i965: Introduce downcast helpers for prog_data structures.
[mesa.git] / src / mesa / drivers / dri / i965 / brw_fs_visitor.cpp
index da7e9ca67efbb4153877e6665061bb1eae200653..0efd68f20b453ffdfacb9778e1ed74698cdce3c4 100644 (file)
  * makes it easier to do backend-specific optimizations than doing so
  * in the GLSL IR or in the native code.
  */
-#include <sys/types.h>
-
-#include "main/macros.h"
-#include "main/shaderobj.h"
-#include "program/prog_parameter.h"
-#include "program/prog_print.h"
-#include "program/prog_optimize.h"
-#include "util/register_allocate.h"
-#include "program/hash_table.h"
-#include "brw_context.h"
-#include "brw_eu.h"
-#include "brw_wm.h"
-#include "brw_cs.h"
-#include "brw_vec4.h"
-#include "brw_vec4_gs_visitor.h"
 #include "brw_fs.h"
-#include "main/uniforms.h"
-#include "glsl/nir/glsl_types.h"
-#include "glsl/ir_optimization.h"
-#include "program/sampler.h"
+#include "compiler/glsl_types.h"
 
 using namespace brw;
 
@@ -54,24 +36,40 @@ fs_reg *
 fs_visitor::emit_vs_system_value(int location)
 {
    fs_reg *reg = new(this->mem_ctx)
-      fs_reg(ATTR, 4 * _mesa_bitcount_64(nir->info.inputs_read),
+      fs_reg(ATTR, 4 * (_mesa_bitcount_64(nir->info.inputs_read) +
+                        _mesa_bitcount_64(nir->info.double_inputs_read)),
              BRW_REGISTER_TYPE_D);
-   brw_vs_prog_data *vs_prog_data = (brw_vs_prog_data *) prog_data;
+   struct brw_vs_prog_data *vs_prog_data = brw_vs_prog_data(prog_data);
 
    switch (location) {
    case SYSTEM_VALUE_BASE_VERTEX:
-      reg->reg_offset = 0;
-      vs_prog_data->uses_vertexid = true;
+      reg->offset = 0;
+      vs_prog_data->uses_basevertex = true;
+      break;
+   case SYSTEM_VALUE_BASE_INSTANCE:
+      reg->offset = REG_SIZE;
+      vs_prog_data->uses_baseinstance = true;
       break;
    case SYSTEM_VALUE_VERTEX_ID:
+      unreachable("should have been lowered");
    case SYSTEM_VALUE_VERTEX_ID_ZERO_BASE:
-      reg->reg_offset = 2;
+      reg->offset = 2 * REG_SIZE;
       vs_prog_data->uses_vertexid = true;
       break;
    case SYSTEM_VALUE_INSTANCE_ID:
-      reg->reg_offset = 3;
+      reg->offset = 3 * REG_SIZE;
       vs_prog_data->uses_instanceid = true;
       break;
+   case SYSTEM_VALUE_DRAW_ID:
+      if (nir->info.system_values_read &
+          (BITFIELD64_BIT(SYSTEM_VALUE_BASE_VERTEX) |
+           BITFIELD64_BIT(SYSTEM_VALUE_BASE_INSTANCE) |
+           BITFIELD64_BIT(SYSTEM_VALUE_VERTEX_ID_ZERO_BASE) |
+           BITFIELD64_BIT(SYSTEM_VALUE_INSTANCE_ID)))
+         reg->nr += 4;
+      reg->offset = 0;
+      vs_prog_data->uses_drawid = true;
+      break;
    default:
       unreachable("not reached");
    }
@@ -79,280 +77,31 @@ fs_visitor::emit_vs_system_value(int location)
    return reg;
 }
 
-fs_reg
-fs_visitor::rescale_texcoord(fs_reg coordinate, int coord_components,
-                             bool is_rect, uint32_t sampler)
-{
-   bool needs_gl_clamp = true;
-   fs_reg scale_x, scale_y;
-
-   /* The 965 requires the EU to do the normalization of GL rectangle
-    * texture coordinates.  We use the program parameter state
-    * tracking to get the scaling factor.
-    */
-   if (is_rect &&
-       (devinfo->gen < 6 ||
-        (devinfo->gen >= 6 && (key_tex->gl_clamp_mask[0] & (1 << sampler) ||
-                               key_tex->gl_clamp_mask[1] & (1 << sampler))))) {
-      struct gl_program_parameter_list *params = prog->Parameters;
-
-
-      /* FINISHME: We're failing to recompile our programs when the sampler is
-       * updated.  This only matters for the texture rectangle scale
-       * parameters (pre-gen6, or gen6+ with GL_CLAMP).
-       */
-      int tokens[STATE_LENGTH] = {
-        STATE_INTERNAL,
-        STATE_TEXRECT_SCALE,
-        prog->SamplerUnits[sampler],
-        0,
-        0
-      };
-
-      no16("rectangle scale uniform setup not supported on SIMD16\n");
-      if (dispatch_width == 16) {
-        return coordinate;
-      }
-
-      GLuint index = _mesa_add_state_reference(params,
-                                              (gl_state_index *)tokens);
-      /* Try to find existing copies of the texrect scale uniforms. */
-      for (unsigned i = 0; i < uniforms; i++) {
-         if (stage_prog_data->param[i] ==
-             &prog->Parameters->ParameterValues[index][0]) {
-            scale_x = fs_reg(UNIFORM, i);
-            scale_y = fs_reg(UNIFORM, i + 1);
-            break;
-         }
-      }
-
-      /* If we didn't already set them up, do so now. */
-      if (scale_x.file == BAD_FILE) {
-         scale_x = fs_reg(UNIFORM, uniforms);
-         scale_y = fs_reg(UNIFORM, uniforms + 1);
-
-         stage_prog_data->param[uniforms++] =
-            &prog->Parameters->ParameterValues[index][0];
-         stage_prog_data->param[uniforms++] =
-            &prog->Parameters->ParameterValues[index][1];
-      }
-   }
-
-   /* The 965 requires the EU to do the normalization of GL rectangle
-    * texture coordinates.  We use the program parameter state
-    * tracking to get the scaling factor.
-    */
-   if (devinfo->gen < 6 && is_rect) {
-      fs_reg dst = fs_reg(GRF, alloc.allocate(coord_components));
-      fs_reg src = coordinate;
-      coordinate = dst;
-
-      bld.MUL(dst, src, scale_x);
-      dst = offset(dst, bld, 1);
-      src = offset(src, bld, 1);
-      bld.MUL(dst, src, scale_y);
-   } else if (is_rect) {
-      /* On gen6+, the sampler handles the rectangle coordinates
-       * natively, without needing rescaling.  But that means we have
-       * to do GL_CLAMP clamping at the [0, width], [0, height] scale,
-       * not [0, 1] like the default case below.
-       */
-      needs_gl_clamp = false;
-
-      for (int i = 0; i < 2; i++) {
-        if (key_tex->gl_clamp_mask[i] & (1 << sampler)) {
-           fs_reg chan = coordinate;
-           chan = offset(chan, bld, i);
-
-            set_condmod(BRW_CONDITIONAL_GE,
-                        bld.emit(BRW_OPCODE_SEL, chan, chan, fs_reg(0.0f)));
-
-           /* Our parameter comes in as 1.0/width or 1.0/height,
-            * because that's what people normally want for doing
-            * texture rectangle handling.  We need width or height
-            * for clamping, but we don't care enough to make a new
-            * parameter type, so just invert back.
-            */
-           fs_reg limit = vgrf(glsl_type::float_type);
-            bld.MOV(limit, i == 0 ? scale_x : scale_y);
-            bld.emit(SHADER_OPCODE_RCP, limit, limit);
-
-            set_condmod(BRW_CONDITIONAL_L,
-                        bld.emit(BRW_OPCODE_SEL, chan, chan, limit));
-        }
-      }
-   }
-
-   if (coord_components > 0 && needs_gl_clamp) {
-      for (int i = 0; i < MIN2(coord_components, 3); i++) {
-        if (key_tex->gl_clamp_mask[i] & (1 << sampler)) {
-           fs_reg chan = coordinate;
-           chan = offset(chan, bld, i);
-            set_saturate(true, bld.MOV(chan, chan));
-        }
-      }
-   }
-   return coordinate;
-}
-
 /* Sample from the MCS surface attached to this multisample texture. */
 fs_reg
 fs_visitor::emit_mcs_fetch(const fs_reg &coordinate, unsigned components,
-                           const fs_reg &sampler)
+                           const fs_reg &texture)
 {
    const fs_reg dest = vgrf(glsl_type::uvec4_type);
-   const fs_reg srcs[] = {
-      coordinate, fs_reg(), fs_reg(), fs_reg(), fs_reg(), fs_reg(),
-      sampler, fs_reg(), fs_reg(components), fs_reg(0)
-   };
+
+   fs_reg srcs[TEX_LOGICAL_NUM_SRCS];
+   srcs[TEX_LOGICAL_SRC_COORDINATE] = coordinate;
+   srcs[TEX_LOGICAL_SRC_SURFACE] = texture;
+   srcs[TEX_LOGICAL_SRC_SAMPLER] = texture;
+   srcs[TEX_LOGICAL_SRC_COORD_COMPONENTS] = brw_imm_d(components);
+   srcs[TEX_LOGICAL_SRC_GRAD_COMPONENTS] = brw_imm_d(0);
+
    fs_inst *inst = bld.emit(SHADER_OPCODE_TXF_MCS_LOGICAL, dest, srcs,
                             ARRAY_SIZE(srcs));
 
    /* We only care about one or two regs of response, but the sampler always
     * writes 4/8.
     */
-   inst->regs_written = 4 * dispatch_width / 8;
+   inst->size_written = 4 * dest.component_size(inst->exec_size);
 
    return dest;
 }
 
-void
-fs_visitor::emit_texture(ir_texture_opcode op,
-                         const glsl_type *dest_type,
-                         fs_reg coordinate, int coord_components,
-                         fs_reg shadow_c,
-                         fs_reg lod, fs_reg lod2, int grad_components,
-                         fs_reg sample_index,
-                         fs_reg offset_value,
-                         fs_reg mcs,
-                         int gather_component,
-                         bool is_cube_array,
-                         bool is_rect,
-                         uint32_t sampler,
-                         fs_reg sampler_reg)
-{
-   fs_inst *inst = NULL;
-
-   if (op == ir_tg4) {
-      /* When tg4 is used with the degenerate ZERO/ONE swizzles, don't bother
-       * emitting anything other than setting up the constant result.
-       */
-      int swiz = GET_SWZ(key_tex->swizzles[sampler], gather_component);
-      if (swiz == SWIZZLE_ZERO || swiz == SWIZZLE_ONE) {
-
-         fs_reg res = vgrf(glsl_type::vec4_type);
-         this->result = res;
-
-         for (int i=0; i<4; i++) {
-            bld.MOV(res, fs_reg(swiz == SWIZZLE_ZERO ? 0.0f : 1.0f));
-            res = offset(res, bld, 1);
-         }
-         return;
-      }
-   }
-
-   if (op == ir_query_levels) {
-      /* textureQueryLevels() is implemented in terms of TXS so we need to
-       * pass a valid LOD argument.
-       */
-      assert(lod.file == BAD_FILE);
-      lod = fs_reg(0u);
-   }
-
-   if (coordinate.file != BAD_FILE) {
-      /* FINISHME: Texture coordinate rescaling doesn't work with non-constant
-       * samplers.  This should only be a problem with GL_CLAMP on Gen7.
-       */
-      coordinate = rescale_texcoord(coordinate, coord_components, is_rect,
-                                    sampler);
-   }
-
-   /* Writemasking doesn't eliminate channels on SIMD8 texture
-    * samples, so don't worry about them.
-    */
-   fs_reg dst = vgrf(glsl_type::get_instance(dest_type->base_type, 4, 1));
-   const fs_reg srcs[] = {
-      coordinate, shadow_c, lod, lod2,
-      sample_index, mcs, sampler_reg, offset_value,
-      fs_reg(coord_components), fs_reg(grad_components)
-   };
-   enum opcode opcode;
-
-   switch (op) {
-   case ir_tex:
-      opcode = SHADER_OPCODE_TEX_LOGICAL;
-      break;
-   case ir_txb:
-      opcode = FS_OPCODE_TXB_LOGICAL;
-      break;
-   case ir_txl:
-      opcode = SHADER_OPCODE_TXL_LOGICAL;
-      break;
-   case ir_txd:
-      opcode = SHADER_OPCODE_TXD_LOGICAL;
-      break;
-   case ir_txf:
-      opcode = SHADER_OPCODE_TXF_LOGICAL;
-      break;
-   case ir_txf_ms:
-      if ((key_tex->msaa_16 & (1 << sampler)))
-         opcode = SHADER_OPCODE_TXF_CMS_W_LOGICAL;
-      else
-         opcode = SHADER_OPCODE_TXF_CMS_LOGICAL;
-      break;
-   case ir_txs:
-   case ir_query_levels:
-      opcode = SHADER_OPCODE_TXS_LOGICAL;
-      break;
-   case ir_lod:
-      opcode = SHADER_OPCODE_LOD_LOGICAL;
-      break;
-   case ir_tg4:
-      opcode = (offset_value.file != BAD_FILE && offset_value.file != IMM ?
-                SHADER_OPCODE_TG4_OFFSET_LOGICAL : SHADER_OPCODE_TG4_LOGICAL);
-      break;
-   default:
-      unreachable("Invalid texture opcode.");
-   }
-
-   inst = bld.emit(opcode, dst, srcs, ARRAY_SIZE(srcs));
-   inst->regs_written = 4 * dispatch_width / 8;
-
-   if (shadow_c.file != BAD_FILE)
-      inst->shadow_compare = true;
-
-   if (offset_value.file == IMM)
-      inst->offset = offset_value.ud;
-
-   if (op == ir_tg4) {
-      inst->offset |=
-         gather_channel(gather_component, sampler) << 16; /* M0.2:16-17 */
-
-      if (devinfo->gen == 6)
-         emit_gen6_gather_wa(key_tex->gen6_gather_wa[sampler], dst);
-   }
-
-   /* fixup #layers for cube map arrays */
-   if (op == ir_txs && is_cube_array) {
-      fs_reg depth = offset(dst, bld, 2);
-      fs_reg fixed_depth = vgrf(glsl_type::int_type);
-      bld.emit(SHADER_OPCODE_INT_QUOTIENT, fixed_depth, depth, fs_reg(6));
-
-      fs_reg *fixed_payload = ralloc_array(mem_ctx, fs_reg, inst->regs_written);
-      int components = inst->regs_written / (inst->exec_size / 8);
-      for (int i = 0; i < components; i++) {
-         if (i == 2) {
-            fixed_payload[i] = fixed_depth;
-         } else {
-            fixed_payload[i] = offset(dst, bld, i);
-         }
-      }
-      bld.LOAD_PAYLOAD(dst, fixed_payload, components, 0);
-   }
-
-   swizzle_result(op, dest_type->vector_elements, dst, sampler);
-}
-
 /**
  * Apply workarounds for Gen6 gather with UINT/SINT
  */
@@ -367,7 +116,7 @@ fs_visitor::emit_gen6_gather_wa(uint8_t wa, fs_reg dst)
    for (int i = 0; i < 4; i++) {
       fs_reg dst_f = retype(dst, BRW_REGISTER_TYPE_F);
       /* Convert from UNORM to UINT */
-      bld.MUL(dst_f, dst_f, fs_reg((float)((1 << width) - 1)));
+      bld.MUL(dst_f, dst_f, brw_imm_f((1 << width) - 1));
       bld.MOV(dst, dst_f);
 
       if (wa & WA_SIGN) {
@@ -375,83 +124,14 @@ fs_visitor::emit_gen6_gather_wa(uint8_t wa, fs_reg dst)
           * shifting the sign bit into place, then shifting back
           * preserving sign.
           */
-         bld.SHL(dst, dst, fs_reg(32 - width));
-         bld.ASR(dst, dst, fs_reg(32 - width));
+         bld.SHL(dst, dst, brw_imm_d(32 - width));
+         bld.ASR(dst, dst, brw_imm_d(32 - width));
       }
 
       dst = offset(dst, bld, 1);
    }
 }
 
-/**
- * Set up the gather channel based on the swizzle, for gather4.
- */
-uint32_t
-fs_visitor::gather_channel(int orig_chan, uint32_t sampler)
-{
-   int swiz = GET_SWZ(key_tex->swizzles[sampler], orig_chan);
-   switch (swiz) {
-      case SWIZZLE_X: return 0;
-      case SWIZZLE_Y:
-         /* gather4 sampler is broken for green channel on RG32F --
-          * we must ask for blue instead.
-          */
-         if (key_tex->gather_channel_quirk_mask & (1 << sampler))
-            return 2;
-         return 1;
-      case SWIZZLE_Z: return 2;
-      case SWIZZLE_W: return 3;
-      default:
-         unreachable("Not reached"); /* zero, one swizzles handled already */
-   }
-}
-
-/**
- * Swizzle the result of a texture result.  This is necessary for
- * EXT_texture_swizzle as well as DEPTH_TEXTURE_MODE for shadow comparisons.
- */
-void
-fs_visitor::swizzle_result(ir_texture_opcode op, int dest_components,
-                           fs_reg orig_val, uint32_t sampler)
-{
-   if (op == ir_query_levels) {
-      /* # levels is in .w */
-      this->result = offset(orig_val, bld, 3);
-      return;
-   }
-
-   this->result = orig_val;
-
-   /* txs,lod don't actually sample the texture, so swizzling the result
-    * makes no sense.
-    */
-   if (op == ir_txs || op == ir_lod || op == ir_tg4)
-      return;
-
-   if (dest_components == 1) {
-      /* Ignore DEPTH_TEXTURE_MODE swizzling. */
-   } else if (key_tex->swizzles[sampler] != SWIZZLE_NOOP) {
-      fs_reg swizzled_result = vgrf(glsl_type::vec4_type);
-      swizzled_result.type = orig_val.type;
-
-      for (int i = 0; i < 4; i++) {
-        int swiz = GET_SWZ(key_tex->swizzles[sampler], i);
-        fs_reg l = swizzled_result;
-        l = offset(l, bld, i);
-
-        if (swiz == SWIZZLE_ZERO) {
-            bld.MOV(l, fs_reg(0.0f));
-        } else if (swiz == SWIZZLE_ONE) {
-            bld.MOV(l, fs_reg(1.0f));
-        } else {
-            bld.MOV(l, offset(orig_val, bld,
-                                  GET_SWZ(key_tex->swizzles[sampler], i)));
-        }
-      }
-      this->result = swizzled_result;
-   }
-}
-
 /** Emits a dummy fragment shader consisting of magenta for bringup purposes. */
 void
 fs_visitor::emit_dummy_fs()
@@ -462,7 +142,7 @@ fs_visitor::emit_dummy_fs()
    const float color[4] = { 1.0, 0.0, 1.0, 0.0 };
    for (int i = 0; i < 4; i++) {
       bld.MOV(fs_reg(MRF, 2 + i * reg_width, BRW_REGISTER_TYPE_F),
-              fs_reg(color[i]));
+              brw_imm_f(color[i]));
    }
 
    fs_inst *write;
@@ -480,7 +160,7 @@ fs_visitor::emit_dummy_fs()
    /* Tell the SF we don't have any inputs.  Gen4-5 require at least one
     * varying to avoid GPU hangs, so set that.
     */
-   brw_wm_prog_data *wm_prog_data = (brw_wm_prog_data *) this->prog_data;
+   struct brw_wm_prog_data *wm_prog_data = brw_wm_prog_data(this->prog_data);
    wm_prog_data->num_varying_inputs = devinfo->gen < 6 ? 1 : 0;
    memset(wm_prog_data->urb_setup, -1,
           sizeof(wm_prog_data->urb_setup[0]) * VARYING_SLOT_MAX);
@@ -490,7 +170,7 @@ fs_visitor::emit_dummy_fs()
    stage_prog_data->nr_pull_params = 0;
    stage_prog_data->curb_read_length = 0;
    stage_prog_data->dispatch_grf_start_reg = 2;
-   wm_prog_data->dispatch_grf_start_reg_16 = 2;
+   wm_prog_data->dispatch_grf_start_reg_2 = 2;
    grf_used = 1; /* Gen4-5 don't allow zero GRF blocks */
 
    calculate_cfg();
@@ -504,7 +184,7 @@ struct brw_reg
 fs_visitor::interp_reg(int location, int channel)
 {
    assert(stage == MESA_SHADER_FRAGMENT);
-   brw_wm_prog_data *prog_data = (brw_wm_prog_data*) this->prog_data;
+   struct brw_wm_prog_data *prog_data = brw_wm_prog_data(this->prog_data);
    int regnr = prog_data->urb_setup[location] * 2 + channel / 2;
    int stride = (channel & 1) * 4;
 
@@ -533,9 +213,9 @@ fs_visitor::emit_interpolation_setup_gen4()
 
    abld = bld.annotate("compute pixel deltas from v0");
 
-   this->delta_xy[BRW_WM_PERSPECTIVE_PIXEL_BARYCENTRIC] =
+   this->delta_xy[BRW_BARYCENTRIC_PERSPECTIVE_PIXEL] =
       vgrf(glsl_type::vec2_type);
-   const fs_reg &delta_xy = this->delta_xy[BRW_WM_PERSPECTIVE_PIXEL_BARYCENTRIC];
+   const fs_reg &delta_xy = this->delta_xy[BRW_BARYCENTRIC_PERSPECTIVE_PIXEL];
    const fs_reg xstart(negate(brw_vec1_grf(1, 0)));
    const fs_reg ystart(negate(brw_vec1_grf(1, 1)));
 
@@ -581,7 +261,7 @@ fs_visitor::emit_interpolation_setup_gen6()
        * Thus we can do a single add(16) in SIMD8 or an add(32) in SIMD16 to
        * compute our pixel centers.
        */
-      fs_reg int_pixel_xy(GRF, alloc.allocate(dispatch_width / 8),
+      fs_reg int_pixel_xy(VGRF, alloc.allocate(dispatch_width / 8),
                           BRW_REGISTER_TYPE_UW);
 
       const fs_builder dbld = abld.exec_all().group(dispatch_width * 2, 0);
@@ -628,9 +308,41 @@ fs_visitor::emit_interpolation_setup_gen6()
    this->wpos_w = vgrf(glsl_type::float_type);
    abld.emit(SHADER_OPCODE_RCP, this->wpos_w, this->pixel_w);
 
-   for (int i = 0; i < BRW_WM_BARYCENTRIC_INTERP_MODE_COUNT; ++i) {
+   struct brw_wm_prog_data *wm_prog_data = brw_wm_prog_data(prog_data);
+   uint32_t centroid_modes = wm_prog_data->barycentric_interp_modes &
+      (1 << BRW_BARYCENTRIC_PERSPECTIVE_CENTROID |
+       1 << BRW_BARYCENTRIC_NONPERSPECTIVE_CENTROID);
+
+   for (int i = 0; i < BRW_BARYCENTRIC_MODE_COUNT; ++i) {
       uint8_t reg = payload.barycentric_coord_reg[i];
       this->delta_xy[i] = fs_reg(brw_vec16_grf(reg, 0));
+
+      if (devinfo->needs_unlit_centroid_workaround &&
+          (centroid_modes & (1 << i))) {
+         /* Get the pixel/sample mask into f0 so that we know which
+          * pixels are lit.  Then, for each channel that is unlit,
+          * replace the centroid data with non-centroid data.
+          */
+         bld.emit(FS_OPCODE_MOV_DISPATCH_TO_FLAGS);
+
+         uint8_t pixel_reg = payload.barycentric_coord_reg[i - 1];
+
+         set_predicate_inv(BRW_PREDICATE_NORMAL, true,
+                           bld.half(0).MOV(brw_vec8_grf(reg, 0),
+                                           brw_vec8_grf(pixel_reg, 0)));
+         set_predicate_inv(BRW_PREDICATE_NORMAL, true,
+                           bld.half(0).MOV(brw_vec8_grf(reg + 1, 0),
+                                           brw_vec8_grf(pixel_reg + 1, 0)));
+         if (dispatch_width == 16) {
+            set_predicate_inv(BRW_PREDICATE_NORMAL, true,
+                              bld.half(1).MOV(brw_vec8_grf(reg + 2, 0),
+                                              brw_vec8_grf(pixel_reg + 2, 0)));
+            set_predicate_inv(BRW_PREDICATE_NORMAL, true,
+                              bld.half(1).MOV(brw_vec8_grf(reg + 3, 0),
+                                              brw_vec8_grf(pixel_reg + 3, 0)));
+         }
+         assert(dispatch_width != 32); /* not implemented yet */
+      }
    }
 }
 
@@ -681,7 +393,7 @@ fs_visitor::emit_alpha_test()
       fs_reg color = offset(outputs[0], bld, 3);
 
       /* f0.1 &= func(color, ref) */
-      cmp = abld.CMP(bld.null_reg_f(), color, fs_reg(key->alpha_test_ref),
+      cmp = abld.CMP(bld.null_reg_f(), color, brw_imm_f(key->alpha_test_ref),
                      cond_for_alpha_func(key->alpha_test_func));
    }
    cmp->predicate = BRW_PREDICATE_NORMAL;
@@ -694,7 +406,7 @@ fs_visitor::emit_single_fb_write(const fs_builder &bld,
                                  fs_reg src0_alpha, unsigned components)
 {
    assert(stage == MESA_SHADER_FRAGMENT);
-   brw_wm_prog_data *prog_data = (brw_wm_prog_data*) this->prog_data;
+   struct brw_wm_prog_data *prog_data = brw_wm_prog_data(this->prog_data);
 
    /* Hand over gl_FragDepth or the payload depth. */
    const fs_reg dst_depth = (payload.dest_depth_reg ?
@@ -714,7 +426,8 @@ fs_visitor::emit_single_fb_write(const fs_builder &bld,
 
    const fs_reg sources[] = {
       color0, color1, src0_alpha, src_depth, dst_depth, src_stencil,
-      sample_mask, fs_reg(components)
+      (prog_data->uses_omask ? sample_mask : fs_reg()),
+      brw_imm_ud(components)
    };
    assert(ARRAY_SIZE(sources) - 1 == FB_WRITE_LOGICAL_SRC_COMPONENTS);
    fs_inst *write = bld.emit(FS_OPCODE_FB_WRITE_LOGICAL, fs_reg(),
@@ -732,7 +445,7 @@ void
 fs_visitor::emit_fb_writes()
 {
    assert(stage == MESA_SHADER_FRAGMENT);
-   brw_wm_prog_data *prog_data = (brw_wm_prog_data*) this->prog_data;
+   struct brw_wm_prog_data *prog_data = brw_wm_prog_data(this->prog_data);
    brw_wm_prog_key *key = (brw_wm_prog_key*) this->key;
 
    fs_inst *inst = NULL;
@@ -744,47 +457,38 @@ fs_visitor::emit_fb_writes()
        * sounds because the SIMD8 single-source message lacks channel selects
        * for the second and third subspans.
        */
-      no16("Missing support for simd16 depth writes on gen6\n");
+      limit_dispatch_width(8, "Depth writes unsupported in SIMD16+ mode.\n");
    }
 
    if (nir->info.outputs_written & BITFIELD64_BIT(FRAG_RESULT_STENCIL)) {
       /* From the 'Render Target Write message' section of the docs:
        * "Output Stencil is not supported with SIMD16 Render Target Write
        * Messages."
-       *
-       * FINISHME: split 16 into 2 8s
        */
-      no16("FINISHME: support 2 simd8 writes for gl_FragStencilRefARB\n");
+      limit_dispatch_width(8, "gl_FragStencilRefARB unsupported "
+                           "in SIMD16+ mode.\n");
    }
 
-   if (do_dual_src) {
-      const fs_builder abld = bld.annotate("FB dual-source write");
+   for (int target = 0; target < key->nr_color_regions; target++) {
+      /* Skip over outputs that weren't written. */
+      if (this->outputs[target].file == BAD_FILE)
+         continue;
 
-      inst = emit_single_fb_write(abld, this->outputs[0],
-                                  this->dual_src_output, reg_undef, 4);
-      inst->target = 0;
+      const fs_builder abld = bld.annotate(
+         ralloc_asprintf(this->mem_ctx, "FB write target %d", target));
 
-      prog_data->dual_src_blend = true;
-   } else {
-      for (int target = 0; target < key->nr_color_regions; target++) {
-         /* Skip over outputs that weren't written. */
-         if (this->outputs[target].file == BAD_FILE)
-            continue;
-
-         const fs_builder abld = bld.annotate(
-            ralloc_asprintf(this->mem_ctx, "FB write target %d", target));
-
-         fs_reg src0_alpha;
-         if (devinfo->gen >= 6 && key->replicate_alpha && target != 0)
-            src0_alpha = offset(outputs[0], bld, 3);
-
-         inst = emit_single_fb_write(abld, this->outputs[target], reg_undef,
-                                     src0_alpha,
-                                     this->output_components[target]);
-         inst->target = target;
-      }
+      fs_reg src0_alpha;
+      if (devinfo->gen >= 6 && key->replicate_alpha && target != 0)
+         src0_alpha = offset(outputs[0], bld, 3);
+
+      inst = emit_single_fb_write(abld, this->outputs[target],
+                                  this->dual_src_output, src0_alpha, 4);
+      inst->target = target;
    }
 
+   prog_data->dual_src_blend = (this->dual_src_output.file != BAD_FILE);
+   assert(!prog_data->dual_src_blend || key->nr_color_regions == 1);
+
    if (inst == NULL) {
       /* Even if there's no color buffers enabled, we still need to send
        * alpha out the pipeline to our null renderbuffer to support
@@ -829,8 +533,7 @@ fs_visitor::setup_uniform_clipplane_values(gl_clip_plane *clip_planes)
  */
 void fs_visitor::compute_clip_distance(gl_clip_plane *clip_planes)
 {
-   struct brw_vue_prog_data *vue_prog_data =
-      (struct brw_vue_prog_data *) prog_data;
+   struct brw_vue_prog_data *vue_prog_data = brw_vue_prog_data(prog_data);
    const struct brw_vs_prog_key *key =
       (const struct brw_vs_prog_key *) this->key;
 
@@ -865,14 +568,12 @@ void fs_visitor::compute_clip_distance(gl_clip_plane *clip_planes)
    const fs_builder abld = bld.annotate("user clip distances");
 
    this->outputs[VARYING_SLOT_CLIP_DIST0] = vgrf(glsl_type::vec4_type);
-   this->output_components[VARYING_SLOT_CLIP_DIST0] = 4;
    this->outputs[VARYING_SLOT_CLIP_DIST1] = vgrf(glsl_type::vec4_type);
-   this->output_components[VARYING_SLOT_CLIP_DIST1] = 4;
 
    for (int i = 0; i < key->nr_userclip_plane_consts; i++) {
       fs_reg u = userplane[i];
-      fs_reg output = outputs[VARYING_SLOT_CLIP_DIST0 + i / 4];
-      output.reg_offset = i & 3;
+      const fs_reg output = offset(outputs[VARYING_SLOT_CLIP_DIST0 + i / 4],
+                                   bld, i & 3);
 
       abld.MUL(output, outputs[clip_vertex], u);
       for (int j = 1; j < 4; j++) {
@@ -888,7 +589,7 @@ fs_visitor::emit_urb_writes(const fs_reg &gs_vertex_count)
    int slot, urb_offset, length;
    int starting_urb_offset = 0;
    const struct brw_vue_prog_data *vue_prog_data =
-      (const struct brw_vue_prog_data *) this->prog_data;
+      brw_vue_prog_data(this->prog_data);
    const struct brw_vs_prog_key *vs_key =
       (const struct brw_vs_prog_key *) this->key;
    const GLbitfield64 psiz_mask =
@@ -896,6 +597,12 @@ fs_visitor::emit_urb_writes(const fs_reg &gs_vertex_count)
    const struct brw_vue_map *vue_map = &vue_prog_data->vue_map;
    bool flush;
    fs_reg sources[8];
+   fs_reg urb_handle;
+
+   if (stage == MESA_SHADER_TESS_EVAL)
+      urb_handle = fs_reg(retype(brw_vec8_grf(4, 0), BRW_REGISTER_TYPE_UD));
+   else
+      urb_handle = fs_reg(retype(brw_vec8_grf(1, 0), BRW_REGISTER_TYPE_UD));
 
    /* If we don't have any valid slots to write, just do a minimal urb write
     * send to terminate the shader.  This includes 1 slot of undefined data,
@@ -908,9 +615,15 @@ fs_visitor::emit_urb_writes(const fs_reg &gs_vertex_count)
     *    "The write data payload can be between 1 and 8 message phases long."
     */
    if (vue_map->slots_valid == 0) {
-      fs_reg payload = fs_reg(GRF, alloc.allocate(2), BRW_REGISTER_TYPE_UD);
-      bld.exec_all().MOV(payload, fs_reg(retype(brw_vec8_grf(1, 0),
-                                                BRW_REGISTER_TYPE_UD)));
+      /* For GS, just turn EmitVertex() into a no-op.  We don't want it to
+       * end the thread, and emit_gs_thread_end() already emits a SEND with
+       * EOT at the end of the program for us.
+       */
+      if (stage == MESA_SHADER_GEOMETRY)
+         return;
+
+      fs_reg payload = fs_reg(VGRF, alloc.allocate(2), BRW_REGISTER_TYPE_UD);
+      bld.exec_all().MOV(payload, urb_handle);
 
       fs_inst *inst = bld.emit(SHADER_OPCODE_URB_WRITE_SIMD8, reg_undef, payload);
       inst->eot = true;
@@ -925,7 +638,7 @@ fs_visitor::emit_urb_writes(const fs_reg &gs_vertex_count)
 
    if (stage == MESA_SHADER_GEOMETRY) {
       const struct brw_gs_prog_data *gs_prog_data =
-         (const struct brw_gs_prog_data *) this->prog_data;
+         brw_gs_prog_data(this->prog_data);
 
       /* We need to increment the Global Offset to skip over the control data
        * header and the extra "Vertex Count" field (1 HWord) at the beginning
@@ -946,14 +659,13 @@ fs_visitor::emit_urb_writes(const fs_reg &gs_vertex_count)
       const int output_vertex_size_owords =
          gs_prog_data->output_vertex_size_hwords * 2;
 
-      fs_reg offset;
       if (gs_vertex_count.file == IMM) {
-         per_slot_offsets = fs_reg(output_vertex_size_owords *
-                                   gs_vertex_count.ud);
+         per_slot_offsets = brw_imm_ud(output_vertex_size_owords *
+                                       gs_vertex_count.ud);
       } else {
          per_slot_offsets = vgrf(glsl_type::int_type);
          bld.MUL(per_slot_offsets, gs_vertex_count,
-                 fs_reg(output_vertex_size_owords));
+                 brw_imm_ud(output_vertex_size_owords));
       }
    }
 
@@ -975,8 +687,8 @@ fs_visitor::emit_urb_writes(const fs_reg &gs_vertex_count)
             break;
          }
 
-         fs_reg zero(GRF, alloc.allocate(1), BRW_REGISTER_TYPE_UD);
-         bld.MOV(zero, fs_reg(0u));
+         fs_reg zero(VGRF, alloc.allocate(1), BRW_REGISTER_TYPE_UD);
+         bld.MOV(zero, brw_imm_ud(0u));
 
          sources[length++] = zero;
          if (vue_map->slots_valid & VARYING_BIT_LAYER)
@@ -1027,16 +739,14 @@ fs_visitor::emit_urb_writes(const fs_reg &gs_vertex_count)
              * temp register and use that for the payload.
              */
             for (int i = 0; i < 4; i++) {
-               fs_reg reg = fs_reg(GRF, alloc.allocate(1), outputs[varying].type);
+               fs_reg reg = fs_reg(VGRF, alloc.allocate(1), outputs[varying].type);
                fs_reg src = offset(this->outputs[varying], bld, i);
                set_saturate(true, bld.MOV(reg, src));
                sources[length++] = reg;
             }
          } else {
-            for (unsigned i = 0; i < output_components[varying]; i++)
+            for (unsigned i = 0; i < 4; i++)
                sources[length++] = offset(this->outputs[varying], bld, i);
-            for (unsigned i = output_components[varying]; i < 4; i++)
-               sources[length++] = fs_reg(0);
          }
          break;
       }
@@ -1053,10 +763,9 @@ fs_visitor::emit_urb_writes(const fs_reg &gs_vertex_count)
       if (flush) {
          fs_reg *payload_sources =
             ralloc_array(mem_ctx, fs_reg, length + header_size);
-         fs_reg payload = fs_reg(GRF, alloc.allocate(length + header_size),
+         fs_reg payload = fs_reg(VGRF, alloc.allocate(length + header_size),
                                  BRW_REGISTER_TYPE_F);
-         payload_sources[0] =
-            fs_reg(retype(brw_vec8_grf(1, 0), BRW_REGISTER_TYPE_UD));
+         payload_sources[0] = urb_handle;
 
          if (opcode == SHADER_OPCODE_URB_WRITE_SIMD8_PER_SLOT)
             payload_sources[1] = per_slot_offsets;
@@ -1068,7 +777,7 @@ fs_visitor::emit_urb_writes(const fs_reg &gs_vertex_count)
                            header_size);
 
          fs_inst *inst = abld.emit(opcode, reg_undef, payload);
-         inst->eot = last && stage == MESA_SHADER_VERTEX;
+         inst->eot = last && stage != MESA_SHADER_GEOMETRY;
          inst->mlen = length + header_size;
          inst->offset = urb_offset;
          urb_offset = starting_urb_offset + slot + 1;
@@ -1091,7 +800,7 @@ fs_visitor::emit_cs_terminate()
     * make sure it uses the appropriate register range.
     */
    struct brw_reg g0 = retype(brw_vec8_grf(0, 0), BRW_REGISTER_TYPE_UD);
-   fs_reg payload = fs_reg(GRF, alloc.allocate(1), BRW_REGISTER_TYPE_UD);
+   fs_reg payload = fs_reg(VGRF, alloc.allocate(1), BRW_REGISTER_TYPE_UD);
    bld.group(8, 0).exec_all().MOV(payload, g0);
 
    /* Send a message to the thread spawner to terminate the thread. */
@@ -1104,20 +813,22 @@ void
 fs_visitor::emit_barrier()
 {
    assert(devinfo->gen >= 7);
+   const uint32_t barrier_id_mask =
+      devinfo->gen >= 9 ? 0x8f000000u : 0x0f000000u;
 
    /* We are getting the barrier ID from the compute shader header */
    assert(stage == MESA_SHADER_COMPUTE);
 
-   fs_reg payload = fs_reg(GRF, alloc.allocate(1), BRW_REGISTER_TYPE_UD);
+   fs_reg payload = fs_reg(VGRF, alloc.allocate(1), BRW_REGISTER_TYPE_UD);
 
    const fs_builder pbld = bld.exec_all().group(8, 0);
 
    /* Clear the message payload */
-   pbld.MOV(payload, fs_reg(0u));
+   pbld.MOV(payload, brw_imm_ud(0u));
 
-   /* Copy bits 27:24 of r0.2 (barrier id) to the message payload reg.2 */
+   /* Copy the barrier id from r0.2 to the message payload reg.2 */
    fs_reg r0_2 = fs_reg(retype(brw_vec1_grf(0, 2), BRW_REGISTER_TYPE_UD));
-   pbld.AND(component(payload, 2), r0_2, fs_reg(0x0f000000u));
+   pbld.AND(component(payload, 2), r0_2, brw_imm_ud(barrier_id_mask));
 
    /* Emit a gateway "barrier" message using the payload we set up, followed
     * by a wait instruction.
@@ -1132,9 +843,11 @@ fs_visitor::fs_visitor(const struct brw_compiler *compiler, void *log_data,
                        struct gl_program *prog,
                        const nir_shader *shader,
                        unsigned dispatch_width,
-                       int shader_time_index)
+                       int shader_time_index,
+                       const struct brw_vue_map *input_vue_map)
    : backend_shader(compiler, log_data, mem_ctx, shader, prog_data),
      key(key), gs_compile(NULL), prog_data(prog_data), prog(prog),
+     input_vue_map(input_vue_map),
      dispatch_width(dispatch_width),
      shader_time_index(shader_time_index),
      bld(fs_builder(this, dispatch_width).at_end())
@@ -1170,6 +883,12 @@ fs_visitor::init()
    case MESA_SHADER_VERTEX:
       key_tex = &((const brw_vs_prog_key *) key)->tex;
       break;
+   case MESA_SHADER_TESS_CTRL:
+      key_tex = &((const brw_tcs_prog_key *) key)->tex;
+      break;
+   case MESA_SHADER_TESS_EVAL:
+      key_tex = &((const brw_tes_prog_key *) key)->tex;
+      break;
    case MESA_SHADER_GEOMETRY:
       key_tex = &((const brw_gs_prog_key *) key)->tex;
       break;
@@ -1180,18 +899,26 @@ fs_visitor::init()
       unreachable("unhandled shader stage");
    }
 
+   if (stage == MESA_SHADER_COMPUTE) {
+      const struct brw_cs_prog_data *cs_prog_data = brw_cs_prog_data(prog_data);
+      unsigned size = cs_prog_data->local_size[0] *
+                      cs_prog_data->local_size[1] *
+                      cs_prog_data->local_size[2];
+      size = DIV_ROUND_UP(size, devinfo->max_cs_threads);
+      min_dispatch_width = size > 16 ? 32 : (size > 8 ? 16 : 8);
+   } else {
+      min_dispatch_width = 8;
+   }
+
+   this->max_dispatch_width = 32;
    this->prog_data = this->stage_prog_data;
 
    this->failed = false;
-   this->simd16_unsupported = false;
-   this->no16_msg = NULL;
 
    this->nir_locals = NULL;
    this->nir_ssa_values = NULL;
 
    memset(&this->payload, 0, sizeof(this->payload));
-   memset(this->outputs, 0, sizeof(this->outputs));
-   memset(this->output_components, 0, sizeof(this->output_components));
    this->source_depth_to_render_target = false;
    this->runtime_check_aads_emit = false;
    this->first_non_payload_grf = 0;
@@ -1210,10 +937,6 @@ fs_visitor::init()
    this->promoted_constants = 0,
 
    this->spilled_any_registers = false;
-   this->do_dual_src = false;
-
-   if (dispatch_width == 8)
-      this->param_size = rzalloc_array(mem_ctx, int, stage_prog_data->nr_params);
 }
 
 fs_visitor::~fs_visitor()