0]);
772     TRACE_VSVECTOR(output->oD[1]);
773     TRACE_VSVECTOR(output->oT[0]);
774     TRACE_VSVECTOR(output->oT[1]);
775 #endif
776   return D3D_OK;
777 }
778
779 HRESULT WINAPI IDirect3DVertexShaderImpl_GetFunction(IDirect3DVertexShaderImpl* This, VOID* pData, UINT* pSizeOfData) {
780   if (NULL == pData) {
781     *pSizeOfData = This->functionLength;
782     return D3D_OK;
783   }
784   if (*pSizeOfData < This->functionLength) {
785     *pSizeOfData = This->functionLength;
786     return D3DERR_MOREDATA;
787   }
788   if (NULL == This->function) { /* no function defined */
789     TRACE("(%p) : GetFunction no User Function defined using NULL to %p\n", This, pData);
790     (*(DWORD **) pData) = NULL;
791   } else {
792     TRACE("(%p) : GetFunction copying to %p\n", This, pData);
793     memcpy(pData, This->function, This->functionLength);
794   }
795   return D3D_OK;
796 }
797
798 HRESULT WINAPI IDirect3DVertexShaderImpl_SetConstantF(IDirect3DVertexShaderImpl* This, UINT StartRegister, CONST FLOAT* pConstantData, UINT Vector4fCount) {
799   FIXME("(%p) : stub\n", This);
800   return D3D_OK;
801 }
802
803 HRESULT WINAPI IDirect3DVertexShaderImpl_GetConstantF(IDirect3DVertexShaderImpl* This, UINT StartRegister, FLOAT* pConstantData, UINT Vector4fCount) {
804   FIXME("(%p) : stub\n", This);
805   return D3D_OK;
806 }
807
808 HRESULT WINAPI IDirect3DVertexShaderImpl_SetConstantI(IDirect3DVertexShaderImpl* This, UINT StartRegister, CONST int* pConstantData, UINT Vector4iCount) {
809   if (StartRegister + Vector4iCount > D3D_VSHADER_MAX_CONSTANTS) {
810     ERR("(%p) : SetVertexShaderConstantI C[%u] invalid\n", This, StartRegister);
811     return D3DERR_INVALIDCALL;
812   }
813   if (NULL == pConstantData) {
814     return D3DERR_INVALIDCALL;
815   }
816   FIXME("(%p) : stub\n", This);
817   return D3D_OK;
818 }
819
820 HRESULT WINAPI IDirect3DVertexShaderImpl_GetConstantI(IDirect3DVertexShaderImpl* This, UINT StartRegister, int* pConstantData, UINT Vector4iCount) {
821   TRACE("(%p) : C[%u] count=%u\n", This, StartRegister, Vector4iCount);
822   if (StartRegister + Vector4iCount > D3D_VSHADER_MAX_CONSTANTS) {
823     return D3DERR_INVALIDCALL;
824   }
825   if (NULL == pConstantData) {
826     return D3DERR_INVALIDCALL;
827   }
828   FIXME("(%p) : stub\n", This);
829   return D3D_OK;
830 }
831
832 HRESULT WINAPI IDirect3DVertexShaderImpl_SetConstantB(IDirect3DVertexShaderImpl* This, UINT StartRegister, CONST BOOL* pConstantData, UINT BoolCount) {
833   if (StartRegister + BoolCount > D3D_VSHADER_MAX_CONSTANTS) {
834     ERR("(%p) : SetVertexShaderConstantB C[%u] invalid\n", This, StartRegister);
835     return D3DERR_INVALIDCALL;
836   }
837   if (NULL == pConstantData) {
838     return D3DERR_INVALIDCALL;
839   }
840   FIXME("(%p) : stub\n", This);
841   return D3D_OK;
842 }
843
844 HRESULT WINAPI IDirect3DVertexShaderImpl_GetConstantB(IDirect3DVertexShaderImpl* This, UINT StartRegister, BOOL* pConstantData, UINT BoolCount) {
845     FIXME("(%p) : stub\n", This);
846     return D3D_OK;
847 }