i965g: Fix assertions that were always true.
[mesa.git] / src / gallium / docs / source / tgsi.rst
index 2474925b464b641681f94319dd06b3aa45d033d6..c292cd37d5c21f8c940f1d7bf22caa56fcf37075 100644 (file)
 TGSI
 ====
 
-TGSI, Tungsten Graphics Shader Instructions, is an intermediate language
+TGSI, Tungsten Graphics Shader Infrastructure, is an intermediate language
 for describing shaders. Since Gallium is inherently shaderful, shaders are
 an important part of the API. TGSI is the only intermediate representation
 used by all drivers.
+
+Basics
+------
+
+All TGSI instructions, known as *opcodes*, operate on arbitrary-precision
+floating-point four-component vectors. An opcode may have up to one
+destination register, known as *dst*, and between zero and three source
+registers, called *src0* through *src2*, or simply *src* if there is only
+one.
+
+Some instructions, like :opcode:`I2F`, permit re-interpretation of vector
+components as integers. Other instructions permit using registers as
+two-component vectors with double precision; see :ref:`Double Opcodes`.
+
+When an instruction has a scalar result, the result is usually copied into
+each of the components of *dst*. When this happens, the result is said to be
+*replicated* to *dst*. :opcode:`RCP` is one such instruction.
+
+Instruction Set
+---------------
+
+From GL_NV_vertex_program
+^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
+
+
+.. opcode:: ARL - Address Register Load
+
+.. math::
+
+  dst.x = \lfloor src.x\rfloor
+
+  dst.y = \lfloor src.y\rfloor
+
+  dst.z = \lfloor src.z\rfloor
+
+  dst.w = \lfloor src.w\rfloor
+
+
+.. opcode:: MOV - Move
+
+.. math::
+
+  dst.x = src.x
+
+  dst.y = src.y
+
+  dst.z = src.z
+
+  dst.w = src.w
+
+
+.. opcode:: LIT - Light Coefficients
+
+.. math::
+
+  dst.x = 1
+
+  dst.y = max(src.x, 0)
+
+  dst.z = (src.x > 0) ? max(src.y, 0)^{clamp(src.w, -128, 128))} : 0
+
+  dst.w = 1
+
+
+.. opcode:: RCP - Reciprocal
+
+This instruction replicates its result.
+
+.. math::
+
+  dst = \frac{1}{src.x}
+
+
+.. opcode:: RSQ - Reciprocal Square Root
+
+This instruction replicates its result.
+
+.. math::
+
+  dst = \frac{1}{\sqrt{|src.x|}}
+
+
+.. opcode:: EXP - Approximate Exponential Base 2
+
+.. math::
+
+  dst.x = 2^{\lfloor src.x\rfloor}
+
+  dst.y = src.x - \lfloor src.x\rfloor
+
+  dst.z = 2^{src.x}
+
+  dst.w = 1
+
+
+.. opcode:: LOG - Approximate Logarithm Base 2
+
+.. math::
+
+  dst.x = \lfloor\log_2{|src.x|}\rfloor
+
+  dst.y = \frac{|src.x|}{2^{\lfloor\log_2{|src.x|}\rfloor}}
+
+  dst.z = \log_2{|src.x|}
+
+  dst.w = 1
+
+
+.. opcode:: MUL - Multiply
+
+.. math::
+
+  dst.x = src0.x \times src1.x
+
+  dst.y = src0.y \times src1.y
+
+  dst.z = src0.z \times src1.z
+
+  dst.w = src0.w \times src1.w
+
+
+.. opcode:: ADD - Add
+
+.. math::
+
+  dst.x = src0.x + src1.x
+
+  dst.y = src0.y + src1.y
+
+  dst.z = src0.z + src1.z
+
+  dst.w = src0.w + src1.w
+
+
+.. opcode:: DP3 - 3-component Dot Product
+
+This instruction replicates its result.
+
+.. math::
+
+  dst = src0.x \times src1.x + src0.y \times src1.y + src0.z \times src1.z
+
+
+.. opcode:: DP4 - 4-component Dot Product
+
+This instruction replicates its result.
+
+.. math::
+
+  dst = src0.x \times src1.x + src0.y \times src1.y + src0.z \times src1.z + src0.w \times src1.w
+
+
+.. opcode:: DST - Distance Vector
+
+.. math::
+
+  dst.x = 1
+
+  dst.y = src0.y \times src1.y
+
+  dst.z = src0.z
+
+  dst.w = src1.w
+
+
+.. opcode:: MIN - Minimum
+
+.. math::
+
+  dst.x = min(src0.x, src1.x)
+
+  dst.y = min(src0.y, src1.y)
+
+  dst.z = min(src0.z, src1.z)
+
+  dst.w = min(src0.w, src1.w)
+
+
+.. opcode:: MAX - Maximum
+
+.. math::
+
+  dst.x = max(src0.x, src1.x)
+
+  dst.y = max(src0.y, src1.y)
+
+  dst.z = max(src0.z, src1.z)
+
+  dst.w = max(src0.w, src1.w)
+
+
+.. opcode:: SLT - Set On Less Than
+
+.. math::
+
+  dst.x = (src0.x < src1.x) ? 1 : 0
+
+  dst.y = (src0.y < src1.y) ? 1 : 0
+
+  dst.z = (src0.z < src1.z) ? 1 : 0
+
+  dst.w = (src0.w < src1.w) ? 1 : 0
+
+
+.. opcode:: SGE - Set On Greater Equal Than
+
+.. math::
+
+  dst.x = (src0.x >= src1.x) ? 1 : 0
+
+  dst.y = (src0.y >= src1.y) ? 1 : 0
+
+  dst.z = (src0.z >= src1.z) ? 1 : 0
+
+  dst.w = (src0.w >= src1.w) ? 1 : 0
+
+
+.. opcode:: MAD - Multiply And Add
+
+.. math::
+
+  dst.x = src0.x \times src1.x + src2.x
+
+  dst.y = src0.y \times src1.y + src2.y
+
+  dst.z = src0.z \times src1.z + src2.z
+
+  dst.w = src0.w \times src1.w + src2.w
+
+
+.. opcode:: SUB - Subtract
+
+.. math::
+
+  dst.x = src0.x - src1.x
+
+  dst.y = src0.y - src1.y
+
+  dst.z = src0.z - src1.z
+
+  dst.w = src0.w - src1.w
+
+
+.. opcode:: LRP - Linear Interpolate
+
+.. math::
+
+  dst.x = src0.x \times src1.x + (1 - src0.x) \times src2.x
+
+  dst.y = src0.y \times src1.y + (1 - src0.y) \times src2.y
+
+  dst.z = src0.z \times src1.z + (1 - src0.z) \times src2.z
+
+  dst.w = src0.w \times src1.w + (1 - src0.w) \times src2.w
+
+
+.. opcode:: CND - Condition
+
+.. math::
+
+  dst.x = (src2.x > 0.5) ? src0.x : src1.x
+
+  dst.y = (src2.y > 0.5) ? src0.y : src1.y
+
+  dst.z = (src2.z > 0.5) ? src0.z : src1.z
+
+  dst.w = (src2.w > 0.5) ? src0.w : src1.w
+
+
+.. opcode:: DP2A - 2-component Dot Product And Add
+
+.. math::
+
+  dst.x = src0.x \times src1.x + src0.y \times src1.y + src2.x
+
+  dst.y = src0.x \times src1.x + src0.y \times src1.y + src2.x
+
+  dst.z = src0.x \times src1.x + src0.y \times src1.y + src2.x
+
+  dst.w = src0.x \times src1.x + src0.y \times src1.y + src2.x
+
+
+.. opcode:: FRAC - Fraction
+
+.. math::
+
+  dst.x = src.x - \lfloor src.x\rfloor
+
+  dst.y = src.y - \lfloor src.y\rfloor
+
+  dst.z = src.z - \lfloor src.z\rfloor
+
+  dst.w = src.w - \lfloor src.w\rfloor
+
+
+.. opcode:: CLAMP - Clamp
+
+.. math::
+
+  dst.x = clamp(src0.x, src1.x, src2.x)
+
+  dst.y = clamp(src0.y, src1.y, src2.y)
+
+  dst.z = clamp(src0.z, src1.z, src2.z)
+
+  dst.w = clamp(src0.w, src1.w, src2.w)
+
+
+.. opcode:: FLR - Floor
+
+This is identical to :opcode:`ARL`.
+
+.. math::
+
+  dst.x = \lfloor src.x\rfloor
+
+  dst.y = \lfloor src.y\rfloor
+
+  dst.z = \lfloor src.z\rfloor
+
+  dst.w = \lfloor src.w\rfloor
+
+
+.. opcode:: ROUND - Round
+
+.. math::
+
+  dst.x = round(src.x)
+
+  dst.y = round(src.y)
+
+  dst.z = round(src.z)
+
+  dst.w = round(src.w)
+
+
+.. opcode:: EX2 - Exponential Base 2
+
+This instruction replicates its result.
+
+.. math::
+
+  dst = 2^{src.x}
+
+
+.. opcode:: LG2 - Logarithm Base 2
+
+This instruction replicates its result.
+
+.. math::
+
+  dst = \log_2{src.x}
+
+
+.. opcode:: POW - Power
+
+This instruction replicates its result.
+
+.. math::
+
+  dst = src0.x^{src1.x}
+
+.. opcode:: XPD - Cross Product
+
+.. math::
+
+  dst.x = src0.y \times src1.z - src1.y \times src0.z
+
+  dst.y = src0.z \times src1.x - src1.z \times src0.x
+
+  dst.z = src0.x \times src1.y - src1.x \times src0.y
+
+  dst.w = 1
+
+
+.. opcode:: ABS - Absolute
+
+.. math::
+
+  dst.x = |src.x|
+
+  dst.y = |src.y|
+
+  dst.z = |src.z|
+
+  dst.w = |src.w|
+
+
+.. opcode:: RCC - Reciprocal Clamped
+
+This instruction replicates its result.
+
+XXX cleanup on aisle three
+
+.. math::
+
+  dst = (1 / src.x) > 0 ? clamp(1 / src.x, 5.42101e-020, 1.884467e+019) : clamp(1 / src.x, -1.884467e+019, -5.42101e-020)
+
+
+.. opcode:: DPH - Homogeneous Dot Product
+
+This instruction replicates its result.
+
+.. math::
+
+  dst = src0.x \times src1.x + src0.y \times src1.y + src0.z \times src1.z + src1.w
+
+
+.. opcode:: COS - Cosine
+
+This instruction replicates its result.
+
+.. math::
+
+  dst = \cos{src.x}
+
+
+.. opcode:: DDX - Derivative Relative To X
+
+.. math::
+
+  dst.x = partialx(src.x)
+
+  dst.y = partialx(src.y)
+
+  dst.z = partialx(src.z)
+
+  dst.w = partialx(src.w)
+
+
+.. opcode:: DDY - Derivative Relative To Y
+
+.. math::
+
+  dst.x = partialy(src.x)
+
+  dst.y = partialy(src.y)
+
+  dst.z = partialy(src.z)
+
+  dst.w = partialy(src.w)
+
+
+.. opcode:: KILP - Predicated Discard
+
+  discard
+
+
+.. opcode:: PK2H - Pack Two 16-bit Floats
+
+  TBD
+
+
+.. opcode:: PK2US - Pack Two Unsigned 16-bit Scalars
+
+  TBD
+
+
+.. opcode:: PK4B - Pack Four Signed 8-bit Scalars
+
+  TBD
+
+
+.. opcode:: PK4UB - Pack Four Unsigned 8-bit Scalars
+
+  TBD
+
+
+.. opcode:: RFL - Reflection Vector
+
+.. math::
+
+  dst.x = 2 \times (src0.x \times src1.x + src0.y \times src1.y + src0.z \times src1.z) / (src0.x \times src0.x + src0.y \times src0.y + src0.z \times src0.z) \times src0.x - src1.x
+
+  dst.y = 2 \times (src0.x \times src1.x + src0.y \times src1.y + src0.z \times src1.z) / (src0.x \times src0.x + src0.y \times src0.y + src0.z \times src0.z) \times src0.y - src1.y
+
+  dst.z = 2 \times (src0.x \times src1.x + src0.y \times src1.y + src0.z \times src1.z) / (src0.x \times src0.x + src0.y \times src0.y + src0.z \times src0.z) \times src0.z - src1.z
+
+  dst.w = 1
+
+.. note::
+
+   Considered for removal.
+
+
+.. opcode:: SEQ - Set On Equal
+
+.. math::
+
+  dst.x = (src0.x == src1.x) ? 1 : 0
+
+  dst.y = (src0.y == src1.y) ? 1 : 0
+
+  dst.z = (src0.z == src1.z) ? 1 : 0
+
+  dst.w = (src0.w == src1.w) ? 1 : 0
+
+
+.. opcode:: SFL - Set On False
+
+This instruction replicates its result.
+
+.. math::
+
+  dst = 0
+
+.. note::
+
+   Considered for removal.
+
+
+.. opcode:: SGT - Set On Greater Than
+
+.. math::
+
+  dst.x = (src0.x > src1.x) ? 1 : 0
+
+  dst.y = (src0.y > src1.y) ? 1 : 0
+
+  dst.z = (src0.z > src1.z) ? 1 : 0
+
+  dst.w = (src0.w > src1.w) ? 1 : 0
+
+
+.. opcode:: SIN - Sine
+
+This instruction replicates its result.
+
+.. math::
+
+  dst = \sin{src.x}
+
+
+.. opcode:: SLE - Set On Less Equal Than
+
+.. math::
+
+  dst.x = (src0.x <= src1.x) ? 1 : 0
+
+  dst.y = (src0.y <= src1.y) ? 1 : 0
+
+  dst.z = (src0.z <= src1.z) ? 1 : 0
+
+  dst.w = (src0.w <= src1.w) ? 1 : 0
+
+
+.. opcode:: SNE - Set On Not Equal
+
+.. math::
+
+  dst.x = (src0.x != src1.x) ? 1 : 0
+
+  dst.y = (src0.y != src1.y) ? 1 : 0
+
+  dst.z = (src0.z != src1.z) ? 1 : 0
+
+  dst.w = (src0.w != src1.w) ? 1 : 0
+
+
+.. opcode:: STR - Set On True
+
+This instruction replicates its result.
+
+.. math::
+
+  dst = 1
+
+
+.. opcode:: TEX - Texture Lookup
+
+  TBD
+
+
+.. opcode:: TXD - Texture Lookup with Derivatives
+
+  TBD
+
+
+.. opcode:: TXP - Projective Texture Lookup
+
+  TBD
+
+
+.. opcode:: UP2H - Unpack Two 16-Bit Floats
+
+  TBD
+
+.. note::
+
+   Considered for removal.
+
+.. opcode:: UP2US - Unpack Two Unsigned 16-Bit Scalars
+
+  TBD
+
+.. note::
+
+   Considered for removal.
+
+.. opcode:: UP4B - Unpack Four Signed 8-Bit Values
+
+  TBD
+
+.. note::
+
+   Considered for removal.
+
+.. opcode:: UP4UB - Unpack Four Unsigned 8-Bit Scalars
+
+  TBD
+
+.. note::
+
+   Considered for removal.
+
+.. opcode:: X2D - 2D Coordinate Transformation
+
+.. math::
+
+  dst.x = src0.x + src1.x \times src2.x + src1.y \times src2.y
+
+  dst.y = src0.y + src1.x \times src2.z + src1.y \times src2.w
+
+  dst.z = src0.x + src1.x \times src2.x + src1.y \times src2.y
+
+  dst.w = src0.y + src1.x \times src2.z + src1.y \times src2.w
+
+.. note::
+
+   Considered for removal.
+
+
+From GL_NV_vertex_program2
+^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
+
+
+.. opcode:: ARA - Address Register Add
+
+  TBD
+
+.. note::
+
+   Considered for removal.
+
+.. opcode:: ARR - Address Register Load With Round
+
+.. math::
+
+  dst.x = round(src.x)
+
+  dst.y = round(src.y)
+
+  dst.z = round(src.z)
+
+  dst.w = round(src.w)
+
+
+.. opcode:: BRA - Branch
+
+  pc = target
+
+.. note::
+
+   Considered for removal.
+
+.. opcode:: CAL - Subroutine Call
+
+  push(pc)
+  pc = target
+
+
+.. opcode:: RET - Subroutine Call Return
+
+  pc = pop()
+
+  Potential restrictions:  
+  * Only occurs at end of function.
+
+.. opcode:: SSG - Set Sign
+
+.. math::
+
+  dst.x = (src.x > 0) ? 1 : (src.x < 0) ? -1 : 0
+
+  dst.y = (src.y > 0) ? 1 : (src.y < 0) ? -1 : 0
+
+  dst.z = (src.z > 0) ? 1 : (src.z < 0) ? -1 : 0
+
+  dst.w = (src.w > 0) ? 1 : (src.w < 0) ? -1 : 0
+
+
+.. opcode:: CMP - Compare
+
+.. math::
+
+  dst.x = (src0.x < 0) ? src1.x : src2.x
+
+  dst.y = (src0.y < 0) ? src1.y : src2.y
+
+  dst.z = (src0.z < 0) ? src1.z : src2.z
+
+  dst.w = (src0.w < 0) ? src1.w : src2.w
+
+
+.. opcode:: KIL - Conditional Discard
+
+.. math::
+
+  if (src.x < 0 || src.y < 0 || src.z < 0 || src.w < 0)
+    discard
+  endif
+
+
+.. opcode:: SCS - Sine Cosine
+
+.. math::
+
+  dst.x = \cos{src.x}
+
+  dst.y = \sin{src.x}
+
+  dst.z = 0
+
+  dst.y = 1
+
+
+.. opcode:: TXB - Texture Lookup With Bias
+
+  TBD
+
+
+.. opcode:: NRM - 3-component Vector Normalise
+
+.. math::
+
+  dst.x = src.x / (src.x \times src.x + src.y \times src.y + src.z \times src.z)
+
+  dst.y = src.y / (src.x \times src.x + src.y \times src.y + src.z \times src.z)
+
+  dst.z = src.z / (src.x \times src.x + src.y \times src.y + src.z \times src.z)
+
+  dst.w = 1
+
+
+.. opcode:: DIV - Divide
+
+.. math::
+
+  dst.x = \frac{src0.x}{src1.x}
+
+  dst.y = \frac{src0.y}{src1.y}
+
+  dst.z = \frac{src0.z}{src1.z}
+
+  dst.w = \frac{src0.w}{src1.w}
+
+
+.. opcode:: DP2 - 2-component Dot Product
+
+This instruction replicates its result.
+
+.. math::
+
+  dst = src0.x \times src1.x + src0.y \times src1.y
+
+
+.. opcode:: TXL - Texture Lookup With LOD
+
+  TBD
+
+
+.. opcode:: BRK - Break
+
+  TBD
+
+
+.. opcode:: IF - If
+
+  TBD
+
+
+.. opcode:: BGNFOR - Begin a For-Loop
+
+  dst.x = floor(src.x)
+  dst.y = floor(src.y)
+  dst.z = floor(src.z)
+
+  if (dst.y <= 0)
+    pc = [matching ENDFOR] + 1
+  endif
+
+  Note: The destination must be a loop register.
+        The source must be a constant register.
+
+.. note::
+
+   Considered for cleanup.
+
+.. note::
+
+   Considered for removal.
+
+
+.. opcode:: REP - Repeat
+
+  TBD
+
+
+.. opcode:: ELSE - Else
+
+  TBD
+
+
+.. opcode:: ENDIF - End If
+
+  TBD
+
+
+.. opcode:: ENDFOR - End a For-Loop
+
+  dst.x = dst.x + dst.z
+  dst.y = dst.y - 1.0
+
+  if (dst.y > 0)
+    pc = [matching BGNFOR instruction] + 1
+  endif
+
+  Note: The destination must be a loop register.
+
+.. note::
+
+   Considered for cleanup.
+
+.. note::
+
+   Considered for removal.
+
+.. opcode:: ENDREP - End Repeat
+
+  TBD
+
+
+.. opcode:: PUSHA - Push Address Register On Stack
+
+  push(src.x)
+  push(src.y)
+  push(src.z)
+  push(src.w)
+
+.. note::
+
+   Considered for cleanup.
+
+.. note::
+
+   Considered for removal.
+
+.. opcode:: POPA - Pop Address Register From Stack
+
+  dst.w = pop()
+  dst.z = pop()
+  dst.y = pop()
+  dst.x = pop()
+
+.. note::
+
+   Considered for cleanup.
+
+.. note::
+
+   Considered for removal.
+
+
+From GL_NV_gpu_program4
+^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
+
+Support for these opcodes indicated by a special pipe capability bit (TBD).
+
+.. opcode:: CEIL - Ceiling
+
+.. math::
+
+  dst.x = \lceil src.x\rceil
+
+  dst.y = \lceil src.y\rceil
+
+  dst.z = \lceil src.z\rceil
+
+  dst.w = \lceil src.w\rceil
+
+
+.. opcode:: I2F - Integer To Float
+
+.. math::
+
+  dst.x = (float) src.x
+
+  dst.y = (float) src.y
+
+  dst.z = (float) src.z
+
+  dst.w = (float) src.w
+
+
+.. opcode:: NOT - Bitwise Not
+
+.. math::
+
+  dst.x = ~src.x
+
+  dst.y = ~src.y
+
+  dst.z = ~src.z
+
+  dst.w = ~src.w
+
+
+.. opcode:: TRUNC - Truncate
+
+.. math::
+
+  dst.x = trunc(src.x)
+
+  dst.y = trunc(src.y)
+
+  dst.z = trunc(src.z)
+
+  dst.w = trunc(src.w)
+
+
+.. opcode:: SHL - Shift Left
+
+.. math::
+
+  dst.x = src0.x << src1.x
+
+  dst.y = src0.y << src1.x
+
+  dst.z = src0.z << src1.x
+
+  dst.w = src0.w << src1.x
+
+
+.. opcode:: SHR - Shift Right
+
+.. math::
+
+  dst.x = src0.x >> src1.x
+
+  dst.y = src0.y >> src1.x
+
+  dst.z = src0.z >> src1.x
+
+  dst.w = src0.w >> src1.x
+
+
+.. opcode:: AND - Bitwise And
+
+.. math::
+
+  dst.x = src0.x & src1.x
+
+  dst.y = src0.y & src1.y
+
+  dst.z = src0.z & src1.z
+
+  dst.w = src0.w & src1.w
+
+
+.. opcode:: OR - Bitwise Or
+
+.. math::
+
+  dst.x = src0.x | src1.x
+
+  dst.y = src0.y | src1.y
+
+  dst.z = src0.z | src1.z
+
+  dst.w = src0.w | src1.w
+
+
+.. opcode:: MOD - Modulus
+
+.. math::
+
+  dst.x = src0.x \bmod src1.x
+
+  dst.y = src0.y \bmod src1.y
+
+  dst.z = src0.z \bmod src1.z
+
+  dst.w = src0.w \bmod src1.w
+
+
+.. opcode:: XOR - Bitwise Xor
+
+.. math::
+
+  dst.x = src0.x \oplus src1.x
+
+  dst.y = src0.y \oplus src1.y
+
+  dst.z = src0.z \oplus src1.z
+
+  dst.w = src0.w \oplus src1.w
+
+
+.. opcode:: SAD - Sum Of Absolute Differences
+
+.. math::
+
+  dst.x = |src0.x - src1.x| + src2.x
+
+  dst.y = |src0.y - src1.y| + src2.y
+
+  dst.z = |src0.z - src1.z| + src2.z
+
+  dst.w = |src0.w - src1.w| + src2.w
+
+
+.. opcode:: TXF - Texel Fetch
+
+  TBD
+
+
+.. opcode:: TXQ - Texture Size Query
+
+  TBD
+
+
+.. opcode:: CONT - Continue
+
+  TBD
+
+
+From GL_NV_geometry_program4
+^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
+
+
+.. opcode:: EMIT - Emit
+
+  TBD
+
+
+.. opcode:: ENDPRIM - End Primitive
+
+  TBD
+
+
+From GLSL
+^^^^^^^^^^
+
+
+.. opcode:: BGNLOOP - Begin a Loop
+
+  TBD
+
+
+.. opcode:: BGNSUB - Begin Subroutine
+
+  TBD
+
+
+.. opcode:: ENDLOOP - End a Loop
+
+  TBD
+
+
+.. opcode:: ENDSUB - End Subroutine
+
+  TBD
+
+
+.. opcode:: NOP - No Operation
+
+  Do nothing.
+
+
+.. opcode:: NRM4 - 4-component Vector Normalise
+
+This instruction replicates its result.
+
+.. math::
+
+  dst = \frac{src.x}{src.x \times src.x + src.y \times src.y + src.z \times src.z + src.w \times src.w}
+
+
+ps_2_x
+^^^^^^^^^^^^
+
+
+.. opcode:: CALLNZ - Subroutine Call If Not Zero
+
+  TBD
+
+
+.. opcode:: IFC - If
+
+  TBD
+
+
+.. opcode:: BREAKC - Break Conditional
+
+  TBD
+
+.. _doubleopcodes:
+
+Double Opcodes
+^^^^^^^^^^^^^^^
+
+.. opcode:: DADD - Add Double
+
+.. math::
+
+  dst.xy = src0.xy + src1.xy
+
+  dst.zw = src0.zw + src1.zw
+
+
+.. opcode:: DDIV - Divide Double
+
+.. math::
+
+  dst.xy = src0.xy / src1.xy
+
+  dst.zw = src0.zw / src1.zw
+
+.. opcode:: DSEQ - Set Double on Equal
+
+.. math::
+
+  dst.xy = src0.xy == src1.xy ? 1.0F : 0.0F
+
+  dst.zw = src0.zw == src1.zw ? 1.0F : 0.0F
+
+.. opcode:: DSLT - Set Double on Less than
+
+.. math::
+
+  dst.xy = src0.xy < src1.xy ? 1.0F : 0.0F
+
+  dst.zw = src0.zw < src1.zw ? 1.0F : 0.0F
+
+.. opcode:: DFRAC - Double Fraction
+
+.. math::
+
+  dst.xy = src.xy - \lfloor src.xy\rfloor
+
+  dst.zw = src.zw - \lfloor src.zw\rfloor
+
+
+.. opcode:: DFRACEXP - Convert Double Number to Fractional and Integral Components
+
+.. math::
+
+  dst0.xy = frexp(src.xy, dst1.xy)
+
+  dst0.zw = frexp(src.zw, dst1.zw)
+
+.. opcode:: DLDEXP - Multiple Double Number by Integral Power of 2
+
+.. math::
+
+  dst.xy = ldexp(src0.xy, src1.xy)
+
+  dst.zw = ldexp(src0.zw, src1.zw)
+
+.. opcode:: DMIN - Minimum Double
+
+.. math::
+
+  dst.xy = min(src0.xy, src1.xy)
+
+  dst.zw = min(src0.zw, src1.zw)
+
+.. opcode:: DMAX - Maximum Double
+
+.. math::
+
+  dst.xy = max(src0.xy, src1.xy)
+
+  dst.zw = max(src0.zw, src1.zw)
+
+.. opcode:: DMUL - Multiply Double
+
+.. math::
+
+  dst.xy = src0.xy \times src1.xy
+
+  dst.zw = src0.zw \times src1.zw
+
+
+.. opcode:: DMAD - Multiply And Add Doubles
+
+.. math::
+
+  dst.xy = src0.xy \times src1.xy + src2.xy
+
+  dst.zw = src0.zw \times src1.zw + src2.zw
+
+
+.. opcode:: DRCP - Reciprocal Double
+
+.. math::
+
+   dst.xy = \frac{1}{src.xy}
+
+   dst.zw = \frac{1}{src.zw}
+
+.. opcode:: DSQRT - Square root double
+
+.. math::
+
+   dst.xy = \sqrt{src.xy}
+
+   dst.zw = \sqrt{src.zw}
+
+
+Explanation of symbols used
+------------------------------
+
+
+Functions
+^^^^^^^^^^^^^^
+
+
+  :math:`|x|`       Absolute value of `x`.
+
+  :math:`\lceil x \rceil` Ceiling of `x`.
+
+  clamp(x,y,z)      Clamp x between y and z.
+                    (x < y) ? y : (x > z) ? z : x
+
+  :math:`\lfloor x\rfloor` Floor of `x`.
+
+  :math:`\log_2{x}` Logarithm of `x`, base 2.
+
+  max(x,y)          Maximum of x and y.
+                    (x > y) ? x : y
+
+  min(x,y)          Minimum of x and y.
+                    (x < y) ? x : y
+
+  partialx(x)       Derivative of x relative to fragment's X.
+
+  partialy(x)       Derivative of x relative to fragment's Y.
+
+  pop()             Pop from stack.
+
+  :math:`x^y`       `x` to the power `y`.
+
+  push(x)           Push x on stack.
+
+  round(x)          Round x.
+
+  trunc(x)          Truncate x, i.e. drop the fraction bits.
+
+
+Keywords
+^^^^^^^^^^^^^
+
+
+  discard           Discard fragment.
+
+  pc                Program counter.
+
+  target            Label of target instruction.
+
+
+Other tokens
+---------------
+
+
+Declaration
+^^^^^^^^^^^
+
+
+Declares a register that is will be referenced as an operand in Instruction
+tokens.
+
+File field contains register file that is being declared and is one
+of TGSI_FILE.
+
+UsageMask field specifies which of the register components can be accessed
+and is one of TGSI_WRITEMASK.
+
+Interpolate field is only valid for fragment shader INPUT register files.
+It specifes the way input is being interpolated by the rasteriser and is one
+of TGSI_INTERPOLATE.
+
+If Dimension flag is set to 1, a Declaration Dimension token follows.
+
+If Semantic flag is set to 1, a Declaration Semantic token follows.
+
+CylindricalWrap bitfield is only valid for fragment shader INPUT register
+files. It specifies which register components should be subject to cylindrical
+wrapping when interpolating by the rasteriser. If TGSI_CYLINDRICAL_WRAP_X
+is set to 1, the X component should be interpolated according to cylindrical
+wrapping rules.
+
+
+Declaration Semantic
+^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
+
+
+  Follows Declaration token if Semantic bit is set.
+
+  Since its purpose is to link a shader with other stages of the pipeline,
+  it is valid to follow only those Declaration tokens that declare a register
+  either in INPUT or OUTPUT file.
+
+  SemanticName field contains the semantic name of the register being declared.
+  There is no default value.
+
+  SemanticIndex is an optional subscript that can be used to distinguish
+  different register declarations with the same semantic name. The default value
+  is 0.
+
+  The meanings of the individual semantic names are explained in the following
+  sections.
+
+TGSI_SEMANTIC_POSITION
+""""""""""""""""""""""
+
+Position, sometimes known as HPOS or WPOS for historical reasons, is the
+location of the vertex in space, in ``(x, y, z, w)`` format. ``x``, ``y``, and ``z``
+are the Cartesian coordinates, and ``w`` is the homogenous coordinate and used
+for the perspective divide, if enabled.
+
+As a vertex shader output, position should be scaled to the viewport. When
+used in fragment shaders, position will be in window coordinates. The convention
+used depends on the FS_COORD_ORIGIN and FS_COORD_PIXEL_CENTER properties.
+
+XXX additionally, is there a way to configure the perspective divide? it's
+accelerated on most chipsets AFAIK...
+
+Position, if not specified, usually defaults to ``(0, 0, 0, 1)``, and can
+be partially specified as ``(x, y, 0, 1)`` or ``(x, y, z, 1)``.
+
+XXX usually? can we solidify that?
+
+TGSI_SEMANTIC_COLOR
+"""""""""""""""""""
+
+Colors are used to, well, color the primitives. Colors are always in
+``(r, g, b, a)`` format.
+
+If alpha is not specified, it defaults to 1.
+
+TGSI_SEMANTIC_BCOLOR
+""""""""""""""""""""
+
+Back-facing colors are only used for back-facing polygons, and are only valid
+in vertex shader outputs. After rasterization, all polygons are front-facing
+and COLOR and BCOLOR end up occupying the same slots in the fragment, so
+all BCOLORs effectively become regular COLORs in the fragment shader.
+
+TGSI_SEMANTIC_FOG
+"""""""""""""""""
+
+The fog coordinate historically has been used to replace the depth coordinate
+for generation of fog in dedicated fog blocks. Gallium, however, does not use
+dedicated fog acceleration, placing it entirely in the fragment shader
+instead.
+
+The fog coordinate should be written in ``(f, 0, 0, 1)`` format. Only the first
+component matters when writing from the vertex shader; the driver will ensure
+that the coordinate is in this format when used as a fragment shader input.
+
+TGSI_SEMANTIC_PSIZE
+"""""""""""""""""""
+
+PSIZE, or point size, is used to specify point sizes per-vertex. It should
+be in ``(s, 0, 0, 1)`` format, where ``s`` is the (possibly clamped) point size.
+Only the first component matters when writing from the vertex shader.
+
+When using this semantic, be sure to set the appropriate state in the
+:ref:`rasterizer` first.
+
+TGSI_SEMANTIC_GENERIC
+"""""""""""""""""""""
+
+Generic semantics are nearly always used for texture coordinate attributes,
+in ``(s, t, r, q)`` format. ``t`` and ``r`` may be unused for certain kinds
+of lookups, and ``q`` is the level-of-detail bias for biased sampling.
+
+These attributes are called "generic" because they may be used for anything
+else, including parameters, texture generation information, or anything that
+can be stored inside a four-component vector.
+
+TGSI_SEMANTIC_NORMAL
+""""""""""""""""""""
+
+Vertex normal; could be used to implement per-pixel lighting for legacy APIs
+that allow mixing fixed-function and programmable stages.
+
+TGSI_SEMANTIC_FACE
+""""""""""""""""""
+
+FACE is the facing bit, to store the facing information for the fragment
+shader. ``(f, 0, 0, 1)`` is the format. The first component will be positive
+when the fragment is front-facing, and negative when the component is
+back-facing.
+
+TGSI_SEMANTIC_EDGEFLAG
+""""""""""""""""""""""
+
+XXX no clue
+
+
+Properties
+^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
+
+
+  Properties are general directives that apply to the whole TGSI program.
+
+FS_COORD_ORIGIN
+"""""""""""""""
+
+Specifies the fragment shader TGSI_SEMANTIC_POSITION coordinate origin.
+The default value is UPPER_LEFT.
+
+If UPPER_LEFT, the position will be (0,0) at the upper left corner and
+increase downward and rightward.
+If LOWER_LEFT, the position will be (0,0) at the lower left corner and
+increase upward and rightward.
+
+OpenGL defaults to LOWER_LEFT, and is configurable with the
+GL_ARB_fragment_coord_conventions extension.
+
+DirectX 9/10 use UPPER_LEFT.
+
+FS_COORD_PIXEL_CENTER
+"""""""""""""""""""""
+
+Specifies the fragment shader TGSI_SEMANTIC_POSITION pixel center convention.
+The default value is HALF_INTEGER.
+
+If HALF_INTEGER, the fractionary part of the position will be 0.5
+If INTEGER, the fractionary part of the position will be 0.0
+
+Note that this does not affect the set of fragments generated by
+rasterization, which is instead controlled by gl_rasterization_rules in the
+rasterizer.
+
+OpenGL defaults to HALF_INTEGER, and is configurable with the
+GL_ARB_fragment_coord_conventions extension.
+
+DirectX 9 uses INTEGER.
+DirectX 10 uses HALF_INTEGER.
+
+
+
+Texture Sampling and Texture Formats
+------------------------------------
+
+This table shows how texture image components are returned as (x,y,z,w) tuples
+by TGSI texture instructions, such as :opcode:`TEX`, :opcode:`TXD`, and
+:opcode:`TXP`. For reference, OpenGL and Direct3D conventions are shown as
+well.
+
++--------------------+--------------+--------------------+--------------+
+| Texture Components | Gallium      | OpenGL             | Direct3D 9   |
++====================+==============+====================+==============+
+| R                  | XXX TBD      | (r, 0, 0, 1)       | (r, 1, 1, 1) |
++--------------------+--------------+--------------------+--------------+
+| RG                 | XXX TBD      | (r, g, 0, 1)       | (r, g, 1, 1) |
++--------------------+--------------+--------------------+--------------+
+| RGB                | (r, g, b, 1) | (r, g, b, 1)       | (r, g, b, 1) |
++--------------------+--------------+--------------------+--------------+
+| RGBA               | (r, g, b, a) | (r, g, b, a)       | (r, g, b, a) |
++--------------------+--------------+--------------------+--------------+
+| A                  | (0, 0, 0, a) | (0, 0, 0, a)       | (0, 0, 0, a) |
++--------------------+--------------+--------------------+--------------+
+| L                  | (l, l, l, 1) | (l, l, l, 1)       | (l, l, l, 1) |
++--------------------+--------------+--------------------+--------------+
+| LA                 | (l, l, l, a) | (l, l, l, a)       | (l, l, l, a) |
++--------------------+--------------+--------------------+--------------+
+| I                  | (i, i, i, i) | (i, i, i, i)       | N/A          |
++--------------------+--------------+--------------------+--------------+
+| UV                 | XXX TBD      | (0, 0, 0, 1)       | (u, v, 1, 1) |
+|                    |              | [#envmap-bumpmap]_ |              |
++--------------------+--------------+--------------------+--------------+
+| Z                  | XXX TBD      | (z, z, z, 1)       | (0, z, 0, 1) |
+|                    |              | [#depth-tex-mode]_ |              |
++--------------------+--------------+--------------------+--------------+
+
+.. [#envmap-bumpmap] http://www.opengl.org/registry/specs/ATI/envmap_bumpmap.txt
+.. [#depth-tex-mode] the default is (z, z, z, 1) but may also be (0, 0, 0, z)
+   or (z, z, z, z) depending on the value of GL_DEPTH_TEXTURE_MODE.