radeonsi/gfx10: fix the vertex order for triangle strips emitted by a GS
[mesa.git] / src / gallium / auxiliary / gallivm / lp_bld_conv.c
index f77cf78721315b89c98c80e4ce823fe8f0bc49dc..c688965a73e7a4e5b375deb1d9b426afadcaab0d 100644 (file)
 
 #include "util/u_debug.h"
 #include "util/u_math.h"
+#include "util/u_half.h"
+#include "util/u_cpu_detect.h"
 
 #include "lp_bld_type.h"
 #include "lp_bld_const.h"
 #include "lp_bld_arit.h"
+#include "lp_bld_bitarit.h"
 #include "lp_bld_pack.h"
 #include "lp_bld_conv.h"
+#include "lp_bld_logic.h"
+#include "lp_bld_intr.h"
+#include "lp_bld_printf.h"
+#include "lp_bld_format.h"
+
+
+
+/**
+ * Converts int16 half-float to float32
+ * Note this can be performed in 1 instruction if vcvtph2ps exists (f16c/cvt16)
+ * [llvm.x86.vcvtph2ps / _mm_cvtph_ps]
+ *
+ * @param src           value to convert
+ *
+ */
+LLVMValueRef
+lp_build_half_to_float(struct gallivm_state *gallivm,
+                       LLVMValueRef src)
+{
+   LLVMBuilderRef builder = gallivm->builder;
+   LLVMTypeRef src_type = LLVMTypeOf(src);
+   unsigned src_length = LLVMGetTypeKind(src_type) == LLVMVectorTypeKind ?
+                            LLVMGetVectorSize(src_type) : 1;
+
+   struct lp_type f32_type = lp_type_float_vec(32, 32 * src_length);
+   struct lp_type i32_type = lp_type_int_vec(32, 32 * src_length);
+   LLVMTypeRef int_vec_type = lp_build_vec_type(gallivm, i32_type);
+   LLVMValueRef h;
+
+   if (util_cpu_caps.has_f16c &&
+       (src_length == 4 || src_length == 8)) {
+      const char *intrinsic = NULL;
+      if (src_length == 4) {
+         src = lp_build_pad_vector(gallivm, src, 8);
+         intrinsic = "llvm.x86.vcvtph2ps.128";
+      }
+      else {
+         intrinsic = "llvm.x86.vcvtph2ps.256";
+      }
+      return lp_build_intrinsic_unary(builder, intrinsic,
+                                      lp_build_vec_type(gallivm, f32_type), src);
+   }
+
+   /* Convert int16 vector to int32 vector by zero ext (might generate bad code) */
+   h = LLVMBuildZExt(builder, src, int_vec_type, "");
+   return lp_build_smallfloat_to_float(gallivm, f32_type, h, 10, 5, 0, true);
+}
+
+
+/**
+ * Converts float32 to int16 half-float
+ * Note this can be performed in 1 instruction if vcvtps2ph exists (f16c/cvt16)
+ * [llvm.x86.vcvtps2ph / _mm_cvtps_ph]
+ *
+ * @param src           value to convert
+ *
+ * Convert float32 to half floats, preserving Infs and NaNs,
+ * with rounding towards zero (trunc).
+ * XXX: For GL, would prefer rounding towards nearest(-even).
+ */
+LLVMValueRef
+lp_build_float_to_half(struct gallivm_state *gallivm,
+                       LLVMValueRef src)
+{
+   LLVMBuilderRef builder = gallivm->builder;
+   LLVMTypeRef f32_vec_type = LLVMTypeOf(src);
+   unsigned length = LLVMGetTypeKind(f32_vec_type) == LLVMVectorTypeKind
+                   ? LLVMGetVectorSize(f32_vec_type) : 1;
+   struct lp_type i32_type = lp_type_int_vec(32, 32 * length);
+   struct lp_type i16_type = lp_type_int_vec(16, 16 * length);
+   LLVMValueRef result;
+
+   /*
+    * Note: Newer llvm versions (3.6 or so) support fptrunc to 16 bits
+    * directly, without any (x86 or generic) intrinsics.
+    * Albeit the rounding mode cannot be specified (and is undefined,
+    * though in practice on x86 seems to do nearest-even but it may
+    * be dependent on instruction set support), so is essentially
+    * useless.
+    */
+
+   if (util_cpu_caps.has_f16c &&
+       (length == 4 || length == 8)) {
+      struct lp_type i168_type = lp_type_int_vec(16, 16 * 8);
+      unsigned mode = 3; /* same as LP_BUILD_ROUND_TRUNCATE */
+      LLVMTypeRef i32t = LLVMInt32TypeInContext(gallivm->context);
+      const char *intrinsic = NULL;
+      if (length == 4) {
+         intrinsic = "llvm.x86.vcvtps2ph.128";
+      }
+      else {
+         intrinsic = "llvm.x86.vcvtps2ph.256";
+      }
+      result = lp_build_intrinsic_binary(builder, intrinsic,
+                                         lp_build_vec_type(gallivm, i168_type),
+                                         src, LLVMConstInt(i32t, mode, 0));
+      if (length == 4) {
+         result = lp_build_extract_range(gallivm, result, 0, 4);
+      }
+   }
+
+   else {
+      result = lp_build_float_to_smallfloat(gallivm, i32_type, src, 10, 5, 0, true);
+      /* Convert int32 vector to int16 vector by trunc (might generate bad code) */
+      result = LLVMBuildTrunc(builder, result, lp_build_vec_type(gallivm, i16_type), "");
+   }
+
+   /*
+    * Debugging code.
+    */
+   if (0) {
+     LLVMTypeRef i32t = LLVMInt32TypeInContext(gallivm->context);
+     LLVMTypeRef i16t = LLVMInt16TypeInContext(gallivm->context);
+     LLVMTypeRef f32t = LLVMFloatTypeInContext(gallivm->context);
+     LLVMValueRef ref_result = LLVMGetUndef(LLVMVectorType(i16t, length));
+     unsigned i;
+
+     LLVMTypeRef func_type = LLVMFunctionType(i16t, &f32t, 1, 0);
+     LLVMValueRef func = lp_build_const_int_pointer(gallivm, func_to_pointer((func_pointer)util_float_to_half));
+     func = LLVMBuildBitCast(builder, func, LLVMPointerType(func_type, 0), "util_float_to_half");
+
+     for (i = 0; i < length; ++i) {
+        LLVMValueRef index = LLVMConstInt(i32t, i, 0);
+        LLVMValueRef f32 = LLVMBuildExtractElement(builder, src, index, "");
+#if 0
+        /*
+         * XXX: not really supported by backends.
+         * Even if they would now, rounding mode cannot be specified and
+         * is undefined.
+         */
+        LLVMValueRef f16 = lp_build_intrinsic_unary(builder, "llvm.convert.to.fp16", i16t, f32);
+#else
+        LLVMValueRef f16 = LLVMBuildCall(builder, func, &f32, 1, "");
+#endif
+        ref_result = LLVMBuildInsertElement(builder, ref_result, f16, index, "");
+     }
+
+     lp_build_print_value(gallivm, "src  = ", src);
+     lp_build_print_value(gallivm, "llvm = ", result);
+     lp_build_print_value(gallivm, "util = ", ref_result);
+     lp_build_printf(gallivm, "\n");
+  }
+
+   return result;
+}
 
 
 /**
  *
  * Although the result values can be scaled to an arbitrary bit width specified
  * by dst_width, the actual result type will have the same width.
+ *
+ * Ex: src = { float, float, float, float }
+ * return { i32, i32, i32, i32 } where each value is in [0, 2^dst_width-1].
  */
 LLVMValueRef
-lp_build_clamped_float_to_unsigned_norm(LLVMBuilderRef builder,
+lp_build_clamped_float_to_unsigned_norm(struct gallivm_state *gallivm,
                                         struct lp_type src_type,
                                         unsigned dst_width,
                                         LLVMValueRef src)
 {
-   LLVMTypeRef int_vec_type = lp_build_int_vec_type(src_type);
+   LLVMBuilderRef builder = gallivm->builder;
+   LLVMTypeRef int_vec_type = lp_build_int_vec_type(gallivm, src_type);
    LLVMValueRef res;
    unsigned mantissa;
-   unsigned n;
-   unsigned long long ubound;
-   unsigned long long mask;
-   double scale;
-   double bias;
 
    assert(src_type.floating);
+   assert(dst_width <= src_type.width);
+   src_type.sign = FALSE;
 
    mantissa = lp_mantissa(src_type);
 
-   /* We cannot carry more bits than the mantissa */
-   n = MIN2(mantissa, dst_width);
+   if (dst_width <= mantissa) {
+      /*
+       * Apply magic coefficients that will make the desired result to appear
+       * in the lowest significant bits of the mantissa, with correct rounding.
+       *
+       * This only works if the destination width fits in the mantissa.
+       */
 
-   /* This magic coefficients will make the desired result to appear in the
-    * lowest significant bits of the mantissa.
-    */
-   ubound = ((unsigned long long)1 << n);
-   mask = ubound - 1;
-   scale = (double)mask/ubound;
-   bias = (double)((unsigned long long)1 << (mantissa - n));
-
-   res = LLVMBuildMul(builder, src, lp_build_const_scalar(src_type, scale), "");
-   res = LLVMBuildAdd(builder, res, lp_build_const_scalar(src_type, bias), "");
-   res = LLVMBuildBitCast(builder, res, int_vec_type, "");
-
-   if(dst_width > n) {
-      int shift = dst_width - n;
-      res = LLVMBuildShl(builder, res, lp_build_int_const_scalar(src_type, shift), "");
-
-      /* TODO: Fill in the empty lower bits for additional precision? */
-      /* YES: this fixes progs/trivial/tri-z-eq.c.
-       * Otherwise vertex Z=1.0 values get converted to something like
-       * 0xfffffb00 and the test for equality with 0xffffffff fails.
+      unsigned long long ubound;
+      unsigned long long mask;
+      double scale;
+      double bias;
+
+      ubound = (1ULL << dst_width);
+      mask = ubound - 1;
+      scale = (double)mask/ubound;
+      bias = (double)(1ULL << (mantissa - dst_width));
+
+      res = LLVMBuildFMul(builder, src, lp_build_const_vec(gallivm, src_type, scale), "");
+      /* instead of fadd/and could (with sse2) just use lp_build_iround */
+      res = LLVMBuildFAdd(builder, res, lp_build_const_vec(gallivm, src_type, bias), "");
+      res = LLVMBuildBitCast(builder, res, int_vec_type, "");
+      res = LLVMBuildAnd(builder, res,
+                         lp_build_const_int_vec(gallivm, src_type, mask), "");
+   }
+   else if (dst_width == (mantissa + 1)) {
+      /*
+       * The destination width matches exactly what can be represented in
+       * floating point (i.e., mantissa + 1 bits). Even so correct rounding
+       * still needs to be applied (only for numbers in [0.5-1.0] would
+       * conversion using truncation after scaling be sufficient).
        */
-#if 0
-      {
-         LLVMValueRef msb;
-         msb = LLVMBuildLShr(builder, res, lp_build_int_const_scalar(src_type, dst_width - 1), "");
-         msb = LLVMBuildShl(builder, msb, lp_build_int_const_scalar(src_type, shift), "");
-         msb = LLVMBuildSub(builder, msb, lp_build_int_const_scalar(src_type, 1), "");
-         res = LLVMBuildOr(builder, res, msb, "");
-      }
-#elif 0
-      while(shift > 0) {
-         res = LLVMBuildOr(builder, res, LLVMBuildLShr(builder, res, lp_build_int_const_scalar(src_type, n), ""), "");
-         shift -= n;
-         n *= 2;
+      double scale;
+      struct lp_build_context uf32_bld;
+
+      lp_build_context_init(&uf32_bld, gallivm, src_type);
+      scale = (double)((1ULL << dst_width) - 1);
+
+      res = LLVMBuildFMul(builder, src,
+                          lp_build_const_vec(gallivm, src_type, scale), "");
+      res = lp_build_iround(&uf32_bld, res);
+   }
+   else {
+      /*
+       * The destination exceeds what can be represented in the floating point.
+       * So multiply by the largest power two we get away with, and when
+       * subtract the most significant bit to rescale to normalized values.
+       *
+       * The largest power of two factor we can get away is
+       * (1 << (src_type.width - 1)), because we need to use signed . In theory it
+       * should be (1 << (src_type.width - 2)), but IEEE 754 rules states
+       * INT_MIN should be returned in FPToSI, which is the correct result for
+       * values near 1.0!
+       *
+       * This means we get (src_type.width - 1) correct bits for values near 0.0,
+       * and (mantissa + 1) correct bits for values near 1.0. Equally or more
+       * important, we also get exact results for 0.0 and 1.0.
+       */
+
+      unsigned n = MIN2(src_type.width - 1u, dst_width);
+
+      double scale = (double)(1ULL << n);
+      unsigned lshift = dst_width - n;
+      unsigned rshift = n;
+      LLVMValueRef lshifted;
+      LLVMValueRef rshifted;
+
+      res = LLVMBuildFMul(builder, src,
+                          lp_build_const_vec(gallivm, src_type, scale), "");
+      res = LLVMBuildFPToSI(builder, res, int_vec_type, "");
+
+      /*
+       * Align the most significant bit to its final place.
+       *
+       * This will cause 1.0 to overflow to 0, but the later adjustment will
+       * get it right.
+       */
+      if (lshift) {
+         lshifted = LLVMBuildShl(builder, res,
+                                 lp_build_const_int_vec(gallivm, src_type,
+                                                        lshift), "");
+      } else {
+         lshifted = res;
       }
-#endif
+
+      /*
+       * Align the most significant bit to the right.
+       */
+      rshifted =  LLVMBuildLShr(builder, res,
+                                lp_build_const_int_vec(gallivm, src_type, rshift),
+                                "");
+
+      /*
+       * Subtract the MSB to the LSB, therefore re-scaling from
+       * (1 << dst_width) to ((1 << dst_width) - 1).
+       */
+
+      res = LLVMBuildSub(builder, lshifted, rshifted, "");
    }
-   else
-      res = LLVMBuildAnd(builder, res, lp_build_int_const_scalar(src_type, mask), "");
 
    return res;
 }
@@ -152,15 +358,18 @@ lp_build_clamped_float_to_unsigned_norm(LLVMBuilderRef builder,
 
 /**
  * Inverse of lp_build_clamped_float_to_unsigned_norm above.
+ * Ex: src = { i32, i32, i32, i32 } with values in range [0, 2^src_width-1]
+ * return {float, float, float, float} with values in range [0, 1].
  */
 LLVMValueRef
-lp_build_unsigned_norm_to_float(LLVMBuilderRef builder,
+lp_build_unsigned_norm_to_float(struct gallivm_state *gallivm,
                                 unsigned src_width,
                                 struct lp_type dst_type,
                                 LLVMValueRef src)
 {
-   LLVMTypeRef vec_type = lp_build_vec_type(dst_type);
-   LLVMTypeRef int_vec_type = lp_build_int_vec_type(dst_type);
+   LLVMBuilderRef builder = gallivm->builder;
+   LLVMTypeRef vec_type = lp_build_vec_type(gallivm, dst_type);
+   LLVMTypeRef int_vec_type = lp_build_int_vec_type(gallivm, dst_type);
    LLVMValueRef bias_;
    LLVMValueRef res;
    unsigned mantissa;
@@ -170,37 +379,150 @@ lp_build_unsigned_norm_to_float(LLVMBuilderRef builder,
    double scale;
    double bias;
 
+   assert(dst_type.floating);
+
    mantissa = lp_mantissa(dst_type);
 
-   n = MIN2(mantissa, src_width);
+   if (src_width <= (mantissa + 1)) {
+      /*
+       * The source width matches fits what can be represented in floating
+       * point (i.e., mantissa + 1 bits). So do a straight multiplication
+       * followed by casting. No further rounding is necessary.
+       */
+
+      scale = 1.0/(double)((1ULL << src_width) - 1);
+      res = LLVMBuildSIToFP(builder, src, vec_type, "");
+      res = LLVMBuildFMul(builder, res,
+                          lp_build_const_vec(gallivm, dst_type, scale), "");
+      return res;
+   }
+   else {
+      /*
+       * The source width exceeds what can be represented in floating
+       * point. So truncate the incoming values.
+       */
 
-   ubound = ((unsigned long long)1 << n);
-   mask = ubound - 1;
-   scale = (double)ubound/mask;
-   bias = (double)((unsigned long long)1 << (mantissa - n));
+      n = MIN2(mantissa, src_width);
 
-   res = src;
+      ubound = ((unsigned long long)1 << n);
+      mask = ubound - 1;
+      scale = (double)ubound/mask;
+      bias = (double)((unsigned long long)1 << (mantissa - n));
 
-   if(src_width > mantissa) {
-      int shift = src_width - mantissa;
-      res = LLVMBuildLShr(builder, res, lp_build_int_const_scalar(dst_type, shift), "");
-   }
+      res = src;
 
-   bias_ = lp_build_const_scalar(dst_type, bias);
+      if (src_width > mantissa) {
+         int shift = src_width - mantissa;
+         res = LLVMBuildLShr(builder, res,
+                             lp_build_const_int_vec(gallivm, dst_type, shift), "");
+      }
+
+      bias_ = lp_build_const_vec(gallivm, dst_type, bias);
 
-   res = LLVMBuildOr(builder,
-                     res,
-                     LLVMBuildBitCast(builder, bias_, int_vec_type, ""), "");
+      res = LLVMBuildOr(builder,
+                        res,
+                        LLVMBuildBitCast(builder, bias_, int_vec_type, ""), "");
 
-   res = LLVMBuildBitCast(builder, res, vec_type, "");
+      res = LLVMBuildBitCast(builder, res, vec_type, "");
 
-   res = LLVMBuildSub(builder, res, bias_, "");
-   res = LLVMBuildMul(builder, res, lp_build_const_scalar(dst_type, scale), "");
+      res = LLVMBuildFSub(builder, res, bias_, "");
+      res = LLVMBuildFMul(builder, res, lp_build_const_vec(gallivm, dst_type, scale), "");
+   }
 
    return res;
 }
 
 
+/**
+ * Pick a suitable num_dsts for lp_build_conv to ensure optimal cases are used.
+ *
+ * Returns the number of dsts created from src
+ */
+int lp_build_conv_auto(struct gallivm_state *gallivm,
+                       struct lp_type src_type,
+                       struct lp_type* dst_type,
+                       const LLVMValueRef *src,
+                       unsigned num_srcs,
+                       LLVMValueRef *dst)
+{
+   unsigned i;
+   int num_dsts = num_srcs;
+
+   if (src_type.floating == dst_type->floating &&
+       src_type.width == dst_type->width &&
+       src_type.length == dst_type->length &&
+       src_type.fixed == dst_type->fixed &&
+       src_type.norm == dst_type->norm &&
+       src_type.sign == dst_type->sign)
+      return num_dsts;
+
+   /* Special case 4x4x32 -> 1x16x8 or 2x8x32 -> 1x16x8
+    */
+   if (src_type.norm     == 0 &&
+       src_type.width    == 32 &&
+       src_type.fixed    == 0 &&
+
+       dst_type->floating == 0 &&
+       dst_type->fixed    == 0 &&
+       dst_type->width    == 8 &&
+
+       ((src_type.floating == 1 && src_type.sign == 1 && dst_type->norm == 1) ||
+        (src_type.floating == 0 && dst_type->floating == 0 &&
+         src_type.sign == dst_type->sign && dst_type->norm == 0))) {
+
+      /* Special case 4x4x32 --> 1x16x8 */
+      if (src_type.length == 4 &&
+            (util_cpu_caps.has_sse2 || util_cpu_caps.has_altivec))
+      {
+         num_dsts = (num_srcs + 3) / 4;
+         dst_type->length = num_srcs * 4 >= 16 ? 16 : num_srcs * 4;
+
+         lp_build_conv(gallivm, src_type, *dst_type, src, num_srcs, dst, num_dsts);
+         return num_dsts;
+      }
+
+      /* Special case 2x8x32 --> 1x16x8 */
+      if (src_type.length == 8 &&
+          util_cpu_caps.has_avx)
+      {
+         num_dsts = (num_srcs + 1) / 2;
+         dst_type->length = num_srcs * 8 >= 16 ? 16 : num_srcs * 8;
+
+         lp_build_conv(gallivm, src_type, *dst_type, src, num_srcs, dst, num_dsts);
+         return num_dsts;
+      }
+   }
+
+   /* lp_build_resize does not support M:N */
+   if (src_type.width == dst_type->width) {
+      lp_build_conv(gallivm, src_type, *dst_type, src, num_srcs, dst, num_dsts);
+   } else {
+      /*
+       * If dst_width is 16 bits and src_width 32 and the dst vector size
+       * 64bit, try feeding 2 vectors at once so pack intrinsics can be used.
+       * (For AVX, this isn't needed, since we usually get 256bit src and
+       * 128bit dst vectors which works ok. If we do AVX2 pack this should
+       * be extended but need to be able to tell conversion code about pack
+       * ordering first.)
+       */
+      unsigned ratio = 1;
+      if (src_type.width == 2 * dst_type->width &&
+          src_type.length == dst_type->length &&
+          dst_type->floating == 0 && (num_srcs % 2 == 0) &&
+          dst_type->width * dst_type->length == 64) {
+         ratio = 2;
+         num_dsts /= 2;
+         dst_type->length *= 2;
+      }
+      for (i = 0; i < num_dsts; i++) {
+         lp_build_conv(gallivm, src_type, *dst_type, &src[i*ratio], ratio, &dst[i], 1);
+      }
+   }
+
+   return num_dsts;
+}
+
+
 /**
  * Generic type conversion.
  *
@@ -208,31 +530,258 @@ lp_build_unsigned_norm_to_float(LLVMBuilderRef builder,
  * to the lp_type union.
  */
 void
-lp_build_conv(LLVMBuilderRef builder,
+lp_build_conv(struct gallivm_state *gallivm,
               struct lp_type src_type,
               struct lp_type dst_type,
               const LLVMValueRef *src, unsigned num_srcs,
               LLVMValueRef *dst, unsigned num_dsts)
 {
+   LLVMBuilderRef builder = gallivm->builder;
    struct lp_type tmp_type;
    LLVMValueRef tmp[LP_MAX_VECTOR_LENGTH];
    unsigned num_tmps;
    unsigned i;
 
-   /* Register width must remain constant */
-   assert(src_type.width * src_type.length == dst_type.width * dst_type.length);
-
    /* We must not loose or gain channels. Only precision */
    assert(src_type.length * num_srcs == dst_type.length * num_dsts);
 
    assert(src_type.length <= LP_MAX_VECTOR_LENGTH);
    assert(dst_type.length <= LP_MAX_VECTOR_LENGTH);
+   assert(num_srcs <= LP_MAX_VECTOR_LENGTH);
+   assert(num_dsts <= LP_MAX_VECTOR_LENGTH);
 
    tmp_type = src_type;
-   for(i = 0; i < num_srcs; ++i)
+   for(i = 0; i < num_srcs; ++i) {
+      assert(lp_check_value(src_type, src[i]));
       tmp[i] = src[i];
+   }
    num_tmps = num_srcs;
 
+
+   /*
+    * Special case 4x4x32 --> 1x16x8, 2x4x32 -> 1x8x8, 1x4x32 -> 1x4x8
+    * Only float -> s/unorm8 and (u)int32->(u)int8.
+    * XXX: This should cover all interesting backend cases for 8 bit,
+    * but should use same strategy if dst is 16 bit.
+    */
+   if (src_type.norm     == 0 &&
+       src_type.width    == 32 &&
+       src_type.length   == 4 &&
+       src_type.fixed    == 0 &&
+
+       dst_type.floating == 0 &&
+       dst_type.fixed    == 0 &&
+       dst_type.width    == 8 &&
+
+       ((src_type.floating == 1 && src_type.sign == 1 && dst_type.norm == 1) ||
+        (src_type.floating == 0 && dst_type.floating == 0 &&
+         src_type.sign == dst_type.sign && dst_type.norm == 0)) &&
+
+       ((dst_type.length == 16 && 4 * num_dsts == num_srcs) ||
+        (num_dsts == 1 && dst_type.length * num_srcs == 16 && num_srcs != 3)) &&
+
+       (util_cpu_caps.has_sse2 || util_cpu_caps.has_altivec))
+   {
+      struct lp_build_context bld;
+      struct lp_type int16_type, int32_type;
+      struct lp_type dst_type_ext = dst_type;
+      LLVMValueRef const_scale;
+      unsigned i, j;
+
+      lp_build_context_init(&bld, gallivm, src_type);
+
+      dst_type_ext.length = 16;
+      int16_type = int32_type = dst_type_ext;
+
+      int16_type.width *= 2;
+      int16_type.length /= 2;
+      int16_type.sign = 1;
+
+      int32_type.width *= 4;
+      int32_type.length /= 4;
+      int32_type.sign = 1;
+
+      const_scale = lp_build_const_vec(gallivm, src_type, lp_const_scale(dst_type));
+
+      for (i = 0; i < num_dsts; ++i, src += 4) {
+         LLVMValueRef lo, hi;
+
+         if (src_type.floating) {
+            for (j = 0; j < dst_type.length / 4; ++j) {
+               /*
+                * XXX This is not actually fully correct. The float to int
+                * conversion will produce 0x80000000 value for everything
+                * out of range and NaNs (on x86, llvm.x86.sse2.cvtps2dq).
+                * Hence, NaNs and negatives will get clamped just fine to zero
+                * (relying on clamping pack behavior) when converting to unorm,
+                * however too large values (both finite and infinite) will also
+                * end up as zero, not 255.
+                * For snorm, for now we'll keep bug compatibility with generic
+                * conversion path (meaning too large values are fine, but
+                * NaNs get converted to -128 (purely by luck, as we don't
+                * specify nan behavior for the max there) instead of 0).
+                */
+               if (dst_type.sign) {
+                  tmp[j] = lp_build_min(&bld, bld.one, src[j]);
+
+               }
+               else {
+                  if (0) {
+                     tmp[j] = lp_build_min_ext(&bld, bld.one, src[j],
+                                               GALLIVM_NAN_RETURN_NAN_FIRST_NONNAN);
+                  }
+                  tmp[j] = src[j];
+               }
+               tmp[j] = LLVMBuildFMul(builder, tmp[j], const_scale, "");
+               tmp[j] = lp_build_iround(&bld, tmp[j]);
+            }
+         } else {
+            for (j = 0; j < dst_type.length / 4; ++j) {
+               if (!dst_type.sign) {
+                  /*
+                   * Pack clamp is always signed->unsigned (or signed->signed).
+                   * Hence need min.
+                   */
+                  LLVMValueRef const_max;
+                  const_max = lp_build_const_int_vec(gallivm, src_type, 255);
+                  tmp[j] = lp_build_min(&bld, src[j], const_max);
+               } else {
+                  tmp[j] = src[j];
+               }
+            }
+         }
+
+         if (num_srcs == 1) {
+            tmp[1] = tmp[0];
+         }
+
+         /* relying on clamping behavior of sse2 intrinsics here */
+         lo = lp_build_pack2(gallivm, int32_type, int16_type, tmp[0], tmp[1]);
+
+         if (num_srcs < 4) {
+            hi = lo;
+         }
+         else {
+            hi = lp_build_pack2(gallivm, int32_type, int16_type, tmp[2], tmp[3]);
+         }
+         dst[i] = lp_build_pack2(gallivm, int16_type, dst_type_ext, lo, hi);
+      }
+      if (num_srcs < 4) {
+         dst[0] = lp_build_extract_range(gallivm, dst[0], 0, dst_type.length);
+      }
+
+      return; 
+   }
+
+   /* Special case 2x8x32 --> 1x16x8, 1x8x32 ->1x8x8
+    */
+   else if (src_type.norm     == 0 &&
+       src_type.width    == 32 &&
+       src_type.length   == 8 &&
+       src_type.fixed    == 0 &&
+
+       dst_type.floating == 0 &&
+       dst_type.fixed    == 0 &&
+       dst_type.width    == 8 &&
+
+       ((src_type.floating == 1 && src_type.sign == 1 && dst_type.norm == 1) ||
+        (src_type.floating == 0 && dst_type.floating == 0 &&
+         src_type.sign == dst_type.sign && dst_type.norm == 0)) &&
+
+      ((dst_type.length == 16 && 2 * num_dsts == num_srcs) ||
+       (num_dsts == 1 && dst_type.length * num_srcs == 8)) &&
+
+      util_cpu_caps.has_avx) {
+
+      struct lp_build_context bld;
+      struct lp_type int16_type, int32_type;
+      struct lp_type dst_type_ext = dst_type;
+      LLVMValueRef const_scale;
+      unsigned i;
+
+      lp_build_context_init(&bld, gallivm, src_type);
+
+      dst_type_ext.length = 16;
+      int16_type = int32_type = dst_type_ext;
+
+      int16_type.width *= 2;
+      int16_type.length /= 2;
+      int16_type.sign = 1;
+
+      int32_type.width *= 4;
+      int32_type.length /= 4;
+      int32_type.sign = 1;
+
+      const_scale = lp_build_const_vec(gallivm, src_type, lp_const_scale(dst_type));
+
+      for (i = 0; i < num_dsts; ++i, src += 2) {
+         unsigned j;
+         for (j = 0; j < (num_srcs == 1 ? 1 : 2); j++) {
+            LLVMValueRef lo, hi, a;
+
+            a = src[j];
+            if (src_type.floating) {
+               if (dst_type.sign) {
+                  a = lp_build_min(&bld, bld.one, a);
+
+               }
+               else {
+                  if (0) {
+                     a = lp_build_min_ext(&bld, bld.one, a,
+                                          GALLIVM_NAN_RETURN_NAN_FIRST_NONNAN);
+                  }
+               }
+               a = LLVMBuildFMul(builder, a, const_scale, "");
+               a = lp_build_iround(&bld, a);
+            } else {
+               if (!dst_type.sign) {
+                  LLVMValueRef const_max;
+                  const_max = lp_build_const_int_vec(gallivm, src_type, 255);
+                  a = lp_build_min(&bld, a, const_max);
+               }
+            }
+            lo = lp_build_extract_range(gallivm, a, 0, 4);
+            hi = lp_build_extract_range(gallivm, a, 4, 4);
+            /* relying on clamping behavior of sse2 intrinsics here */
+            tmp[j] = lp_build_pack2(gallivm, int32_type, int16_type, lo, hi);
+         }
+
+         if (num_srcs == 1) {
+            tmp[1] = tmp[0];
+         }
+         dst[i] = lp_build_pack2(gallivm, int16_type, dst_type_ext, tmp[0], tmp[1]);
+      }
+
+      if (num_srcs == 1) {
+         dst[0] = lp_build_extract_range(gallivm, dst[0], 0, dst_type.length);
+      }
+
+      return;
+   }
+
+   /* Special case -> 16bit half-float
+    */
+   else if (dst_type.floating && dst_type.width == 16)
+   {
+      /* Only support src as 32bit float currently */
+      assert(src_type.floating && src_type.width == 32);
+
+      for(i = 0; i < num_tmps; ++i)
+         dst[i] = lp_build_float_to_half(gallivm, tmp[i]);
+
+      return;
+   }
+
+   /* Pre convert half-floats to floats
+    */
+   else if (src_type.floating && src_type.width == 16)
+   {
+      for(i = 0; i < num_tmps; ++i)
+         tmp[i] = lp_build_half_to_float(gallivm, tmp[i]);
+
+      tmp_type.width = 32;
+   }
+
    /*
     * Clamp if necessary
     */
@@ -245,13 +794,13 @@ lp_build_conv(LLVMBuilderRef builder,
       double dst_max = lp_const_max(dst_type);
       LLVMValueRef thres;
 
-      lp_build_context_init(&bld, builder, tmp_type);
+      lp_build_context_init(&bld, gallivm, tmp_type);
 
       if(src_min < dst_min) {
          if(dst_min == 0.0)
             thres = bld.zero;
          else
-            thres = lp_build_const_scalar(src_type, dst_min);
+            thres = lp_build_const_vec(gallivm, src_type, dst_min);
          for(i = 0; i < num_tmps; ++i)
             tmp[i] = lp_build_max(&bld, tmp[i], thres);
       }
@@ -260,7 +809,7 @@ lp_build_conv(LLVMBuilderRef builder,
          if(dst_max == 1.0)
             thres = bld.one;
          else
-            thres = lp_build_const_scalar(src_type, dst_max);
+            thres = lp_build_const_vec(gallivm, src_type, dst_max);
          for(i = 0; i < num_tmps; ++i)
             tmp[i] = lp_build_min(&bld, tmp[i], thres);
       }
@@ -276,7 +825,7 @@ lp_build_conv(LLVMBuilderRef builder,
    else if(tmp_type.floating) {
       if(!dst_type.fixed && !dst_type.sign && dst_type.norm) {
          for(i = 0; i < num_tmps; ++i) {
-            tmp[i] = lp_build_clamped_float_to_unsigned_norm(builder,
+            tmp[i] = lp_build_clamped_float_to_unsigned_norm(gallivm,
                                                              tmp_type,
                                                              dst_type.width,
                                                              tmp[i]);
@@ -285,71 +834,98 @@ lp_build_conv(LLVMBuilderRef builder,
       }
       else {
          double dst_scale = lp_const_scale(dst_type);
-         LLVMTypeRef tmp_vec_type;
 
          if (dst_scale != 1.0) {
-            LLVMValueRef scale = lp_build_const_scalar(tmp_type, dst_scale);
+            LLVMValueRef scale = lp_build_const_vec(gallivm, tmp_type, dst_scale);
             for(i = 0; i < num_tmps; ++i)
-               tmp[i] = LLVMBuildMul(builder, tmp[i], scale, "");
+               tmp[i] = LLVMBuildFMul(builder, tmp[i], scale, "");
          }
 
-         /* Use an equally sized integer for intermediate computations */
-         tmp_type.floating = FALSE;
-         tmp_vec_type = lp_build_vec_type(tmp_type);
-         for(i = 0; i < num_tmps; ++i) {
+         /*
+          * these functions will use fptosi in some form which won't work
+          * with 32bit uint dst. Causes lp_test_conv failures though.
+          */
+         if (0)
+            assert(dst_type.sign || dst_type.width < 32);
+
+         if (dst_type.sign && dst_type.norm && !dst_type.fixed) {
+            struct lp_build_context bld;
+
+            lp_build_context_init(&bld, gallivm, tmp_type);
+            for(i = 0; i < num_tmps; ++i) {
+               tmp[i] = lp_build_iround(&bld, tmp[i]);
+            }
+            tmp_type.floating = FALSE;
+         }
+         else {
+            LLVMTypeRef tmp_vec_type;
+
+            tmp_type.floating = FALSE;
+            tmp_vec_type = lp_build_vec_type(gallivm, tmp_type);
+            for(i = 0; i < num_tmps; ++i) {
 #if 0
-            if(dst_type.sign)
-               tmp[i] = LLVMBuildFPToSI(builder, tmp[i], tmp_vec_type, "");
-            else
-               tmp[i] = LLVMBuildFPToUI(builder, tmp[i], tmp_vec_type, "");
+               if(dst_type.sign)
+                  tmp[i] = LLVMBuildFPToSI(builder, tmp[i], tmp_vec_type, "");
+               else
+                  tmp[i] = LLVMBuildFPToUI(builder, tmp[i], tmp_vec_type, "");
 #else
-           /* FIXME: there is no SSE counterpart for LLVMBuildFPToUI */
-            tmp[i] = LLVMBuildFPToSI(builder, tmp[i], tmp_vec_type, "");
+              /* FIXME: there is no SSE counterpart for LLVMBuildFPToUI */
+               tmp[i] = LLVMBuildFPToSI(builder, tmp[i], tmp_vec_type, "");
 #endif
+            }
          }
       }
    }
    else {
       unsigned src_shift = lp_const_shift(src_type);
       unsigned dst_shift = lp_const_shift(dst_type);
+      unsigned src_offset = lp_const_offset(src_type);
+      unsigned dst_offset = lp_const_offset(dst_type);
+      struct lp_build_context bld;
+      lp_build_context_init(&bld, gallivm, tmp_type);
+
+      /* Compensate for different offsets */
+      /* sscaled -> unorm and similar would cause negative shift count, skip */
+      if (dst_offset > src_offset && src_type.width > dst_type.width && src_shift > 0) {
+         for (i = 0; i < num_tmps; ++i) {
+            LLVMValueRef shifted;
+
+            shifted = lp_build_shr_imm(&bld, tmp[i], src_shift - 1);
+            tmp[i] = LLVMBuildSub(builder, tmp[i], shifted, "");
+         }
+      }
 
-      /* FIXME: compensate different offsets too */
       if(src_shift > dst_shift) {
-         LLVMValueRef shift = lp_build_int_const_scalar(tmp_type, src_shift - dst_shift);
          for(i = 0; i < num_tmps; ++i)
-            if(src_type.sign)
-               tmp[i] = LLVMBuildAShr(builder, tmp[i], shift, "");
-            else
-               tmp[i] = LLVMBuildLShr(builder, tmp[i], shift, "");
+            tmp[i] = lp_build_shr_imm(&bld, tmp[i], src_shift - dst_shift);
       }
    }
 
    /*
     * Truncate or expand bit width
+    *
+    * No data conversion should happen here, although the sign bits are
+    * crucial to avoid bad clamping.
     */
 
-   assert(!tmp_type.floating || tmp_type.width == dst_type.width);
+   {
+      struct lp_type new_type;
 
-   if(tmp_type.width > dst_type.width) {
-      assert(num_dsts == 1);
-      tmp[0] = lp_build_pack(builder, tmp_type, dst_type, TRUE, tmp, num_tmps);
-      tmp_type.width = dst_type.width;
-      tmp_type.length = dst_type.length;
-      num_tmps = 1;
-   }
+      new_type = tmp_type;
+      new_type.sign   = dst_type.sign;
+      new_type.width  = dst_type.width;
+      new_type.length = dst_type.length;
 
-   if(tmp_type.width < dst_type.width) {
-      assert(num_tmps == 1);
-      lp_build_unpack(builder, tmp_type, dst_type, tmp[0], tmp, num_dsts);
-      tmp_type.width = dst_type.width;
-      tmp_type.length = dst_type.length;
+      /*
+       * Note that resize when using packs can sometimes get min/max
+       * clamping for free. Should be able to exploit this...
+       */
+      lp_build_resize(gallivm, tmp_type, new_type, tmp, num_srcs, tmp, num_dsts);
+
+      tmp_type = new_type;
       num_tmps = num_dsts;
    }
 
-   assert(tmp_type.width == dst_type.width);
-   assert(tmp_type.length == dst_type.length);
-   assert(num_tmps == num_dsts);
-
    /*
     * Scale to the widest range
     */
@@ -360,7 +936,7 @@ lp_build_conv(LLVMBuilderRef builder,
    else if(!src_type.floating && dst_type.floating) {
       if(!src_type.fixed && !src_type.sign && src_type.norm) {
          for(i = 0; i < num_tmps; ++i) {
-            tmp[i] = lp_build_unsigned_norm_to_float(builder,
+            tmp[i] = lp_build_unsigned_norm_to_float(gallivm,
                                                      src_type.width,
                                                      dst_type,
                                                      tmp[i]);
@@ -374,7 +950,7 @@ lp_build_conv(LLVMBuilderRef builder,
          /* Use an equally sized integer for intermediate computations */
          tmp_type.floating = TRUE;
          tmp_type.sign = TRUE;
-         tmp_vec_type = lp_build_vec_type(tmp_type);
+         tmp_vec_type = lp_build_vec_type(gallivm, tmp_type);
          for(i = 0; i < num_tmps; ++i) {
 #if 0
             if(dst_type.sign)
@@ -388,26 +964,65 @@ lp_build_conv(LLVMBuilderRef builder,
           }
 
           if (src_scale != 1.0) {
-             LLVMValueRef scale = lp_build_const_scalar(tmp_type, 1.0/src_scale);
+             LLVMValueRef scale = lp_build_const_vec(gallivm, tmp_type, 1.0/src_scale);
              for(i = 0; i < num_tmps; ++i)
-                tmp[i] = LLVMBuildMul(builder, tmp[i], scale, "");
+                tmp[i] = LLVMBuildFMul(builder, tmp[i], scale, "");
+          }
+
+          /* the formula above will produce value below -1.0 for most negative
+           * value but everything seems happy with that hence disable for now */
+          if (0 && !src_type.fixed && src_type.norm && src_type.sign) {
+             struct lp_build_context bld;
+
+             lp_build_context_init(&bld, gallivm, dst_type);
+             for(i = 0; i < num_tmps; ++i) {
+                tmp[i] = lp_build_max(&bld, tmp[i],
+                                      lp_build_const_vec(gallivm, dst_type, -1.0f));
+             }
           }
       }
     }
     else {
        unsigned src_shift = lp_const_shift(src_type);
        unsigned dst_shift = lp_const_shift(dst_type);
+       unsigned src_offset = lp_const_offset(src_type);
+       unsigned dst_offset = lp_const_offset(dst_type);
+       struct lp_build_context bld;
+       lp_build_context_init(&bld, gallivm, tmp_type);
+
+       if (src_shift < dst_shift) {
+          LLVMValueRef pre_shift[LP_MAX_VECTOR_LENGTH];
+
+          if (dst_shift - src_shift < dst_type.width) {
+             for (i = 0; i < num_tmps; ++i) {
+                pre_shift[i] = tmp[i];
+                tmp[i] = lp_build_shl_imm(&bld, tmp[i], dst_shift - src_shift);
+             }
+          }
+          else {
+             /*
+              * This happens for things like sscaled -> unorm conversions. Shift
+              * counts equal to bit width cause undefined results, so hack around it.
+              */
+             for (i = 0; i < num_tmps; ++i) {
+                pre_shift[i] = tmp[i];
+                tmp[i] = lp_build_zero(gallivm, dst_type);
+             }
+          }
 
-       /* FIXME: compensate different offsets too */
-       if(src_shift < dst_shift) {
-          LLVMValueRef shift = lp_build_int_const_scalar(tmp_type, dst_shift - src_shift);
-          for(i = 0; i < num_tmps; ++i)
-             tmp[i] = LLVMBuildShl(builder, tmp[i], shift, "");
+          /* Compensate for different offsets */
+          if (dst_offset > src_offset) {
+             for (i = 0; i < num_tmps; ++i) {
+                tmp[i] = LLVMBuildSub(builder, tmp[i], pre_shift[i], "");
+             }
+          }
        }
     }
 
-   for(i = 0; i < num_dsts; ++i)
+   for(i = 0; i < num_dsts; ++i) {
       dst[i] = tmp[i];
+      assert(lp_check_value(dst_type, dst[i]));
+   }
 }
 
 
@@ -417,19 +1032,17 @@ lp_build_conv(LLVMBuilderRef builder,
  * This will convert the integer masks that match the given types.
  *
  * The mask values should 0 or -1, i.e., all bits either set to zero or one.
- * Any other value will likely cause in unpredictable results.
+ * Any other value will likely cause unpredictable results.
  *
  * This is basically a very trimmed down version of lp_build_conv.
  */
 void
-lp_build_conv_mask(LLVMBuilderRef builder,
+lp_build_conv_mask(struct gallivm_state *gallivm,
                    struct lp_type src_type,
                    struct lp_type dst_type,
                    const LLVMValueRef *src, unsigned num_srcs,
                    LLVMValueRef *dst, unsigned num_dsts)
 {
-   /* Register width must remain constant */
-   assert(src_type.width * src_type.length == dst_type.width * dst_type.length);
 
    /* We must not loose or gain channels. Only precision */
    assert(src_type.length * num_srcs == dst_type.length * num_dsts);
@@ -454,16 +1067,5 @@ lp_build_conv_mask(LLVMBuilderRef builder,
     * Truncate or expand bit width
     */
 
-   if(src_type.width > dst_type.width) {
-      assert(num_dsts == 1);
-      dst[0] = lp_build_pack(builder, src_type, dst_type, TRUE, src, num_srcs);
-   }
-   else if(src_type.width < dst_type.width) {
-      assert(num_srcs == 1);
-      lp_build_unpack(builder, src_type, dst_type, src[0], dst, num_dsts);
-   }
-   else {
-      assert(num_srcs == num_dsts);
-      memcpy(dst, src, num_dsts * sizeof *dst);
-   }
+   lp_build_resize(gallivm, src_type, dst_type, src, num_srcs, dst, num_dsts);
 }