wined3d: Add empty texture stage states to the state table.
[wine] / dlls / wined3d / arb_program_shader.c
1 /*
2  * Pixel and vertex shaders implementation using ARB_vertex_program
3  * and ARB_fragment_program GL extensions.
4  *
5  * Copyright 2002-2003 Jason Edmeades
6  * Copyright 2002-2003 Raphael Junqueira
7  * Copyright 2004 Christian Costa
8  * Copyright 2005 Oliver Stieber
9  * Copyright 2006 Ivan Gyurdiev
10  * Copyright 2006 Jason Green
11  * Copyright 2006 Henri Verbeet
12  *
13  * This library is free software; you can redistribute it and/or
14  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
15  * License as published by the Free Software Foundation; either
16  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
17  *
18  * This library is distributed in the hope that it will be useful,
19  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
20  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
21  * Lesser General Public License for more details.
22  *
23  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
24  * License along with this library; if not, write to the Free Software
25  * Foundation, Inc., 51 Franklin St, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301, USA
26  */
27
28 #include "config.h"
29
30 #include <math.h>
31 #include <stdio.h>
32
33 #include "wined3d_private.h"
34
35 WINE_DEFAULT_DEBUG_CHANNEL(d3d_shader);
36
37 #define GLINFO_LOCATION      (*gl_info)
38
39 /********************************************************
40  * ARB_[vertex/fragment]_program helper functions follow
41  ********************************************************/
42
43 /** 
44  * Loads floating point constants into the currently set ARB_vertex/fragment_program.
45  * When constant_list == NULL, it will load all the constants.
46  *  
47  * @target_type should be either GL_VERTEX_PROGRAM_ARB (for vertex shaders)
48  *  or GL_FRAGMENT_PROGRAM_ARB (for pixel shaders)
49  */
50 static void shader_arb_load_constantsF(IWineD3DBaseShaderImpl* This, WineD3D_GL_Info *gl_info, GLuint target_type,
51         unsigned int max_constants, float* constants, struct list *constant_list) {
52     constant_entry *constant;
53     local_constant* lconst;
54     int i;
55
56     if (!constant_list) {
57         if (TRACE_ON(d3d_shader)) {
58             for (i = 0; i < max_constants; ++i) {
59                 TRACE("Loading constants %i: %f, %f, %f, %f\n", i,
60                         constants[i * 4 + 0], constants[i * 4 + 1],
61                         constants[i * 4 + 2], constants[i * 4 + 3]);
62             }
63         }
64         for (i = 0; i < max_constants; ++i) {
65             GL_EXTCALL(glProgramEnvParameter4fvARB(target_type, i, constants + (i * 4)));
66         }
67         checkGLcall("glProgramEnvParameter4fvARB()");
68     } else {
69         if (TRACE_ON(d3d_shader)) {
70             LIST_FOR_EACH_ENTRY(constant, constant_list, constant_entry, entry) {
71                 i = constant->idx;
72                 TRACE("Loading constants %i: %f, %f, %f, %f\n", i,
73                         constants[i * 4 + 0], constants[i * 4 + 1],
74                         constants[i * 4 + 2], constants[i * 4 + 3]);
75             }
76         }
77         LIST_FOR_EACH_ENTRY(constant, constant_list, constant_entry, entry) {
78             i = constant->idx;
79             GL_EXTCALL(glProgramEnvParameter4fvARB(target_type, i, constants + (i * 4)));
80         }
81         checkGLcall("glProgramEnvParameter4fvARB()");
82     }
83
84     /* Load immediate constants */
85     if (TRACE_ON(d3d_shader)) {
86         LIST_FOR_EACH_ENTRY(lconst, &This->baseShader.constantsF, local_constant, entry) {
87             GLfloat* values = (GLfloat*)lconst->value;
88             TRACE("Loading local constants %i: %f, %f, %f, %f\n", lconst->idx,
89                     values[0], values[1], values[2], values[3]);
90         }
91     }
92     LIST_FOR_EACH_ENTRY(lconst, &This->baseShader.constantsF, local_constant, entry) {
93         GL_EXTCALL(glProgramEnvParameter4fvARB(target_type, lconst->idx, (GLfloat*)lconst->value));
94     }
95     checkGLcall("glProgramEnvParameter4fvARB()");
96 }
97
98 /**
99  * Loads the app-supplied constants into the currently set ARB_[vertex/fragment]_programs.
100  * 
101  * We only support float constants in ARB at the moment, so don't 
102  * worry about the Integers or Booleans
103  */
104 void shader_arb_load_constants(
105     IWineD3DDevice* device,
106     char usePixelShader,
107     char useVertexShader) {
108    
109     IWineD3DDeviceImpl* deviceImpl = (IWineD3DDeviceImpl*) device; 
110     IWineD3DStateBlockImpl* stateBlock = deviceImpl->stateBlock;
111     WineD3D_GL_Info *gl_info = &((IWineD3DImpl*)deviceImpl->wineD3D)->gl_info;
112
113     if (useVertexShader) {
114         IWineD3DBaseShaderImpl* vshader = (IWineD3DBaseShaderImpl*) stateBlock->vertexShader;
115         IWineD3DVertexShaderImpl* vshader_impl = (IWineD3DVertexShaderImpl*) stateBlock->vertexShader;
116         IWineD3DVertexDeclarationImpl* vertexDeclaration = 
117             (IWineD3DVertexDeclarationImpl*) vshader_impl->vertexDeclaration;
118
119         if (NULL != vertexDeclaration && NULL != vertexDeclaration->constants) {
120             /* Load DirectX 8 float constants for vertex shader */
121             shader_arb_load_constantsF(vshader, gl_info, GL_VERTEX_PROGRAM_ARB,
122                                        GL_LIMITS(vshader_constantsF),
123                                        vertexDeclaration->constants, NULL);
124         }
125
126         /* Load DirectX 9 float constants for vertex shader */
127         shader_arb_load_constantsF(vshader, gl_info, GL_VERTEX_PROGRAM_ARB,
128                                    GL_LIMITS(vshader_constantsF),
129                                    stateBlock->vertexShaderConstantF,
130                                    &stateBlock->set_vconstantsF);
131
132         /* Upload the position fixup */
133         GL_EXTCALL(glProgramEnvParameter4fvARB(GL_VERTEX_PROGRAM_ARB, ARB_SHADER_PRIVCONST_POS, deviceImpl->posFixup));
134     }
135
136     if (usePixelShader) {
137
138         IWineD3DBaseShaderImpl* pshader = (IWineD3DBaseShaderImpl*) stateBlock->pixelShader;
139
140         /* Load DirectX 9 float constants for pixel shader */
141         shader_arb_load_constantsF(pshader, gl_info, GL_FRAGMENT_PROGRAM_ARB, 
142                                    GL_LIMITS(pshader_constantsF),
143                                    stateBlock->pixelShaderConstantF,
144                                    &stateBlock->set_pconstantsF);
145     }
146 }
147
148 /* Generate the variable & register declarations for the ARB_vertex_program output target */
149 void shader_generate_arb_declarations(
150     IWineD3DBaseShader *iface,
151     shader_reg_maps* reg_maps,
152     SHADER_BUFFER* buffer,
153     WineD3D_GL_Info* gl_info) {
154
155     IWineD3DBaseShaderImpl* This = (IWineD3DBaseShaderImpl*) iface;
156     DWORD i;
157     char pshader = shader_is_pshader_version(This->baseShader.hex_version);
158     unsigned max_constantsF = min(This->baseShader.limits.constant_float, 
159             (pshader ? GL_LIMITS(pshader_constantsF) : GL_LIMITS(vshader_constantsF)));
160
161     /* Temporary Output register */
162     shader_addline(buffer, "TEMP TMP_OUT;\n");
163
164     for(i = 0; i < This->baseShader.limits.temporary; i++) {
165         if (reg_maps->temporary[i])
166             shader_addline(buffer, "TEMP R%u;\n", i);
167     }
168
169     for (i = 0; i < This->baseShader.limits.address; i++) {
170         if (reg_maps->address[i])
171             shader_addline(buffer, "ADDRESS A%d;\n", i);
172     }
173
174     for(i = 0; i < This->baseShader.limits.texcoord; i++) {
175         if (reg_maps->texcoord[i])
176             shader_addline(buffer,"TEMP T%u;\n", i);
177     }
178
179     /* Texture coordinate registers must be pre-loaded */
180     for (i = 0; i < This->baseShader.limits.texcoord; i++) {
181         if (reg_maps->texcoord[i])
182             shader_addline(buffer, "MOV T%u, fragment.texcoord[%u];\n", i, i);
183     }
184
185     /* Need to PARAM the environment parameters (constants) so we can use relative addressing */
186     shader_addline(buffer, "PARAM C[%d] = { program.env[0..%d] };\n",
187                    max_constantsF, max_constantsF - 1);
188 }
189
190 static const char * const shift_tab[] = {
191     "dummy",     /*  0 (none) */
192     "coefmul.x", /*  1 (x2)   */
193     "coefmul.y", /*  2 (x4)   */
194     "coefmul.z", /*  3 (x8)   */
195     "coefmul.w", /*  4 (x16)  */
196     "dummy",     /*  5 (x32)  */
197     "dummy",     /*  6 (x64)  */
198     "dummy",     /*  7 (x128) */
199     "dummy",     /*  8 (d256) */
200     "dummy",     /*  9 (d128) */
201     "dummy",     /* 10 (d64)  */
202     "dummy",     /* 11 (d32)  */
203     "coefdiv.w", /* 12 (d16)  */
204     "coefdiv.z", /* 13 (d8)   */
205     "coefdiv.y", /* 14 (d4)   */
206     "coefdiv.x"  /* 15 (d2)   */
207 };
208
209 static void pshader_get_write_mask(const DWORD output_reg, char *write_mask) {
210     *write_mask = 0;
211     if ((output_reg & WINED3DSP_WRITEMASK_ALL) != WINED3DSP_WRITEMASK_ALL) {
212         strcat(write_mask, ".");
213         if (output_reg & WINED3DSP_WRITEMASK_0) strcat(write_mask, "r");
214         if (output_reg & WINED3DSP_WRITEMASK_1) strcat(write_mask, "g");
215         if (output_reg & WINED3DSP_WRITEMASK_2) strcat(write_mask, "b");
216         if (output_reg & WINED3DSP_WRITEMASK_3) strcat(write_mask, "a");
217     }
218 }
219
220 /* TODO: merge with pixel shader */
221 static void vshader_program_add_output_param_swizzle(const DWORD param, int is_color, char *hwLine) {
222     /** operand output */
223     if ((param & WINED3DSP_WRITEMASK_ALL) != WINED3DSP_WRITEMASK_ALL) {
224       strcat(hwLine, ".");
225       if (param & WINED3DSP_WRITEMASK_0) { strcat(hwLine, "x"); }
226       if (param & WINED3DSP_WRITEMASK_1) { strcat(hwLine, "y"); }
227       if (param & WINED3DSP_WRITEMASK_2) { strcat(hwLine, "z"); }
228       if (param & WINED3DSP_WRITEMASK_3) { strcat(hwLine, "w"); }
229     }
230 }
231
232 static void pshader_get_input_register_swizzle(const DWORD instr, char *swzstring) {
233     static const char swizzle_reg_chars[] = "rgba";
234     DWORD swizzle = (instr & WINED3DSP_SWIZZLE_MASK) >> WINED3DSP_SWIZZLE_SHIFT;
235     DWORD swizzle_x = swizzle & 0x03;
236     DWORD swizzle_y = (swizzle >> 2) & 0x03;
237     DWORD swizzle_z = (swizzle >> 4) & 0x03;
238     DWORD swizzle_w = (swizzle >> 6) & 0x03;
239     /**
240      * swizzle bits fields:
241      *  WWZZYYXX
242      */
243     *swzstring = 0;
244     if ((WINED3DSP_NOSWIZZLE >> WINED3DSP_SWIZZLE_SHIFT) != swizzle) {
245         if (swizzle_x == swizzle_y &&
246         swizzle_x == swizzle_z &&
247         swizzle_x == swizzle_w) {
248             sprintf(swzstring, ".%c", swizzle_reg_chars[swizzle_x]);
249         } else {
250             sprintf(swzstring, ".%c%c%c%c",
251                 swizzle_reg_chars[swizzle_x],
252                 swizzle_reg_chars[swizzle_y],
253                 swizzle_reg_chars[swizzle_z],
254                 swizzle_reg_chars[swizzle_w]);
255         }
256     }
257 }
258
259 /* TODO: merge with pixel shader */
260 static void vshader_program_add_input_param_swizzle(const DWORD param, int is_color, char *hwLine) {
261     static const char swizzle_reg_chars_color_fix[] = "zyxw";
262     static const char swizzle_reg_chars[] = "xyzw";
263     const char* swizzle_regs = NULL;
264     char  tmpReg[255];
265
266     /** operand input */
267     DWORD swizzle = (param & WINED3DVS_SWIZZLE_MASK) >> WINED3DVS_SWIZZLE_SHIFT;
268     DWORD swizzle_x = swizzle & 0x03;
269     DWORD swizzle_y = (swizzle >> 2) & 0x03;
270     DWORD swizzle_z = (swizzle >> 4) & 0x03;
271     DWORD swizzle_w = (swizzle >> 6) & 0x03;
272
273     if (is_color) {
274       swizzle_regs = swizzle_reg_chars_color_fix;
275     } else {
276       swizzle_regs = swizzle_reg_chars;
277     }
278
279     /**
280      * swizzle bits fields:
281      *  WWZZYYXX
282      */
283     if ((WINED3DVS_NOSWIZZLE >> WINED3DVS_SWIZZLE_SHIFT) == swizzle) {
284       if (is_color) {
285         sprintf(tmpReg, ".%c%c%c%c",
286                 swizzle_regs[swizzle_x],
287                 swizzle_regs[swizzle_y],
288                 swizzle_regs[swizzle_z],
289                 swizzle_regs[swizzle_w]);
290         strcat(hwLine, tmpReg);
291       }
292       return ;
293     }
294     if (swizzle_x == swizzle_y &&
295         swizzle_x == swizzle_z &&
296         swizzle_x == swizzle_w)
297     {
298       sprintf(tmpReg, ".%c", swizzle_regs[swizzle_x]);
299       strcat(hwLine, tmpReg);
300     } else {
301       sprintf(tmpReg, ".%c%c%c%c",
302               swizzle_regs[swizzle_x],
303               swizzle_regs[swizzle_y],
304               swizzle_regs[swizzle_z],
305               swizzle_regs[swizzle_w]);
306       strcat(hwLine, tmpReg);
307     }
308 }
309
310 static void pshader_get_register_name(
311     const DWORD param, char* regstr) {
312
313     DWORD reg = param & WINED3DSP_REGNUM_MASK;
314     DWORD regtype = shader_get_regtype(param);
315
316     switch (regtype) {
317     case WINED3DSPR_TEMP:
318         sprintf(regstr, "R%u", reg);
319     break;
320     case WINED3DSPR_INPUT:
321         if (reg==0) {
322             strcpy(regstr, "fragment.color.primary");
323         } else {
324             strcpy(regstr, "fragment.color.secondary");
325         }
326     break;
327     case WINED3DSPR_CONST:
328         sprintf(regstr, "C[%u]", reg);
329     break;
330     case WINED3DSPR_TEXTURE: /* case WINED3DSPR_ADDR: */
331         sprintf(regstr,"T%u", reg);
332     break;
333     case WINED3DSPR_COLOROUT:
334         if (reg == 0)
335             sprintf(regstr, "result.color");
336         else {
337             /* TODO: See GL_ARB_draw_buffers */
338             FIXME("Unsupported write to render target %u\n", reg);
339             sprintf(regstr, "unsupported_register");
340         }
341     break;
342     case WINED3DSPR_DEPTHOUT:
343         sprintf(regstr, "result.depth");
344     break;
345     case WINED3DSPR_ATTROUT:
346         sprintf(regstr, "oD[%u]", reg);
347     break;
348     case WINED3DSPR_TEXCRDOUT:
349         sprintf(regstr, "oT[%u]", reg);
350     break;
351     default:
352         FIXME("Unhandled register name Type(%d)\n", regtype);
353         sprintf(regstr, "unrecognized_register");
354     break;
355     }
356 }
357
358 /* TODO: merge with pixel shader */
359 static void vshader_program_add_param(SHADER_OPCODE_ARG *arg, const DWORD param, BOOL is_input, char *hwLine) {
360
361   IWineD3DVertexShaderImpl* This = (IWineD3DVertexShaderImpl*) arg->shader;
362
363   /* oPos, oFog and oPts in D3D */
364   static const char * const hwrastout_reg_names[] = { "TMP_OUT", "TMP_FOG", "result.pointsize" };
365
366   DWORD reg = param & WINED3DSP_REGNUM_MASK;
367   DWORD regtype = shader_get_regtype(param);
368   char  tmpReg[255];
369   BOOL is_color = FALSE;
370
371   if ((param & WINED3DSP_SRCMOD_MASK) == WINED3DSPSM_NEG) {
372       strcat(hwLine, " -");
373   } else {
374       strcat(hwLine, " ");
375   }
376
377   switch (regtype) {
378   case WINED3DSPR_TEMP:
379     sprintf(tmpReg, "R%u", reg);
380     strcat(hwLine, tmpReg);
381     break;
382   case WINED3DSPR_INPUT:
383
384     if (vshader_input_is_color((IWineD3DVertexShader*) This, reg))
385         is_color = TRUE;
386
387     sprintf(tmpReg, "vertex.attrib[%u]", reg);
388     strcat(hwLine, tmpReg);
389     break;
390   case WINED3DSPR_CONST:
391     sprintf(tmpReg, "C[%s%u]", (param & WINED3DSHADER_ADDRMODE_RELATIVE) ? "A0.x + " : "", reg);
392     strcat(hwLine, tmpReg);
393     break;
394   case WINED3DSPR_ADDR: /*case D3DSPR_TEXTURE:*/
395     sprintf(tmpReg, "A%u", reg);
396     strcat(hwLine, tmpReg);
397     break;
398   case WINED3DSPR_RASTOUT:
399     sprintf(tmpReg, "%s", hwrastout_reg_names[reg]);
400     strcat(hwLine, tmpReg);
401     break;
402   case WINED3DSPR_ATTROUT:
403     if (reg==0) {
404        strcat(hwLine, "result.color.primary");
405     } else {
406        strcat(hwLine, "result.color.secondary");
407     }
408     break;
409   case WINED3DSPR_TEXCRDOUT:
410     sprintf(tmpReg, "result.texcoord[%u]", reg);
411     strcat(hwLine, tmpReg);
412     break;
413   default:
414     FIXME("Unknown reg type %d %d\n", regtype, reg);
415     strcat(hwLine, "unrecognized_register");
416     break;
417   }
418
419   if (!is_input) {
420     vshader_program_add_output_param_swizzle(param, is_color, hwLine);
421   } else {
422     vshader_program_add_input_param_swizzle(param, is_color, hwLine);
423   }
424 }
425
426 static void shader_hw_sample(SHADER_OPCODE_ARG* arg, DWORD sampler_idx, const char *dst_str, const char *coord_reg) {
427     IWineD3DPixelShaderImpl* This = (IWineD3DPixelShaderImpl*) arg->shader;
428     IWineD3DDeviceImpl* deviceImpl = (IWineD3DDeviceImpl*) This->baseShader.device;
429
430     SHADER_BUFFER* buffer = arg->buffer;
431     DWORD sampler_type = arg->reg_maps->samplers[sampler_idx] & WINED3DSP_TEXTURETYPE_MASK;
432     const char *tex_type;
433
434     switch(sampler_type) {
435         case WINED3DSTT_1D:
436             tex_type = "1D";
437             break;
438
439         case WINED3DSTT_2D:
440             tex_type = "2D";
441             break;
442
443         case WINED3DSTT_VOLUME:
444             tex_type = "3D";
445             break;
446
447         case WINED3DSTT_CUBE:
448             tex_type = "CUBE";
449             break;
450
451         default:
452             ERR("Unexpected texture type %d\n", sampler_type);
453             tex_type = "";
454     }
455
456     if (deviceImpl->stateBlock->textureState[sampler_idx][WINED3DTSS_TEXTURETRANSFORMFLAGS] & WINED3DTTFF_PROJECTED) {
457         shader_addline(buffer, "TXP %s, %s, texture[%u], %s;\n", dst_str, coord_reg, sampler_idx, tex_type);
458     } else {
459         shader_addline(buffer, "TEX %s, %s, texture[%u], %s;\n", dst_str, coord_reg, sampler_idx, tex_type);
460     }
461 }
462
463
464 static void pshader_gen_input_modifier_line (
465     SHADER_BUFFER* buffer,
466     const DWORD instr,
467     int tmpreg,
468     char *outregstr) {
469
470     /* Generate a line that does the input modifier computation and return the input register to use */
471     char regstr[256];
472     char swzstr[20];
473     int insert_line;
474
475     /* Assume a new line will be added */
476     insert_line = 1;
477
478     /* Get register name */
479     pshader_get_register_name(instr, regstr);
480     pshader_get_input_register_swizzle(instr, swzstr);
481
482     switch (instr & WINED3DSP_SRCMOD_MASK) {
483     case WINED3DSPSM_NONE:
484         sprintf(outregstr, "%s%s", regstr, swzstr);
485         insert_line = 0;
486         break;
487     case WINED3DSPSM_NEG:
488         sprintf(outregstr, "-%s%s", regstr, swzstr);
489         insert_line = 0;
490         break;
491     case WINED3DSPSM_BIAS:
492         shader_addline(buffer, "ADD T%c, %s, -coefdiv.x;\n", 'A' + tmpreg, regstr);
493         break;
494     case WINED3DSPSM_BIASNEG:
495         shader_addline(buffer, "ADD T%c, -%s, coefdiv.x;\n", 'A' + tmpreg, regstr);
496         break;
497     case WINED3DSPSM_SIGN:
498         shader_addline(buffer, "MAD T%c, %s, coefmul.x, -one.x;\n", 'A' + tmpreg, regstr);
499         break;
500     case WINED3DSPSM_SIGNNEG:
501         shader_addline(buffer, "MAD T%c, %s, -coefmul.x, one.x;\n", 'A' + tmpreg, regstr);
502         break;
503     case WINED3DSPSM_COMP:
504         shader_addline(buffer, "SUB T%c, one.x, %s;\n", 'A' + tmpreg, regstr);
505         break;
506     case WINED3DSPSM_X2:
507         shader_addline(buffer, "ADD T%c, %s, %s;\n", 'A' + tmpreg, regstr, regstr);
508         break;
509     case WINED3DSPSM_X2NEG:
510         shader_addline(buffer, "ADD T%c, -%s, -%s;\n", 'A' + tmpreg, regstr, regstr);
511         break;
512     case WINED3DSPSM_DZ:
513         shader_addline(buffer, "RCP T%c, %s.z;\n", 'A' + tmpreg, regstr);
514         shader_addline(buffer, "MUL T%c, %s, T%c;\n", 'A' + tmpreg, regstr, 'A' + tmpreg);
515         break;
516     case WINED3DSPSM_DW:
517         shader_addline(buffer, "RCP T%c, %s.w;\n", 'A' + tmpreg, regstr);
518         shader_addline(buffer, "MUL T%c, %s, T%c;\n", 'A' + tmpreg, regstr, 'A' + tmpreg);
519         break;
520     default:
521         sprintf(outregstr, "%s%s", regstr, swzstr);
522         insert_line = 0;
523     }
524
525     /* Return modified or original register, with swizzle */
526     if (insert_line)
527         sprintf(outregstr, "T%c%s", 'A' + tmpreg, swzstr);
528 }
529
530 inline static void pshader_gen_output_modifier_line(
531     SHADER_BUFFER* buffer,
532     int saturate,
533     char *write_mask,
534     int shift,
535     char *regstr) {
536
537     /* Generate a line that does the output modifier computation */
538     shader_addline(buffer, "MUL%s %s%s, %s, %s;\n", saturate ? "_SAT" : "",
539         regstr, write_mask, regstr, shift_tab[shift]);
540 }
541
542 void pshader_hw_cnd(SHADER_OPCODE_ARG* arg) {
543
544     SHADER_BUFFER* buffer = arg->buffer;
545     char dst_wmask[20];
546     char dst_name[50];
547     char src_name[3][50];
548
549     /* FIXME: support output modifiers */
550
551     /* Handle output register */
552     pshader_get_register_name(arg->dst, dst_name);
553     pshader_get_write_mask(arg->dst, dst_wmask);
554     strcat(dst_name, dst_wmask);
555
556     /* Generate input register names (with modifiers) */
557     pshader_gen_input_modifier_line(buffer, arg->src[0], 0, src_name[0]);
558     pshader_gen_input_modifier_line(buffer, arg->src[1], 1, src_name[1]);
559     pshader_gen_input_modifier_line(buffer, arg->src[2], 2, src_name[2]);
560
561     shader_addline(buffer, "ADD TMP, -%s, coefdiv.x;\n", src_name[0]);
562     shader_addline(buffer, "CMP %s, TMP, %s, %s;\n", dst_name, src_name[1], src_name[2]);
563 }
564
565 void pshader_hw_cmp(SHADER_OPCODE_ARG* arg) {
566
567     SHADER_BUFFER* buffer = arg->buffer;
568     char dst_wmask[20];
569     char dst_name[50];
570     char src_name[3][50];
571
572     /* FIXME: support output modifiers */
573
574     /* Handle output register */
575     pshader_get_register_name(arg->dst, dst_name);
576     pshader_get_write_mask(arg->dst, dst_wmask);
577     strcat(dst_name, dst_wmask);
578
579     /* Generate input register names (with modifiers) */
580     pshader_gen_input_modifier_line(buffer, arg->src[0], 0, src_name[0]);
581     pshader_gen_input_modifier_line(buffer, arg->src[1], 1, src_name[1]);
582     pshader_gen_input_modifier_line(buffer, arg->src[2], 2, src_name[2]);
583
584     shader_addline(buffer, "CMP %s, %s, %s, %s;\n", dst_name,
585         src_name[0], src_name[2], src_name[1]);
586 }
587
588 /* Map the opcode 1-to-1 to the GL code */
589 void pshader_hw_map2gl(SHADER_OPCODE_ARG* arg) {
590
591      CONST SHADER_OPCODE* curOpcode = arg->opcode;
592      SHADER_BUFFER* buffer = arg->buffer;
593      DWORD dst = arg->dst;
594      DWORD* src = arg->src;
595
596      unsigned int i;
597      char tmpLine[256];
598
599      /* Output token related */
600      char output_rname[256];
601      char output_wmask[20];
602      BOOL saturate = FALSE;
603      BOOL centroid = FALSE;
604      BOOL partialprecision = FALSE;
605      DWORD shift;
606
607      strcpy(tmpLine, curOpcode->glname);
608
609      /* Process modifiers */
610      if (0 != (dst & WINED3DSP_DSTMOD_MASK)) {
611          DWORD mask = dst & WINED3DSP_DSTMOD_MASK;
612
613          saturate = mask & WINED3DSPDM_SATURATE;
614          centroid = mask & WINED3DSPDM_MSAMPCENTROID;
615          partialprecision = mask & WINED3DSPDM_PARTIALPRECISION;
616          mask &= ~(WINED3DSPDM_MSAMPCENTROID | WINED3DSPDM_PARTIALPRECISION | WINED3DSPDM_SATURATE);
617          if (mask)
618             FIXME("Unrecognized modifier(0x%#x)\n", mask >> WINED3DSP_DSTMOD_SHIFT);
619
620          if (centroid)
621              FIXME("Unhandled modifier(0x%#x)\n", mask >> WINED3DSP_DSTMOD_SHIFT);
622      }
623      shift = (dst & WINED3DSP_DSTSHIFT_MASK) >> WINED3DSP_DSTSHIFT_SHIFT;
624
625       /* Generate input and output registers */
626       if (curOpcode->num_params > 0) {
627           char operands[4][100];
628
629           /* Generate input register names (with modifiers) */
630           for (i = 1; i < curOpcode->num_params; ++i)
631               pshader_gen_input_modifier_line(buffer, src[i-1], i-1, operands[i]);
632
633           /* Handle output register */
634           pshader_get_register_name(dst, output_rname);
635           strcpy(operands[0], output_rname);
636           pshader_get_write_mask(dst, output_wmask);
637           strcat(operands[0], output_wmask);
638
639           if (saturate && (shift == 0))
640              strcat(tmpLine, "_SAT");
641           strcat(tmpLine, " ");
642           strcat(tmpLine, operands[0]);
643           for (i = 1; i < curOpcode->num_params; i++) {
644               strcat(tmpLine, ", ");
645               strcat(tmpLine, operands[i]);
646           }
647           strcat(tmpLine,";\n");
648           shader_addline(buffer, tmpLine);
649
650           /* A shift requires another line. */
651           if (shift != 0)
652               pshader_gen_output_modifier_line(buffer, saturate, output_wmask, shift, output_rname);
653       }
654 }
655
656 void pshader_hw_tex(SHADER_OPCODE_ARG* arg) {
657
658     IWineD3DPixelShaderImpl* This = (IWineD3DPixelShaderImpl*) arg->shader;
659
660     DWORD dst = arg->dst;
661     DWORD* src = arg->src;
662     SHADER_BUFFER* buffer = arg->buffer;
663     DWORD hex_version = This->baseShader.hex_version;
664
665     char reg_dest[40];
666     char reg_coord[40];
667     DWORD reg_dest_code;
668     DWORD reg_sampler_code;
669
670     /* All versions have a destination register */
671     reg_dest_code = dst & WINED3DSP_REGNUM_MASK;
672     pshader_get_register_name(dst, reg_dest);
673
674     /* 1.0-1.3: Use destination register as coordinate source.
675        1.4+: Use provided coordinate source register. */
676    if (hex_version < WINED3DPS_VERSION(1,4))
677       strcpy(reg_coord, reg_dest);
678    else
679       pshader_gen_input_modifier_line(buffer, src[0], 0, reg_coord);
680
681   /* 1.0-1.4: Use destination register number as texture code.
682      2.0+: Use provided sampler number as texure code. */
683   if (hex_version < WINED3DPS_VERSION(2,0))
684      reg_sampler_code = reg_dest_code;
685   else
686      reg_sampler_code = src[1] & WINED3DSP_REGNUM_MASK;
687
688   shader_hw_sample(arg, reg_sampler_code, reg_dest, reg_coord);
689 }
690
691 void pshader_hw_texcoord(SHADER_OPCODE_ARG* arg) {
692
693     IWineD3DPixelShaderImpl* This = (IWineD3DPixelShaderImpl*) arg->shader;
694     DWORD dst = arg->dst;
695     DWORD* src = arg->src;
696     SHADER_BUFFER* buffer = arg->buffer;
697     DWORD hex_version = This->baseShader.hex_version;
698
699     char tmp[20];
700     pshader_get_write_mask(dst, tmp);
701     if (hex_version != WINED3DPS_VERSION(1,4)) {
702         DWORD reg = dst & WINED3DSP_REGNUM_MASK;
703         shader_addline(buffer, "MOV_SAT T%u%s, fragment.texcoord[%u];\n", reg, tmp, reg);
704     } else {
705         DWORD reg1 = dst & WINED3DSP_REGNUM_MASK;
706         DWORD reg2 = src[0] & WINED3DSP_REGNUM_MASK;
707         shader_addline(buffer, "MOV R%u%s, fragment.texcoord[%u];\n", reg1, tmp, reg2);
708    }
709 }
710
711 void pshader_hw_texreg2ar(SHADER_OPCODE_ARG* arg) {
712
713      SHADER_BUFFER* buffer = arg->buffer;
714
715      DWORD reg1 = arg->dst & WINED3DSP_REGNUM_MASK;
716      DWORD reg2 = arg->src[0] & WINED3DSP_REGNUM_MASK;
717      char dst_str[8];
718
719      sprintf(dst_str, "T%u", reg1);
720      shader_addline(buffer, "MOV TMP.r, T%u.a;\n", reg2);
721      shader_addline(buffer, "MOV TMP.g, T%u.r;\n", reg2);
722      shader_hw_sample(arg, reg1, dst_str, "TMP");
723 }
724
725 void pshader_hw_texreg2gb(SHADER_OPCODE_ARG* arg) {
726
727      SHADER_BUFFER* buffer = arg->buffer;
728
729      DWORD reg1 = arg->dst & WINED3DSP_REGNUM_MASK;
730      DWORD reg2 = arg->src[0] & WINED3DSP_REGNUM_MASK;
731      char dst_str[8];
732
733      sprintf(dst_str, "T%u", reg1);
734      shader_addline(buffer, "MOV TMP.r, T%u.g;\n", reg2);
735      shader_addline(buffer, "MOV TMP.g, T%u.b;\n", reg2);
736      shader_hw_sample(arg, reg1, dst_str, "TMP");
737 }
738
739 void pshader_hw_texbem(SHADER_OPCODE_ARG* arg) {
740
741      SHADER_BUFFER* buffer = arg->buffer;
742      DWORD reg1 = arg->dst  & WINED3DSP_REGNUM_MASK;
743      DWORD reg2 = arg->src[0] & WINED3DSP_REGNUM_MASK;
744      char dst_str[8];
745
746      /* FIXME: Should apply the BUMPMAPENV matrix */
747      sprintf(dst_str, "T%u", reg1);
748      shader_addline(buffer, "ADD TMP.rg, fragment.texcoord[%u], T%u;\n", reg1, reg2);
749      shader_hw_sample(arg, reg1, dst_str, "TMP");
750 }
751
752 void pshader_hw_texm3x2pad(SHADER_OPCODE_ARG* arg) {
753
754     DWORD reg = arg->dst & WINED3DSP_REGNUM_MASK;
755     SHADER_BUFFER* buffer = arg->buffer;
756     char src0_name[50];
757
758     pshader_gen_input_modifier_line(buffer, arg->src[0], 0, src0_name);
759     shader_addline(buffer, "DP3 TMP.x, T%u, %s;\n", reg, src0_name);
760 }
761
762 void pshader_hw_texm3x2tex(SHADER_OPCODE_ARG* arg) {
763
764     DWORD reg = arg->dst & WINED3DSP_REGNUM_MASK;
765     SHADER_BUFFER* buffer = arg->buffer;
766     char dst_str[8];
767     char src0_name[50];
768
769     sprintf(dst_str, "T%u", reg);
770     pshader_gen_input_modifier_line(buffer, arg->src[0], 0, src0_name);
771     shader_addline(buffer, "DP3 TMP.y, T%u, %s;\n", reg, src0_name);
772     shader_hw_sample(arg, reg, dst_str, "TMP");
773 }
774
775 void pshader_hw_texm3x3pad(SHADER_OPCODE_ARG* arg) {
776
777     IWineD3DPixelShaderImpl* This = (IWineD3DPixelShaderImpl*) arg->shader;
778     DWORD reg = arg->dst & WINED3DSP_REGNUM_MASK;
779     SHADER_BUFFER* buffer = arg->buffer;
780     SHADER_PARSE_STATE* current_state = &This->baseShader.parse_state;
781     char src0_name[50];
782
783     pshader_gen_input_modifier_line(buffer, arg->src[0], 0, src0_name);
784     shader_addline(buffer, "DP3 TMP.%c, T%u, %s;\n", 'x' + current_state->current_row, reg, src0_name);
785     current_state->texcoord_w[current_state->current_row++] = reg;
786 }
787
788 void pshader_hw_texm3x3tex(SHADER_OPCODE_ARG* arg) {
789
790     IWineD3DPixelShaderImpl* This = (IWineD3DPixelShaderImpl*) arg->shader;
791     DWORD reg = arg->dst & WINED3DSP_REGNUM_MASK;
792     SHADER_BUFFER* buffer = arg->buffer;
793     SHADER_PARSE_STATE* current_state = &This->baseShader.parse_state;
794     char dst_str[8];
795     char src0_name[50];
796
797     pshader_gen_input_modifier_line(buffer, arg->src[0], 0, src0_name);
798     shader_addline(buffer, "DP3 TMP.z, T%u, %s;\n", reg, src0_name);
799
800     /* Sample the texture using the calculated coordinates */
801     sprintf(dst_str, "T%u", reg);
802     shader_hw_sample(arg, reg, dst_str, "TMP");
803     current_state->current_row = 0;
804 }
805
806 void pshader_hw_texm3x3vspec(SHADER_OPCODE_ARG* arg) {
807
808     IWineD3DPixelShaderImpl* This = (IWineD3DPixelShaderImpl*) arg->shader;
809     DWORD reg = arg->dst & WINED3DSP_REGNUM_MASK;
810     SHADER_BUFFER* buffer = arg->buffer;
811     SHADER_PARSE_STATE* current_state = &This->baseShader.parse_state;
812     char dst_str[8];
813     char src0_name[50];
814
815     pshader_gen_input_modifier_line(buffer, arg->src[0], 0, src0_name);
816     shader_addline(buffer, "DP3 TMP.z, T%u, %s;\n", reg, src0_name);
817
818     /* Construct the eye-ray vector from w coordinates */
819     shader_addline(buffer, "MOV TMP2.x, fragment.texcoord[%u].w;\n", current_state->texcoord_w[0]);
820     shader_addline(buffer, "MOV TMP2.y, fragment.texcoord[%u].w;\n", current_state->texcoord_w[1]);
821     shader_addline(buffer, "MOV TMP2.z, fragment.texcoord[%u].w;\n", reg);
822
823     /* Calculate reflection vector (Assume normal is normalized): RF = 2*(N.E)*N -E */
824     shader_addline(buffer, "DP3 TMP.w, TMP, TMP2;\n");
825     shader_addline(buffer, "MUL TMP, TMP.w, TMP;\n");
826     shader_addline(buffer, "MAD TMP, coefmul.x, TMP, -TMP2;\n");
827
828     /* Sample the texture using the calculated coordinates */
829     sprintf(dst_str, "T%u", reg);
830     shader_hw_sample(arg, reg, dst_str, "TMP");
831     current_state->current_row = 0;
832 }
833
834 void pshader_hw_texm3x3spec(SHADER_OPCODE_ARG* arg) {
835
836     IWineD3DPixelShaderImpl* This = (IWineD3DPixelShaderImpl*) arg->shader;
837     DWORD reg = arg->dst & WINED3DSP_REGNUM_MASK;
838     DWORD reg3 = arg->src[1] & WINED3DSP_REGNUM_MASK;
839     SHADER_PARSE_STATE* current_state = &This->baseShader.parse_state;
840     SHADER_BUFFER* buffer = arg->buffer;
841     char dst_str[8];
842     char src0_name[50];
843
844     pshader_gen_input_modifier_line(buffer, arg->src[0], 0, src0_name);
845     shader_addline(buffer, "DP3 TMP.z, T%u, %s;\n", reg, src0_name);
846
847     /* Calculate reflection vector (Assume normal is normalized): RF = 2*(N.E)*N -E */
848     shader_addline(buffer, "DP3 TMP.w, TMP, C[%u];\n", reg3);
849     shader_addline(buffer, "MUL TMP, TMP.w, TMP;\n");
850     shader_addline(buffer, "MAD TMP, coefmul.x, TMP, -C[%u];\n", reg3);
851
852     /* Sample the texture using the calculated coordinates */
853     sprintf(dst_str, "T%u", reg);
854     shader_hw_sample(arg, reg, dst_str, "TMP");
855     current_state->current_row = 0;
856 }
857
858 /** Handles transforming all WINED3DSIO_M?x? opcodes for
859     Vertex shaders to ARB_vertex_program codes */
860 void vshader_hw_mnxn(SHADER_OPCODE_ARG* arg) {
861
862     int i;
863     int nComponents = 0;
864     SHADER_OPCODE_ARG tmpArg;
865
866     memset(&tmpArg, 0, sizeof(SHADER_OPCODE_ARG));
867
868     /* Set constants for the temporary argument */
869     tmpArg.shader      = arg->shader;
870     tmpArg.buffer      = arg->buffer;
871     tmpArg.src[0]      = arg->src[0];
872     tmpArg.src_addr[0] = arg->src_addr[0];
873     tmpArg.src_addr[1] = arg->src_addr[1];
874     tmpArg.reg_maps = arg->reg_maps;
875
876     switch(arg->opcode->opcode) {
877     case WINED3DSIO_M4x4:
878         nComponents = 4;
879         tmpArg.opcode = shader_get_opcode(arg->shader, WINED3DSIO_DP4);
880         break;
881     case WINED3DSIO_M4x3:
882         nComponents = 3;
883         tmpArg.opcode = shader_get_opcode(arg->shader, WINED3DSIO_DP4);
884         break;
885     case WINED3DSIO_M3x4:
886         nComponents = 4;
887         tmpArg.opcode = shader_get_opcode(arg->shader, WINED3DSIO_DP3);
888         break;
889     case WINED3DSIO_M3x3:
890         nComponents = 3;
891         tmpArg.opcode = shader_get_opcode(arg->shader, WINED3DSIO_DP3);
892         break;
893     case WINED3DSIO_M3x2:
894         nComponents = 2;
895         tmpArg.opcode = shader_get_opcode(arg->shader, WINED3DSIO_DP3);
896         break;
897     default:
898         break;
899     }
900
901     for (i = 0; i < nComponents; i++) {
902         tmpArg.dst = ((arg->dst) & ~WINED3DSP_WRITEMASK_ALL)|(WINED3DSP_WRITEMASK_0<<i);
903         tmpArg.src[1] = arg->src[1]+i;
904         vshader_hw_map2gl(&tmpArg);
905     }
906 }
907
908 /* TODO: merge with pixel shader */
909 /* Map the opcode 1-to-1 to the GL code */
910 void vshader_hw_map2gl(SHADER_OPCODE_ARG* arg) {
911
912     CONST SHADER_OPCODE* curOpcode = arg->opcode;
913     SHADER_BUFFER* buffer = arg->buffer;
914     DWORD dst = arg->dst;
915     DWORD* src = arg->src;
916
917     DWORD dst_regtype = shader_get_regtype(dst);
918     char tmpLine[256];
919     unsigned int i;
920
921     if ((curOpcode->opcode == WINED3DSIO_MOV && dst_regtype == WINED3DSPR_ADDR) || curOpcode->opcode == WINED3DSIO_MOVA)
922         strcpy(tmpLine, "ARL");
923     else
924         strcpy(tmpLine, curOpcode->glname);
925
926     if (curOpcode->num_params > 0) {
927         vshader_program_add_param(arg, dst, FALSE, tmpLine);
928         for (i = 1; i < curOpcode->num_params; ++i) {
929            strcat(tmpLine, ",");
930            vshader_program_add_param(arg, src[i-1], TRUE, tmpLine);
931         }
932     }
933    shader_addline(buffer, "%s;\n", tmpLine);
934 }
935
936 static GLuint create_arb_blt_vertex_program(WineD3D_GL_Info *gl_info) {
937     GLuint program_id = 0;
938     const char *blt_vprogram =
939         "!!ARBvp1.0\n"
940         "PARAM c[1] = { { 1, 0.5 } };\n"
941         "MOV result.position, vertex.position;\n"
942         "MOV result.color, c[0].x;\n"
943         "MAD result.texcoord[0].y, -vertex.position, c[0], c[0];\n"
944         "MAD result.texcoord[0].x, vertex.position, c[0].y, c[0].y;\n"
945         "END\n";
946
947     GL_EXTCALL(glGenProgramsARB(1, &program_id));
948     GL_EXTCALL(glBindProgramARB(GL_VERTEX_PROGRAM_ARB, program_id));
949     GL_EXTCALL(glProgramStringARB(GL_VERTEX_PROGRAM_ARB, GL_PROGRAM_FORMAT_ASCII_ARB, strlen(blt_vprogram), blt_vprogram));
950
951     if (glGetError() == GL_INVALID_OPERATION) {
952         GLint pos;
953         glGetIntegerv(GL_PROGRAM_ERROR_POSITION_ARB, &pos);
954         FIXME("Vertex program error at position %d: %s\n", pos,
955             debugstr_a((const char *)glGetString(GL_PROGRAM_ERROR_STRING_ARB)));
956     }
957
958     return program_id;
959 }
960
961 static GLuint create_arb_blt_fragment_program(WineD3D_GL_Info *gl_info) {
962     GLuint program_id = 0;
963     const char *blt_fprogram =
964         "!!ARBfp1.0\n"
965         "TEMP R0;\n"
966         "TEX R0.x, fragment.texcoord[0], texture[0], 2D;\n"
967         "MOV result.depth.z, R0.x;\n"
968         "END\n";
969
970     GL_EXTCALL(glGenProgramsARB(1, &program_id));
971     GL_EXTCALL(glBindProgramARB(GL_FRAGMENT_PROGRAM_ARB, program_id));
972     GL_EXTCALL(glProgramStringARB(GL_FRAGMENT_PROGRAM_ARB, GL_PROGRAM_FORMAT_ASCII_ARB, strlen(blt_fprogram), blt_fprogram));
973
974     if (glGetError() == GL_INVALID_OPERATION) {
975         GLint pos;
976         glGetIntegerv(GL_PROGRAM_ERROR_POSITION_ARB, &pos);
977         FIXME("Fragment program error at position %d: %s\n", pos,
978             debugstr_a((const char *)glGetString(GL_PROGRAM_ERROR_STRING_ARB)));
979     }
980
981     return program_id;
982 }
983
984 static void shader_arb_select(IWineD3DDevice *iface, BOOL usePS, BOOL useVS) {
985     IWineD3DDeviceImpl *This = (IWineD3DDeviceImpl *)iface;
986     WineD3D_GL_Info *gl_info = &((IWineD3DImpl *)(This->wineD3D))->gl_info;
987
988     if (useVS) {
989         TRACE("Using vertex shader\n");
990
991         /* Bind the vertex program */
992         GL_EXTCALL(glBindProgramARB(GL_VERTEX_PROGRAM_ARB,
993             ((IWineD3DVertexShaderImpl *)This->stateBlock->vertexShader)->baseShader.prgId));
994         checkGLcall("glBindProgramARB(GL_VERTEX_PROGRAM_ARB, vertexShader->prgId);");
995
996         /* Enable OpenGL vertex programs */
997         glEnable(GL_VERTEX_PROGRAM_ARB);
998         checkGLcall("glEnable(GL_VERTEX_PROGRAM_ARB);");
999         TRACE_(d3d_shader)("(%p) : Bound vertex program %u and enabled GL_VERTEX_PROGRAM_ARB\n",
1000             This, ((IWineD3DVertexShaderImpl *)This->stateBlock->vertexShader)->baseShader.prgId);
1001     }
1002
1003     if (usePS) {
1004         TRACE("Using pixel shader\n");
1005
1006         /* Bind the fragment program */
1007         GL_EXTCALL(glBindProgramARB(GL_FRAGMENT_PROGRAM_ARB,
1008             ((IWineD3DPixelShaderImpl *)This->stateBlock->pixelShader)->baseShader.prgId));
1009         checkGLcall("glBindProgramARB(GL_FRAGMENT_PROGRAM_ARB, pixelShader->prgId);");
1010
1011         /* Enable OpenGL fragment programs */
1012         glEnable(GL_FRAGMENT_PROGRAM_ARB);
1013         checkGLcall("glEnable(GL_FRAGMENT_PROGRAM_ARB);");
1014         TRACE_(d3d_shader)("(%p) : Bound fragment program %u and enabled GL_FRAGMENT_PROGRAM_ARB\n",
1015             This, ((IWineD3DPixelShaderImpl *)This->stateBlock->pixelShader)->baseShader.prgId);
1016     }
1017 }
1018
1019 static void shader_arb_select_depth_blt(IWineD3DDevice *iface) {
1020     IWineD3DDeviceImpl *This = (IWineD3DDeviceImpl *)iface;
1021     WineD3D_GL_Info *gl_info = &((IWineD3DImpl *)(This->wineD3D))->gl_info;
1022     static GLuint vprogram_id = 0;
1023     static GLuint fprogram_id = 0;
1024
1025     if (!vprogram_id) vprogram_id = create_arb_blt_vertex_program(gl_info);
1026     GL_EXTCALL(glBindProgramARB(GL_VERTEX_PROGRAM_ARB, vprogram_id));
1027     glEnable(GL_VERTEX_PROGRAM_ARB);
1028
1029     if (!fprogram_id) fprogram_id = create_arb_blt_fragment_program(gl_info);
1030     GL_EXTCALL(glBindProgramARB(GL_FRAGMENT_PROGRAM_ARB, fprogram_id));
1031     glEnable(GL_FRAGMENT_PROGRAM_ARB);
1032 }
1033
1034 static void shader_arb_cleanup(BOOL usePS, BOOL useVS) {
1035     if (useVS) glDisable(GL_VERTEX_PROGRAM_ARB);
1036     if (usePS) glDisable(GL_FRAGMENT_PROGRAM_ARB);
1037 }
1038
1039 const shader_backend_t arb_program_shader_backend = {
1040     &shader_arb_select,
1041     &shader_arb_select_depth_blt,
1042     &shader_arb_load_constants,
1043     &shader_arb_cleanup
1044 };