nouveau: rewrite nouveau_stateobj to use BEGIN_RING properly
[mesa.git] / src / gallium / drivers / nv50 / nv50_program.c
index ddb049f391057ed70815e7865229a4e738d5b74e..af0759e50385d6aff90bcd8954ca2542934145c5 100644 (file)
@@ -98,9 +98,17 @@ struct nv50_reg {
 #define NV50_MOD_ABS 2
 #define NV50_MOD_SAT 4
 
-/* arbitrary limits */
-#define MAX_IF_DEPTH 4
-#define MAX_LOOP_DEPTH 4
+/* STACK: Conditionals and loops have to use the (per warp) stack.
+ * Stack entries consist of an entry type (divergent path, join at),
+ * a mask indicating the active threads of the warp, and an address.
+ * MPs can store 12 stack entries internally, if we need more (and
+ * we probably do), we have to create a stack buffer in VRAM.
+ */
+/* impose low limits for now */
+#define NV50_MAX_COND_NESTING 4
+#define NV50_MAX_LOOP_NESTING 3
+
+#define JOIN_ON(e) e; pc->p->exec_tail->inst[1] |= 2
 
 struct nv50_pc {
        struct nv50_program *p;
@@ -119,10 +127,11 @@ struct nv50_pc {
        struct nv50_reg *param;
        int param_nr;
        struct nv50_reg *immd;
-       float *immd_buf;
+       uint32_t *immd_buf;
        int immd_nr;
        struct nv50_reg **addr;
        int addr_nr;
+       uint8_t addr_alloc; /* set bit indicates used for TGSI_FILE_ADDRESS */
 
        struct nv50_reg *temp_temp[16];
        unsigned temp_temp_nr;
@@ -139,32 +148,23 @@ struct nv50_pc {
        struct nv50_reg *iv_p;
        struct nv50_reg *iv_c;
 
-       struct nv50_program_exec *if_cond;
-       struct nv50_program_exec *if_insn[MAX_IF_DEPTH];
-       struct nv50_program_exec *br_join[MAX_IF_DEPTH];
-       struct nv50_program_exec *br_loop[MAX_LOOP_DEPTH]; /* for BRK branch */
+       struct nv50_program_exec *if_insn[NV50_MAX_COND_NESTING];
+       struct nv50_program_exec *if_join[NV50_MAX_COND_NESTING];
+       struct nv50_program_exec *loop_brka[NV50_MAX_LOOP_NESTING];
        int if_lvl, loop_lvl;
-       unsigned loop_pos[MAX_LOOP_DEPTH];
+       unsigned loop_pos[NV50_MAX_LOOP_NESTING];
+
+       unsigned *insn_pos; /* actual program offset of each TGSI insn */
+       boolean in_subroutine;
 
        /* current instruction and total number of insns */
        unsigned insn_cur;
        unsigned insn_nr;
 
        boolean allow32;
-};
 
-static INLINE struct nv50_reg *
-reg_instance(struct nv50_pc *pc, struct nv50_reg *reg)
-{
-       struct nv50_reg *dup = NULL;
-       if (reg) {
-               assert(pc->reg_instance_nr < 16);
-               dup = &pc->reg_instances[pc->reg_instance_nr++];
-               *dup = *reg;
-               reg->mod = 0;
-       }
-       return dup;
-}
+       uint8_t edgeflag_out;
+};
 
 static INLINE void
 ctor_reg(struct nv50_reg *reg, unsigned type, int index, int hw)
@@ -192,8 +192,7 @@ terminate_mbb(struct nv50_pc *pc)
 
        /* remove records of temporary address register values */
        for (i = 0; i < NV50_SU_MAX_ADDR; ++i)
-               if (pc->r_addr[i].index < 0)
-                       pc->r_addr[i].rhw = -1;
+               pc->r_addr[i].rhw = -1;
 }
 
 static void
@@ -245,6 +244,21 @@ alloc_reg(struct nv50_pc *pc, struct nv50_reg *reg)
        assert(0);
 }
 
+static INLINE struct nv50_reg *
+reg_instance(struct nv50_pc *pc, struct nv50_reg *reg)
+{
+       struct nv50_reg *ri;
+
+       assert(pc->reg_instance_nr < 16);
+       ri = &pc->reg_instances[pc->reg_instance_nr++];
+       if (reg) {
+               alloc_reg(pc, reg);
+               *ri = *reg;
+               reg->mod = 0;
+       }
+       return ri;
+}
+
 /* XXX: For shaders that aren't executed linearly (e.g. shaders that
  * contain loops), we need to assign all hw regs to TGSI TEMPs early,
  * lest we risk temp_temps overwriting regs alloc'd "later".
@@ -271,22 +285,6 @@ alloc_temp(struct nv50_pc *pc, struct nv50_reg *dst)
        return NULL;
 }
 
-/* Assign the hw of the discarded temporary register src
- * to the tgsi register dst and free src.
- */
-static void
-assimilate_temp(struct nv50_pc *pc, struct nv50_reg *dst, struct nv50_reg *src)
-{
-       assert(src->index == -1 && src->hw != -1);
-
-       if (dst->hw != -1)
-               pc->r_temp[dst->hw] = NULL;
-       pc->r_temp[src->hw] = dst;
-       dst->hw = src->hw;
-
-       FREE(src);
-}
-
 /* release the hardware resource held by r */
 static void
 release_hw(struct nv50_pc *pc, struct nv50_reg *r)
@@ -358,25 +356,34 @@ static void
 kill_temp_temp(struct nv50_pc *pc)
 {
        int i;
-       
+
        for (i = 0; i < pc->temp_temp_nr; i++)
                free_temp(pc, pc->temp_temp[i]);
        pc->temp_temp_nr = 0;
 }
 
 static int
-ctor_immd(struct nv50_pc *pc, float x, float y, float z, float w)
+ctor_immd_4u32(struct nv50_pc *pc,
+              uint32_t x, uint32_t y, uint32_t z, uint32_t w)
 {
-       pc->immd_buf = REALLOC(pc->immd_buf, (pc->immd_nr * 4 * sizeof(float)),
-                              (pc->immd_nr + 1) * 4 * sizeof(float));
+       unsigned size = pc->immd_nr * 4 * sizeof(uint32_t);
+
+       pc->immd_buf = REALLOC(pc->immd_buf, size, size + 4 * sizeof(uint32_t));
+
        pc->immd_buf[(pc->immd_nr * 4) + 0] = x;
        pc->immd_buf[(pc->immd_nr * 4) + 1] = y;
        pc->immd_buf[(pc->immd_nr * 4) + 2] = z;
        pc->immd_buf[(pc->immd_nr * 4) + 3] = w;
-       
+
        return pc->immd_nr++;
 }
 
+static INLINE int
+ctor_immd_4f32(struct nv50_pc *pc, float x, float y, float z, float w)
+{
+       return ctor_immd_4u32(pc, fui(x), fui(y), fui(z), fui(w));
+}
+
 static struct nv50_reg *
 alloc_immd(struct nv50_pc *pc, float f)
 {
@@ -384,11 +391,11 @@ alloc_immd(struct nv50_pc *pc, float f)
        unsigned hw;
 
        for (hw = 0; hw < pc->immd_nr * 4; hw++)
-               if (pc->immd_buf[hw] == f)
+               if (pc->immd_buf[hw] == fui(f))
                        break;
 
        if (hw == pc->immd_nr * 4)
-               hw = ctor_immd(pc, f, -f, 0.5 * f, 0) * 4;
+               hw = ctor_immd_4f32(pc, f, -f, 0.5 * f, 0) * 4;
 
        ctor_reg(r, P_IMMD, -1, hw);
        return r;
@@ -434,10 +441,19 @@ is_immd(struct nv50_program_exec *e)
        return FALSE;
 }
 
+static boolean
+is_join(struct nv50_program_exec *e)
+{
+       if (is_long(e) && (e->inst[1] & 3) == 2)
+               return TRUE;
+       return FALSE;
+}
+
 static INLINE void
 set_pred(struct nv50_pc *pc, unsigned pred, unsigned idx,
         struct nv50_program_exec *e)
 {
+       assert(!is_immd(e));
        set_long(pc, e);
        e->inst[1] &= ~((0x1f << 7) | (0x3 << 12));
        e->inst[1] |= (pred << 7) | (idx << 12);
@@ -480,22 +496,15 @@ set_dst(struct nv50_pc *pc, struct nv50_reg *dst, struct nv50_program_exec *e)
 static INLINE void
 set_immd(struct nv50_pc *pc, struct nv50_reg *imm, struct nv50_program_exec *e)
 {
-       unsigned val;
-       float f = pc->immd_buf[imm->hw];
-
-       if (imm->mod & NV50_MOD_ABS)
-               f = fabsf(f);
-       val = fui((imm->mod & NV50_MOD_NEG) ? -f : f);
-
        set_long(pc, e);
-       /*XXX: can't be predicated - bits overlap.. catch cases where both
-        *     are required and avoid them. */
+       /* XXX: can't be predicated - bits overlap; cases where both
+        * are required should be avoided by using pc->allow32 */
        set_pred(pc, 0, 0, e);
        set_pred_wr(pc, 0, 0, e);
 
        e->inst[1] |= 0x00000002 | 0x00000001;
-       e->inst[0] |= (val & 0x3f) << 16;
-       e->inst[1] |= (val >> 6) << 2;
+       e->inst[0] |= (pc->immd_buf[imm->hw] & 0x3f) << 16;
+       e->inst[1] |= (pc->immd_buf[imm->hw] >> 6) << 2;
 }
 
 static INLINE void
@@ -527,21 +536,24 @@ emit_add_addr_imm(struct nv50_pc *pc, struct nv50_reg *dst,
 static struct nv50_reg *
 alloc_addr(struct nv50_pc *pc, struct nv50_reg *ref)
 {
-       int i;
        struct nv50_reg *a_tgsi = NULL, *a = NULL;
+       int i;
+       uint8_t avail = ~pc->addr_alloc;
 
        if (!ref) {
-               /* allocate for TGSI address reg */
-               for (i = 0; i < NV50_SU_MAX_ADDR; ++i) {
-                       if (pc->r_addr[i].index >= 0)
-                               continue;
-                       if (pc->r_addr[i].rhw >= 0 &&
-                           pc->r_addr[i].acc == pc->insn_cur)
-                               continue;
+               /* allocate for TGSI_FILE_ADDRESS */
+               while (avail) {
+                       i = ffs(avail) - 1;
 
-                       pc->r_addr[i].rhw = -1;
-                       pc->r_addr[i].index = i;
-                       return &pc->r_addr[i];
+                       if (pc->r_addr[i].rhw < 0 ||
+                           pc->r_addr[i].acc != pc->insn_cur) {
+                               pc->addr_alloc |= (1 << i);
+
+                               pc->r_addr[i].rhw = -1;
+                               pc->r_addr[i].index = i;
+                               return &pc->r_addr[i];
+                       }
+                       avail &= ~(1 << i);
                }
                assert(0);
                return NULL;
@@ -549,15 +561,16 @@ alloc_addr(struct nv50_pc *pc, struct nv50_reg *ref)
 
        /* Allocate and set an address reg so we can access 'ref'.
         *
-        * If and r_addr has index < 0, it is not reserved for TGSI,
-        * and index will be the negative of the TGSI addr index the
-        * value in rhw is relative to, or -256 if rhw is an offset
-        * from 0. If rhw < 0, the reg has not been initialized.
+        * If and r_addr->index will be -1 or the hw index the value
+        * value in rhw is relative to. If rhw < 0, the reg has not
+        * been initialized or is in use for TGSI_FILE_ADDRESS.
         */
-       for (i = NV50_SU_MAX_ADDR - 1; i >= 0; --i) {
-               if (pc->r_addr[i].index >= 0) /* occupied for TGSI */
-                       continue;
-               if (pc->r_addr[i].rhw < 0) { /* unused */
+       while (avail) { /* only consider regs that are not TGSI */
+               i = ffs(avail) - 1;
+               avail &= ~(1 << i);
+
+               if ((!a || a->rhw >= 0) && pc->r_addr[i].rhw < 0) {
+                       /* prefer an usused reg with low hw index */
                        a = &pc->r_addr[i];
                        continue;
                }
@@ -567,8 +580,8 @@ alloc_addr(struct nv50_pc *pc, struct nv50_reg *ref)
                if (ref->hw - pc->r_addr[i].rhw >= 128)
                        continue;
 
-               if ((ref->acc >= 0 && pc->r_addr[i].index == -256) ||
-                   (ref->acc < 0 && -pc->r_addr[i].index == ref->index)) {
+               if ((ref->acc >= 0 && pc->r_addr[i].index < 0) ||
+                   (ref->acc < 0 && pc->r_addr[i].index == ref->index)) {
                        pc->r_addr[i].acc = pc->insn_cur;
                        return &pc->r_addr[i];
                }
@@ -582,7 +595,7 @@ alloc_addr(struct nv50_pc *pc, struct nv50_reg *ref)
 
        a->rhw = ref->hw & ~0x7f;
        a->acc = pc->insn_cur;
-       a->index = a_tgsi ? -ref->index : -256;
+       a->index = a_tgsi ? ref->index : -1;
        return a;
 }
 
@@ -640,6 +653,7 @@ set_data(struct nv50_pc *pc, struct nv50_reg *src, unsigned m, unsigned s,
        e->inst[1] |= (((src->type == P_IMMD) ? 0 : 1) << 22);
 }
 
+/* Never apply nv50_reg::mod in emit_mov, or carefully check the code !!! */
 static void
 emit_mov(struct nv50_pc *pc, struct nv50_reg *dst, struct nv50_reg *src)
 {
@@ -660,7 +674,7 @@ emit_mov(struct nv50_pc *pc, struct nv50_reg *dst, struct nv50_reg *src)
        if (src->type == P_IMMD || src->type == P_CONST) {
                set_long(pc, e);
                set_data(pc, src, 0x7f, 9, e);
-               e->inst[1] |= 0x20000000; /* src0 const? */
+               e->inst[1] |= 0x20000000; /* mov from c[] */
        } else {
                if (src->type == P_ATTR) {
                        set_long(pc, e);
@@ -675,9 +689,9 @@ emit_mov(struct nv50_pc *pc, struct nv50_reg *dst, struct nv50_reg *src)
 
        if (is_long(e) && !is_immd(e)) {
                e->inst[1] |= 0x04000000; /* 32-bit */
-               e->inst[1] |= 0x0000c000; /* "subsubop" 0x3 */
+               e->inst[1] |= 0x0000c000; /* 32-bit c[] load / lane mask 0:1 */
                if (!(e->inst[1] & 0x20000000))
-                       e->inst[1] |= 0x00030000; /* "subsubop" 0xf */
+                       e->inst[1] |= 0x00030000; /* lane mask 2:3 */
        } else
                e->inst[0] |= 0x00008000;
 
@@ -692,6 +706,45 @@ emit_mov_immdval(struct nv50_pc *pc, struct nv50_reg *dst, float f)
        FREE(imm);
 }
 
+/* Assign the hw of the discarded temporary register src
+ * to the tgsi register dst and free src.
+ */
+static void
+assimilate_temp(struct nv50_pc *pc, struct nv50_reg *dst, struct nv50_reg *src)
+{
+       assert(src->index == -1 && src->hw != -1);
+
+       if (pc->if_lvl || pc->loop_lvl ||
+           (dst->type != P_TEMP) ||
+           (src->hw < pc->result_nr * 4 &&
+            pc->p->type == PIPE_SHADER_FRAGMENT) ||
+           pc->p->info.opcode_count[TGSI_OPCODE_CAL] ||
+           pc->p->info.opcode_count[TGSI_OPCODE_BRA]) {
+
+               emit_mov(pc, dst, src);
+               free_temp(pc, src);
+               return;
+       }
+
+       if (dst->hw != -1)
+               pc->r_temp[dst->hw] = NULL;
+       pc->r_temp[src->hw] = dst;
+       dst->hw = src->hw;
+
+       FREE(src);
+}
+
+static void
+emit_nop(struct nv50_pc *pc)
+{
+       struct nv50_program_exec *e = exec(pc);
+
+       e->inst[0] = 0xf0000000;
+       set_long(pc, e);
+       e->inst[1] = 0xe0000000;
+       emit(pc, e);
+}
+
 static boolean
 check_swap_src_0_1(struct nv50_pc *pc,
                   struct nv50_reg **s0, struct nv50_reg **s1)
@@ -810,6 +863,33 @@ set_src_2(struct nv50_pc *pc, struct nv50_reg *src, struct nv50_program_exec *e)
        e->inst[1] |= ((src->hw & 127) << 14);
 }
 
+static void
+emit_mov_from_pred(struct nv50_pc *pc, struct nv50_reg *dst, int pred)
+{
+       struct nv50_program_exec *e = exec(pc);
+
+       assert(dst->type == P_TEMP);
+       e->inst[1] = 0x20000000 | (pred << 12);
+       set_long(pc, e);
+       set_dst(pc, dst, e);
+
+       emit(pc, e);
+}
+
+static void
+emit_mov_to_pred(struct nv50_pc *pc, int pred, struct nv50_reg *src)
+{
+       struct nv50_program_exec *e = exec(pc);
+
+       e->inst[0] = 0x000001fc;
+       e->inst[1] = 0xa0000008;
+       set_long(pc, e);
+       set_pred_wr(pc, 1, pred, e);
+       set_src_0_restricted(pc, src, e);
+
+       emit(pc, e);
+}
+
 static void
 emit_mul(struct nv50_pc *pc, struct nv50_reg *dst, struct nv50_reg *src0,
         struct nv50_reg *src1)
@@ -825,7 +905,7 @@ emit_mul(struct nv50_pc *pc, struct nv50_reg *dst, struct nv50_reg *src0,
        set_dst(pc, dst, e);
        set_src_0(pc, src0, e);
        if (src1->type == P_IMMD && !is_long(e)) {
-               if (src0->mod & NV50_MOD_NEG)
+               if (src0->mod ^ src1->mod)
                        e->inst[0] |= 0x00008000;
                set_immd(pc, src1, e);
        } else {
@@ -936,6 +1016,8 @@ emit_bitop2(struct nv50_pc *pc, struct nv50_reg *dst, struct nv50_reg *src0,
            op != TGSI_OPCODE_XOR)
                assert(!"invalid bit op");
 
+       assert(!(src0->mod | src1->mod));
+
        if (src1->type == P_IMMD && src0->type == P_TEMP && pc->allow32) {
                set_immd(pc, src1, e);
                if (op == TGSI_OPCODE_OR)
@@ -987,6 +1069,14 @@ emit_msb(struct nv50_pc *pc, struct nv50_reg *dst, struct nv50_reg *src0,
        src2->mod ^= NV50_MOD_NEG;
 }
 
+#define NV50_FLOP_RCP 0
+#define NV50_FLOP_RSQ 2
+#define NV50_FLOP_LG2 3
+#define NV50_FLOP_SIN 4
+#define NV50_FLOP_COS 5
+#define NV50_FLOP_EX2 6
+
+/* rcp, rsqrt, lg2 support neg and abs */
 static void
 emit_flop(struct nv50_pc *pc, unsigned sub,
          struct nv50_reg *dst, struct nv50_reg *src)
@@ -994,17 +1084,20 @@ emit_flop(struct nv50_pc *pc, unsigned sub,
        struct nv50_program_exec *e = exec(pc);
 
        e->inst[0] |= 0x90000000;
-       if (sub) {
+       if (sub || src->mod) {
                set_long(pc, e);
                e->inst[1] |= (sub << 29);
        }
 
        set_dst(pc, dst, e);
+       set_src_0_restricted(pc, src, e);
 
-       if (sub == 0 || sub == 2)
-               set_src_0_restricted(pc, src, e);
-       else
-               set_src_0(pc, src, e);
+       assert(!src->mod || sub < 4);
+
+       if (src->mod & NV50_MOD_NEG)
+               e->inst[1] |= 0x04000000;
+       if (src->mod & NV50_MOD_ABS)
+               e->inst[1] |= 0x00100000;
 
        emit(pc, e);
 }
@@ -1021,6 +1114,11 @@ emit_preex2(struct nv50_pc *pc, struct nv50_reg *dst, struct nv50_reg *src)
        set_long(pc, e);
        e->inst[1] |= (6 << 29) | 0x00004000;
 
+       if (src->mod & NV50_MOD_NEG)
+               e->inst[1] |= 0x04000000;
+       if (src->mod & NV50_MOD_ABS)
+               e->inst[1] |= 0x00100000;
+
        emit(pc, e);
 }
 
@@ -1036,6 +1134,11 @@ emit_precossin(struct nv50_pc *pc, struct nv50_reg *dst, struct nv50_reg *src)
        set_long(pc, e);
        e->inst[1] |= (6 << 29);
 
+       if (src->mod & NV50_MOD_NEG)
+               e->inst[1] |= 0x04000000;
+       if (src->mod & NV50_MOD_ABS)
+               e->inst[1] |= 0x00100000;
+
        emit(pc, e);
 }
 
@@ -1134,7 +1237,6 @@ emit_set(struct nv50_pc *pc, unsigned ccode, struct nv50_reg *dst, int wp,
        set_src_1(pc, src1, e);
 
        emit(pc, e);
-       pc->if_cond = pc->p->exec_tail; /* record for OPCODE_IF */
 
        /* cvt.f32.u32/s32 (?) if we didn't only write the predicate */
        if (rdst)
@@ -1171,10 +1273,10 @@ emit_pow(struct nv50_pc *pc, struct nv50_reg *dst,
 {
        struct nv50_reg *temp = alloc_temp(pc, NULL);
 
-       emit_flop(pc, 3, temp, v);
+       emit_flop(pc, NV50_FLOP_LG2, temp, v);
        emit_mul(pc, temp, temp, e);
        emit_preex2(pc, temp, temp);
-       emit_flop(pc, 6, dst, temp);
+       emit_flop(pc, NV50_FLOP_EX2, dst, temp);
 
        free_temp(pc, temp);
 }
@@ -1256,19 +1358,110 @@ emit_kil(struct nv50_pc *pc, struct nv50_reg *src)
 {
        struct nv50_program_exec *e;
        const int r_pred = 1;
-       unsigned cvn = CVT_F32_F32;
-
-       if (src->mod & NV50_MOD_NEG)
-               cvn |= CVT_NEG;
-       /* write predicate reg */
-       emit_cvt(pc, NULL, src, r_pred, CVTOP_RN, cvn);
 
-       /* conditional discard */
        e = exec(pc);
-       e->inst[0] = 0x00000002;
+       e->inst[0] = 0x00000002; /* discard */
+       set_long(pc, e); /* sets cond code to ALWAYS */
+
+       if (src) {
+               unsigned cvn = CVT_F32_F32;
+
+               set_pred(pc, 0x1 /* cc = LT */, r_pred, e);
+
+               if (src->mod & NV50_MOD_NEG)
+                       cvn |= CVT_NEG;
+               /* write predicate reg */
+               emit_cvt(pc, NULL, src, r_pred, CVTOP_RN, cvn);
+       }
+
+       emit(pc, e);
+}
+
+static struct nv50_program_exec *
+emit_control_flow(struct nv50_pc *pc, unsigned op, int pred, unsigned cc)
+{
+       struct nv50_program_exec *e = exec(pc);
+
+       e->inst[0] = (op << 28) | 2;
        set_long(pc, e);
-       set_pred(pc, 0x1 /* LT */, r_pred, e);
+       if (pred >= 0)
+               set_pred(pc, cc, pred, e);
+
        emit(pc, e);
+       return e;
+}
+
+static INLINE struct nv50_program_exec *
+emit_breakaddr(struct nv50_pc *pc)
+{
+       return emit_control_flow(pc, 0x4, -1, 0);
+}
+
+static INLINE void
+emit_break(struct nv50_pc *pc, int pred, unsigned cc)
+{
+       emit_control_flow(pc, 0x5, pred, cc);
+}
+
+static INLINE struct nv50_program_exec *
+emit_joinat(struct nv50_pc *pc)
+{
+       return emit_control_flow(pc, 0xa, -1, 0);
+}
+
+static INLINE struct nv50_program_exec *
+emit_branch(struct nv50_pc *pc, int pred, unsigned cc)
+{
+       return emit_control_flow(pc, 0x1, pred, cc);
+}
+
+static INLINE struct nv50_program_exec *
+emit_call(struct nv50_pc *pc, int pred, unsigned cc)
+{
+       return emit_control_flow(pc, 0x2, pred, cc);
+}
+
+static INLINE void
+emit_ret(struct nv50_pc *pc, int pred, unsigned cc)
+{
+       emit_control_flow(pc, 0x3, pred, cc);
+}
+
+#define QOP_ADD 0
+#define QOP_SUBR 1
+#define QOP_SUB 2
+#define QOP_MOV_SRC1 3
+
+/* For a quad of threads / top left, top right, bottom left, bottom right
+ * pixels, do a different operation, and take src0 from a specific thread.
+ */
+static void
+emit_quadop(struct nv50_pc *pc, struct nv50_reg *dst, int wp, int lane_src0,
+           struct nv50_reg *src0, struct nv50_reg *src1, ubyte qop)
+{
+       struct nv50_program_exec *e = exec(pc);
+
+       e->inst[0] = 0xc0000000;
+       e->inst[1] = 0x80000000;
+       set_long(pc, e);
+       e->inst[0] |= lane_src0 << 16;
+       set_src_0(pc, src0, e);
+       set_src_2(pc, src1, e);
+
+       if (wp >= 0)
+              set_pred_wr(pc, 1, wp, e);
+
+       if (dst)
+              set_dst(pc, dst, e);
+       else {
+              e->inst[0] |= 0x000001fc;
+              e->inst[1] |= 0x00000008;
+       }
+
+       e->inst[0] |= (qop & 3) << 20;
+       e->inst[1] |= (qop >> 2) << 22;
+
+       emit(pc, e);
 }
 
 static void
@@ -1294,7 +1487,7 @@ load_cube_tex_coords(struct nv50_pc *pc, struct nv50_reg *t[4],
        if (arg == 4) /* there is no textureProj(samplerCubeShadow) */
                emit_mov(pc, t[3], src[3]);
 
-       emit_flop(pc, 0, t[2], t[2]);
+       emit_flop(pc, NV50_FLOP_RCP, t[2], t[2]);
 
        emit_mul(pc, t[0], src[0], t[2]);
        emit_mul(pc, t[1], src[1], t[2]);
@@ -1312,7 +1505,7 @@ load_proj_tex_coords(struct nv50_pc *pc, struct nv50_reg *t[4],
 
                t[3]->rhw = src[3]->rhw;
                emit_interp(pc, t[3], NULL, (mode & INTERP_CENTROID));
-               emit_flop(pc, 0, t[3], t[3]);
+               emit_flop(pc, NV50_FLOP_RCP, t[3], t[3]);
 
                for (c = 0; c < dim; ++c) {
                        t[c]->rhw = src[c]->rhw;
@@ -1326,7 +1519,7 @@ load_proj_tex_coords(struct nv50_pc *pc, struct nv50_reg *t[4],
                /* XXX: for some reason the blob sometimes uses MAD
                 * (mad f32 $rX $rY $rZ neg $r63)
                 */
-               emit_flop(pc, 0, t[3], src[3]);
+               emit_flop(pc, NV50_FLOP_RCP, t[3], src[3]);
                for (c = 0; c < dim; ++c)
                        emit_mul(pc, t[c], src[c], t[3]);
                if (arg != dim) /* depth reference value */
@@ -1365,6 +1558,100 @@ get_tex_dim(unsigned type, unsigned *dim, unsigned *arg)
        }
 }
 
+/* We shouldn't execute TEXLOD if any of the pixels in a quad have
+ * different LOD values, so branch off groups of equal LOD.
+ */
+static void
+emit_texlod_sequence(struct nv50_pc *pc, struct nv50_reg *tlod,
+                    struct nv50_reg *src, struct nv50_program_exec *tex)
+{
+       struct nv50_program_exec *join_at;
+       unsigned i, target = pc->p->exec_size + 9 * 2;
+
+       if (pc->p->type != PIPE_SHADER_FRAGMENT) {
+               emit(pc, tex);
+               return;
+       }
+       pc->allow32 = FALSE;
+
+       /* Subtract lod of each pixel from lod of top left pixel, jump
+        * texlod insn if result is 0, then repeat for 2 other pixels.
+        */
+       join_at = emit_joinat(pc);
+       emit_quadop(pc, NULL, 0, 0, tlod, tlod, 0x55);
+       emit_branch(pc, 0, 2)->param.index = target;
+
+       for (i = 1; i < 4; ++i) {
+               emit_quadop(pc, NULL, 0, i, tlod, tlod, 0x55);
+               emit_branch(pc, 0, 2)->param.index = target;
+       }
+
+       emit_mov(pc, tlod, src); /* target */
+       emit(pc, tex); /* texlod */
+
+       join_at->param.index = target + 2 * 2;
+       JOIN_ON(emit_nop(pc)); /* join _after_ tex */
+}
+
+static void
+emit_texbias_sequence(struct nv50_pc *pc, struct nv50_reg *t[4], unsigned arg,
+                     struct nv50_program_exec *tex)
+{
+       struct nv50_program_exec *e;
+       struct nv50_reg imm_1248, *t123[4][4], *r_bits = alloc_temp(pc, NULL);
+       int r_pred = 0;
+       unsigned n, c, i, cc[4] = { 0x0a, 0x13, 0x11, 0x10 };
+
+       pc->allow32 = FALSE;
+       ctor_reg(&imm_1248, P_IMMD, -1, ctor_immd_4u32(pc, 1, 2, 4, 8) * 4);
+
+       /* Subtract bias value of thread i from bias values of each thread,
+        * store result in r_pred, and set bit i in r_bits if result was 0.
+        */
+       assert(arg < 4);
+       for (i = 0; i < 4; ++i, ++imm_1248.hw) {
+               emit_quadop(pc, NULL, r_pred, i, t[arg], t[arg], 0x55);
+               emit_mov(pc, r_bits, &imm_1248);
+               set_pred(pc, 2, r_pred, pc->p->exec_tail);
+       }
+       emit_mov_to_pred(pc, r_pred, r_bits);
+
+       /* The lanes of a quad are now grouped by the bit in r_pred they have
+        * set. Put the input values for TEX into a new register set for each
+        * group and execute TEX only for a specific group.
+        * We cannot use the same register set for each group because we need
+        * the derivatives, which are implicitly calculated, to be correct.
+        */
+       for (i = 1; i < 4; ++i) {
+               alloc_temp4(pc, t123[i], 0);
+
+               for (c = 0; c <= arg; ++c)
+                       emit_mov(pc, t123[i][c], t[c]);
+
+               *(e = exec(pc)) = *(tex);
+               e->inst[0] &= ~0x01fc;
+               set_dst(pc, t123[i][0], e);
+               set_pred(pc, cc[i], r_pred, e);
+               emit(pc, e);
+       }
+       /* finally TEX on the original regs (where we kept the input) */
+       set_pred(pc, cc[0], r_pred, tex);
+       emit(pc, tex);
+
+       /* put the 3 * n other results into regs for lane 0 */
+       n = popcnt4(((e->inst[0] >> 25) & 0x3) | ((e->inst[1] >> 12) & 0xc));
+       for (i = 1; i < 4; ++i) {
+               for (c = 0; c < n; ++c) {
+                       emit_mov(pc, t[c], t123[i][c]);
+                       set_pred(pc, cc[i], r_pred, pc->p->exec_tail);
+               }
+               free_temp4(pc, t123[i]);
+       }
+
+       emit_nop(pc);
+       free_temp(pc, r_bits);
+}
+
 static void
 emit_tex(struct nv50_pc *pc, struct nv50_reg **dst, unsigned mask,
         struct nv50_reg **src, unsigned unit, unsigned type,
@@ -1403,18 +1690,26 @@ emit_tex(struct nv50_pc *pc, struct nv50_reg **dst, unsigned mask,
                        emit_mov(pc, t[dim], src[2]);
        }
 
-       if (bias_lod) {
-               assert(arg < 4);
-               emit_mov(pc, t[arg++], src[3]);
-               e->inst[1] |= (bias_lod < 0) ? 0x20000000 : 0x40000000;
-       }
-
-       e->inst[0] |= (arg - 1) << 22;
-
        e->inst[0] |= (mask & 0x3) << 25;
        e->inst[1] |= (mask & 0xc) << 12;
 
-       emit(pc, e);
+       if (!bias_lod) {
+               e->inst[0] |= (arg - 1) << 22;
+               emit(pc, e);
+       } else
+       if (bias_lod < 0) {
+               assert(pc->p->type == PIPE_SHADER_FRAGMENT);
+               e->inst[0] |= arg << 22;
+               e->inst[1] |= 0x20000000; /* texbias */
+               emit_mov(pc, t[arg], src[3]);
+               emit_texbias_sequence(pc, t, arg, e);
+       } else {
+               e->inst[0] |= arg << 22;
+               e->inst[1] |= 0x40000000; /* texlod */
+               emit_mov(pc, t[arg], src[3]);
+               emit_texlod_sequence(pc, t[arg], src[3], e);
+       }
+
 #if 1
        c = 0;
        if (mask & 1) emit_mov(pc, dst[0], t[c++]);
@@ -1436,38 +1731,6 @@ emit_tex(struct nv50_pc *pc, struct nv50_reg **dst, unsigned mask,
 #endif
 }
 
-static void
-emit_branch(struct nv50_pc *pc, int pred, unsigned cc,
-           struct nv50_program_exec **join)
-{
-       struct nv50_program_exec *e = exec(pc);
-
-       if (join) {
-               set_long(pc, e);
-               e->inst[0] |= 0xa0000002;
-               emit(pc, e);
-               *join = e;
-               e = exec(pc);
-       }
-
-       set_long(pc, e);
-       e->inst[0] |= 0x10000002;
-       if (pred >= 0)
-               set_pred(pc, cc, pred, e);
-       emit(pc, e);
-}
-
-static void
-emit_nop(struct nv50_pc *pc)
-{
-       struct nv50_program_exec *e = exec(pc);
-
-       e->inst[0] = 0xf0000000;
-       set_long(pc, e);
-       e->inst[1] = 0xe0000000;
-       emit(pc, e);
-}
-
 static void
 emit_ddx(struct nv50_pc *pc, struct nv50_reg *dst, struct nv50_reg *src)
 {
@@ -1475,8 +1738,8 @@ emit_ddx(struct nv50_pc *pc, struct nv50_reg *dst, struct nv50_reg *src)
 
        assert(src->type == P_TEMP);
 
-       e->inst[0] = 0xc0140000;
-       e->inst[1] = 0x89800000;
+       e->inst[0] = (src->mod & NV50_MOD_NEG) ? 0xc0240000 : 0xc0140000;
+       e->inst[1] = (src->mod & NV50_MOD_NEG) ? 0x86400000 : 0x89800000;
        set_long(pc, e);
        set_dst(pc, dst, e);
        set_src_0(pc, src, e);
@@ -1488,25 +1751,16 @@ emit_ddx(struct nv50_pc *pc, struct nv50_reg *dst, struct nv50_reg *src)
 static void
 emit_ddy(struct nv50_pc *pc, struct nv50_reg *dst, struct nv50_reg *src)
 {
-       struct nv50_reg *r = src;
        struct nv50_program_exec *e = exec(pc);
 
        assert(src->type == P_TEMP);
 
-       if (!(src->mod & NV50_MOD_NEG)) { /* ! double negation */
-               r = alloc_temp(pc, NULL);
-               emit_neg(pc, r, src);
-       }
-
-       e->inst[0] = 0xc0150000;
-       e->inst[1] = 0x8a400000;
+       e->inst[0] = (src->mod & NV50_MOD_NEG) ? 0xc0250000 : 0xc0150000;
+       e->inst[1] = (src->mod & NV50_MOD_NEG) ? 0x85800000 : 0x8a400000;
        set_long(pc, e);
        set_dst(pc, dst, e);
-       set_src_0(pc, r, e);
-       set_src_2(pc, r, e);
-
-       if (r != src)
-               free_temp(pc, r);
+       set_src_0(pc, src, e);
+       set_src_2(pc, src, e);
 
        emit(pc, e);
 }
@@ -1564,19 +1818,24 @@ static boolean
 negate_supported(const struct tgsi_full_instruction *insn, int i)
 {
        switch (insn->Instruction.Opcode) {
+       case TGSI_OPCODE_ADD:
+       case TGSI_OPCODE_COS:
+       case TGSI_OPCODE_DDX:
        case TGSI_OPCODE_DDY:
        case TGSI_OPCODE_DP3:
        case TGSI_OPCODE_DP4:
-       case TGSI_OPCODE_MUL:
+       case TGSI_OPCODE_EX2:
        case TGSI_OPCODE_KIL:
-       case TGSI_OPCODE_ADD:
-       case TGSI_OPCODE_SUB:
+       case TGSI_OPCODE_LG2:
        case TGSI_OPCODE_MAD:
-               return TRUE;
+       case TGSI_OPCODE_MUL:
        case TGSI_OPCODE_POW:
-               if (i == 1)
-                       return TRUE;
-               return FALSE;
+       case TGSI_OPCODE_RCP:
+       case TGSI_OPCODE_RSQ: /* ignored, RSQ = rsqrt(abs(src.x)) */
+       case TGSI_OPCODE_SCS:
+       case TGSI_OPCODE_SIN:
+       case TGSI_OPCODE_SUB:
+               return TRUE;
        default:
                return FALSE;
        }
@@ -1601,7 +1860,9 @@ nv50_tgsi_src_mask(const struct tgsi_full_instruction *insn, int c)
        case TGSI_OPCODE_DST:
                return mask & (c ? 0xa : 0x6);
        case TGSI_OPCODE_EX2:
+       case TGSI_OPCODE_EXP:
        case TGSI_OPCODE_LG2:
+       case TGSI_OPCODE_LOG:
        case TGSI_OPCODE_POW:
        case TGSI_OPCODE_RCP:
        case TGSI_OPCODE_RSQ:
@@ -1715,7 +1976,7 @@ tgsi_src(struct nv50_pc *pc, int chan, const struct tgsi_full_src_register *src,
                        /* Indicate indirection by setting r->acc < 0 and
                         * use the index field to select the address reg.
                         */
-                       r = MALLOC_STRUCT(nv50_reg);
+                       r = reg_instance(pc, NULL);
                        swz = tgsi_util_get_src_register_swizzle(
                                                 &src->Indirect, 0);
                        ctor_reg(r, P_CONST,
@@ -1769,6 +2030,8 @@ tgsi_src(struct nv50_pc *pc, int chan, const struct tgsi_full_src_register *src,
                break;
        }
 
+       if (r && r->acc >= 0 && r != temp)
+               return reg_instance(pc, r);
        return r;
 }
 
@@ -1821,6 +2084,8 @@ nv50_tgsi_dst_revdep(unsigned op, int s, int c)
                        assert(0);
                        return 0x0;
                }
+       case TGSI_OPCODE_EXP:
+       case TGSI_OPCODE_LOG:
        case TGSI_OPCODE_LIT:
        case TGSI_OPCODE_SCS:
        case TGSI_OPCODE_TEX:
@@ -1861,34 +2126,51 @@ nv50_kill_branch(struct nv50_pc *pc)
 
        if (pc->if_insn[lvl]->next != pc->p->exec_tail)
                return FALSE;
+       if (is_immd(pc->p->exec_tail))
+               return FALSE;
 
        /* if ccode == 'true', the BRA is from an ELSE and the predicate
         * reg may no longer be valid, since we currently always use $p0
         */
        if (has_pred(pc->if_insn[lvl], 0xf))
                return FALSE;
-       assert(pc->if_insn[lvl] && pc->br_join[lvl]);
+       assert(pc->if_insn[lvl] && pc->if_join[lvl]);
 
-       /* We'll use the exec allocated for JOIN_AT (as we can't easily
-        * update prev's next); if exec_tail is BRK, update the pointer.
+       /* We'll use the exec allocated for JOIN_AT (we can't easily
+        * access nv50_program_exec's prev).
         */
-       if (pc->loop_lvl && pc->br_loop[pc->loop_lvl - 1] == pc->p->exec_tail)
-               pc->br_loop[pc->loop_lvl - 1] = pc->br_join[lvl];
-
        pc->p->exec_size -= 4; /* remove JOIN_AT and BRA */
 
-       *pc->br_join[lvl] = *pc->p->exec_tail;
+       *pc->if_join[lvl] = *pc->p->exec_tail;
 
        FREE(pc->if_insn[lvl]);
        FREE(pc->p->exec_tail);
 
-       pc->p->exec_tail = pc->br_join[lvl];
+       pc->p->exec_tail = pc->if_join[lvl];
        pc->p->exec_tail->next = NULL;
        set_pred(pc, 0xd, 0, pc->p->exec_tail);
 
        return TRUE;
 }
 
+static void
+nv50_fp_move_results(struct nv50_pc *pc)
+{
+       struct nv50_reg reg;
+       unsigned i;
+
+       ctor_reg(&reg, P_TEMP, -1, -1);
+
+       for (i = 0; i < pc->result_nr * 4; ++i) {
+               if (pc->result[i].rhw < 0 || pc->result[i].hw < 0)
+                       continue;
+               if (pc->result[i].rhw != pc->result[i].hw) {
+                       reg.hw = pc->result[i].rhw;
+                       emit_mov(pc, &reg, &pc->result[i]);
+               }
+       }
+}
+
 static boolean
 nv50_program_tx_insn(struct nv50_pc *pc,
                     const struct tgsi_full_instruction *inst)
@@ -1923,8 +2205,7 @@ nv50_program_tx_insn(struct nv50_pc *pc,
 
                for (c = 0; c < 4; c++)
                        if (src_mask & (1 << c))
-                               src[i][c] = reg_instance(pc,
-                                       tgsi_src(pc, c, fs, neg_supp));
+                               src[i][c] = tgsi_src(pc, c, fs, neg_supp);
        }
 
        brdc = temp = pc->r_brdc;
@@ -1976,13 +2257,25 @@ nv50_program_tx_insn(struct nv50_pc *pc,
                emit_arl(pc, dst[0], temp, 4);
                break;
        case TGSI_OPCODE_BGNLOOP:
+               pc->loop_brka[pc->loop_lvl] = emit_breakaddr(pc);
                pc->loop_pos[pc->loop_lvl++] = pc->p->exec_size;
                terminate_mbb(pc);
                break;
+       case TGSI_OPCODE_BGNSUB:
+               assert(!pc->in_subroutine);
+               pc->in_subroutine = TRUE;
+               /* probably not necessary, but align to 8 byte boundary */
+               if (!is_long(pc->p->exec_tail))
+                       convert_to_long(pc, pc->p->exec_tail);
+               break;
        case TGSI_OPCODE_BRK:
-               emit_branch(pc, -1, 0, NULL);
                assert(pc->loop_lvl > 0);
-               pc->br_loop[pc->loop_lvl - 1] = pc->p->exec_tail;
+               emit_break(pc, -1, 0);
+               break;
+       case TGSI_OPCODE_CAL:
+               assert(inst->Label.Label < pc->insn_nr);
+               emit_call(pc, -1, 0)->param.index = inst->Label.Label;
+               /* replaced by actual offset in nv50_program_fixup_insns */
                break;
        case TGSI_OPCODE_CEIL:
                for (c = 0; c < 4; c++) {
@@ -2004,17 +2297,22 @@ nv50_program_tx_insn(struct nv50_pc *pc,
                        set_pred(pc, 0x6, 1, pc->p->exec_tail); /* @NSF */
                }
                break;
+       case TGSI_OPCODE_CONT:
+               assert(pc->loop_lvl > 0);
+               emit_branch(pc, -1, 0)->param.index =
+                       pc->loop_pos[pc->loop_lvl - 1];
+               break;
        case TGSI_OPCODE_COS:
                if (mask & 8) {
                        emit_precossin(pc, temp, src[0][3]);
-                       emit_flop(pc, 5, dst[3], temp);
+                       emit_flop(pc, NV50_FLOP_COS, dst[3], temp);
                        if (!(mask &= 7))
                                break;
                        if (temp == dst[3])
                                temp = brdc = temp_temp(pc);
                }
                emit_precossin(pc, temp, src[0][0]);
-               emit_flop(pc, 5, brdc, temp);
+               emit_flop(pc, NV50_FLOP_COS, brdc, temp);
                break;
        case TGSI_OPCODE_DDX:
                for (c = 0; c < 4; c++) {
@@ -2058,7 +2356,7 @@ nv50_program_tx_insn(struct nv50_pc *pc,
                        emit_mov_immdval(pc, dst[0], 1.0f);
                break;
        case TGSI_OPCODE_ELSE:
-               emit_branch(pc, -1, 0, NULL);
+               emit_branch(pc, -1, 0);
                pc->if_insn[--pc->if_lvl]->param.index = pc->p->exec_size;
                pc->if_insn[pc->if_lvl++] = pc->p->exec_tail;
                terminate_mbb(pc);
@@ -2070,26 +2368,56 @@ nv50_program_tx_insn(struct nv50_pc *pc,
                if (nv50_kill_branch(pc) == TRUE)
                        break;
 
-               if (pc->br_join[pc->if_lvl]) {
-                       pc->br_join[pc->if_lvl]->param.index = pc->p->exec_size;
-                       pc->br_join[pc->if_lvl] = NULL;
+               if (pc->if_join[pc->if_lvl]) {
+                       pc->if_join[pc->if_lvl]->param.index = pc->p->exec_size;
+                       pc->if_join[pc->if_lvl] = NULL;
                }
                terminate_mbb(pc);
                /* emit a NOP as join point, we could set it on the next
                 * one, but would have to make sure it is long and !immd
                 */
-               emit_nop(pc);
-               pc->p->exec_tail->inst[1] |= 2;
+               JOIN_ON(emit_nop(pc));
                break;
        case TGSI_OPCODE_ENDLOOP:
-               emit_branch(pc, -1, 0, NULL);
-               pc->p->exec_tail->param.index = pc->loop_pos[--pc->loop_lvl];
-               pc->br_loop[pc->loop_lvl]->param.index = pc->p->exec_size;
+               emit_branch(pc, -1, 0)->param.index =
+                       pc->loop_pos[--pc->loop_lvl];
+               pc->loop_brka[pc->loop_lvl]->param.index = pc->p->exec_size;
                terminate_mbb(pc);
                break;
+       case TGSI_OPCODE_ENDSUB:
+               assert(pc->in_subroutine);
+               pc->in_subroutine = FALSE;
+               break;
        case TGSI_OPCODE_EX2:
                emit_preex2(pc, temp, src[0][0]);
-               emit_flop(pc, 6, brdc, temp);
+               emit_flop(pc, NV50_FLOP_EX2, brdc, temp);
+               break;
+       case TGSI_OPCODE_EXP:
+       {
+               struct nv50_reg *t[2];
+
+               assert(!temp);
+               t[0] = temp_temp(pc);
+               t[1] = temp_temp(pc);
+
+               if (mask & 0x6)
+                       emit_mov(pc, t[0], src[0][0]);
+               if (mask & 0x3)
+                       emit_flr(pc, t[1], src[0][0]);
+
+               if (mask & (1 << 1))
+                       emit_sub(pc, dst[1], t[0], t[1]);
+               if (mask & (1 << 0)) {
+                       emit_preex2(pc, t[1], t[1]);
+                       emit_flop(pc, NV50_FLOP_EX2, dst[0], t[1]);
+               }
+               if (mask & (1 << 2)) {
+                       emit_preex2(pc, t[0], t[0]);
+                       emit_flop(pc, NV50_FLOP_EX2, dst[2], t[0]);
+               }
+               if (mask & (1 << 3))
+                       emit_mov_immdval(pc, dst[3], 1.0f);
+       }
                break;
        case TGSI_OPCODE_FLR:
                for (c = 0; c < 4; c++) {
@@ -2108,26 +2436,56 @@ nv50_program_tx_insn(struct nv50_pc *pc,
                }
                break;
        case TGSI_OPCODE_IF:
-               /* emitting a join_at may not be necessary */
-               assert(pc->if_lvl < MAX_IF_DEPTH);
-               /* set_pred_wr(pc, 1, 0, pc->if_cond); */
+               assert(pc->if_lvl < NV50_MAX_COND_NESTING);
                emit_cvt(pc, NULL, src[0][0], 0, CVTOP_ABS | CVTOP_RN,
                         CVT_F32_F32);
-               emit_branch(pc, 0, 2, &pc->br_join[pc->if_lvl]);
-               pc->if_insn[pc->if_lvl++] = pc->p->exec_tail;
+               pc->if_join[pc->if_lvl] = emit_joinat(pc);
+               pc->if_insn[pc->if_lvl++] = emit_branch(pc, 0, 2);;
                terminate_mbb(pc);
                break;
        case TGSI_OPCODE_KIL:
+               assert(src[0][0] && src[0][1] && src[0][2] && src[0][3]);
                emit_kil(pc, src[0][0]);
                emit_kil(pc, src[0][1]);
                emit_kil(pc, src[0][2]);
                emit_kil(pc, src[0][3]);
                break;
+       case TGSI_OPCODE_KILP:
+               emit_kil(pc, NULL);
+               break;
        case TGSI_OPCODE_LIT:
                emit_lit(pc, &dst[0], mask, &src[0][0]);
                break;
        case TGSI_OPCODE_LG2:
-               emit_flop(pc, 3, brdc, src[0][0]);
+               emit_flop(pc, NV50_FLOP_LG2, brdc, src[0][0]);
+               break;
+       case TGSI_OPCODE_LOG:
+       {
+               struct nv50_reg *t[2];
+
+               t[0] = temp_temp(pc);
+               if (mask & (1 << 1))
+                       t[1] = temp_temp(pc);
+               else
+                       t[1] = t[0];
+
+               emit_abs(pc, t[0], src[0][0]);
+               emit_flop(pc, NV50_FLOP_LG2, t[1], t[0]);
+               if (mask & (1 << 2))
+                       emit_mov(pc, dst[2], t[1]);
+               emit_flr(pc, t[1], t[1]);
+               if (mask & (1 << 0))
+                       emit_mov(pc, dst[0], t[1]);
+               if (mask & (1 << 1)) {
+                       t[1]->mod = NV50_MOD_NEG;
+                       emit_preex2(pc, t[1], t[1]);
+                       t[1]->mod = 0;
+                       emit_flop(pc, NV50_FLOP_EX2, t[1], t[1]);
+                       emit_mul(pc, dst[1], t[0], t[1]);
+               }
+               if (mask & (1 << 3))
+                       emit_mov_immdval(pc, dst[3], 1.0f);
+       }
                break;
        case TGSI_OPCODE_LRP:
                temp = temp_temp(pc);
@@ -2177,19 +2535,25 @@ nv50_program_tx_insn(struct nv50_pc *pc,
                emit_pow(pc, brdc, src[0][0], src[1][0]);
                break;
        case TGSI_OPCODE_RCP:
-               emit_flop(pc, 0, brdc, src[0][0]);
+               emit_flop(pc, NV50_FLOP_RCP, brdc, src[0][0]);
+               break;
+       case TGSI_OPCODE_RET:
+               if (pc->p->type == PIPE_SHADER_FRAGMENT && !pc->in_subroutine)
+                       nv50_fp_move_results(pc);
+               emit_ret(pc, -1, 0);
                break;
        case TGSI_OPCODE_RSQ:
-               emit_flop(pc, 2, brdc, src[0][0]);
+               src[0][0]->mod |= NV50_MOD_ABS;
+               emit_flop(pc, NV50_FLOP_RSQ, brdc, src[0][0]);
                break;
        case TGSI_OPCODE_SCS:
                temp = temp_temp(pc);
                if (mask & 3)
                        emit_precossin(pc, temp, src[0][0]);
                if (mask & (1 << 0))
-                       emit_flop(pc, 5, dst[0], temp);
+                       emit_flop(pc, NV50_FLOP_COS, dst[0], temp);
                if (mask & (1 << 1))
-                       emit_flop(pc, 4, dst[1], temp);
+                       emit_flop(pc, NV50_FLOP_SIN, dst[1], temp);
                if (mask & (1 << 2))
                        emit_mov_immdval(pc, dst[2], 0.0);
                if (mask & (1 << 3))
@@ -2198,14 +2562,14 @@ nv50_program_tx_insn(struct nv50_pc *pc,
        case TGSI_OPCODE_SIN:
                if (mask & 8) {
                        emit_precossin(pc, temp, src[0][3]);
-                       emit_flop(pc, 4, dst[3], temp);
+                       emit_flop(pc, NV50_FLOP_SIN, dst[3], temp);
                        if (!(mask &= 7))
                                break;
                        if (temp == dst[3])
                                temp = brdc = temp_temp(pc);
                }
                emit_precossin(pc, temp, src[0][0]);
-               emit_flop(pc, 4, brdc, temp);
+               emit_flop(pc, NV50_FLOP_SIN, brdc, temp);
                break;
        case TGSI_OPCODE_SLT:
        case TGSI_OPCODE_SGE:
@@ -2269,6 +2633,17 @@ nv50_program_tx_insn(struct nv50_pc *pc,
                        emit_mov_immdval(pc, dst[3], 1.0);
                break;
        case TGSI_OPCODE_END:
+               if (pc->p->type == PIPE_SHADER_FRAGMENT)
+                       nv50_fp_move_results(pc);
+
+               /* last insn must be long so it can have the exit bit set */
+               if (!is_long(pc->p->exec_tail))
+                       convert_to_long(pc, pc->p->exec_tail);
+               else
+               if (is_immd(pc->p->exec_tail) || is_join(pc->p->exec_tail))
+                       emit_nop(pc);
+
+               pc->p->exec_tail->inst[1] |= 1; /* set exit bit */
                break;
        default:
                NOUVEAU_ERR("invalid opcode %d\n", inst->Instruction.Opcode);
@@ -2295,15 +2670,6 @@ nv50_program_tx_insn(struct nv50_pc *pc,
                }
        }
 
-       for (i = 0; i < inst->Instruction.NumSrcRegs; i++) {
-               for (c = 0; c < 4; c++) {
-                       if (!src[i][c])
-                               continue;
-                       if (src[i][c]->acc < 0 && src[i][c]->type == P_CONST)
-                               FREE(src[i][c]); /* indirect constant */
-               }
-       }
-
        kill_temp_temp(pc);
        pc->reg_instance_nr = 0;
 
@@ -2322,10 +2688,16 @@ prep_inspect_insn(struct nv50_pc *pc, const struct tgsi_full_instruction *insn)
        mask = dst->WriteMask;
 
         if (dst->File == TGSI_FILE_TEMPORARY)
-                reg = pc->temp;
+               reg = pc->temp;
         else
-        if (dst->File == TGSI_FILE_OUTPUT)
-                reg = pc->result;
+       if (dst->File == TGSI_FILE_OUTPUT) {
+               reg = pc->result;
+
+               if (insn->Instruction.Opcode == TGSI_OPCODE_MOV &&
+                   dst->Index == pc->edgeflag_out &&
+                   insn->Src[0].Register.File == TGSI_FILE_INPUT)
+                       pc->p->cfg.edgeflag_in = insn->Src[0].Register.Index;
+       }
 
        if (reg) {
                for (c = 0; c < 4; c++) {
@@ -2492,7 +2864,7 @@ nv50_tgsi_insn(struct nv50_pc *pc, const union tgsi_full_token *tok)
        }
        pc->r_brdc = NULL;
 
-       if (!deqs)
+       if (!deqs || (!rdep[0] && !rdep[1] && !rdep[2] && !rdep[3]))
                return nv50_program_tx_insn(pc, &insn);
 
        deqs = nv50_revdep_reorder(m, rdep);
@@ -2543,7 +2915,7 @@ load_interpolant(struct nv50_pc *pc, struct nv50_reg *reg)
                iv->rhw = popcnt4(pc->p->cfg.regs[1] >> 24) - 1;
 
                emit_interp(pc, iv, NULL, mode & INTERP_CENTROID);
-               emit_flop(pc, 0, iv, iv);
+               emit_flop(pc, NV50_FLOP_RCP, iv, iv);
 
                /* XXX: when loading interpolants dynamically, move these
                 * to the program head, or make sure it can't be skipped.
@@ -2589,10 +2961,10 @@ nv50_program_tx_prep(struct nv50_pc *pc)
                        const struct tgsi_full_immediate *imm =
                                &tp.FullToken.FullImmediate;
 
-                       ctor_immd(pc, imm->u[0].Float,
-                                     imm->u[1].Float,
-                                     imm->u[2].Float,
-                                     imm->u[3].Float);
+                       ctor_immd_4f32(pc, imm->u[0].Float,
+                                      imm->u[1].Float,
+                                      imm->u[2].Float,
+                                      imm->u[3].Float);
                }
                        break;
                case TGSI_TOKEN_TYPE_DECLARATION:
@@ -2624,6 +2996,9 @@ nv50_program_tx_prep(struct nv50_pc *pc)
                                        if (p->cfg.io_nr > first)
                                                p->cfg.io_nr = first;
                                        break;
+                               case TGSI_SEMANTIC_EDGEFLAG:
+                                       pc->edgeflag_out = first;
+                                       break;
                                        /*
                                case TGSI_SEMANTIC_CLIP_DISTANCE:
                                        p->cfg.clpd = MIN2(p->cfg.clpd, first);
@@ -2872,6 +3247,8 @@ ctor_nv50_pc(struct nv50_pc *pc, struct nv50_program *p)
        p->cfg.two_side[0].hw = 0x40;
        p->cfg.two_side[1].hw = 0x40;
 
+       p->cfg.edgeflag_in = pc->edgeflag_out = 0xff;
+
        switch (p->type) {
        case PIPE_SHADER_VERTEX:
                p->cfg.psiz = 0x40;
@@ -2945,24 +3322,6 @@ ctor_nv50_pc(struct nv50_pc *pc, struct nv50_program *p)
        return TRUE;
 }
 
-static void
-nv50_fp_move_results(struct nv50_pc *pc)
-{
-       struct nv50_reg reg;
-       unsigned i;
-
-       ctor_reg(&reg, P_TEMP, -1, -1);
-
-       for (i = 0; i < pc->result_nr * 4; ++i) {
-               if (pc->result[i].rhw < 0 || pc->result[i].hw < 0)
-                       continue;
-               if (pc->result[i].rhw != pc->result[i].hw) {
-                       reg.hw = pc->result[i].rhw;
-                       emit_mov(pc, &reg, &pc->result[i]);
-               }
-       }
-}
-
 static void
 nv50_program_fixup_insns(struct nv50_pc *pc)
 {
@@ -2978,16 +3337,6 @@ nv50_program_fixup_insns(struct nv50_pc *pc)
                if (e->param.index >= 0 && !e->param.mask)
                        bra_list[n++] = e;
 
-       /* last instruction must be long so it can have the exit bit set */
-       if (!is_long(pc->p->exec_tail))
-               convert_to_long(pc, pc->p->exec_tail);
-       /* set exit bit */
-       pc->p->exec_tail->inst[1] |= 1;
-
-       /* !immd on exit insn simultaneously means !join */
-       assert(!is_immd(pc->p->exec_head));
-       assert(!is_immd(pc->p->exec_tail));
-
        /* Make sure we don't have any single 32 bit instructions. */
        for (e = pc->p->exec_head, pos = 0; e; e = e->next) {
                pos += is_long(e) ? 2 : 1;
@@ -2996,12 +3345,24 @@ nv50_program_fixup_insns(struct nv50_pc *pc)
                        for (i = 0; i < n; ++i)
                                if (bra_list[i]->param.index >= pos)
                                        bra_list[i]->param.index += 1;
+                       for (i = 0; i < pc->insn_nr; ++i)
+                               if (pc->insn_pos[i] >= pos)
+                                       pc->insn_pos[i] += 1;
                        convert_to_long(pc, e);
                        ++pos;
                }
        }
 
        FREE(bra_list);
+
+       if (!pc->p->info.opcode_count[TGSI_OPCODE_CAL])
+               return;
+
+       /* fill in CALL offsets */
+       for (e = pc->p->exec_head; e; e = e->next) {
+               if ((e->inst[0] & 2) && (e->inst[0] >> 28) == 0x2)
+                       e->param.index = pc->insn_pos[e->param.index];
+       }
 }
 
 static boolean
@@ -3023,19 +3384,20 @@ nv50_program_tx(struct nv50_program *p)
        if (ret == FALSE)
                goto out_cleanup;
 
+       pc->insn_pos = MALLOC(pc->insn_nr * sizeof(unsigned));
+
        tgsi_parse_init(&parse, pc->p->pipe.tokens);
        while (!tgsi_parse_end_of_tokens(&parse)) {
                const union tgsi_full_token *tok = &parse.FullToken;
 
-               /* don't allow half insn/immd on first and last instruction */
+               /* previously allow32 was FALSE for first & last instruction */
                pc->allow32 = TRUE;
-               if (pc->insn_cur == 0 || pc->insn_cur + 2 == pc->insn_nr)
-                       pc->allow32 = FALSE;
 
                tgsi_parse_token(&parse);
 
                switch (tok->Token.Type) {
                case TGSI_TOKEN_TYPE_INSTRUCTION:
+                       pc->insn_pos[pc->insn_cur] = pc->p->exec_size;
                        ++pc->insn_cur;
                        ret = nv50_tgsi_insn(pc, tok);
                        if (ret == FALSE)
@@ -3046,9 +3408,6 @@ nv50_program_tx(struct nv50_program *p)
                }
        }
 
-       if (pc->p->type == PIPE_SHADER_FRAGMENT)
-               nv50_fp_move_results(pc);
-
        nv50_program_fixup_insns(pc);
 
        p->param_nr = pc->param_nr * 4;
@@ -3072,7 +3431,7 @@ nv50_program_validate(struct nv50_context *nv50, struct nv50_program *p)
 }
 
 static void
-nv50_program_upload_data(struct nv50_context *nv50, float *map,
+nv50_program_upload_data(struct nv50_context *nv50, uint32_t *map,
                        unsigned start, unsigned count, unsigned cbuf)
 {
        struct nouveau_channel *chan = nv50->screen->base.channel;
@@ -3120,8 +3479,8 @@ nv50_program_validate_data(struct nv50_context *nv50, struct nv50_program *p)
 
        if (p->param_nr) {
                unsigned cb;
-               float *map = pipe_buffer_map(pscreen, nv50->constbuf[p->type],
-                                            PIPE_BUFFER_USAGE_CPU_READ);
+               uint32_t *map = pipe_buffer_map(pscreen, nv50->constbuf[p->type],
+                                               PIPE_BUFFER_USAGE_CPU_READ);
 
                if (p->type == PIPE_SHADER_VERTEX)
                        cb = NV50_CB_PVP;
@@ -3220,7 +3579,7 @@ nv50_vertprog_validate(struct nv50_context *nv50)
        nv50_program_validate_data(nv50, p);
        nv50_program_validate_code(nv50, p);
 
-       so = so_new(13, 2);
+       so = so_new(5, 8, 2);
        so_method(so, tesla, NV50TCL_VP_ADDRESS_HIGH, 2);
        so_reloc (so, p->bo, 0, NOUVEAU_BO_VRAM | NOUVEAU_BO_RD |
                      NOUVEAU_BO_HIGH, 0, 0);
@@ -3256,7 +3615,7 @@ nv50_fragprog_validate(struct nv50_context *nv50)
        nv50_program_validate_data(nv50, p);
        nv50_program_validate_code(nv50, p);
 
-       so = so_new(64, 2);
+       so = so_new(6, 7, 2);
        so_method(so, tesla, NV50TCL_FP_ADDRESS_HIGH, 2);
        so_reloc (so, p->bo, 0, NOUVEAU_BO_VRAM | NOUVEAU_BO_RD |
                      NOUVEAU_BO_HIGH, 0, 0);
@@ -3266,7 +3625,7 @@ nv50_fragprog_validate(struct nv50_context *nv50)
        so_data  (so, p->cfg.high_temp);
        so_method(so, tesla, NV50TCL_FP_RESULT_COUNT, 1);
        so_data  (so, p->cfg.high_result);
-       so_method(so, tesla, NV50TCL_FP_CTRL_UNK19A8, 1);
+       so_method(so, tesla, NV50TCL_FP_CONTROL, 1);
        so_data  (so, p->cfg.regs[2]);
        so_method(so, tesla, NV50TCL_FP_CTRL_UNK196C, 1);
        so_data  (so, p->cfg.regs[3]);
@@ -3424,7 +3783,7 @@ nv50_linkage_validate(struct nv50_context *nv50)
        }
 
        /* now fill the stateobj */
-       so = so_new(64, 0);
+       so = so_new(6, 58, 0);
 
        n = (m + 3) / 4;
        so_method(so, tesla, NV50TCL_VP_RESULT_MAP_SIZE, 1);
@@ -3438,7 +3797,7 @@ nv50_linkage_validate(struct nv50_context *nv50)
        so_method(so, tesla, NV50TCL_FP_INTERPOLANT_CTRL, 1);
        so_data  (so, reg[4]);
 
-       so_method(so, tesla, 0x1540, 4);
+       so_method(so, tesla, NV50TCL_NOPERSPECTIVE_BITMAP(0), 4);
        so_datap (so, lin, 4);
 
        if (nv50->rasterizer->pipe.point_sprite) {