i965/fs_reg: Allocate double the number of vgrfs in SIMD16 mode
[mesa.git] / src / mesa / drivers / dri / i965 / brw_fs_visitor.cpp
index 1727ef9593a9aee52afffb7ad84445655d4cb2e7..3b31e341e9c817a084dbc7fcb313fa7cac83b27b 100644 (file)
@@ -36,7 +36,7 @@ extern "C" {
 #include "program/prog_parameter.h"
 #include "program/prog_print.h"
 #include "program/prog_optimize.h"
-#include "program/register_allocate.h"
+#include "util/register_allocate.h"
 #include "program/sampler.h"
 #include "program/hash_table.h"
 #include "brw_context.h"
@@ -60,7 +60,7 @@ fs_visitor::visit(ir_variable *ir)
       if (!strcmp(ir->name, "gl_FragCoord")) {
         reg = emit_fragcoord_interpolation(ir);
       } else if (!strcmp(ir->name, "gl_FrontFacing")) {
-        reg = emit_frontfacing_interpolation(ir);
+        reg = emit_frontfacing_interpolation();
       } else {
         reg = emit_general_interpolation(ir);
       }
@@ -74,9 +74,12 @@ fs_visitor::visit(ir_variable *ir)
         assert(ir->data.location == FRAG_RESULT_DATA0);
         assert(ir->data.index == 1);
         this->dual_src_output = *reg;
+         this->do_dual_src = true;
       } else if (ir->data.location == FRAG_RESULT_COLOR) {
         /* Writing gl_FragColor outputs to all color regions. */
-        for (unsigned int i = 0; i < MAX2(c->key.nr_color_regions, 1); i++) {
+         assert(stage == MESA_SHADER_FRAGMENT);
+         brw_wm_prog_key *key = (brw_wm_prog_key*) this->key;
+        for (unsigned int i = 0; i < MAX2(key->nr_color_regions, 1); i++) {
            this->outputs[i] = *reg;
            this->output_components[i] = 4;
         }
@@ -96,22 +99,21 @@ fs_visitor::visit(ir_variable *ir)
         /* General color output. */
         for (unsigned int i = 0; i < MAX2(1, ir->type->length); i++) {
            int output = ir->data.location - FRAG_RESULT_DATA0 + i;
-           this->outputs[output] = *reg;
-           this->outputs[output].reg_offset += vector_elements * i;
+           this->outputs[output] = offset(*reg, vector_elements * i);
            this->output_components[output] = vector_elements;
         }
       }
    } else if (ir->data.mode == ir_var_uniform) {
-      int param_index = c->prog_data.nr_params;
+      int param_index = uniforms;
 
       /* Thanks to the lower_ubo_reference pass, we will see only
        * ir_binop_ubo_load expressions and not ir_dereference_variable for UBO
        * variables, so no need for them to be in variable_ht.
        *
-       * Atomic counters take no uniform storage, no need to do
-       * anything here.
+       * Some uniforms, such as samplers and atomic counters, have no actual
+       * storage, so we should ignore them.
        */
-      if (ir->is_in_uniform_block() || ir->type->contains_atomic())
+      if (ir->is_in_uniform_block() || type_size(ir->type) == 0)
          return;
 
       if (dispatch_width == 16) {
@@ -133,11 +135,14 @@ fs_visitor::visit(ir_variable *ir)
 
    } else if (ir->data.mode == ir_var_system_value) {
       if (ir->data.location == SYSTEM_VALUE_SAMPLE_POS) {
-        reg = emit_samplepos_setup(ir);
+        reg = emit_samplepos_setup();
       } else if (ir->data.location == SYSTEM_VALUE_SAMPLE_ID) {
         reg = emit_sampleid_setup(ir);
       } else if (ir->data.location == SYSTEM_VALUE_SAMPLE_MASK_IN) {
-         reg = emit_samplemaskin_setup(ir);
+         assert(brw->gen >= 7);
+         reg = new(mem_ctx)
+            fs_reg(retype(brw_vec8_grf(payload.sample_mask_in_reg, 0),
+                          BRW_REGISTER_TYPE_D));
       }
    }
 
@@ -151,6 +156,12 @@ void
 fs_visitor::visit(ir_dereference_variable *ir)
 {
    fs_reg *reg = variable_storage(ir->var);
+
+   if (!reg) {
+      fail("Failed to find variable storage for %s\n", ir->var->name);
+      this->result = fs_reg(reg_null_d);
+      return;
+   }
    this->result = *reg;
 }
 
@@ -161,13 +172,13 @@ fs_visitor::visit(ir_dereference_record *ir)
 
    ir->record->accept(this);
 
-   unsigned int offset = 0;
+   unsigned int off = 0;
    for (unsigned int i = 0; i < struct_type->length; i++) {
       if (strcmp(struct_type->fields.structure[i].name, ir->field) == 0)
         break;
-      offset += type_size(struct_type->fields.structure[i].type);
+      off += type_size(struct_type->fields.structure[i].type);
    }
-   this->result.reg_offset += offset;
+   this->result = offset(this->result, off);
    this->result.type = brw_type_for_base_type(ir->type);
 }
 
@@ -185,8 +196,8 @@ fs_visitor::visit(ir_dereference_array *ir)
    src.type = brw_type_for_base_type(ir->type);
 
    if (constant_index) {
-      assert(src.file == UNIFORM || src.file == GRF);
-      src.reg_offset += constant_index->value.i[0] * element_size;
+      assert(src.file == UNIFORM || src.file == GRF || src.file == HW_REG);
+      src = offset(src, constant_index->value.i[0] * element_size);
    } else {
       /* Variable index array dereference.  We attach the variable index
        * component to the reg as a pointer to a register containing the
@@ -212,7 +223,8 @@ fs_visitor::visit(ir_dereference_array *ir)
 }
 
 void
-fs_visitor::emit_lrp(fs_reg dst, fs_reg x, fs_reg y, fs_reg a)
+fs_visitor::emit_lrp(const fs_reg &dst, const fs_reg &x, const fs_reg &y,
+                     const fs_reg &a)
 {
    if (brw->gen < 6 ||
        !x.is_valid_3src() ||
@@ -225,8 +237,9 @@ fs_visitor::emit_lrp(fs_reg dst, fs_reg x, fs_reg y, fs_reg a)
 
       emit(MUL(y_times_a, y, a));
 
-      a.negate = !a.negate;
-      emit(ADD(one_minus_a, a, fs_reg(1.0f)));
+      fs_reg negative_a = a;
+      negative_a.negate = !a.negate;
+      emit(ADD(one_minus_a, negative_a, fs_reg(1.0f)));
       emit(MUL(x_times_one_minus_a, x, one_minus_a));
 
       emit(ADD(dst, x_times_one_minus_a, y_times_a));
@@ -239,8 +252,8 @@ fs_visitor::emit_lrp(fs_reg dst, fs_reg x, fs_reg y, fs_reg a)
 }
 
 void
-fs_visitor::emit_minmax(uint32_t conditionalmod, fs_reg dst,
-                        fs_reg src0, fs_reg src1)
+fs_visitor::emit_minmax(enum brw_conditional_mod conditionalmod, const fs_reg &dst,
+                        const fs_reg &src0, const fs_reg &src1)
 {
    fs_inst *inst;
 
@@ -255,17 +268,14 @@ fs_visitor::emit_minmax(uint32_t conditionalmod, fs_reg dst,
    }
 }
 
-/* Instruction selection: Produce a MOV.sat instead of
- * MIN(MAX(val, 0), 1) when possible.
- */
 bool
 fs_visitor::try_emit_saturate(ir_expression *ir)
 {
-   ir_rvalue *sat_val = ir->as_rvalue_to_saturate();
-
-   if (!sat_val)
+   if (ir->operation != ir_unop_saturate)
       return false;
 
+   ir_rvalue *sat_val = ir->operands[0];
+
    fs_inst *pre_inst = (fs_inst *) this->instructions.get_tail();
 
    sat_val->accept(this);
@@ -273,25 +283,22 @@ fs_visitor::try_emit_saturate(ir_expression *ir)
 
    fs_inst *last_inst = (fs_inst *) this->instructions.get_tail();
 
-   /* If the last instruction from our accept() didn't generate our
-    * src, generate a saturated MOV
+   /* If the last instruction from our accept() generated our
+    * src, just set the saturate flag instead of emmitting a separate mov.
     */
    fs_inst *modify = get_instruction_generating_reg(pre_inst, last_inst, src);
-   if (!modify || modify->regs_written != 1) {
-      this->result = fs_reg(this, ir->type);
-      fs_inst *inst = emit(MOV(this->result, src));
-      inst->saturate = true;
-   } else {
+   if (modify && modify->regs_written == modify->dst.width / 8 &&
+       modify->can_do_saturate()) {
       modify->saturate = true;
       this->result = src;
+      return true;
    }
 
-
-   return true;
+   return false;
 }
 
 bool
-fs_visitor::try_emit_mad(ir_expression *ir, int mul_arg)
+fs_visitor::try_emit_mad(ir_expression *ir)
 {
    /* 3-src instructions were introduced in gen6. */
    if (brw->gen < 6)
@@ -301,11 +308,16 @@ fs_visitor::try_emit_mad(ir_expression *ir, int mul_arg)
    if (ir->type != glsl_type::float_type)
       return false;
 
-   ir_rvalue *nonmul = ir->operands[1 - mul_arg];
-   ir_expression *mul = ir->operands[mul_arg]->as_expression();
+   ir_rvalue *nonmul = ir->operands[1];
+   ir_expression *mul = ir->operands[0]->as_expression();
 
-   if (!mul || mul->operation != ir_binop_mul)
-      return false;
+   if (!mul || mul->operation != ir_binop_mul) {
+      nonmul = ir->operands[0];
+      mul = ir->operands[1]->as_expression();
+
+      if (!mul || mul->operation != ir_binop_mul)
+         return false;
+   }
 
    if (nonmul->as_constant() ||
        mul->operands[0]->as_constant() ||
@@ -327,6 +339,135 @@ fs_visitor::try_emit_mad(ir_expression *ir, int mul_arg)
    return true;
 }
 
+static int
+pack_pixel_offset(float x)
+{
+   /* Clamp upper end of the range to +7/16. See explanation in non-constant
+    * offset case below. */
+   int n = MIN2((int)(x * 16), 7);
+   return n & 0xf;
+}
+
+void
+fs_visitor::emit_interpolate_expression(ir_expression *ir)
+{
+   /* in SIMD16 mode, the pixel interpolator returns coords interleaved
+    * 8 channels at a time, same as the barycentric coords presented in
+    * the FS payload. this requires a bit of extra work to support.
+    */
+   no16("interpolate_at_* not yet supported in SIMD16 mode.");
+
+   assert(stage == MESA_SHADER_FRAGMENT);
+   brw_wm_prog_key *key = (brw_wm_prog_key*) this->key;
+
+   ir_dereference * deref = ir->operands[0]->as_dereference();
+   ir_swizzle * swiz = NULL;
+   if (!deref) {
+      /* the api does not allow a swizzle here, but the varying packing code
+       * may have pushed one into here.
+       */
+      swiz = ir->operands[0]->as_swizzle();
+      assert(swiz);
+      deref = swiz->val->as_dereference();
+   }
+   assert(deref);
+   ir_variable * var = deref->variable_referenced();
+   assert(var);
+
+   /* 1. collect interpolation factors */
+
+   fs_reg dst_x = fs_reg(this, glsl_type::get_instance(ir->type->base_type, 2, 1));
+   fs_reg dst_y = offset(dst_x, 1);
+
+   /* for most messages, we need one reg of ignored data; the hardware requires mlen==1
+    * even when there is no payload. in the per-slot offset case, we'll replace this with
+    * the proper source data. */
+   fs_reg src = fs_reg(this, glsl_type::float_type);
+   int mlen = 1;     /* one reg unless overriden */
+   int reg_width = dispatch_width / 8;
+   fs_inst *inst;
+
+   switch (ir->operation) {
+   case ir_unop_interpolate_at_centroid:
+      inst = emit(FS_OPCODE_INTERPOLATE_AT_CENTROID, dst_x, src, fs_reg(0u));
+      break;
+
+   case ir_binop_interpolate_at_sample: {
+      ir_constant *sample_num = ir->operands[1]->as_constant();
+      assert(sample_num || !"nonconstant sample number should have been lowered.");
+
+      unsigned msg_data = sample_num->value.i[0] << 4;
+      inst = emit(FS_OPCODE_INTERPOLATE_AT_SAMPLE, dst_x, src, fs_reg(msg_data));
+      break;
+   }
+
+   case ir_binop_interpolate_at_offset: {
+      ir_constant *const_offset = ir->operands[1]->as_constant();
+      if (const_offset) {
+         unsigned msg_data = pack_pixel_offset(const_offset->value.f[0]) |
+                            (pack_pixel_offset(const_offset->value.f[1]) << 4);
+         inst = emit(FS_OPCODE_INTERPOLATE_AT_SHARED_OFFSET, dst_x, src,
+                     fs_reg(msg_data));
+      } else {
+         /* pack the operands: hw wants offsets as 4 bit signed ints */
+         ir->operands[1]->accept(this);
+         src = fs_reg(this, glsl_type::ivec2_type);
+         fs_reg src2 = src;
+         for (int i = 0; i < 2; i++) {
+            fs_reg temp = fs_reg(this, glsl_type::float_type);
+            emit(MUL(temp, this->result, fs_reg(16.0f)));
+            emit(MOV(src2, temp));  /* float to int */
+
+            /* Clamp the upper end of the range to +7/16. ARB_gpu_shader5 requires
+             * that we support a maximum offset of +0.5, which isn't representable
+             * in a S0.4 value -- if we didn't clamp it, we'd end up with -8/16,
+             * which is the opposite of what the shader author wanted.
+             *
+             * This is legal due to ARB_gpu_shader5's quantization rules:
+             *
+             * "Not all values of <offset> may be supported; x and y offsets may
+             * be rounded to fixed-point values with the number of fraction bits
+             * given by the implementation-dependent constant
+             * FRAGMENT_INTERPOLATION_OFFSET_BITS"
+             */
+
+            fs_inst *inst = emit(BRW_OPCODE_SEL, src2, src2, fs_reg(7));
+            inst->conditional_mod = BRW_CONDITIONAL_L; /* min(src2, 7) */
+
+            src2 = offset(src2, 1);
+            this->result = offset(this->result, 1);
+         }
+
+         mlen = 2 * reg_width;
+         inst = emit(FS_OPCODE_INTERPOLATE_AT_PER_SLOT_OFFSET, dst_x, src,
+                     fs_reg(0u));
+      }
+      break;
+   }
+
+   default:
+      unreachable("not reached");
+   }
+
+   inst->mlen = mlen;
+   inst->regs_written = 2 * reg_width; /* 2 floats per slot returned */
+   inst->pi_noperspective = var->determine_interpolation_mode(key->flat_shade) ==
+         INTERP_QUALIFIER_NOPERSPECTIVE;
+
+   /* 2. emit linterp */
+
+   fs_reg res(this, ir->type);
+   this->result = res;
+
+   for (int i = 0; i < ir->type->vector_elements; i++) {
+      int ch = swiz ? ((*(int *)&swiz->mask) >> 2*i) & 3 : i;
+      emit(FS_OPCODE_LINTERP, res,
+           dst_x, dst_y,
+           fs_reg(interp_reg(var->data.location, ch)));
+      res = offset(res, 1);
+   }
+}
+
 void
 fs_visitor::visit(ir_expression *ir)
 {
@@ -338,17 +479,30 @@ fs_visitor::visit(ir_expression *ir)
 
    if (try_emit_saturate(ir))
       return;
-   if (ir->operation == ir_binop_add) {
-      if (try_emit_mad(ir, 0) || try_emit_mad(ir, 1))
-        return;
+
+   /* Deal with the real oddball stuff first */
+   switch (ir->operation) {
+   case ir_binop_add:
+      if (try_emit_mad(ir))
+         return;
+      break;
+
+   case ir_unop_interpolate_at_centroid:
+   case ir_binop_interpolate_at_offset:
+   case ir_binop_interpolate_at_sample:
+      emit_interpolate_expression(ir);
+      return;
+
+   default:
+      break;
    }
 
    for (operand = 0; operand < ir->get_num_operands(); operand++) {
       ir->operands[operand]->accept(this);
       if (this->result.file == BAD_FILE) {
         fail("Failed to get tree for expression operand:\n");
-        ir->operands[operand]->print();
-         printf("\n");
+        ir->operands[operand]->fprint(stderr);
+         fprintf(stderr, "\n");
       }
       assert(this->result.is_valid_3src());
       op[operand] = this->result;
@@ -369,10 +523,11 @@ fs_visitor::visit(ir_expression *ir)
 
    switch (ir->operation) {
    case ir_unop_logic_not:
-      /* Note that BRW_OPCODE_NOT is not appropriate here, since it is
-       * ones complement of the whole register, not just bit 0.
-       */
-      emit(XOR(this->result, op[0], fs_reg(1)));
+      if (ctx->Const.UniformBooleanTrue != 1) {
+         emit(NOT(this->result, op[0]));
+      } else {
+         emit(XOR(this->result, op[0], fs_reg(1)));
+      }
       break;
    case ir_unop_neg:
       op[0].negate = !op[0].negate;
@@ -425,8 +580,7 @@ fs_visitor::visit(ir_expression *ir)
       break;
    case ir_unop_exp:
    case ir_unop_log:
-      assert(!"not reached: should be handled by ir_explog_to_explog2");
-      break;
+      unreachable("not reached: should be handled by ir_explog_to_explog2");
    case ir_unop_sin:
    case ir_unop_sin_reduced:
       emit_math(SHADER_OPCODE_SIN, this->result, op[0]);
@@ -437,18 +591,29 @@ fs_visitor::visit(ir_expression *ir)
       break;
 
    case ir_unop_dFdx:
-      emit(FS_OPCODE_DDX, this->result, op[0]);
+      emit(FS_OPCODE_DDX, this->result, op[0], fs_reg(BRW_DERIVATIVE_BY_HINT));
+      break;
+   case ir_unop_dFdx_coarse:
+      emit(FS_OPCODE_DDX, this->result, op[0], fs_reg(BRW_DERIVATIVE_COARSE));
+      break;
+   case ir_unop_dFdx_fine:
+      emit(FS_OPCODE_DDX, this->result, op[0], fs_reg(BRW_DERIVATIVE_FINE));
       break;
    case ir_unop_dFdy:
-      emit(FS_OPCODE_DDY, this->result, op[0]);
+      emit(FS_OPCODE_DDY, this->result, op[0], fs_reg(BRW_DERIVATIVE_BY_HINT));
+      break;
+   case ir_unop_dFdy_coarse:
+      emit(FS_OPCODE_DDY, this->result, op[0], fs_reg(BRW_DERIVATIVE_COARSE));
+      break;
+   case ir_unop_dFdy_fine:
+      emit(FS_OPCODE_DDY, this->result, op[0], fs_reg(BRW_DERIVATIVE_FINE));
       break;
 
    case ir_binop_add:
       emit(ADD(this->result, op[0], op[1]));
       break;
    case ir_binop_sub:
-      assert(!"not reached: should be handled by ir_sub_to_add_neg");
-      break;
+      unreachable("not reached: should be handled by ir_sub_to_add_neg");
 
    case ir_binop_mul:
       if (brw->gen < 8 && ir->type->is_integer()) {
@@ -456,25 +621,34 @@ fs_visitor::visit(ir_expression *ir)
          * of one of the operands (src0 on gen6, src1 on gen7).  The
          * MACH accumulates in the contribution of the upper 16 bits
          * of that operand.
-         *
-         * FINISHME: Emit just the MUL if we know an operand is small
-         * enough.
-         */
-        if (brw->gen >= 7 && dispatch_width == 16)
-           fail("SIMD16 explicit accumulator operands unsupported\n");
-
-        struct brw_reg acc = retype(brw_acc_reg(), this->result.type);
-
-        emit(MUL(acc, op[0], op[1]));
-        emit(MACH(reg_null_d, op[0], op[1]));
-        emit(MOV(this->result, fs_reg(acc)));
+          */
+         if (ir->operands[0]->is_uint16_constant()) {
+            if (brw->gen < 7)
+               emit(MUL(this->result, op[0], op[1]));
+            else
+               emit(MUL(this->result, op[1], op[0]));
+         } else if (ir->operands[1]->is_uint16_constant()) {
+            if (brw->gen < 7)
+               emit(MUL(this->result, op[1], op[0]));
+            else
+               emit(MUL(this->result, op[0], op[1]));
+         } else {
+            if (brw->gen >= 7)
+               no16("SIMD16 explicit accumulator operands unsupported\n");
+
+            struct brw_reg acc = retype(brw_acc_reg(), this->result.type);
+
+            emit(MUL(acc, op[0], op[1]));
+            emit(MACH(reg_null_d, op[0], op[1]));
+            emit(MOV(this->result, fs_reg(acc)));
+         }
       } else {
         emit(MUL(this->result, op[0], op[1]));
       }
       break;
    case ir_binop_imul_high: {
-      if (brw->gen >= 7 && dispatch_width == 16)
-         fail("SIMD16 explicit accumulator operands unsupported\n");
+      if (brw->gen >= 7)
+         no16("SIMD16 explicit accumulator operands unsupported\n");
 
       struct brw_reg acc = retype(brw_acc_reg(), this->result.type);
 
@@ -488,8 +662,8 @@ fs_visitor::visit(ir_expression *ir)
       emit_math(SHADER_OPCODE_INT_QUOTIENT, this->result, op[0], op[1]);
       break;
    case ir_binop_carry: {
-      if (brw->gen >= 7 && dispatch_width == 16)
-         fail("SIMD16 explicit accumulator operands unsupported\n");
+      if (brw->gen >= 7)
+         no16("SIMD16 explicit accumulator operands unsupported\n");
 
       struct brw_reg acc = retype(brw_acc_reg(), BRW_REGISTER_TYPE_UD);
 
@@ -498,8 +672,8 @@ fs_visitor::visit(ir_expression *ir)
       break;
    }
    case ir_binop_borrow: {
-      if (brw->gen >= 7 && dispatch_width == 16)
-         fail("SIMD16 explicit accumulator operands unsupported\n");
+      if (brw->gen >= 7)
+         no16("SIMD16 explicit accumulator operands unsupported\n");
 
       struct brw_reg acc = retype(brw_acc_reg(), BRW_REGISTER_TYPE_UD);
 
@@ -521,8 +695,10 @@ fs_visitor::visit(ir_expression *ir)
    case ir_binop_all_equal:
    case ir_binop_nequal:
    case ir_binop_any_nequal:
-      resolve_bool_comparison(ir->operands[0], &op[0]);
-      resolve_bool_comparison(ir->operands[1], &op[1]);
+      if (ctx->Const.UniformBooleanTrue == 1) {
+         resolve_bool_comparison(ir->operands[0], &op[0]);
+         resolve_bool_comparison(ir->operands[1], &op[1]);
+      }
 
       emit(CMP(this->result, op[0], op[1],
                brw_conditional_for_comparison(ir->operation)));
@@ -542,28 +718,22 @@ fs_visitor::visit(ir_expression *ir)
 
    case ir_binop_dot:
    case ir_unop_any:
-      assert(!"not reached: should be handled by brw_fs_channel_expressions");
-      break;
+      unreachable("not reached: should be handled by brw_fs_channel_expressions");
 
    case ir_unop_noise:
-      assert(!"not reached: should be handled by lower_noise");
-      break;
+      unreachable("not reached: should be handled by lower_noise");
 
    case ir_quadop_vector:
-      assert(!"not reached: should be handled by lower_quadop_vector");
-      break;
+      unreachable("not reached: should be handled by lower_quadop_vector");
 
    case ir_binop_vector_extract:
-      assert(!"not reached: should be handled by lower_vec_index_to_cond_assign()");
-      break;
+      unreachable("not reached: should be handled by lower_vec_index_to_cond_assign()");
 
    case ir_triop_vector_insert:
-      assert(!"not reached: should be handled by lower_vector_insert()");
-      break;
+      unreachable("not reached: should be handled by lower_vector_insert()");
 
    case ir_binop_ldexp:
-      assert(!"not reached: should be handled by ldexp_to_arith()");
-      break;
+      unreachable("not reached: should be handled by ldexp_to_arith()");
 
    case ir_unop_sqrt:
       emit_math(SHADER_OPCODE_SQRT, this->result, op[0]);
@@ -599,9 +769,16 @@ fs_visitor::visit(ir_expression *ir)
       emit(AND(this->result, op[0], fs_reg(1)));
       break;
    case ir_unop_b2f:
-      temp = fs_reg(this, glsl_type::int_type);
-      emit(AND(temp, op[0], fs_reg(1)));
-      emit(MOV(this->result, temp));
+      if (ctx->Const.UniformBooleanTrue != 1) {
+         op[0].type = BRW_REGISTER_TYPE_UD;
+         this->result.type = BRW_REGISTER_TYPE_UD;
+         emit(AND(this->result, op[0], fs_reg(0x3f800000u)));
+         this->result.type = BRW_REGISTER_TYPE_F;
+      } else {
+         temp = fs_reg(this, glsl_type::int_type);
+         emit(AND(temp, op[0], fs_reg(1)));
+         emit(MOV(this->result, temp));
+      }
       break;
 
    case ir_unop_f2b:
@@ -647,8 +824,7 @@ fs_visitor::visit(ir_expression *ir)
    case ir_unop_unpack_unorm_4x8:
    case ir_unop_unpack_half_2x16:
    case ir_unop_pack_half_2x16:
-      assert(!"not reached: should be handled by lower_packing_builtins");
-      break;
+      unreachable("not reached: should be handled by lower_packing_builtins");
    case ir_unop_unpack_half_2x16_split_x:
       emit(FS_OPCODE_UNPACK_HALF_2x16_SPLIT_X, this->result, op[0]);
       break;
@@ -685,6 +861,10 @@ fs_visitor::visit(ir_expression *ir)
    case ir_unop_find_lsb:
       emit(FBL(this->result, op[0]));
       break;
+   case ir_unop_saturate:
+      inst = emit(MOV(this->result, op[0]));
+      inst->saturate = true;
+      break;
    case ir_triop_bitfield_extract:
       /* Note that the instruction's argument order is reversed from GLSL
        * and the IR.
@@ -698,9 +878,8 @@ fs_visitor::visit(ir_expression *ir)
       emit(BFI2(this->result, op[0], op[1], op[2]));
       break;
    case ir_quadop_bitfield_insert:
-      assert(!"not reached: should be handled by "
+      unreachable("not reached: should be handled by "
               "lower_instructions::bitfield_insert_to_bfm_bfi");
-      break;
 
    case ir_unop_bit_not:
       emit(NOT(this->result, op[0]));
@@ -732,20 +911,50 @@ fs_visitor::visit(ir_expression *ir)
       /* This IR node takes a constant uniform block and a constant or
        * variable byte offset within the block and loads a vector from that.
        */
-      ir_constant *uniform_block = ir->operands[0]->as_constant();
+      ir_constant *const_uniform_block = ir->operands[0]->as_constant();
       ir_constant *const_offset = ir->operands[1]->as_constant();
-      fs_reg surf_index = fs_reg(c->prog_data.base.binding_table.ubo_start +
-                                 uniform_block->value.u[0]);
+      fs_reg surf_index;
+
+      if (const_uniform_block) {
+         /* The block index is a constant, so just emit the binding table entry
+          * as an immediate.
+          */
+         surf_index = fs_reg(stage_prog_data->binding_table.ubo_start +
+                                 const_uniform_block->value.u[0]);
+      } else {
+         /* The block index is not a constant. Evaluate the index expression
+          * per-channel and add the base UBO index; the generator will select
+          * a value from any live channel.
+          */
+         surf_index = fs_reg(this, glsl_type::uint_type);
+         emit(ADD(surf_index, op[0],
+                  fs_reg(stage_prog_data->binding_table.ubo_start)))
+            ->force_writemask_all = true;
+
+         /* Assume this may touch any UBO. It would be nice to provide
+          * a tighter bound, but the array information is already lowered away.
+          */
+         brw_mark_surface_used(prog_data,
+                               stage_prog_data->binding_table.ubo_start +
+                               shader_prog->NumUniformBlocks - 1);
+      }
+
       if (const_offset) {
          fs_reg packed_consts = fs_reg(this, glsl_type::float_type);
          packed_consts.type = result.type;
 
          fs_reg const_offset_reg = fs_reg(const_offset->value.u[0] & ~15);
-         emit(fs_inst(FS_OPCODE_UNIFORM_PULL_CONSTANT_LOAD,
-                      packed_consts, surf_index, const_offset_reg));
+         emit(new(mem_ctx) fs_inst(FS_OPCODE_UNIFORM_PULL_CONSTANT_LOAD,
+                                   packed_consts, surf_index, const_offset_reg));
 
-         packed_consts.smear = const_offset->value.u[0] % 16 / 4;
          for (int i = 0; i < ir->type->vector_elements; i++) {
+            packed_consts.set_smear(const_offset->value.u[0] % 16 / 4 + i);
+
+            /* The std140 packing rules don't allow vectors to cross 16-byte
+             * boundaries, and a reg is 32 bytes.
+             */
+            assert(packed_consts.subreg_offset < 32);
+
             /* UBO bools are any nonzero value.  We consider bools to be
              * values with the low bit set to 1.  Convert them using CMP.
              */
@@ -755,13 +964,7 @@ fs_visitor::visit(ir_expression *ir)
                emit(MOV(result, packed_consts));
             }
 
-            packed_consts.smear++;
-            result.reg_offset++;
-
-            /* The std140 packing rules don't allow vectors to cross 16-byte
-             * boundaries, and a reg is 32 bytes.
-             */
-            assert(packed_consts.smear < 8);
+            result = offset(result, 1);
          }
       } else {
          /* Turn the byte offset into a dword offset. */
@@ -775,7 +978,7 @@ fs_visitor::visit(ir_expression *ir)
             if (ir->type->base_type == GLSL_TYPE_BOOL)
                emit(CMP(result, result, fs_reg(0), BRW_CONDITIONAL_NZ));
 
-            result.reg_offset++;
+            result = offset(result, 1);
          }
       }
 
@@ -799,6 +1002,12 @@ fs_visitor::visit(ir_expression *ir)
       inst = emit(BRW_OPCODE_SEL, this->result, op[1], op[2]);
       inst->predicate = BRW_PREDICATE_NORMAL;
       break;
+
+   case ir_unop_interpolate_at_centroid:
+   case ir_binop_interpolate_at_offset:
+   case ir_binop_interpolate_at_sample:
+      unreachable("already handled above");
+      break;
    }
 }
 
@@ -820,8 +1029,8 @@ fs_visitor::emit_assignment_writes(fs_reg &l, fs_reg &r,
            inst->predicate = predicated ? BRW_PREDICATE_NORMAL : BRW_PREDICATE_NONE;
         }
 
-        l.reg_offset++;
-        r.reg_offset++;
+        l = offset(l, 1);
+        r = offset(r, 1);
       }
       break;
    case GLSL_TYPE_ARRAY:
@@ -838,14 +1047,14 @@ fs_visitor::emit_assignment_writes(fs_reg &l, fs_reg &r,
       break;
 
    case GLSL_TYPE_SAMPLER:
+   case GLSL_TYPE_IMAGE:
    case GLSL_TYPE_ATOMIC_UINT:
       break;
 
    case GLSL_TYPE_VOID:
    case GLSL_TYPE_ERROR:
    case GLSL_TYPE_INTERFACE:
-      assert(!"not reached");
-      break;
+      unreachable("not reached");
    }
 }
 
@@ -922,9 +1131,9 @@ fs_visitor::visit(ir_assignment *ir)
            inst = emit(MOV(l, r));
            if (ir->condition)
               inst->predicate = BRW_PREDICATE_NORMAL;
-           r.reg_offset++;
+           r = offset(r, 1);
         }
-        l.reg_offset++;
+        l = offset(l, 1);
       }
    } else {
       emit_assignment_writes(l, r, ir->lhs->type, ir->condition != NULL);
@@ -933,7 +1142,8 @@ fs_visitor::visit(ir_assignment *ir)
 
 fs_inst *
 fs_visitor::emit_texture_gen4(ir_texture *ir, fs_reg dst, fs_reg coordinate,
-                             fs_reg shadow_c, fs_reg lod, fs_reg dPdy)
+                              fs_reg shadow_c, fs_reg lod, fs_reg dPdy,
+                              uint32_t sampler)
 {
    int mlen;
    int base_mrf = 1;
@@ -943,10 +1153,10 @@ fs_visitor::emit_texture_gen4(ir_texture *ir, fs_reg dst, fs_reg coordinate,
    /* g0 header. */
    mlen = 1;
 
-   if (ir->shadow_comparitor) {
+   if (shadow_c.file != BAD_FILE) {
       for (int i = 0; i < ir->coordinate->type->vector_elements; i++) {
         emit(MOV(fs_reg(MRF, base_mrf + mlen + i), coordinate));
-        coordinate.reg_offset++;
+        coordinate = offset(coordinate, 1);
       }
 
       /* gen4's SIMD8 sampler always has the slots for u,v,r present.
@@ -967,7 +1177,7 @@ fs_visitor::emit_texture_gen4(ir_texture *ir, fs_reg dst, fs_reg coordinate,
         emit(MOV(fs_reg(MRF, base_mrf + mlen), lod));
         mlen++;
       } else {
-         assert(!"Should not get here.");
+         unreachable("Should not get here.");
       }
 
       emit(MOV(fs_reg(MRF, base_mrf + mlen), shadow_c));
@@ -975,7 +1185,7 @@ fs_visitor::emit_texture_gen4(ir_texture *ir, fs_reg dst, fs_reg coordinate,
    } else if (ir->op == ir_tex) {
       for (int i = 0; i < ir->coordinate->type->vector_elements; i++) {
         emit(MOV(fs_reg(MRF, base_mrf + mlen + i), coordinate));
-        coordinate.reg_offset++;
+        coordinate = offset(coordinate, 1);
       }
       /* zero the others. */
       for (int i = ir->coordinate->type->vector_elements; i<3; i++) {
@@ -988,7 +1198,7 @@ fs_visitor::emit_texture_gen4(ir_texture *ir, fs_reg dst, fs_reg coordinate,
 
       for (int i = 0; i < ir->coordinate->type->vector_elements; i++) {
         emit(MOV(fs_reg(MRF, base_mrf + mlen + i), coordinate));
-        coordinate.reg_offset++;
+        coordinate = offset(coordinate, 1);
       }
       /* the slots for u and v are always present, but r is optional */
       mlen += MAX2(ir->coordinate->type->vector_elements, 2);
@@ -1009,13 +1219,13 @@ fs_visitor::emit_texture_gen4(ir_texture *ir, fs_reg dst, fs_reg coordinate,
        */
       for (int i = 0; i < ir->lod_info.grad.dPdx->type->vector_elements; i++) {
         emit(MOV(fs_reg(MRF, base_mrf + mlen), dPdx));
-        dPdx.reg_offset++;
+        dPdx = offset(dPdx, 1);
       }
       mlen += MAX2(ir->lod_info.grad.dPdx->type->vector_elements, 2);
 
       for (int i = 0; i < ir->lod_info.grad.dPdy->type->vector_elements; i++) {
         emit(MOV(fs_reg(MRF, base_mrf + mlen), dPdy));
-        dPdy.reg_offset++;
+        dPdy = offset(dPdy, 1);
       }
       mlen += MAX2(ir->lod_info.grad.dPdy->type->vector_elements, 2);
    } else if (ir->op == ir_txs) {
@@ -1033,7 +1243,7 @@ fs_visitor::emit_texture_gen4(ir_texture *ir, fs_reg dst, fs_reg coordinate,
       for (int i = 0; i < ir->coordinate->type->vector_elements; i++) {
         emit(MOV(fs_reg(MRF, base_mrf + mlen + i * 2, coordinate.type),
                   coordinate));
-        coordinate.reg_offset++;
+        coordinate = offset(coordinate, 1);
       }
 
       /* Initialize the rest of u/v/r with 0.0.  Empirically, this seems to
@@ -1065,29 +1275,20 @@ fs_visitor::emit_texture_gen4(ir_texture *ir, fs_reg dst, fs_reg coordinate,
                     BRW_REGISTER_TYPE_F));
    }
 
-   fs_inst *inst = NULL;
+   enum opcode opcode;
+
    switch (ir->op) {
-   case ir_tex:
-      inst = emit(SHADER_OPCODE_TEX, dst);
-      break;
-   case ir_txb:
-      inst = emit(FS_OPCODE_TXB, dst);
-      break;
-   case ir_txl:
-      inst = emit(SHADER_OPCODE_TXL, dst);
-      break;
-   case ir_txd:
-      inst = emit(SHADER_OPCODE_TXD, dst);
-      break;
-   case ir_txs:
-      inst = emit(SHADER_OPCODE_TXS, dst);
-      break;
-   case ir_txf:
-      inst = emit(SHADER_OPCODE_TXF, dst);
-      break;
+   case ir_tex: opcode = SHADER_OPCODE_TEX; break;
+   case ir_txb: opcode = FS_OPCODE_TXB; break;
+   case ir_txl: opcode = SHADER_OPCODE_TXL; break;
+   case ir_txd: opcode = SHADER_OPCODE_TXD; break;
+   case ir_txs: opcode = SHADER_OPCODE_TXS; break;
+   case ir_txf: opcode = SHADER_OPCODE_TXF; break;
    default:
-      fail("unrecognized texture opcode");
+      unreachable("not reached");
    }
+
+   fs_inst *inst = emit(opcode, dst, reg_undef, fs_reg(sampler));
    inst->base_mrf = base_mrf;
    inst->mlen = mlen;
    inst->header_present = true;
@@ -1096,8 +1297,8 @@ fs_visitor::emit_texture_gen4(ir_texture *ir, fs_reg dst, fs_reg coordinate,
    if (simd16) {
       for (int i = 0; i < 4; i++) {
         emit(MOV(orig_dst, dst));
-        orig_dst.reg_offset++;
-        dst.reg_offset += 2;
+        orig_dst = offset(orig_dst, 1);
+        dst = offset(dst, 2);
       }
    }
 
@@ -1115,7 +1316,7 @@ fs_visitor::emit_texture_gen4(ir_texture *ir, fs_reg dst, fs_reg coordinate,
 fs_inst *
 fs_visitor::emit_texture_gen5(ir_texture *ir, fs_reg dst, fs_reg coordinate,
                               fs_reg shadow_c, fs_reg lod, fs_reg lod2,
-                              fs_reg sample_index)
+                              fs_reg sample_index, uint32_t sampler)
 {
    int mlen = 0;
    int base_mrf = 2;
@@ -1136,35 +1337,35 @@ fs_visitor::emit_texture_gen5(ir_texture *ir, fs_reg dst, fs_reg coordinate,
    for (int i = 0; i < vector_elements; i++) {
       emit(MOV(fs_reg(MRF, base_mrf + mlen + i * reg_width, coordinate.type),
                coordinate));
-      coordinate.reg_offset++;
+      coordinate = offset(coordinate, 1);
    }
    mlen += vector_elements * reg_width;
 
-   if (ir->shadow_comparitor) {
+   if (shadow_c.file != BAD_FILE) {
       mlen = MAX2(mlen, header_present + 4 * reg_width);
 
       emit(MOV(fs_reg(MRF, base_mrf + mlen), shadow_c));
       mlen += reg_width;
    }
 
-   fs_inst *inst = NULL;
+   enum opcode opcode;
    switch (ir->op) {
    case ir_tex:
-      inst = emit(SHADER_OPCODE_TEX, dst);
+      opcode = SHADER_OPCODE_TEX;
       break;
    case ir_txb:
       mlen = MAX2(mlen, header_present + 4 * reg_width);
       emit(MOV(fs_reg(MRF, base_mrf + mlen), lod));
       mlen += reg_width;
 
-      inst = emit(FS_OPCODE_TXB, dst);
+      opcode = FS_OPCODE_TXB;
       break;
    case ir_txl:
       mlen = MAX2(mlen, header_present + 4 * reg_width);
       emit(MOV(fs_reg(MRF, base_mrf + mlen), lod));
       mlen += reg_width;
 
-      inst = emit(SHADER_OPCODE_TXL, dst);
+      opcode = SHADER_OPCODE_TXL;
       break;
    case ir_txd: {
       mlen = MAX2(mlen, header_present + 4 * reg_width); /* skip over 'ai' */
@@ -1180,31 +1381,34 @@ fs_visitor::emit_texture_gen5(ir_texture *ir, fs_reg dst, fs_reg coordinate,
        */
       for (int i = 0; i < ir->lod_info.grad.dPdx->type->vector_elements; i++) {
         emit(MOV(fs_reg(MRF, base_mrf + mlen), lod));
-        lod.reg_offset++;
+        lod = offset(lod, 1);
         mlen += reg_width;
 
         emit(MOV(fs_reg(MRF, base_mrf + mlen), lod2));
-        lod2.reg_offset++;
+        lod2 = offset(lod2, 1);
         mlen += reg_width;
       }
 
-      inst = emit(SHADER_OPCODE_TXD, dst);
+      opcode = SHADER_OPCODE_TXD;
       break;
    }
    case ir_txs:
       emit(MOV(fs_reg(MRF, base_mrf + mlen, BRW_REGISTER_TYPE_UD), lod));
       mlen += reg_width;
-      inst = emit(SHADER_OPCODE_TXS, dst);
+
+      opcode = SHADER_OPCODE_TXS;
       break;
    case ir_query_levels:
       emit(MOV(fs_reg(MRF, base_mrf + mlen, BRW_REGISTER_TYPE_UD), fs_reg(0u)));
       mlen += reg_width;
-      inst = emit(SHADER_OPCODE_TXS, dst);
+
+      opcode = SHADER_OPCODE_TXS;
       break;
    case ir_txf:
       mlen = header_present + 4 * reg_width;
       emit(MOV(fs_reg(MRF, base_mrf + mlen - reg_width, BRW_REGISTER_TYPE_UD), lod));
-      inst = emit(SHADER_OPCODE_TXF, dst);
+
+      opcode = SHADER_OPCODE_TXF;
       break;
    case ir_txf_ms:
       mlen = header_present + 4 * reg_width;
@@ -1214,56 +1418,76 @@ fs_visitor::emit_texture_gen5(ir_texture *ir, fs_reg dst, fs_reg coordinate,
       /* sample index */
       emit(MOV(fs_reg(MRF, base_mrf + mlen, BRW_REGISTER_TYPE_UD), sample_index));
       mlen += reg_width;
-      inst = emit(SHADER_OPCODE_TXF_MS, dst);
+
+      opcode = SHADER_OPCODE_TXF_CMS;
       break;
    case ir_lod:
-      inst = emit(SHADER_OPCODE_LOD, dst);
+      opcode = SHADER_OPCODE_LOD;
       break;
    case ir_tg4:
-      inst = emit(SHADER_OPCODE_TG4, dst);
+      opcode = SHADER_OPCODE_TG4;
       break;
    default:
-      fail("unrecognized texture opcode");
-      break;
+      unreachable("not reached");
    }
+
+   fs_inst *inst = emit(opcode, dst, reg_undef, fs_reg(sampler));
    inst->base_mrf = base_mrf;
    inst->mlen = mlen;
    inst->header_present = header_present;
-   inst->regs_written = 4;
+   inst->regs_written = 4 * reg_width;
 
-   if (mlen > 11) {
-      fail("Message length >11 disallowed by hardware\n");
+   if (mlen > MAX_SAMPLER_MESSAGE_SIZE) {
+      fail("Message length >" STRINGIFY(MAX_SAMPLER_MESSAGE_SIZE)
+           " disallowed by hardware\n");
    }
 
    return inst;
 }
 
+static bool
+is_high_sampler(struct brw_context *brw, fs_reg sampler)
+{
+   if (brw->gen < 8 && !brw->is_haswell)
+      return false;
+
+   return sampler.file != IMM || sampler.fixed_hw_reg.dw1.ud >= 16;
+}
+
 fs_inst *
 fs_visitor::emit_texture_gen7(ir_texture *ir, fs_reg dst, fs_reg coordinate,
                               fs_reg shadow_c, fs_reg lod, fs_reg lod2,
-                              fs_reg sample_index, fs_reg mcs)
+                              fs_reg sample_index, fs_reg mcs, fs_reg sampler)
 {
    int reg_width = dispatch_width / 8;
    bool header_present = false;
 
-   fs_reg payload = fs_reg(this, glsl_type::float_type);
-   fs_reg next = payload;
+   fs_reg *sources = ralloc_array(mem_ctx, fs_reg, MAX_SAMPLER_MESSAGE_SIZE);
+   for (int i = 0; i < MAX_SAMPLER_MESSAGE_SIZE; i++) {
+      sources[i] = fs_reg(this, glsl_type::float_type);
+   }
+   int length = 0;
 
-   if (ir->op == ir_tg4 || (ir->offset && ir->op != ir_txf)) {
+   if (ir->op == ir_tg4 || (ir->offset && ir->op != ir_txf) ||
+       is_high_sampler(brw, sampler)) {
       /* For general texture offsets (no txf workaround), we need a header to
        * put them in.  Note that for SIMD16 we're making space for two actual
        * hardware registers here, so the emit will have to fix up for this.
        *
        * * ir4_tg4 needs to place its channel select in the header,
        * for interaction with ARB_texture_swizzle
+       *
+       * The sampler index is only 4-bits, so for larger sampler numbers we
+       * need to offset the Sampler State Pointer in the header.
        */
       header_present = true;
-      next.reg_offset++;
+      sources[0] = fs_reg(GRF, virtual_grf_alloc(1), BRW_REGISTER_TYPE_UD);
+      length++;
    }
 
-   if (ir->shadow_comparitor) {
-      emit(MOV(next, shadow_c));
-      next.reg_offset++;
+   if (shadow_c.file != BAD_FILE) {
+      emit(MOV(sources[length], shadow_c));
+      length++;
    }
 
    bool has_nonconstant_offset = ir->offset && !ir->offset->as_constant();
@@ -1275,36 +1499,35 @@ fs_visitor::emit_texture_gen7(ir_texture *ir, fs_reg dst, fs_reg coordinate,
    case ir_lod:
       break;
    case ir_txb:
-      emit(MOV(next, lod));
-      next.reg_offset++;
+      emit(MOV(sources[length], lod));
+      length++;
       break;
    case ir_txl:
-      emit(MOV(next, lod));
-      next.reg_offset++;
+      emit(MOV(sources[length], lod));
+      length++;
       break;
    case ir_txd: {
-      if (dispatch_width == 16)
-        fail("Gen7 does not support sample_d/sample_d_c in SIMD16 mode.");
+      no16("Gen7 does not support sample_d/sample_d_c in SIMD16 mode.");
 
       /* Load dPdx and the coordinate together:
        * [hdr], [ref], x, dPdx.x, dPdy.x, y, dPdx.y, dPdy.y, z, dPdx.z, dPdy.z
        */
       for (int i = 0; i < ir->coordinate->type->vector_elements; i++) {
-        emit(MOV(next, coordinate));
-        coordinate.reg_offset++;
-        next.reg_offset++;
+        emit(MOV(sources[length], coordinate));
+        coordinate = offset(coordinate, 1);
+        length++;
 
          /* For cube map array, the coordinate is (u,v,r,ai) but there are
           * only derivatives for (u, v, r).
           */
          if (i < ir->lod_info.grad.dPdx->type->vector_elements) {
-            emit(MOV(next, lod));
-            lod.reg_offset++;
-            next.reg_offset++;
+            emit(MOV(sources[length], lod));
+            lod = offset(lod, 1);
+            length++;
 
-            emit(MOV(next, lod2));
-            lod2.reg_offset++;
-            next.reg_offset++;
+            emit(MOV(sources[length], lod2));
+            lod2 = offset(lod2, 1);
+            length++;
          }
       }
 
@@ -1312,74 +1535,74 @@ fs_visitor::emit_texture_gen7(ir_texture *ir, fs_reg dst, fs_reg coordinate,
       break;
    }
    case ir_txs:
-      emit(MOV(next.retype(BRW_REGISTER_TYPE_UD), lod));
-      next.reg_offset++;
+      emit(MOV(retype(sources[length], BRW_REGISTER_TYPE_UD), lod));
+      length++;
       break;
    case ir_query_levels:
-      emit(MOV(next.retype(BRW_REGISTER_TYPE_UD), fs_reg(0u)));
-      next.reg_offset++;
+      emit(MOV(retype(sources[length], BRW_REGISTER_TYPE_UD), fs_reg(0u)));
+      length++;
       break;
    case ir_txf:
       /* Unfortunately, the parameters for LD are intermixed: u, lod, v, r. */
-      emit(MOV(next.retype(BRW_REGISTER_TYPE_D), coordinate));
-      coordinate.reg_offset++;
-      next.reg_offset++;
+      emit(MOV(retype(sources[length], BRW_REGISTER_TYPE_D), coordinate));
+      coordinate = offset(coordinate, 1);
+      length++;
 
-      emit(MOV(next.retype(BRW_REGISTER_TYPE_D), lod));
-      next.reg_offset++;
+      emit(MOV(retype(sources[length], BRW_REGISTER_TYPE_D), lod));
+      length++;
 
       for (int i = 1; i < ir->coordinate->type->vector_elements; i++) {
-        emit(MOV(next.retype(BRW_REGISTER_TYPE_D), coordinate));
-        coordinate.reg_offset++;
-        next.reg_offset++;
+        emit(MOV(retype(sources[length], BRW_REGISTER_TYPE_D), coordinate));
+        coordinate = offset(coordinate, 1);
+        length++;
       }
 
       coordinate_done = true;
       break;
    case ir_txf_ms:
-      emit(MOV(next.retype(BRW_REGISTER_TYPE_UD), sample_index));
-      next.reg_offset++;
+      emit(MOV(retype(sources[length], BRW_REGISTER_TYPE_UD), sample_index));
+      length++;
 
       /* data from the multisample control surface */
-      emit(MOV(next.retype(BRW_REGISTER_TYPE_UD), mcs));
-      next.reg_offset++;
+      emit(MOV(retype(sources[length], BRW_REGISTER_TYPE_UD), mcs));
+      length++;
 
       /* there is no offsetting for this message; just copy in the integer
        * texture coordinates
        */
       for (int i = 0; i < ir->coordinate->type->vector_elements; i++) {
-         emit(MOV(next.retype(BRW_REGISTER_TYPE_D), coordinate));
-         coordinate.reg_offset++;
-         next.reg_offset++;
+         emit(MOV(retype(sources[length], BRW_REGISTER_TYPE_D), coordinate));
+         coordinate = offset(coordinate, 1);
+         length++;
       }
 
       coordinate_done = true;
       break;
    case ir_tg4:
       if (has_nonconstant_offset) {
-         if (ir->shadow_comparitor && dispatch_width == 16)
-            fail("Gen7 does not support gather4_po_c in SIMD16 mode.");
+         if (shadow_c.file != BAD_FILE)
+            no16("Gen7 does not support gather4_po_c in SIMD16 mode.");
 
          /* More crazy intermixing */
          ir->offset->accept(this);
          fs_reg offset_value = this->result;
 
          for (int i = 0; i < 2; i++) { /* u, v */
-            emit(MOV(next, coordinate));
-            coordinate.reg_offset++;
-            next.reg_offset++;
+            emit(MOV(sources[length], coordinate));
+            coordinate = offset(coordinate, 1);
+            length++;
          }
 
          for (int i = 0; i < 2; i++) { /* offu, offv */
-            emit(MOV(next.retype(BRW_REGISTER_TYPE_D), offset_value));
-            offset_value.reg_offset++;
-            next.reg_offset++;
+            emit(MOV(retype(sources[length], BRW_REGISTER_TYPE_D), offset_value));
+            offset_value = offset(offset_value, 1);
+            length++;
          }
 
          if (ir->coordinate->type->vector_elements == 3) { /* r if present */
-            emit(MOV(next, coordinate));
-            coordinate.reg_offset++;
-            next.reg_offset++;
+            emit(MOV(sources[length], coordinate));
+            coordinate = offset(coordinate, 1);
+            length++;
          }
 
          coordinate_done = true;
@@ -1390,42 +1613,52 @@ fs_visitor::emit_texture_gen7(ir_texture *ir, fs_reg dst, fs_reg coordinate,
    /* Set up the coordinate (except for cases where it was done above) */
    if (ir->coordinate && !coordinate_done) {
       for (int i = 0; i < ir->coordinate->type->vector_elements; i++) {
-         emit(MOV(next, coordinate));
-         coordinate.reg_offset++;
-         next.reg_offset++;
+         emit(MOV(sources[length], coordinate));
+         coordinate = offset(coordinate, 1);
+         length++;
       }
    }
 
+   int mlen;
+   if (reg_width == 2)
+      mlen = length * reg_width - header_present;
+   else
+      mlen = length * reg_width;
+
+   fs_reg src_payload = fs_reg(GRF, virtual_grf_alloc(mlen),
+                               BRW_REGISTER_TYPE_F);
+   emit(LOAD_PAYLOAD(src_payload, sources, length));
+
    /* Generate the SEND */
-   fs_inst *inst = NULL;
+   enum opcode opcode;
    switch (ir->op) {
-   case ir_tex: inst = emit(SHADER_OPCODE_TEX, dst, payload); break;
-   case ir_txb: inst = emit(FS_OPCODE_TXB, dst, payload); break;
-   case ir_txl: inst = emit(SHADER_OPCODE_TXL, dst, payload); break;
-   case ir_txd: inst = emit(SHADER_OPCODE_TXD, dst, payload); break;
-   case ir_txf: inst = emit(SHADER_OPCODE_TXF, dst, payload); break;
-   case ir_txf_ms: inst = emit(SHADER_OPCODE_TXF_MS, dst, payload); break;
-   case ir_txs: inst = emit(SHADER_OPCODE_TXS, dst, payload); break;
-   case ir_query_levels: inst = emit(SHADER_OPCODE_TXS, dst, payload); break;
-   case ir_lod: inst = emit(SHADER_OPCODE_LOD, dst, payload); break;
+   case ir_tex: opcode = SHADER_OPCODE_TEX; break;
+   case ir_txb: opcode = FS_OPCODE_TXB; break;
+   case ir_txl: opcode = SHADER_OPCODE_TXL; break;
+   case ir_txd: opcode = SHADER_OPCODE_TXD; break;
+   case ir_txf: opcode = SHADER_OPCODE_TXF; break;
+   case ir_txf_ms: opcode = SHADER_OPCODE_TXF_CMS; break;
+   case ir_txs: opcode = SHADER_OPCODE_TXS; break;
+   case ir_query_levels: opcode = SHADER_OPCODE_TXS; break;
+   case ir_lod: opcode = SHADER_OPCODE_LOD; break;
    case ir_tg4:
       if (has_nonconstant_offset)
-         inst = emit(SHADER_OPCODE_TG4_OFFSET, dst, payload);
+         opcode = SHADER_OPCODE_TG4_OFFSET;
       else
-         inst = emit(SHADER_OPCODE_TG4, dst, payload);
+         opcode = SHADER_OPCODE_TG4;
       break;
+   default:
+      unreachable("not reached");
    }
+   fs_inst *inst = emit(opcode, dst, src_payload, sampler);
    inst->base_mrf = -1;
-   if (reg_width == 2)
-      inst->mlen = next.reg_offset * reg_width - header_present;
-   else
-      inst->mlen = next.reg_offset * reg_width;
+   inst->mlen = mlen;
    inst->header_present = header_present;
-   inst->regs_written = 4;
+   inst->regs_written = 4 * reg_width;
 
-   virtual_grf_sizes[payload.reg] = next.reg_offset;
-   if (inst->mlen > 11) {
-      fail("Message length >11 disallowed by hardware\n");
+   if (inst->mlen > MAX_SAMPLER_MESSAGE_SIZE) {
+      fail("Message length >" STRINGIFY(MAX_SAMPLER_MESSAGE_SIZE)
+           " disallowed by hardware\n");
    }
 
    return inst;
@@ -1433,11 +1666,15 @@ fs_visitor::emit_texture_gen7(ir_texture *ir, fs_reg dst, fs_reg coordinate,
 
 fs_reg
 fs_visitor::rescale_texcoord(ir_texture *ir, fs_reg coordinate,
-                             bool is_rect, int sampler, int texunit)
+                             bool is_rect, uint32_t sampler, int texunit)
 {
    fs_inst *inst = NULL;
    bool needs_gl_clamp = true;
    fs_reg scale_x, scale_y;
+   const struct brw_sampler_prog_key_data *tex =
+      (stage == MESA_SHADER_FRAGMENT) ?
+      &((brw_wm_prog_key*) this->key)->tex : NULL;
+   assert(tex);
 
    /* The 965 requires the EU to do the normalization of GL rectangle
     * texture coordinates.  We use the program parameter state
@@ -1445,8 +1682,8 @@ fs_visitor::rescale_texcoord(ir_texture *ir, fs_reg coordinate,
     */
    if (is_rect &&
        (brw->gen < 6 ||
-       (brw->gen >= 6 && (c->key.tex.gl_clamp_mask[0] & (1 << sampler) ||
-                            c->key.tex.gl_clamp_mask[1] & (1 << sampler))))) {
+        (brw->gen >= 6 && (tex->gl_clamp_mask[0] & (1 << sampler) ||
+                           tex->gl_clamp_mask[1] & (1 << sampler))))) {
       struct gl_program_parameter_list *params = prog->Parameters;
       int tokens[STATE_LENGTH] = {
         STATE_INTERNAL,
@@ -1456,20 +1693,33 @@ fs_visitor::rescale_texcoord(ir_texture *ir, fs_reg coordinate,
         0
       };
 
+      no16("rectangle scale uniform setup not supported on SIMD16\n");
       if (dispatch_width == 16) {
-        fail("rectangle scale uniform setup not supported on SIMD16\n");
         return coordinate;
       }
 
-      scale_x = fs_reg(UNIFORM, c->prog_data.nr_params);
-      scale_y = fs_reg(UNIFORM, c->prog_data.nr_params + 1);
-
       GLuint index = _mesa_add_state_reference(params,
                                               (gl_state_index *)tokens);
-      c->prog_data.param[c->prog_data.nr_params++] =
-         &prog->Parameters->ParameterValues[index][0].f;
-      c->prog_data.param[c->prog_data.nr_params++] =
-         &prog->Parameters->ParameterValues[index][1].f;
+      /* 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
@@ -1482,8 +1732,8 @@ fs_visitor::rescale_texcoord(ir_texture *ir, fs_reg coordinate,
       coordinate = dst;
 
       emit(MUL(dst, src, scale_x));
-      dst.reg_offset++;
-      src.reg_offset++;
+      dst = offset(dst, 1);
+      src = offset(src, 1);
       emit(MUL(dst, src, scale_y));
    } else if (is_rect) {
       /* On gen6+, the sampler handles the rectangle coordinates
@@ -1494,11 +1744,11 @@ fs_visitor::rescale_texcoord(ir_texture *ir, fs_reg coordinate,
       needs_gl_clamp = false;
 
       for (int i = 0; i < 2; i++) {
-        if (c->key.tex.gl_clamp_mask[i] & (1 << sampler)) {
+        if (tex->gl_clamp_mask[i] & (1 << sampler)) {
            fs_reg chan = coordinate;
-           chan.reg_offset += i;
+           chan = offset(chan, i);
 
-           inst = emit(BRW_OPCODE_SEL, chan, chan, brw_imm_f(0.0));
+           inst = emit(BRW_OPCODE_SEL, chan, chan, fs_reg(0.0f));
            inst->conditional_mod = BRW_CONDITIONAL_G;
 
            /* Our parameter comes in as 1.0/width or 1.0/height,
@@ -1520,9 +1770,9 @@ fs_visitor::rescale_texcoord(ir_texture *ir, fs_reg coordinate,
    if (ir->coordinate && needs_gl_clamp) {
       for (unsigned int i = 0;
           i < MIN2(ir->coordinate->type->vector_elements, 3); i++) {
-        if (c->key.tex.gl_clamp_mask[i] & (1 << sampler)) {
+        if (tex->gl_clamp_mask[i] & (1 << sampler)) {
            fs_reg chan = coordinate;
-           chan.reg_offset += i;
+           chan = offset(chan, i);
 
            fs_inst *inst = emit(MOV(chan, chan));
            inst->saturate = true;
@@ -1534,29 +1784,32 @@ fs_visitor::rescale_texcoord(ir_texture *ir, fs_reg coordinate,
 
 /* Sample from the MCS surface attached to this multisample texture. */
 fs_reg
-fs_visitor::emit_mcs_fetch(ir_texture *ir, fs_reg coordinate, int sampler)
+fs_visitor::emit_mcs_fetch(ir_texture *ir, fs_reg coordinate, fs_reg sampler)
 {
    int reg_width = dispatch_width / 8;
-   fs_reg payload = fs_reg(this, glsl_type::float_type);
+   int length = ir->coordinate->type->vector_elements;
+   fs_reg payload = fs_reg(GRF, virtual_grf_alloc(length * reg_width),
+                           BRW_REGISTER_TYPE_F);
    fs_reg dest = fs_reg(this, glsl_type::uvec4_type);
-   fs_reg next = payload;
+   fs_reg *sources = ralloc_array(mem_ctx, fs_reg, length);
 
-   /* parameters are: u, v, r, lod; missing parameters are treated as zero */
-   for (int i = 0; i < ir->coordinate->type->vector_elements; i++) {
-      emit(MOV(next.retype(BRW_REGISTER_TYPE_D), coordinate));
-      coordinate.reg_offset++;
-      next.reg_offset++;
+   /* parameters are: u, v, r; missing parameters are treated as zero */
+   for (int i = 0; i < length; i++) {
+      sources[i] = fs_reg(this, glsl_type::float_type);
+      emit(MOV(retype(sources[i], BRW_REGISTER_TYPE_D), coordinate));
+      coordinate = offset(coordinate, 1);
    }
 
-   fs_inst *inst = emit(SHADER_OPCODE_TXF_MCS, dest, payload);
-   virtual_grf_sizes[payload.reg] = next.reg_offset;
+   emit(LOAD_PAYLOAD(payload, sources, length));
+
+   fs_inst *inst = emit(SHADER_OPCODE_TXF_MCS, dest, payload, sampler);
    inst->base_mrf = -1;
-   inst->mlen = next.reg_offset * reg_width;
+   inst->mlen = length * reg_width;
    inst->header_present = false;
-   inst->regs_written = 4 * reg_width; /* we only care about one reg of response,
-                                        * but the sampler always writes 4/8
+   inst->regs_written = 4 * reg_width; /* we only care about one reg of
+                                        * response, but the sampler always
+                                        * writes 4/8
                                         */
-   inst->sampler = sampler;
 
    return dest;
 }
@@ -1564,10 +1817,50 @@ fs_visitor::emit_mcs_fetch(ir_texture *ir, fs_reg coordinate, int sampler)
 void
 fs_visitor::visit(ir_texture *ir)
 {
+   const struct brw_sampler_prog_key_data *tex =
+      (stage == MESA_SHADER_FRAGMENT) ?
+      &((brw_wm_prog_key*) this->key)->tex : NULL;
+   assert(tex);
    fs_inst *inst = NULL;
 
-   int sampler =
+   uint32_t sampler =
       _mesa_get_sampler_uniform_value(ir->sampler, shader_prog, prog);
+
+   ir_rvalue *nonconst_sampler_index =
+      _mesa_get_sampler_array_nonconst_index(ir->sampler);
+
+   /* Handle non-constant sampler array indexing */
+   fs_reg sampler_reg;
+   if (nonconst_sampler_index) {
+      /* The highest sampler which may be used by this operation is
+       * the last element of the array. Mark it here, because the generator
+       * doesn't have enough information to determine the bound.
+       */
+      uint32_t array_size = ir->sampler->as_dereference_array()
+         ->array->type->array_size();
+
+      uint32_t max_used = sampler + array_size - 1;
+      if (ir->op == ir_tg4 && brw->gen < 8) {
+         max_used += stage_prog_data->binding_table.gather_texture_start;
+      } else {
+         max_used += stage_prog_data->binding_table.texture_start;
+      }
+
+      brw_mark_surface_used(prog_data, max_used);
+
+      /* Emit code to evaluate the actual indexing expression */
+      nonconst_sampler_index->accept(this);
+      fs_reg temp(this, glsl_type::uint_type);
+      emit(ADD(temp, this->result, fs_reg(sampler)))
+            ->force_writemask_all = true;
+      sampler_reg = temp;
+   } else {
+      /* Single sampler, or constant array index; the indexing expression
+       * is just an immediate.
+       */
+      sampler_reg = fs_reg(sampler);
+   }
+
    /* 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).
@@ -1579,7 +1872,7 @@ fs_visitor::visit(ir_texture *ir)
        * emitting anything other than setting up the constant result.
        */
       ir_constant *chan = ir->lod_info.component->as_constant();
-      int swiz = GET_SWZ(c->key.tex.swizzles[sampler], chan->value.i[0]);
+      int swiz = GET_SWZ(tex->swizzles[sampler], chan->value.i[0]);
       if (swiz == SWIZZLE_ZERO || swiz == SWIZZLE_ONE) {
 
          fs_reg res = fs_reg(this, glsl_type::vec4_type);
@@ -1587,7 +1880,7 @@ fs_visitor::visit(ir_texture *ir)
 
          for (int i=0; i<4; i++) {
             emit(MOV(res, fs_reg(swiz == SWIZZLE_ZERO ? 0.0f : 1.0f)));
-            res.reg_offset++;
+            res = offset(res, 1);
          }
          return;
       }
@@ -1647,13 +1940,13 @@ fs_visitor::visit(ir_texture *ir)
       ir->lod_info.sample_index->accept(this);
       sample_index = this->result;
 
-      if (brw->gen >= 7 && c->key.tex.compressed_multisample_layout_mask & (1<<sampler))
-         mcs = emit_mcs_fetch(ir, coordinate, sampler);
+      if (brw->gen >= 7 && tex->compressed_multisample_layout_mask & (1<<sampler))
+         mcs = emit_mcs_fetch(ir, coordinate, sampler_reg);
       else
          mcs = fs_reg(0u);
       break;
    default:
-      assert(!"Unrecognized texture opcode");
+      unreachable("Unrecognized texture opcode");
    };
 
    /* Writemasking doesn't eliminate channels on SIMD8 texture
@@ -1663,13 +1956,13 @@ fs_visitor::visit(ir_texture *ir)
 
    if (brw->gen >= 7) {
       inst = emit_texture_gen7(ir, dst, coordinate, shadow_comparitor,
-                               lod, lod2, sample_index, mcs);
+                               lod, lod2, sample_index, mcs, sampler_reg);
    } else if (brw->gen >= 5) {
       inst = emit_texture_gen5(ir, dst, coordinate, shadow_comparitor,
-                               lod, lod2, sample_index);
+                               lod, lod2, sample_index, sampler);
    } else {
       inst = emit_texture_gen4(ir, dst, coordinate, shadow_comparitor,
-                               lod, lod2);
+                               lod, lod2, sampler);
    }
 
    if (ir->offset != NULL && ir->op != ir_txf)
@@ -1678,8 +1971,6 @@ fs_visitor::visit(ir_texture *ir)
    if (ir->op == ir_tg4)
       inst->texture_offset |= gather_channel(ir, sampler) << 16; // M0.2:16-17
 
-   inst->sampler = sampler;
-
    if (ir->shadow_comparitor)
       inst->shadow_compare = true;
 
@@ -1688,37 +1979,85 @@ fs_visitor::visit(ir_texture *ir)
       glsl_type const *type = ir->sampler->type;
       if (type->sampler_dimensionality == GLSL_SAMPLER_DIM_CUBE &&
           type->sampler_array) {
-         fs_reg depth = dst;
-         depth.reg_offset = 2;
-         emit_math(SHADER_OPCODE_INT_QUOTIENT, depth, depth, fs_reg(6));
+         fs_reg depth = offset(dst, 2);
+         fs_reg fixed_depth = fs_reg(this, glsl_type::int_type);
+         emit_math(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 / (dst.width / 8);
+         for (int i = 0; i < components; i++) {
+            if (i == 2) {
+               fixed_payload[i] = fixed_depth;
+            } else {
+               fixed_payload[i] = offset(dst, i);
+            }
+         }
+         emit(LOAD_PAYLOAD(dst, fixed_payload, components));
       }
    }
 
+   if (brw->gen == 6 && ir->op == ir_tg4) {
+      emit_gen6_gather_wa(tex->gen6_gather_wa[sampler], dst);
+   }
+
    swizzle_result(ir, dst, sampler);
 }
 
+/**
+ * Apply workarounds for Gen6 gather with UINT/SINT
+ */
+void
+fs_visitor::emit_gen6_gather_wa(uint8_t wa, fs_reg dst)
+{
+   if (!wa)
+      return;
+
+   int width = (wa & WA_8BIT) ? 8 : 16;
+
+   for (int i = 0; i < 4; i++) {
+      fs_reg dst_f = retype(dst, BRW_REGISTER_TYPE_F);
+      /* Convert from UNORM to UINT */
+      emit(MUL(dst_f, dst_f, fs_reg((float)((1 << width) - 1))));
+      emit(MOV(dst, dst_f));
+
+      if (wa & WA_SIGN) {
+         /* Reinterpret the UINT value as a signed INT value by
+          * shifting the sign bit into place, then shifting back
+          * preserving sign.
+          */
+         emit(SHL(dst, dst, fs_reg(32 - width)));
+         emit(ASR(dst, dst, fs_reg(32 - width)));
+      }
+
+      dst = offset(dst, 1);
+   }
+}
+
 /**
  * Set up the gather channel based on the swizzle, for gather4.
  */
 uint32_t
-fs_visitor::gather_channel(ir_texture *ir, int sampler)
+fs_visitor::gather_channel(ir_texture *ir, uint32_t sampler)
 {
+   const struct brw_sampler_prog_key_data *tex =
+      (stage == MESA_SHADER_FRAGMENT) ?
+      &((brw_wm_prog_key*) this->key)->tex : NULL;
+   assert(tex);
    ir_constant *chan = ir->lod_info.component->as_constant();
-   int swiz = GET_SWZ(c->key.tex.swizzles[sampler], chan->value.i[0]);
+   int swiz = GET_SWZ(tex->swizzles[sampler], chan->value.i[0]);
    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 (c->key.tex.gather_channel_quirk_mask & (1<<sampler))
+         if (tex->gather_channel_quirk_mask & (1<<sampler))
             return 2;
          return 1;
       case SWIZZLE_Z: return 2;
       case SWIZZLE_W: return 3;
       default:
-         assert(!"Not reached"); /* zero, one swizzles handled already */
-         return 0;
+         unreachable("Not reached"); /* zero, one swizzles handled already */
    }
 }
 
@@ -1727,12 +2066,11 @@ fs_visitor::gather_channel(ir_texture *ir, int sampler)
  * EXT_texture_swizzle as well as DEPTH_TEXTURE_MODE for shadow comparisons.
  */
 void
-fs_visitor::swizzle_result(ir_texture *ir, fs_reg orig_val, int sampler)
+fs_visitor::swizzle_result(ir_texture *ir, fs_reg orig_val, uint32_t sampler)
 {
    if (ir->op == ir_query_levels) {
       /* # levels is in .w */
-      orig_val.reg_offset += 3;
-      this->result = orig_val;
+      this->result = offset(orig_val, 3);
       return;
    }
 
@@ -1744,25 +2082,29 @@ fs_visitor::swizzle_result(ir_texture *ir, fs_reg orig_val, int sampler)
    if (ir->op == ir_txs || ir->op == ir_lod || ir->op == ir_tg4)
       return;
 
+   const struct brw_sampler_prog_key_data *tex =
+      (stage == MESA_SHADER_FRAGMENT) ?
+      &((brw_wm_prog_key*) this->key)->tex : NULL;
+   assert(tex);
+
    if (ir->type == glsl_type::float_type) {
       /* Ignore DEPTH_TEXTURE_MODE swizzling. */
       assert(ir->sampler->type->sampler_shadow);
-   } else if (c->key.tex.swizzles[sampler] != SWIZZLE_NOOP) {
+   } else if (tex->swizzles[sampler] != SWIZZLE_NOOP) {
       fs_reg swizzled_result = fs_reg(this, glsl_type::vec4_type);
 
       for (int i = 0; i < 4; i++) {
-        int swiz = GET_SWZ(c->key.tex.swizzles[sampler], i);
+        int swiz = GET_SWZ(tex->swizzles[sampler], i);
         fs_reg l = swizzled_result;
-        l.reg_offset += i;
+        l = offset(l, i);
 
         if (swiz == SWIZZLE_ZERO) {
            emit(MOV(l, fs_reg(0.0f)));
         } else if (swiz == SWIZZLE_ONE) {
            emit(MOV(l, fs_reg(1.0f)));
         } else {
-           fs_reg r = orig_val;
-           r.reg_offset += GET_SWZ(c->key.tex.swizzles[sampler], i);
-           emit(MOV(l, r));
+            emit(MOV(l, offset(orig_val,
+                               GET_SWZ(tex->swizzles[sampler], i))));
         }
       }
       this->result = swizzled_result;
@@ -1776,7 +2118,7 @@ fs_visitor::visit(ir_swizzle *ir)
    fs_reg val = this->result;
 
    if (ir->type->vector_elements == 1) {
-      this->result.reg_offset += ir->mask.x;
+      this->result = offset(this->result, ir->mask.x);
       return;
    }
 
@@ -1802,9 +2144,8 @@ fs_visitor::visit(ir_swizzle *ir)
         break;
       }
 
-      channel.reg_offset += swiz;
-      emit(MOV(result, channel));
-      result.reg_offset++;
+      emit(MOV(result, offset(channel, swiz)));
+      result = offset(result, 1);
    }
 }
 
@@ -1827,15 +2168,14 @@ fs_visitor::visit(ir_discard *ir)
 
    if (brw->gen >= 6) {
       /* For performance, after a discard, jump to the end of the shader.
-       * However, many people will do foliage by discarding based on a
-       * texture's alpha mask, and then continue on to texture with the
-       * remaining pixels.  To avoid trashing the derivatives for those
-       * texture samples, we'll only jump if all of the pixels in the subspan
-       * have been discarded.
+       * Only jump if all relevant channels have been discarded.
        */
       fs_inst *discard_jump = emit(FS_OPCODE_DISCARD_JUMP);
       discard_jump->flag_subreg = 1;
-      discard_jump->predicate = BRW_PREDICATE_ALIGN1_ANY4H;
+
+      discard_jump->predicate = (dispatch_width == 8)
+                                ? BRW_PREDICATE_ALIGN1_ANY8H
+                                : BRW_PREDICATE_ALIGN1_ANY16H;
       discard_jump->predicate_inverse = true;
    }
 }
@@ -1863,13 +2203,12 @@ fs_visitor::visit(ir_constant *ir)
         dst_reg.type = src_reg.type;
         for (unsigned j = 0; j < size; j++) {
            emit(MOV(dst_reg, src_reg));
-           src_reg.reg_offset++;
-           dst_reg.reg_offset++;
+           src_reg = offset(src_reg, 1);
+           dst_reg = offset(dst_reg, 1);
         }
       }
    } else if (ir->type->is_record()) {
-      foreach_list(node, &ir->components) {
-        ir_constant *const field = (ir_constant *) node;
+      foreach_in_list(ir_constant, field, &ir->components) {
         const unsigned size = type_size(field->type);
 
         field->accept(this);
@@ -1878,8 +2217,8 @@ fs_visitor::visit(ir_constant *ir)
         dst_reg.type = src_reg.type;
         for (unsigned j = 0; j < size; j++) {
            emit(MOV(dst_reg, src_reg));
-           src_reg.reg_offset++;
-           dst_reg.reg_offset++;
+           src_reg = offset(src_reg, 1);
+           dst_reg = offset(dst_reg, 1);
         }
       }
    } else {
@@ -1897,12 +2236,14 @@ fs_visitor::visit(ir_constant *ir)
            emit(MOV(dst_reg, fs_reg(ir->value.i[i])));
            break;
         case GLSL_TYPE_BOOL:
-           emit(MOV(dst_reg, fs_reg((int)ir->value.b[i])));
+            emit(MOV(dst_reg,
+                     fs_reg(ir->value.b[i] != 0 ? ctx->Const.UniformBooleanTrue
+                                                : 0)));
            break;
         default:
-           assert(!"Non-float/uint/int/bool constant");
+           unreachable("Non-float/uint/int/bool constant");
         }
-        dst_reg.reg_offset++;
+        dst_reg = offset(dst_reg, 1);
       }
    }
 
@@ -1914,74 +2255,123 @@ fs_visitor::emit_bool_to_cond_code(ir_rvalue *ir)
 {
    ir_expression *expr = ir->as_expression();
 
-   if (expr &&
-       expr->operation != ir_binop_logic_and &&
-       expr->operation != ir_binop_logic_or &&
-       expr->operation != ir_binop_logic_xor) {
-      fs_reg op[2];
-      fs_inst *inst;
+   if (!expr || expr->operation == ir_binop_ubo_load) {
+      ir->accept(this);
 
-      assert(expr->get_num_operands() <= 2);
-      for (unsigned int i = 0; i < expr->get_num_operands(); i++) {
-        assert(expr->operands[i]->type->is_scalar());
+      fs_inst *inst = emit(AND(reg_null_d, this->result, fs_reg(1)));
+      inst->conditional_mod = BRW_CONDITIONAL_NZ;
+      return;
+   }
 
-        expr->operands[i]->accept(this);
-        op[i] = this->result;
+   fs_reg op[3];
+   fs_inst *inst;
 
-        resolve_ud_negate(&op[i]);
-      }
+   assert(expr->get_num_operands() <= 3);
+   for (unsigned int i = 0; i < expr->get_num_operands(); i++) {
+      assert(expr->operands[i]->type->is_scalar());
 
-      switch (expr->operation) {
-      case ir_unop_logic_not:
-        inst = emit(AND(reg_null_d, op[0], fs_reg(1)));
-        inst->conditional_mod = BRW_CONDITIONAL_Z;
-        break;
+      expr->operands[i]->accept(this);
+      op[i] = this->result;
 
-      case ir_unop_f2b:
-        if (brw->gen >= 6) {
-           emit(CMP(reg_null_d, op[0], fs_reg(0.0f), BRW_CONDITIONAL_NZ));
-        } else {
-           inst = emit(MOV(reg_null_f, op[0]));
-            inst->conditional_mod = BRW_CONDITIONAL_NZ;
-        }
-        break;
+      resolve_ud_negate(&op[i]);
+   }
 
-      case ir_unop_i2b:
-        if (brw->gen >= 6) {
-           emit(CMP(reg_null_d, op[0], fs_reg(0), BRW_CONDITIONAL_NZ));
-        } else {
-           inst = emit(MOV(reg_null_d, op[0]));
-            inst->conditional_mod = BRW_CONDITIONAL_NZ;
-        }
-        break;
+   switch (expr->operation) {
+   case ir_unop_logic_not:
+      inst = emit(AND(reg_null_d, op[0], fs_reg(1)));
+      inst->conditional_mod = BRW_CONDITIONAL_Z;
+      break;
 
-      case ir_binop_greater:
-      case ir_binop_gequal:
-      case ir_binop_less:
-      case ir_binop_lequal:
-      case ir_binop_equal:
-      case ir_binop_all_equal:
-      case ir_binop_nequal:
-      case ir_binop_any_nequal:
-        resolve_bool_comparison(expr->operands[0], &op[0]);
-        resolve_bool_comparison(expr->operands[1], &op[1]);
+   case ir_binop_logic_xor:
+      if (ctx->Const.UniformBooleanTrue == 1) {
+         fs_reg dst = fs_reg(this, glsl_type::uint_type);
+         emit(XOR(dst, op[0], op[1]));
+         inst = emit(AND(reg_null_d, dst, fs_reg(1)));
+         inst->conditional_mod = BRW_CONDITIONAL_NZ;
+      } else {
+         inst = emit(XOR(reg_null_d, op[0], op[1]));
+         inst->conditional_mod = BRW_CONDITIONAL_NZ;
+      }
+      break;
 
-        emit(CMP(reg_null_d, op[0], op[1],
-                  brw_conditional_for_comparison(expr->operation)));
-        break;
+   case ir_binop_logic_or:
+      if (ctx->Const.UniformBooleanTrue == 1) {
+         fs_reg dst = fs_reg(this, glsl_type::uint_type);
+         emit(OR(dst, op[0], op[1]));
+         inst = emit(AND(reg_null_d, dst, fs_reg(1)));
+         inst->conditional_mod = BRW_CONDITIONAL_NZ;
+      } else {
+         inst = emit(OR(reg_null_d, op[0], op[1]));
+         inst->conditional_mod = BRW_CONDITIONAL_NZ;
+      }
+      break;
 
-      default:
-        assert(!"not reached");
-        fail("bad cond code\n");
-        break;
+   case ir_binop_logic_and:
+      if (ctx->Const.UniformBooleanTrue == 1) {
+         fs_reg dst = fs_reg(this, glsl_type::uint_type);
+         emit(AND(dst, op[0], op[1]));
+         inst = emit(AND(reg_null_d, dst, fs_reg(1)));
+         inst->conditional_mod = BRW_CONDITIONAL_NZ;
+      } else {
+         inst = emit(AND(reg_null_d, op[0], op[1]));
+         inst->conditional_mod = BRW_CONDITIONAL_NZ;
       }
-      return;
-   }
+      break;
 
-   ir->accept(this);
+   case ir_unop_f2b:
+      if (brw->gen >= 6) {
+         emit(CMP(reg_null_d, op[0], fs_reg(0.0f), BRW_CONDITIONAL_NZ));
+      } else {
+         inst = emit(MOV(reg_null_f, op[0]));
+         inst->conditional_mod = BRW_CONDITIONAL_NZ;
+      }
+      break;
 
-   fs_inst *inst = emit(AND(reg_null_d, this->result, fs_reg(1)));
-   inst->conditional_mod = BRW_CONDITIONAL_NZ;
+   case ir_unop_i2b:
+      if (brw->gen >= 6) {
+         emit(CMP(reg_null_d, op[0], fs_reg(0), BRW_CONDITIONAL_NZ));
+      } else {
+         inst = emit(MOV(reg_null_d, op[0]));
+         inst->conditional_mod = BRW_CONDITIONAL_NZ;
+      }
+      break;
+
+   case ir_binop_greater:
+   case ir_binop_gequal:
+   case ir_binop_less:
+   case ir_binop_lequal:
+   case ir_binop_equal:
+   case ir_binop_all_equal:
+   case ir_binop_nequal:
+   case ir_binop_any_nequal:
+      if (ctx->Const.UniformBooleanTrue == 1) {
+         resolve_bool_comparison(expr->operands[0], &op[0]);
+         resolve_bool_comparison(expr->operands[1], &op[1]);
+      }
+
+      emit(CMP(reg_null_d, op[0], op[1],
+               brw_conditional_for_comparison(expr->operation)));
+      break;
+
+   case ir_triop_csel: {
+      /* Expand the boolean condition into the flag register. */
+      inst = emit(MOV(reg_null_d, op[0]));
+      inst->conditional_mod = BRW_CONDITIONAL_NZ;
+
+      /* Select which boolean to return. */
+      fs_reg temp(this, expr->operands[1]->type);
+      inst = emit(SEL(temp, op[1], op[2]));
+      inst->predicate = BRW_PREDICATE_NORMAL;
+
+      /* Expand the result to a condition code. */
+      inst = emit(MOV(reg_null_d, temp));
+      inst->conditional_mod = BRW_CONDITIONAL_NZ;
+      break;
+   }
+
+   default:
+      unreachable("not reached");
+   }
 }
 
 /**
@@ -1993,12 +2383,12 @@ fs_visitor::emit_if_gen6(ir_if *ir)
 {
    ir_expression *expr = ir->condition->as_expression();
 
-   if (expr) {
-      fs_reg op[2];
+   if (expr && expr->operation != ir_binop_ubo_load) {
+      fs_reg op[3];
       fs_inst *inst;
       fs_reg temp;
 
-      assert(expr->get_num_operands() <= 2);
+      assert(expr->get_num_operands() <= 3);
       for (unsigned int i = 0; i < expr->get_num_operands(); i++) {
         assert(expr->operands[i]->type->is_scalar());
 
@@ -2008,14 +2398,24 @@ fs_visitor::emit_if_gen6(ir_if *ir)
 
       switch (expr->operation) {
       case ir_unop_logic_not:
+         emit(IF(op[0], fs_reg(0), BRW_CONDITIONAL_Z));
+         return;
+
       case ir_binop_logic_xor:
+         emit(IF(op[0], op[1], BRW_CONDITIONAL_NZ));
+         return;
+
       case ir_binop_logic_or:
+         temp = fs_reg(this, glsl_type::bool_type);
+         emit(OR(temp, op[0], op[1]));
+         emit(IF(temp, fs_reg(0), BRW_CONDITIONAL_NZ));
+         return;
+
       case ir_binop_logic_and:
-         /* For operations on bool arguments, only the low bit of the bool is
-          * valid, and the others are undefined.  Fall back to the condition
-          * code path.
-          */
-         break;
+         temp = fs_reg(this, glsl_type::bool_type);
+         emit(AND(temp, op[0], op[1]));
+         emit(IF(temp, fs_reg(0), BRW_CONDITIONAL_NZ));
+         return;
 
       case ir_unop_f2b:
         inst = emit(BRW_OPCODE_IF, reg_null_f, op[0], fs_reg(0));
@@ -2034,23 +2434,36 @@ fs_visitor::emit_if_gen6(ir_if *ir)
       case ir_binop_all_equal:
       case ir_binop_nequal:
       case ir_binop_any_nequal:
-        resolve_bool_comparison(expr->operands[0], &op[0]);
-        resolve_bool_comparison(expr->operands[1], &op[1]);
+         if (ctx->Const.UniformBooleanTrue == 1) {
+            resolve_bool_comparison(expr->operands[0], &op[0]);
+            resolve_bool_comparison(expr->operands[1], &op[1]);
+         }
 
         emit(IF(op[0], op[1],
                  brw_conditional_for_comparison(expr->operation)));
         return;
-      default:
-        assert(!"not reached");
-        emit(IF(op[0], fs_reg(0), BRW_CONDITIONAL_NZ));
-        fail("bad condition\n");
+
+      case ir_triop_csel: {
+         /* Expand the boolean condition into the flag register. */
+         fs_inst *inst = emit(MOV(reg_null_d, op[0]));
+         inst->conditional_mod = BRW_CONDITIONAL_NZ;
+
+         /* Select which boolean to use as the result. */
+         fs_reg temp(this, expr->operands[1]->type);
+         inst = emit(SEL(temp, op[1], op[2]));
+         inst->predicate = BRW_PREDICATE_NORMAL;
+
+        emit(IF(temp, fs_reg(0), BRW_CONDITIONAL_NZ));
         return;
       }
+
+      default:
+        unreachable("not reached");
+      }
    }
 
-   emit_bool_to_cond_code(ir->condition);
-   fs_inst *inst = emit(BRW_OPCODE_IF);
-   inst->predicate = BRW_PREDICATE_NORMAL;
+   ir->condition->accept(this);
+   emit(IF(this->result, fs_reg(0), BRW_CONDITIONAL_NZ));
 }
 
 /**
@@ -2109,8 +2522,8 @@ fs_visitor::try_replace_with_sel()
 
       /* Remove the matched instructions; we'll emit a SEL to replace them. */
       while (!if_inst->next->is_tail_sentinel())
-         if_inst->next->remove();
-      if_inst->remove();
+         if_inst->next->exec_node::remove();
+      if_inst->exec_node::remove();
 
       /* Only the last source register can be a constant, so if the MOV in
        * the "then" clause uses a constant, we need to put it in a temporary.
@@ -2141,8 +2554,8 @@ fs_visitor::try_replace_with_sel()
 void
 fs_visitor::visit(ir_if *ir)
 {
-   if (brw->gen < 6 && dispatch_width == 16) {
-      fail("Can't support (non-uniform) control flow on SIMD16\n");
+   if (brw->gen < 6) {
+      no16("Can't support (non-uniform) control flow on SIMD16\n");
    }
 
    /* Don't point the annotation at the if statement, because then it plus
@@ -2158,21 +2571,17 @@ fs_visitor::visit(ir_if *ir)
       emit(IF(BRW_PREDICATE_NORMAL));
    }
 
-   foreach_list(node, &ir->then_instructions) {
-      ir_instruction *ir = (ir_instruction *)node;
-      this->base_ir = ir;
-
-      ir->accept(this);
+   foreach_in_list(ir_instruction, ir_, &ir->then_instructions) {
+      this->base_ir = ir_;
+      ir_->accept(this);
    }
 
    if (!ir->else_instructions.is_empty()) {
       emit(BRW_OPCODE_ELSE);
 
-      foreach_list(node, &ir->else_instructions) {
-        ir_instruction *ir = (ir_instruction *)node;
-        this->base_ir = ir;
-
-        ir->accept(this);
+      foreach_in_list(ir_instruction, ir_, &ir->else_instructions) {
+        this->base_ir = ir_;
+        ir_->accept(this);
       }
    }
 
@@ -2184,18 +2593,16 @@ fs_visitor::visit(ir_if *ir)
 void
 fs_visitor::visit(ir_loop *ir)
 {
-   if (brw->gen < 6 && dispatch_width == 16) {
-      fail("Can't support (non-uniform) control flow on SIMD16\n");
+   if (brw->gen < 6) {
+      no16("Can't support (non-uniform) control flow on SIMD16\n");
    }
 
    this->base_ir = NULL;
    emit(BRW_OPCODE_DO);
 
-   foreach_list(node, &ir->body_instructions) {
-      ir_instruction *ir = (ir_instruction *)node;
-
-      this->base_ir = ir;
-      ir->accept(this);
+   foreach_in_list(ir_instruction, ir_, &ir->body_instructions) {
+      this->base_ir = ir_;
+      ir_->accept(this);
    }
 
    this->base_ir = NULL;
@@ -2221,8 +2628,8 @@ fs_visitor::visit_atomic_counter_intrinsic(ir_call *ir)
    ir_dereference *deref = static_cast<ir_dereference *>(
       ir->actual_parameters.get_head());
    ir_variable *location = deref->variable_referenced();
-   unsigned surf_index = (c->prog_data.base.binding_table.abo_start +
-                          location->data.atomic.buffer_index);
+   unsigned surf_index = (stage_prog_data->binding_table.abo_start +
+                          location->data.binding);
 
    /* Calculate the surface offset */
    fs_reg offset(this, glsl_type::uint_type);
@@ -2232,10 +2639,10 @@ fs_visitor::visit_atomic_counter_intrinsic(ir_call *ir)
       deref_array->array_index->accept(this);
 
       fs_reg tmp(this, glsl_type::uint_type);
-      emit(MUL(tmp, this->result, ATOMIC_COUNTER_SIZE));
-      emit(ADD(offset, tmp, location->data.atomic.offset));
+      emit(MUL(tmp, this->result, fs_reg(ATOMIC_COUNTER_SIZE)));
+      emit(ADD(offset, tmp, fs_reg(location->data.atomic.offset)));
    } else {
-      offset = location->data.atomic.offset;
+      offset = fs_reg(location->data.atomic.offset);
    }
 
    /* Emit the appropriate machine instruction */
@@ -2266,14 +2673,14 @@ fs_visitor::visit(ir_call *ir)
        !strcmp("__intrinsic_atomic_predecrement", callee)) {
       visit_atomic_counter_intrinsic(ir);
    } else {
-      assert(!"Unsupported intrinsic.");
+      unreachable("Unsupported intrinsic.");
    }
 }
 
 void
-fs_visitor::visit(ir_return *ir)
+fs_visitor::visit(ir_return *)
 {
-   assert(!"FINISHME");
+   unreachable("FINISHME");
 }
 
 void
@@ -2286,36 +2693,33 @@ fs_visitor::visit(ir_function *ir)
       const ir_function_signature *sig;
       exec_list empty;
 
-      sig = ir->matching_signature(NULL, &empty);
+      sig = ir->matching_signature(NULL, &empty, false);
 
       assert(sig);
 
-      foreach_list(node, &sig->body) {
-        ir_instruction *ir = (ir_instruction *)node;
-        this->base_ir = ir;
-
-        ir->accept(this);
+      foreach_in_list(ir_instruction, ir_, &sig->body) {
+        this->base_ir = ir_;
+        ir_->accept(this);
       }
    }
 }
 
 void
-fs_visitor::visit(ir_function_signature *ir)
+fs_visitor::visit(ir_function_signature *)
 {
-   assert(!"not reached");
-   (void)ir;
+   unreachable("not reached");
 }
 
 void
 fs_visitor::visit(ir_emit_vertex *)
 {
-   assert(!"not reached");
+   unreachable("not reached");
 }
 
 void
 fs_visitor::visit(ir_end_primitive *)
 {
-   assert(!"not reached");
+   unreachable("not reached");
 }
 
 void
@@ -2323,14 +2727,18 @@ fs_visitor::emit_untyped_atomic(unsigned atomic_op, unsigned surf_index,
                                 fs_reg dst, fs_reg offset, fs_reg src0,
                                 fs_reg src1)
 {
+   bool uses_kill =
+      (stage == MESA_SHADER_FRAGMENT) &&
+      ((brw_wm_prog_data*) this->prog_data)->uses_kill;
    const unsigned operand_len = dispatch_width / 8;
    unsigned mlen = 0;
+   fs_inst *inst;
 
    /* Initialize the sample mask in the message header. */
-   emit(MOV(brw_uvec_mrf(8, mlen, 0), brw_imm_ud(0)))
+   emit(MOV(brw_uvec_mrf(8, mlen, 0), fs_reg(0u)))
       ->force_writemask_all = true;
 
-   if (fp->UsesKill) {
+   if (uses_kill) {
       emit(MOV(brw_uvec_mrf(1, mlen, 7), brw_flag_reg(0, 1)))
          ->force_writemask_all = true;
    } else {
@@ -2357,24 +2765,29 @@ fs_visitor::emit_untyped_atomic(unsigned atomic_op, unsigned surf_index,
    }
 
    /* Emit the instruction. */
-   fs_inst inst(SHADER_OPCODE_UNTYPED_ATOMIC, dst, atomic_op, surf_index);
-   inst.base_mrf = 0;
-   inst.mlen = mlen;
-   emit(inst);
+   inst = emit(SHADER_OPCODE_UNTYPED_ATOMIC, dst,
+               fs_reg(atomic_op), fs_reg(surf_index));
+   inst->base_mrf = 0;
+   inst->mlen = mlen;
+   inst->header_present = true;
 }
 
 void
 fs_visitor::emit_untyped_surface_read(unsigned surf_index, fs_reg dst,
                                       fs_reg offset)
 {
+   bool uses_kill =
+      (stage == MESA_SHADER_FRAGMENT) &&
+      ((brw_wm_prog_data*) this->prog_data)->uses_kill;
    const unsigned operand_len = dispatch_width / 8;
    unsigned mlen = 0;
+   fs_inst *inst;
 
    /* Initialize the sample mask in the message header. */
-   emit(MOV(brw_uvec_mrf(8, mlen, 0), brw_imm_ud(0)))
+   emit(MOV(brw_uvec_mrf(8, mlen, 0), fs_reg(0u)))
       ->force_writemask_all = true;
 
-   if (fp->UsesKill) {
+   if (uses_kill) {
       emit(MOV(brw_uvec_mrf(1, mlen, 7), brw_flag_reg(0, 1)))
          ->force_writemask_all = true;
    } else {
@@ -2390,19 +2803,10 @@ fs_visitor::emit_untyped_surface_read(unsigned surf_index, fs_reg dst,
    mlen += operand_len;
 
    /* Emit the instruction. */
-   fs_inst inst(SHADER_OPCODE_UNTYPED_SURFACE_READ, dst, surf_index);
-   inst.base_mrf = 0;
-   inst.mlen = mlen;
-   emit(inst);
-}
-
-fs_inst *
-fs_visitor::emit(fs_inst inst)
-{
-   fs_inst *list_inst = new(mem_ctx) fs_inst;
-   *list_inst = inst;
-   emit(list_inst);
-   return list_inst;
+   inst = emit(SHADER_OPCODE_UNTYPED_SURFACE_READ, dst, fs_reg(surf_index));
+   inst->base_mrf = 0;
+   inst->mlen = mlen;
+   inst->header_present = true;
 }
 
 fs_inst *
@@ -2422,9 +2826,8 @@ fs_visitor::emit(fs_inst *inst)
 void
 fs_visitor::emit(exec_list list)
 {
-   foreach_list_safe(node, &list) {
-      fs_inst *inst = (fs_inst *)node;
-      inst->remove();
+   foreach_in_list_safe(fs_inst, inst, &list) {
+      inst->exec_node::remove();
       emit(inst);
    }
 }
@@ -2455,10 +2858,12 @@ fs_visitor::emit_dummy_fs()
 struct brw_reg
 fs_visitor::interp_reg(int location, int channel)
 {
-   int regnr = c->prog_data.urb_setup[location] * 2 + channel / 2;
+   assert(stage == MESA_SHADER_FRAGMENT);
+   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;
 
-   assert(c->prog_data.urb_setup[location] != -1);
+   assert(prog_data->urb_setup[location] != -1);
 
    return brw_vec1_grf(regnr, stride);
 }
@@ -2481,8 +2886,7 @@ fs_visitor::emit_interpolation_setup_gen4()
       this->delta_x[BRW_WM_PERSPECTIVE_PIXEL_BARYCENTRIC] =
          fs_reg(this, glsl_type::vec2_type);
       this->delta_y[BRW_WM_PERSPECTIVE_PIXEL_BARYCENTRIC] =
-         this->delta_x[BRW_WM_PERSPECTIVE_PIXEL_BARYCENTRIC];
-      this->delta_y[BRW_WM_PERSPECTIVE_PIXEL_BARYCENTRIC].reg_offset++;
+         offset(this->delta_x[BRW_WM_PERSPECTIVE_PIXEL_BARYCENTRIC], 1);
    } else {
       this->delta_x[BRW_WM_PERSPECTIVE_PIXEL_BARYCENTRIC] =
          fs_reg(this, glsl_type::float_type);
@@ -2538,12 +2942,12 @@ fs_visitor::emit_interpolation_setup_gen6()
    emit(MOV(this->pixel_y, int_pixel_y));
 
    this->current_annotation = "compute pos.w";
-   this->pixel_w = fs_reg(brw_vec8_grf(c->source_w_reg, 0));
+   this->pixel_w = fs_reg(brw_vec8_grf(payload.source_w_reg, 0));
    this->wpos_w = fs_reg(this, glsl_type::float_type);
    emit_math(SHADER_OPCODE_RCP, this->wpos_w, this->pixel_w);
 
    for (int i = 0; i < BRW_WM_BARYCENTRIC_INTERP_MODE_COUNT; ++i) {
-      uint8_t reg = c->barycentric_coord_reg[i];
+      uint8_t reg = payload.barycentric_coord_reg[i];
       this->delta_x[i] = fs_reg(brw_vec8_grf(reg, 0));
       this->delta_y[i] = fs_reg(brw_vec8_grf(reg + 1, 0));
    }
@@ -2552,18 +2956,19 @@ fs_visitor::emit_interpolation_setup_gen6()
 }
 
 void
-fs_visitor::emit_color_write(int target, int index, int first_color_mrf)
+fs_visitor::emit_color_write(fs_reg color, int index, int first_color_mrf)
 {
+   assert(stage == MESA_SHADER_FRAGMENT);
+   brw_wm_prog_key *key = (brw_wm_prog_key*) this->key;
    int reg_width = dispatch_width / 8;
    fs_inst *inst;
-   fs_reg color = outputs[target];
    fs_reg mrf;
 
    /* If there's no color data to be written, skip it. */
    if (color.file == BAD_FILE)
       return;
 
-   color.reg_offset += index;
+   color = offset(color, index);
 
    if (dispatch_width == 8 || brw->gen >= 6) {
       /* SIMD8 write looks like:
@@ -2585,7 +2990,7 @@ fs_visitor::emit_color_write(int target, int index, int first_color_mrf)
       inst = emit(MOV(fs_reg(MRF, first_color_mrf + index * reg_width,
                              color.type),
                       color));
-      inst->saturate = c->key.clamp_fragment_color;
+      inst->saturate = key->clamp_fragment_color;
    } else {
       /* pre-gen6 SIMD16 single source DP write looks like:
        * m + 0: r0
@@ -2606,25 +3011,23 @@ fs_visitor::emit_color_write(int target, int index, int first_color_mrf)
         inst = emit(MOV(fs_reg(MRF, BRW_MRF_COMPR4 + first_color_mrf + index,
                                 color.type),
                          color));
-        inst->saturate = c->key.clamp_fragment_color;
+        inst->saturate = key->clamp_fragment_color;
       } else {
         push_force_uncompressed();
         inst = emit(MOV(fs_reg(MRF, first_color_mrf + index, color.type),
                          color));
-        inst->saturate = c->key.clamp_fragment_color;
+        inst->saturate = key->clamp_fragment_color;
         pop_force_uncompressed();
 
-        color.sechalf = true;
         inst = emit(MOV(fs_reg(MRF, first_color_mrf + index + 4, color.type),
-                         color));
+                         half(color, 1)));
         inst->force_sechalf = true;
-        inst->saturate = c->key.clamp_fragment_color;
-        color.sechalf = false;
+        inst->saturate = key->clamp_fragment_color;
       }
    }
 }
 
-static int
+static enum brw_conditional_mod
 cond_for_alpha_func(GLenum func)
 {
    switch(func) {
@@ -2641,8 +3044,7 @@ cond_for_alpha_func(GLenum func)
       case GL_NOTEQUAL:
          return BRW_CONDITIONAL_NEQ;
       default:
-         assert(!"Not reached");
-         return 0;
+         unreachable("Not reached");
    }
 }
 
@@ -2653,13 +3055,15 @@ cond_for_alpha_func(GLenum func)
 void
 fs_visitor::emit_alpha_test()
 {
+   assert(stage == MESA_SHADER_FRAGMENT);
+   brw_wm_prog_key *key = (brw_wm_prog_key*) this->key;
    this->current_annotation = "Alpha test";
 
    fs_inst *cmp;
-   if (c->key.alpha_test_func == GL_ALWAYS)
+   if (key->alpha_test_func == GL_ALWAYS)
       return;
 
-   if (c->key.alpha_test_func == GL_NEVER) {
+   if (key->alpha_test_func == GL_NEVER) {
       /* f0.1 = 0 */
       fs_reg some_reg = fs_reg(retype(brw_vec8_grf(0, 0),
                                       BRW_REGISTER_TYPE_UW));
@@ -2667,20 +3071,24 @@ fs_visitor::emit_alpha_test()
                      BRW_CONDITIONAL_NEQ));
    } else {
       /* RT0 alpha */
-      fs_reg color = outputs[0];
-      color.reg_offset += 3;
+      fs_reg color = offset(outputs[0], 3);
 
       /* f0.1 &= func(color, ref) */
-      cmp = emit(CMP(reg_null_f, color, fs_reg(c->key.alpha_test_ref),
-                     cond_for_alpha_func(c->key.alpha_test_func)));
+      cmp = emit(CMP(reg_null_f, color, fs_reg(key->alpha_test_ref),
+                     cond_for_alpha_func(key->alpha_test_func)));
    }
    cmp->predicate = BRW_PREDICATE_NORMAL;
    cmp->flag_subreg = 1;
 }
 
-void
-fs_visitor::emit_fb_writes()
+fs_inst *
+fs_visitor::emit_single_fb_write(fs_reg color0, fs_reg color1,
+                                 fs_reg src0_alpha, unsigned components)
 {
+   assert(stage == MESA_SHADER_FRAGMENT);
+   brw_wm_prog_data *prog_data = (brw_wm_prog_data*) this->prog_data;
+   brw_wm_prog_key *key = (brw_wm_prog_key*) this->key;
+
    this->current_annotation = "FB write header";
    bool header_present = true;
    /* We can potentially have a message length of up to 15, so we have to set
@@ -2689,13 +3097,6 @@ fs_visitor::emit_fb_writes()
    int base_mrf = 1;
    int nr = base_mrf;
    int reg_width = dispatch_width / 8;
-   bool do_dual_src = this->dual_src_output.file != BAD_FILE;
-   bool src0_alpha_to_render_target = false;
-
-   if (dispatch_width == 16 && do_dual_src) {
-      fail("GL_ARB_blend_func_extended not yet supported in SIMD16.");
-      do_dual_src = false;
-   }
 
    /* From the Sandy Bridge PRM, volume 4, page 198:
     *
@@ -2705,30 +3106,26 @@ fs_visitor::emit_fb_writes()
     *      thread message and on all dual-source messages."
     */
    if (brw->gen >= 6 &&
-       !this->fp->UsesKill &&
-       !do_dual_src &&
-       c->key.nr_color_regions == 1) {
+       (brw->is_haswell || brw->gen >= 8 || !prog_data->uses_kill) &&
+       color1.file == BAD_FILE &&
+       key->nr_color_regions == 1) {
       header_present = false;
    }
 
-   if (header_present) {
-      src0_alpha_to_render_target = brw->gen >= 6 &&
-                                   !do_dual_src &&
-                                    c->key.replicate_alpha;
+   if (header_present)
       /* m2, m3 header */
       nr += 2;
-   }
 
-   if (c->aa_dest_stencil_reg) {
+   if (payload.aa_dest_stencil_reg) {
       push_force_uncompressed();
       emit(MOV(fs_reg(MRF, nr++),
-               fs_reg(brw_vec8_grf(c->aa_dest_stencil_reg, 0))));
+               fs_reg(brw_vec8_grf(payload.aa_dest_stencil_reg, 0))));
       pop_force_uncompressed();
    }
 
-   c->prog_data.uses_omask =
-      fp->Base.OutputsWritten & BITFIELD64_BIT(FRAG_RESULT_SAMPLE_MASK);
-   if(c->prog_data.uses_omask) {
+   prog_data->uses_omask =
+      prog->OutputsWritten & BITFIELD64_BIT(FRAG_RESULT_SAMPLE_MASK);
+   if (prog_data->uses_omask) {
       this->current_annotation = "FB write oMask";
       assert(this->sample_mask.file != BAD_FILE);
       /* Hand over gl_SampleMask. Only lower 16 bits are relevant. */
@@ -2736,22 +3133,43 @@ fs_visitor::emit_fb_writes()
       nr += 1;
    }
 
-   /* Reserve space for color. It'll be filled in per MRT below. */
-   int color_mrf = nr;
-   nr += 4 * reg_width;
-   if (do_dual_src)
-      nr += 4;
-   if (src0_alpha_to_render_target)
-      nr += reg_width;
+   if (color0.file == BAD_FILE) {
+      /* Even if there's no color buffers enabled, we still need to send
+       * alpha out the pipeline to our null renderbuffer to support
+       * alpha-testing, alpha-to-coverage, and so on.
+       */
+      emit_color_write(this->outputs[0], 3, nr);
+      nr += 4 * reg_width;
+   } else if (color1.file == BAD_FILE) {
+      if (src0_alpha.file != BAD_FILE) {
+         fs_inst *inst;
+         inst = emit(MOV(fs_reg(MRF, nr, src0_alpha.type), src0_alpha));
+         inst->saturate = key->clamp_fragment_color;
+         nr += reg_width;
+      }
+
+      for (unsigned i = 0; i < components; i++)
+         emit_color_write(color0, i, nr);
+
+      nr += 4 * reg_width;
+   } else {
+      for (unsigned i = 0; i < components; i++)
+         emit_color_write(color0, i, nr);
+      nr += 4 * reg_width;
+
+      for (unsigned i = 0; i < components; i++)
+         emit_color_write(color1, i, nr);
+      nr += 4 * reg_width;
+   }
 
-   if (c->source_depth_to_render_target) {
-      if (brw->gen == 6 && dispatch_width == 16) {
+   if (source_depth_to_render_target) {
+      if (brw->gen == 6) {
         /* For outputting oDepth on gen6, SIMD8 writes have to be
          * used.  This would require SIMD8 moves of each half to
          * message regs, kind of like pre-gen5 SIMD16 FB writes.
          * Just bail on doing so for now.
          */
-        fail("Missing support for simd16 depth writes on gen6\n");
+        no16("Missing support for simd16 depth writes on gen6\n");
       }
 
       if (prog->OutputsWritten & BITFIELD64_BIT(FRAG_RESULT_DEPTH)) {
@@ -2761,111 +3179,83 @@ fs_visitor::emit_fb_writes()
       } else {
         /* Pass through the payload depth. */
         emit(MOV(fs_reg(MRF, nr),
-                  fs_reg(brw_vec8_grf(c->source_depth_reg, 0))));
+                  fs_reg(brw_vec8_grf(payload.source_depth_reg, 0))));
       }
       nr += reg_width;
    }
 
-   if (c->dest_depth_reg) {
+   if (payload.dest_depth_reg) {
       emit(MOV(fs_reg(MRF, nr),
-               fs_reg(brw_vec8_grf(c->dest_depth_reg, 0))));
+               fs_reg(brw_vec8_grf(payload.dest_depth_reg, 0))));
       nr += reg_width;
    }
 
-   if (do_dual_src) {
-      fs_reg src0 = this->outputs[0];
-      fs_reg src1 = this->dual_src_output;
+   fs_inst *inst = emit(FS_OPCODE_FB_WRITE);
+   inst->base_mrf = base_mrf;
+   inst->mlen = nr - base_mrf;
+   inst->header_present = header_present;
+   if ((brw->gen >= 8 || brw->is_haswell) && prog_data->uses_kill) {
+      inst->predicate = BRW_PREDICATE_NORMAL;
+      inst->flag_subreg = 1;
+   }
+   return inst;
+}
 
-      this->current_annotation = ralloc_asprintf(this->mem_ctx,
-                                                "FB write src0");
-      for (int i = 0; i < 4; i++) {
-        fs_inst *inst = emit(MOV(fs_reg(MRF, color_mrf + i, src0.type), src0));
-        src0.reg_offset++;
-        inst->saturate = c->key.clamp_fragment_color;
-      }
+void
+fs_visitor::emit_fb_writes()
+{
+   assert(stage == MESA_SHADER_FRAGMENT);
+   brw_wm_prog_data *prog_data = (brw_wm_prog_data*) this->prog_data;
+   brw_wm_prog_key *key = (brw_wm_prog_key*) this->key;
 
-      this->current_annotation = ralloc_asprintf(this->mem_ctx,
-                                                "FB write src1");
-      for (int i = 0; i < 4; i++) {
-        fs_inst *inst = emit(MOV(fs_reg(MRF, color_mrf + 4 + i, src1.type),
-                                  src1));
-        src1.reg_offset++;
-        inst->saturate = c->key.clamp_fragment_color;
-      }
+   if (do_dual_src) {
+      no16("GL_ARB_blend_func_extended not yet supported in SIMD16.");
+      if (dispatch_width == 16)
+         do_dual_src = false;
+   }
 
+   fs_inst *inst;
+   if (do_dual_src) {
       if (INTEL_DEBUG & DEBUG_SHADER_TIME)
          emit_shader_time_end();
 
-      fs_inst *inst = emit(FS_OPCODE_FB_WRITE);
-      inst->target = 0;
-      inst->base_mrf = base_mrf;
-      inst->mlen = nr - base_mrf;
-      inst->eot = true;
-      inst->header_present = header_present;
-
-      c->prog_data.dual_src_blend = true;
-      this->current_annotation = NULL;
-      return;
-   }
-
-   for (int target = 0; target < c->key.nr_color_regions; target++) {
       this->current_annotation = ralloc_asprintf(this->mem_ctx,
-                                                "FB write target %d",
-                                                target);
-      /* If src0_alpha_to_render_target is true, include source zero alpha
-       * data in RenderTargetWrite message for targets > 0.
-       */
-      int write_color_mrf = color_mrf;
-      if (src0_alpha_to_render_target && target != 0) {
-         fs_inst *inst;
-         fs_reg color = outputs[0];
-         color.reg_offset += 3;
-
-         inst = emit(MOV(fs_reg(MRF, write_color_mrf, color.type),
-                         color));
-         inst->saturate = c->key.clamp_fragment_color;
-         write_color_mrf = color_mrf + reg_width;
-      }
-
-      for (unsigned i = 0; i < this->output_components[target]; i++)
-         emit_color_write(target, i, write_color_mrf);
-
-      bool eot = false;
-      if (target == c->key.nr_color_regions - 1) {
-         eot = true;
-
-         if (INTEL_DEBUG & DEBUG_SHADER_TIME)
+                                                "FB dual-source write");
+      inst = emit_single_fb_write(this->outputs[0], this->dual_src_output,
+                                  reg_undef, 4);
+      inst->target = 0;
+      prog_data->dual_src_blend = true;
+   } else if (key->nr_color_regions > 0) {
+      for (int target = 0; target < key->nr_color_regions; target++) {
+         this->current_annotation = ralloc_asprintf(this->mem_ctx,
+                                                    "FB write target %d",
+                                                    target);
+         fs_reg src0_alpha;
+         if (brw->gen >= 6 && key->replicate_alpha && target != 0)
+            src0_alpha = offset(outputs[0], 3);
+
+         if (target == key->nr_color_regions - 1 &&
+             (INTEL_DEBUG & DEBUG_SHADER_TIME))
             emit_shader_time_end();
-      }
 
-      fs_inst *inst = emit(FS_OPCODE_FB_WRITE);
-      inst->target = target;
-      inst->base_mrf = base_mrf;
-      if (src0_alpha_to_render_target && target == 0)
-         inst->mlen = nr - base_mrf - reg_width;
-      else
-         inst->mlen = nr - base_mrf;
-      inst->eot = eot;
-      inst->header_present = header_present;
-   }
+         inst = emit_single_fb_write(this->outputs[target], reg_undef,
+                                     src0_alpha,
+                                     this->output_components[target]);
+         inst->target = target;
+      }
+   } else {
+      if (INTEL_DEBUG & DEBUG_SHADER_TIME)
+         emit_shader_time_end();
 
-   if (c->key.nr_color_regions == 0) {
       /* Even if there's no color buffers enabled, we still need to send
        * alpha out the pipeline to our null renderbuffer to support
        * alpha-testing, alpha-to-coverage, and so on.
        */
-      emit_color_write(0, 3, color_mrf);
-
-      if (INTEL_DEBUG & DEBUG_SHADER_TIME)
-         emit_shader_time_end();
-
-      fs_inst *inst = emit(FS_OPCODE_FB_WRITE);
-      inst->base_mrf = base_mrf;
-      inst->mlen = nr - base_mrf;
-      inst->eot = true;
-      inst->header_present = header_present;
+      inst = emit_single_fb_write(reg_undef, reg_undef, reg_undef, 0);
+      inst->target = 0;
    }
 
+   inst->eot = true;
    this->current_annotation = NULL;
 }
 
@@ -2884,6 +3274,8 @@ fs_visitor::resolve_ud_negate(fs_reg *reg)
 void
 fs_visitor::resolve_bool_comparison(ir_rvalue *rvalue, fs_reg *reg)
 {
+   assert(ctx->Const.UniformBooleanTrue == 1);
+
    if (rvalue->type != glsl_type::bool_type)
       return;
 
@@ -2893,33 +3285,39 @@ fs_visitor::resolve_bool_comparison(ir_rvalue *rvalue, fs_reg *reg)
 }
 
 fs_visitor::fs_visitor(struct brw_context *brw,
-                       struct brw_wm_compile *c,
+                       void *mem_ctx,
+                       const struct brw_wm_prog_key *key,
+                       struct brw_wm_prog_data *prog_data,
                        struct gl_shader_program *shader_prog,
                        struct gl_fragment_program *fp,
                        unsigned dispatch_width)
-   : dispatch_width(dispatch_width)
+   : backend_visitor(brw, shader_prog, &fp->Base, &prog_data->base,
+                     MESA_SHADER_FRAGMENT),
+     reg_null_f(retype(brw_null_vec(dispatch_width), BRW_REGISTER_TYPE_F)),
+     reg_null_d(retype(brw_null_vec(dispatch_width), BRW_REGISTER_TYPE_D)),
+     reg_null_ud(retype(brw_null_vec(dispatch_width), BRW_REGISTER_TYPE_UD)),
+     key(key), prog_data(&prog_data->base),
+     dispatch_width(dispatch_width)
+{
+   this->mem_ctx = mem_ctx;
+   init();
+}
+
+void
+fs_visitor::init()
 {
-   this->c = c;
-   this->brw = brw;
-   this->fp = fp;
-   this->prog = &fp->Base;
-   this->shader_prog = shader_prog;
-   this->prog = &fp->Base;
-   this->stage_prog_data = &c->prog_data.base;
-   this->ctx = &brw->ctx;
-   this->mem_ctx = ralloc_context(NULL);
-   if (shader_prog)
-      shader = (struct brw_shader *)
-         shader_prog->_LinkedShaders[MESA_SHADER_FRAGMENT];
-   else
-      shader = NULL;
    this->failed = false;
+   this->simd16_unsupported = false;
+   this->no16_msg = NULL;
    this->variable_ht = hash_table_ctor(0,
                                        hash_table_pointer_hash,
                                        hash_table_pointer_compare);
 
+   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;
    this->max_grf = brw->gen >= 7 ? GEN7_MRF_HACK_START : BRW_MAX_GRF;
 
@@ -2932,19 +3330,23 @@ fs_visitor::fs_visitor(struct brw_context *brw,
    this->virtual_grf_start = NULL;
    this->virtual_grf_end = NULL;
    this->live_intervals = NULL;
+   this->regs_live_at_ip = NULL;
 
-   this->params_remap = NULL;
-   this->nr_params_remap = 0;
+   this->uniforms = 0;
+   this->last_scratch = 0;
+   this->pull_constant_loc = NULL;
+   this->push_constant_loc = NULL;
 
    this->force_uncompressed_stack = 0;
 
    this->spilled_any_registers = false;
+   this->do_dual_src = false;
 
-   memset(&this->param_size, 0, sizeof(this->param_size));
+   if (dispatch_width == 8)
+      this->param_size = rzalloc_array(mem_ctx, int, stage_prog_data->nr_params);
 }
 
 fs_visitor::~fs_visitor()
 {
-   ralloc_free(this->mem_ctx);
    hash_table_dtor(this->variable_ht);
 }