i965/i915: Add colorspace support to YUV sampling
[mesa.git] / src / intel / compiler / brw_compiler.h
index b5b1ee946a868f2193f5be3be62b69c797d04431..ccbb5cc640903e87ab68642868250ae87cf183bf 100644 (file)
 #define BRW_COMPILER_H
 
 #include <stdio.h>
-#include "common/gen_device_info.h"
-#include "main/mtypes.h"
+#include "dev/gen_device_info.h"
 #include "main/macros.h"
+#include "main/mtypes.h"
+#include "util/ralloc.h"
 
 #ifdef __cplusplus
 extern "C" {
@@ -36,7 +37,6 @@ extern "C" {
 struct ra_regs;
 struct nir_shader;
 struct brw_program;
-union gl_constant_value;
 
 struct brw_compiler {
    const struct gen_device_info *devinfo;
@@ -83,16 +83,17 @@ struct brw_compiler {
       uint8_t *ra_reg_to_grf;
 
       /**
-       * ra class for the aligned pairs we use for PLN, which doesn't
+       * ra class for the aligned barycentrics we use for PLN, which doesn't
        * appear in *classes.
        */
-      int aligned_pairs_class;
+      int aligned_bary_class;
    } fs_reg_sets[3];
 
    void (*shader_debug_log)(void *, const char *str, ...) PRINTFLIKE(2, 3);
    void (*shader_perf_log)(void *, const char *str, ...) PRINTFLIKE(2, 3);
 
    bool scalar_stage[MESA_SHADER_STAGES];
+   bool use_tcs_8_patch;
    struct gl_shader_compiler_options glsl_compiler_options[MESA_SHADER_STAGES];
 
    /**
@@ -100,8 +101,46 @@ struct brw_compiler {
     * This can negatively impact performance.
     */
    bool precise_trig;
+
+   /**
+    * Is 3DSTATE_CONSTANT_*'s Constant Buffer 0 relative to Dynamic State
+    * Base Address?  (If not, it's a normal GPU address.)
+    */
+   bool constant_buffer_0_is_relative;
+
+   /**
+    * Whether or not the driver supports pull constants.  If not, the compiler
+    * will attempt to push everything.
+    */
+   bool supports_pull_constants;
+
+   /**
+    * Whether or not the driver supports NIR shader constants.  This controls
+    * whether nir_opt_large_constants will be run.
+    */
+   bool supports_shader_constants;
+
+   /**
+    * Whether or not the driver wants uniform params to be compacted by the
+    * back-end compiler.
+    */
+   bool compact_params;
+
+   /**
+    * Whether or not the driver wants variable group size to be lowered by the
+    * back-end compiler.
+    */
+   bool lower_variable_group_size;
 };
 
+/**
+ * We use a constant subgroup size of 32.  It really only needs to be a
+ * maximum and, since we do SIMD32 for compute shaders in some cases, it
+ * needs to be at least 32.  SIMD8 and SIMD16 shaders will still claim a
+ * subgroup size of 32 but will act as if 16 or 24 of those channels are
+ * disabled.
+ */
+#define BRW_SUBGROUP_SIZE 32
 
 /**
  * Program key structures.
@@ -168,6 +207,38 @@ struct brw_sampler_prog_key_data {
    uint32_t y_u_v_image_mask;
    uint32_t y_uv_image_mask;
    uint32_t yx_xuxv_image_mask;
+   uint32_t xy_uxvx_image_mask;
+   uint32_t ayuv_image_mask;
+   uint32_t xyuv_image_mask;
+   uint32_t bt709_mask;
+   uint32_t bt2020_mask;
+
+   /* Scale factor for each texture. */
+   float scale_factors[32];
+};
+
+/** An enum representing what kind of input gl_SubgroupSize is. */
+enum PACKED brw_subgroup_size_type
+{
+   BRW_SUBGROUP_SIZE_API_CONSTANT,     /**< Default Vulkan behavior */
+   BRW_SUBGROUP_SIZE_UNIFORM,          /**< OpenGL behavior */
+   BRW_SUBGROUP_SIZE_VARYING,          /**< VK_EXT_subgroup_size_control */
+
+   /* These enums are specifically chosen so that the value of the enum is
+    * also the subgroup size.  If any new values are added, they must respect
+    * this invariant.
+    */
+   BRW_SUBGROUP_SIZE_REQUIRE_8   = 8,  /**< VK_EXT_subgroup_size_control */
+   BRW_SUBGROUP_SIZE_REQUIRE_16  = 16, /**< VK_EXT_subgroup_size_control */
+   BRW_SUBGROUP_SIZE_REQUIRE_32  = 32, /**< VK_EXT_subgroup_size_control */
+};
+
+struct brw_base_prog_key {
+   unsigned program_string_id;
+
+   enum brw_subgroup_size_type subgroup_size_type;
+
+   struct brw_sampler_prog_key_data tex;
 };
 
 /**
@@ -181,16 +252,32 @@ struct brw_sampler_prog_key_data {
 #define BRW_ATTRIB_WA_SIGN          32  /* interpret as signed in shader */
 #define BRW_ATTRIB_WA_SCALE         64  /* interpret as scaled in shader */
 
+/**
+ * OpenGL attribute slots fall in [0, VERT_ATTRIB_MAX - 1] with the range
+ * [VERT_ATTRIB_GENERIC0, VERT_ATTRIB_MAX - 1] reserved for up to 16 user
+ * input vertex attributes. In Vulkan, we expose up to 28 user vertex input
+ * attributes that are mapped to slots also starting at VERT_ATTRIB_GENERIC0.
+ */
+#define MAX_GL_VERT_ATTRIB     VERT_ATTRIB_MAX
+#define MAX_VK_VERT_ATTRIB     (VERT_ATTRIB_GENERIC0 + 28)
+
 /** The program key for Vertex Shaders. */
 struct brw_vs_prog_key {
-   unsigned program_string_id;
+   struct brw_base_prog_key base;
 
    /**
     * Per-attribute workaround flags
     *
     * For each attribute, a combination of BRW_ATTRIB_WA_*.
+    *
+    * For OpenGL, where we expose a maximum of 16 user input atttributes
+    * we only need up to VERT_ATTRIB_MAX slots, however, in Vulkan
+    * slots preceding VERT_ATTRIB_GENERIC0 are unused and we can
+    * expose up to 28 user input vertex attributes that are mapped to slots
+    * starting at VERT_ATTRIB_GENERIC0, so this array needs to be large
+    * enough to hold this many slots.
     */
-   uint8_t gl_attrib_wa_flags[VERT_ATTRIB_MAX];
+   uint8_t gl_attrib_wa_flags[MAX2(MAX_GL_VERT_ATTRIB, MAX_VK_VERT_ATTRIB)];
 
    bool copy_edgeflag:1;
 
@@ -214,14 +301,12 @@ struct brw_vs_prog_key {
     * the VUE, even if they aren't written by the vertex shader.
     */
    uint8_t point_coord_replace;
-
-   struct brw_sampler_prog_key_data tex;
 };
 
 /** The program key for Tessellation Control Shaders. */
 struct brw_tcs_prog_key
 {
-   unsigned program_string_id;
+   struct brw_base_prog_key base;
 
    GLenum tes_primitive_mode;
 
@@ -234,14 +319,12 @@ struct brw_tcs_prog_key
    uint64_t outputs_written;
 
    bool quads_workaround;
-
-   struct brw_sampler_prog_key_data tex;
 };
 
 /** The program key for Tessellation Evaluation Shaders. */
 struct brw_tes_prog_key
 {
-   unsigned program_string_id;
+   struct brw_base_prog_key base;
 
    /** A bitfield of per-patch inputs read. */
    uint32_t patch_inputs_read;
@@ -249,15 +332,91 @@ struct brw_tes_prog_key
    /** A bitfield of per-vertex inputs read. */
    uint64_t inputs_read;
 
-   struct brw_sampler_prog_key_data tex;
+   /**
+    * How many user clipping planes are being uploaded to the tessellation
+    * evaluation shader as push constants.
+    *
+    * These are used for lowering legacy gl_ClipVertex/gl_Position clipping to
+    * clip distances.
+    */
+   unsigned nr_userclip_plane_consts:4;
 };
 
 /** The program key for Geometry Shaders. */
 struct brw_gs_prog_key
 {
-   unsigned program_string_id;
+   struct brw_base_prog_key base;
 
-   struct brw_sampler_prog_key_data tex;
+   /**
+    * How many user clipping planes are being uploaded to the geometry shader
+    * as push constants.
+    *
+    * These are used for lowering legacy gl_ClipVertex/gl_Position clipping to
+    * clip distances.
+    */
+   unsigned nr_userclip_plane_consts:4;
+};
+
+enum brw_sf_primitive {
+   BRW_SF_PRIM_POINTS = 0,
+   BRW_SF_PRIM_LINES = 1,
+   BRW_SF_PRIM_TRIANGLES = 2,
+   BRW_SF_PRIM_UNFILLED_TRIS = 3,
+};
+
+struct brw_sf_prog_key {
+   uint64_t attrs;
+   bool contains_flat_varying;
+   unsigned char interp_mode[65]; /* BRW_VARYING_SLOT_COUNT */
+   uint8_t point_sprite_coord_replace;
+   enum brw_sf_primitive primitive:2;
+   bool do_twoside_color:1;
+   bool frontface_ccw:1;
+   bool do_point_sprite:1;
+   bool do_point_coord:1;
+   bool sprite_origin_lower_left:1;
+   bool userclip_active:1;
+};
+
+enum brw_clip_mode {
+   BRW_CLIP_MODE_NORMAL             = 0,
+   BRW_CLIP_MODE_CLIP_ALL           = 1,
+   BRW_CLIP_MODE_CLIP_NON_REJECTED  = 2,
+   BRW_CLIP_MODE_REJECT_ALL         = 3,
+   BRW_CLIP_MODE_ACCEPT_ALL         = 4,
+   BRW_CLIP_MODE_KERNEL_CLIP        = 5,
+};
+
+enum brw_clip_fill_mode {
+   BRW_CLIP_FILL_MODE_LINE = 0,
+   BRW_CLIP_FILL_MODE_POINT = 1,
+   BRW_CLIP_FILL_MODE_FILL = 2,
+   BRW_CLIP_FILL_MODE_CULL = 3,
+};
+
+/* Note that if unfilled primitives are being emitted, we have to fix
+ * up polygon offset and flatshading at this point:
+ */
+struct brw_clip_prog_key {
+   uint64_t attrs;
+   bool contains_flat_varying;
+   bool contains_noperspective_varying;
+   unsigned char interp_mode[65]; /* BRW_VARYING_SLOT_COUNT */
+   unsigned primitive:4;
+   unsigned nr_userclip:4;
+   bool pv_first:1;
+   bool do_unfilled:1;
+   enum brw_clip_fill_mode fill_cw:2;  /* includes cull information */
+   enum brw_clip_fill_mode fill_ccw:2; /* includes cull information */
+   bool offset_cw:1;
+   bool offset_ccw:1;
+   bool copy_bfc_cw:1;
+   bool copy_bfc_ccw:1;
+   enum brw_clip_mode clip_mode:3;
+
+   float offset_factor;
+   float offset_units;
+   float offset_clamp;
 };
 
 /* A big lookup table is used to figure out which and how many
@@ -283,12 +442,15 @@ enum brw_wm_aa_enable {
 
 /** The program key for Fragment/Pixel Shaders. */
 struct brw_wm_prog_key {
+   struct brw_base_prog_key base;
+
    /* Some collection of BRW_WM_IZ_* */
    uint8_t iz_lookup;
    bool stats_wm:1;
    bool flat_shade:1;
    unsigned nr_color_regions:5;
-   bool replicate_alpha:1;
+   bool alpha_test_replicate_alpha:1;
+   bool alpha_to_coverage:1;
    bool clamp_fragment_color:1;
    bool persample_interp:1;
    bool multisample_fbo:1;
@@ -297,19 +459,27 @@ struct brw_wm_prog_key {
    bool high_quality_derivatives:1;
    bool force_dual_color_blend:1;
    bool coherent_fb_fetch:1;
+   bool ignore_sample_mask_out:1;
 
-   uint16_t drawable_height;
+   uint8_t color_outputs_valid;
    uint64_t input_slots_valid;
-   unsigned program_string_id;
    GLenum alpha_test_func;          /* < For Gen4/5 MRT alpha test */
    float alpha_test_ref;
-
-   struct brw_sampler_prog_key_data tex;
 };
 
 struct brw_cs_prog_key {
-   uint32_t program_string_id;
-   struct brw_sampler_prog_key_data tex;
+   struct brw_base_prog_key base;
+};
+
+/* brw_any_prog_key is any of the keys that map to an API stage */
+union brw_any_prog_key {
+   struct brw_base_prog_key base;
+   struct brw_vs_prog_key vs;
+   struct brw_tcs_prog_key tcs;
+   struct brw_tes_prog_key tes;
+   struct brw_gs_prog_key gs;
+   struct brw_wm_prog_key wm;
+   struct brw_cs_prog_key cs;
 };
 
 /*
@@ -319,18 +489,14 @@ struct brw_cs_prog_key {
  * entries [most of them except when we're doing untyped surface
  * access] will be removed by the uniform packing pass.
  */
-#define BRW_IMAGE_PARAM_SURFACE_IDX_OFFSET      0
-#define BRW_IMAGE_PARAM_OFFSET_OFFSET           4
-#define BRW_IMAGE_PARAM_SIZE_OFFSET             8
-#define BRW_IMAGE_PARAM_STRIDE_OFFSET           12
-#define BRW_IMAGE_PARAM_TILING_OFFSET           16
-#define BRW_IMAGE_PARAM_SWIZZLING_OFFSET        20
-#define BRW_IMAGE_PARAM_SIZE                    24
+#define BRW_IMAGE_PARAM_OFFSET_OFFSET           0
+#define BRW_IMAGE_PARAM_SIZE_OFFSET             4
+#define BRW_IMAGE_PARAM_STRIDE_OFFSET           8
+#define BRW_IMAGE_PARAM_TILING_OFFSET           12
+#define BRW_IMAGE_PARAM_SWIZZLING_OFFSET        16
+#define BRW_IMAGE_PARAM_SIZE                    20
 
 struct brw_image_param {
-   /** Surface binding table index. */
-   uint32_t surface_idx;
-
    /** Offset applied to the X and Y surface coordinates. */
    uint32_t offset[2];
 
@@ -399,6 +565,83 @@ struct brw_image_param {
  */
 #define BRW_SHADER_TIME_STRIDE 64
 
+struct brw_ubo_range
+{
+   uint16_t block;
+   uint8_t start;
+   uint8_t length;
+};
+
+/* We reserve the first 2^16 values for builtins */
+#define BRW_PARAM_IS_BUILTIN(param) (((param) & 0xffff0000) == 0)
+
+enum brw_param_builtin {
+   BRW_PARAM_BUILTIN_ZERO,
+
+   BRW_PARAM_BUILTIN_CLIP_PLANE_0_X,
+   BRW_PARAM_BUILTIN_CLIP_PLANE_0_Y,
+   BRW_PARAM_BUILTIN_CLIP_PLANE_0_Z,
+   BRW_PARAM_BUILTIN_CLIP_PLANE_0_W,
+   BRW_PARAM_BUILTIN_CLIP_PLANE_1_X,
+   BRW_PARAM_BUILTIN_CLIP_PLANE_1_Y,
+   BRW_PARAM_BUILTIN_CLIP_PLANE_1_Z,
+   BRW_PARAM_BUILTIN_CLIP_PLANE_1_W,
+   BRW_PARAM_BUILTIN_CLIP_PLANE_2_X,
+   BRW_PARAM_BUILTIN_CLIP_PLANE_2_Y,
+   BRW_PARAM_BUILTIN_CLIP_PLANE_2_Z,
+   BRW_PARAM_BUILTIN_CLIP_PLANE_2_W,
+   BRW_PARAM_BUILTIN_CLIP_PLANE_3_X,
+   BRW_PARAM_BUILTIN_CLIP_PLANE_3_Y,
+   BRW_PARAM_BUILTIN_CLIP_PLANE_3_Z,
+   BRW_PARAM_BUILTIN_CLIP_PLANE_3_W,
+   BRW_PARAM_BUILTIN_CLIP_PLANE_4_X,
+   BRW_PARAM_BUILTIN_CLIP_PLANE_4_Y,
+   BRW_PARAM_BUILTIN_CLIP_PLANE_4_Z,
+   BRW_PARAM_BUILTIN_CLIP_PLANE_4_W,
+   BRW_PARAM_BUILTIN_CLIP_PLANE_5_X,
+   BRW_PARAM_BUILTIN_CLIP_PLANE_5_Y,
+   BRW_PARAM_BUILTIN_CLIP_PLANE_5_Z,
+   BRW_PARAM_BUILTIN_CLIP_PLANE_5_W,
+   BRW_PARAM_BUILTIN_CLIP_PLANE_6_X,
+   BRW_PARAM_BUILTIN_CLIP_PLANE_6_Y,
+   BRW_PARAM_BUILTIN_CLIP_PLANE_6_Z,
+   BRW_PARAM_BUILTIN_CLIP_PLANE_6_W,
+   BRW_PARAM_BUILTIN_CLIP_PLANE_7_X,
+   BRW_PARAM_BUILTIN_CLIP_PLANE_7_Y,
+   BRW_PARAM_BUILTIN_CLIP_PLANE_7_Z,
+   BRW_PARAM_BUILTIN_CLIP_PLANE_7_W,
+
+   BRW_PARAM_BUILTIN_TESS_LEVEL_OUTER_X,
+   BRW_PARAM_BUILTIN_TESS_LEVEL_OUTER_Y,
+   BRW_PARAM_BUILTIN_TESS_LEVEL_OUTER_Z,
+   BRW_PARAM_BUILTIN_TESS_LEVEL_OUTER_W,
+   BRW_PARAM_BUILTIN_TESS_LEVEL_INNER_X,
+   BRW_PARAM_BUILTIN_TESS_LEVEL_INNER_Y,
+
+   BRW_PARAM_BUILTIN_PATCH_VERTICES_IN,
+
+   BRW_PARAM_BUILTIN_BASE_WORK_GROUP_ID_X,
+   BRW_PARAM_BUILTIN_BASE_WORK_GROUP_ID_Y,
+   BRW_PARAM_BUILTIN_BASE_WORK_GROUP_ID_Z,
+   BRW_PARAM_BUILTIN_SUBGROUP_ID,
+   BRW_PARAM_BUILTIN_WORK_GROUP_SIZE_X,
+   BRW_PARAM_BUILTIN_WORK_GROUP_SIZE_Y,
+   BRW_PARAM_BUILTIN_WORK_GROUP_SIZE_Z,
+};
+
+#define BRW_PARAM_BUILTIN_CLIP_PLANE(idx, comp) \
+   (BRW_PARAM_BUILTIN_CLIP_PLANE_0_X + ((idx) << 2) + (comp))
+
+#define BRW_PARAM_BUILTIN_IS_CLIP_PLANE(param)  \
+   ((param) >= BRW_PARAM_BUILTIN_CLIP_PLANE_0_X && \
+    (param) <= BRW_PARAM_BUILTIN_CLIP_PLANE_7_W)
+
+#define BRW_PARAM_BUILTIN_CLIP_PLANE_IDX(param) \
+   (((param) - BRW_PARAM_BUILTIN_CLIP_PLANE_0_X) >> 2)
+
+#define BRW_PARAM_BUILTIN_CLIP_PLANE_COMP(param) \
+   (((param) - BRW_PARAM_BUILTIN_CLIP_PLANE_0_X) & 0x3)
+
 struct brw_stage_prog_data {
    struct {
       /** size of our binding table. */
@@ -412,21 +655,39 @@ struct brw_stage_prog_data {
       uint32_t gather_texture_start;
       uint32_t ubo_start;
       uint32_t ssbo_start;
-      uint32_t abo_start;
       uint32_t image_start;
       uint32_t shader_time_start;
       uint32_t plane_start[3];
       /** @} */
    } binding_table;
 
+   struct brw_ubo_range ubo_ranges[4];
+
    GLuint nr_params;       /**< number of float params/constants */
    GLuint nr_pull_params;
-   unsigned nr_image_params;
+
+   /* zero_push_reg is a bitfield which indicates what push registers (if any)
+    * should be zeroed by SW at the start of the shader.  The corresponding
+    * push_reg_mask_param specifies the param index (in 32-bit units) where
+    * the actual runtime 64-bit mask will be pushed.  The shader will zero
+    * push reg i if
+    *
+    *    reg_used & zero_push_reg & ~*push_reg_mask_param & (1ull << i)
+    *
+    * If this field is set, brw_compiler::compact_params must be false.
+    */
+   uint64_t zero_push_reg;
+   unsigned push_reg_mask_param;
 
    unsigned curb_read_length;
    unsigned total_scratch;
    unsigned total_shared;
 
+   unsigned program_size;
+
+   /** Does this program pull from any UBO or other constant buffers? */
+   bool has_ubo_pull;
+
    /**
     * Register where the thread expects to find input data from the URB
     * (typically uniforms, followed by vertex or fragment attributes).
@@ -435,27 +696,29 @@ struct brw_stage_prog_data {
 
    bool use_alt_mode; /**< Use ALT floating point mode?  Otherwise, IEEE. */
 
-   /* Pointers to tracked values (only valid once
-    * _mesa_load_state_parameters has been called at runtime).
+   /* 32-bit identifiers for all push/pull parameters.  These can be anything
+    * the driver wishes them to be; the core of the back-end compiler simply
+    * re-arranges them.  The one restriction is that the bottom 2^16 values
+    * are reserved for builtins defined in the brw_param_builtin enum defined
+    * above.
     */
-   const union gl_constant_value **param;
-   const union gl_constant_value **pull_param;
+   uint32_t *param;
+   uint32_t *pull_param;
 
-   /** Image metadata passed to the shader as uniforms. */
-   struct brw_image_param *image_param;
+   /* Whether shader uses atomic operations. */
+   bool uses_atomic_load_store;
 };
 
-static inline void
-brw_mark_surface_used(struct brw_stage_prog_data *prog_data,
-                      unsigned surf_index)
+static inline uint32_t *
+brw_stage_prog_data_add_params(struct brw_stage_prog_data *prog_data,
+                               unsigned nr_new_params)
 {
-   /* A binding table index is 8 bits and the top 3 values are reserved for
-    * special things (stateless and SLM).
-    */
-   assert(surf_index <= 252);
-
-   prog_data->binding_table.size_bytes =
-      MAX2(prog_data->binding_table.size_bytes, (surf_index + 1) * 4);
+   unsigned old_nr_params = prog_data->nr_params;
+   prog_data->nr_params += nr_new_params;
+   prog_data->param = reralloc(ralloc_parent(prog_data->param),
+                               prog_data->param, uint32_t,
+                               prog_data->nr_params);
+   return prog_data->param + old_nr_params;
 }
 
 enum brw_barycentric_mode {
@@ -489,17 +752,19 @@ struct brw_wm_prog_data {
 
    GLuint num_varying_inputs;
 
-   uint8_t reg_blocks_0;
-   uint8_t reg_blocks_2;
+   uint8_t reg_blocks_8;
+   uint8_t reg_blocks_16;
+   uint8_t reg_blocks_32;
 
-   uint8_t dispatch_grf_start_reg_2;
-   uint32_t prog_offset_2;
+   uint8_t dispatch_grf_start_reg_16;
+   uint8_t dispatch_grf_start_reg_32;
+   uint32_t prog_offset_16;
+   uint32_t prog_offset_32;
 
    struct {
       /** @{
        * surface indices the WM-specific surfaces
        */
-      uint32_t render_target_start;
       uint32_t render_target_read_start;
       /** @} */
    } binding_table;
@@ -512,6 +777,7 @@ struct brw_wm_prog_data {
    bool inner_coverage;
    bool dispatch_8;
    bool dispatch_16;
+   bool dispatch_32;
    bool dual_src_blend;
    bool persample_dispatch;
    bool uses_pos_offset;
@@ -520,6 +786,7 @@ struct brw_wm_prog_data {
    bool uses_src_depth;
    bool uses_src_w;
    bool uses_sample_mask;
+   bool has_render_target_reads;
    bool has_side_effects;
    bool pulls_bary;
 
@@ -538,6 +805,11 @@ struct brw_wm_prog_data {
     */
    uint32_t flat_inputs;
 
+   /**
+    * The FS inputs
+    */
+   uint64_t inputs;
+
    /* Mapping of VUE slots to interpolation modes.
     * Used by the Gen4-5 clip/sf/wm stages.
     */
@@ -549,8 +821,101 @@ struct brw_wm_prog_data {
     * For varying slots that are not used by the FS, the value is -1.
     */
    int urb_setup[VARYING_SLOT_MAX];
+
+   /**
+    * Cache structure into the urb_setup array above that contains the
+    * attribute numbers of active varyings out of urb_setup.
+    * The actual count is stored in urb_setup_attribs_count.
+    */
+   uint8_t urb_setup_attribs[VARYING_SLOT_MAX];
+   uint8_t urb_setup_attribs_count;
 };
 
+/** Returns the SIMD width corresponding to a given KSP index
+ *
+ * The "Variable Pixel Dispatch" table in the PRM (which can be found, for
+ * example in Vol. 7 of the SKL PRM) has a mapping from dispatch widths to
+ * kernel start pointer (KSP) indices that is based on what dispatch widths
+ * are enabled.  This function provides, effectively, the reverse mapping.
+ *
+ * If the given KSP is valid with respect to the SIMD8/16/32 enables, a SIMD
+ * width of 8, 16, or 32 is returned.  If the KSP is invalid, 0 is returned.
+ */
+static inline unsigned
+brw_fs_simd_width_for_ksp(unsigned ksp_idx, bool simd8_enabled,
+                          bool simd16_enabled, bool simd32_enabled)
+{
+   /* This function strictly ignores contiguous dispatch */
+   switch (ksp_idx) {
+   case 0:
+      return simd8_enabled ? 8 :
+             (simd16_enabled && !simd32_enabled) ? 16 :
+             (simd32_enabled && !simd16_enabled) ? 32 : 0;
+   case 1:
+      return (simd32_enabled && (simd16_enabled || simd8_enabled)) ? 32 : 0;
+   case 2:
+      return (simd16_enabled && (simd32_enabled || simd8_enabled)) ? 16 : 0;
+   default:
+      unreachable("Invalid KSP index");
+   }
+}
+
+#define brw_wm_state_simd_width_for_ksp(wm_state, ksp_idx) \
+   brw_fs_simd_width_for_ksp((ksp_idx), (wm_state)._8PixelDispatchEnable, \
+                             (wm_state)._16PixelDispatchEnable, \
+                             (wm_state)._32PixelDispatchEnable)
+
+#define brw_wm_state_has_ksp(wm_state, ksp_idx) \
+   (brw_wm_state_simd_width_for_ksp((wm_state), (ksp_idx)) != 0)
+
+static inline uint32_t
+_brw_wm_prog_data_prog_offset(const struct brw_wm_prog_data *prog_data,
+                              unsigned simd_width)
+{
+   switch (simd_width) {
+   case 8: return 0;
+   case 16: return prog_data->prog_offset_16;
+   case 32: return prog_data->prog_offset_32;
+   default: return 0;
+   }
+}
+
+#define brw_wm_prog_data_prog_offset(prog_data, wm_state, ksp_idx) \
+   _brw_wm_prog_data_prog_offset(prog_data, \
+      brw_wm_state_simd_width_for_ksp(wm_state, ksp_idx))
+
+static inline uint8_t
+_brw_wm_prog_data_dispatch_grf_start_reg(const struct brw_wm_prog_data *prog_data,
+                                         unsigned simd_width)
+{
+   switch (simd_width) {
+   case 8: return prog_data->base.dispatch_grf_start_reg;
+   case 16: return prog_data->dispatch_grf_start_reg_16;
+   case 32: return prog_data->dispatch_grf_start_reg_32;
+   default: return 0;
+   }
+}
+
+#define brw_wm_prog_data_dispatch_grf_start_reg(prog_data, wm_state, ksp_idx) \
+   _brw_wm_prog_data_dispatch_grf_start_reg(prog_data, \
+      brw_wm_state_simd_width_for_ksp(wm_state, ksp_idx))
+
+static inline uint8_t
+_brw_wm_prog_data_reg_blocks(const struct brw_wm_prog_data *prog_data,
+                             unsigned simd_width)
+{
+   switch (simd_width) {
+   case 8: return prog_data->reg_blocks_8;
+   case 16: return prog_data->reg_blocks_16;
+   case 32: return prog_data->reg_blocks_32;
+   default: return 0;
+   }
+}
+
+#define brw_wm_prog_data_reg_blocks(prog_data, wm_state, ksp_idx) \
+   _brw_wm_prog_data_reg_blocks(prog_data, \
+      brw_wm_state_simd_width_for_ksp(wm_state, ksp_idx))
+
 struct brw_push_const_block {
    unsigned dwords;     /* Dword count, not reg aligned */
    unsigned regs;
@@ -560,18 +925,27 @@ struct brw_push_const_block {
 struct brw_cs_prog_data {
    struct brw_stage_prog_data base;
 
-   GLuint dispatch_grf_start_reg_16;
    unsigned local_size[3];
-   unsigned simd_size;
-   unsigned threads;
+   unsigned slm_size;
+
+   /* Program offsets for the 8/16/32 SIMD variants.  Multiple variants are
+    * kept when using variable group size, and the right one can only be
+    * decided at dispatch time.
+    */
+   unsigned prog_offset[3];
+
+   /* Bitmask indicating which program offsets are valid. */
+   unsigned prog_mask;
+
+   /* Bitmask indicating which programs have spilled. */
+   unsigned prog_spilled;
+
    bool uses_barrier;
    bool uses_num_work_groups;
-   int thread_local_id_index;
 
    struct {
       struct brw_push_const_block cross_thread;
       struct brw_push_const_block per_thread;
-      struct brw_push_const_block total;
    } push;
 
    struct {
@@ -583,6 +957,18 @@ struct brw_cs_prog_data {
    } binding_table;
 };
 
+static inline uint32_t
+brw_cs_prog_data_prog_offset(const struct brw_cs_prog_data *prog_data,
+                             unsigned dispatch_width)
+{
+   assert(dispatch_width == 8 ||
+          dispatch_width == 16 ||
+          dispatch_width == 32);
+   const unsigned index = dispatch_width / 16;
+   assert(prog_data->prog_mask & (1 << index));
+   return prog_data->prog_offset[index];
+}
+
 /**
  * Enum representing the i965-specific vertex results that don't correspond
  * exactly to any element of gl_varying_slot.  The values of this enum are
@@ -706,7 +1092,8 @@ GLuint brw_varying_to_offset(const struct brw_vue_map *vue_map, GLuint varying)
 void brw_compute_vue_map(const struct gen_device_info *devinfo,
                          struct brw_vue_map *vue_map,
                          uint64_t slots_valid,
-                         bool separate_shader);
+                         bool separate_shader,
+                         uint32_t pos_slots);
 
 void brw_compute_tess_vue_map(struct brw_vue_map *const vue_map,
                               uint64_t slots_valid,
@@ -715,14 +1102,16 @@ void brw_compute_tess_vue_map(struct brw_vue_map *const vue_map,
 /* brw_interpolation_map.c */
 void brw_setup_vue_interpolation(struct brw_vue_map *vue_map,
                                  struct nir_shader *nir,
-                                 struct brw_wm_prog_data *prog_data,
-                                 const struct gen_device_info *devinfo);
+                                 struct brw_wm_prog_data *prog_data);
 
 enum shader_dispatch_mode {
    DISPATCH_MODE_4X1_SINGLE = 0,
    DISPATCH_MODE_4X2_DUAL_INSTANCE = 1,
    DISPATCH_MODE_4X2_DUAL_OBJECT = 2,
    DISPATCH_MODE_SIMD8 = 3,
+
+   DISPATCH_MODE_TCS_SINGLE_PATCH = 0,
+   DISPATCH_MODE_TCS_8_PATCH = 2,
 };
 
 /**
@@ -781,12 +1170,12 @@ struct brw_vs_prog_data {
    GLbitfield64 inputs_read;
    GLbitfield64 double_inputs_read;
 
-   unsigned nr_attributes;
    unsigned nr_attribute_slots;
 
    bool uses_vertexid;
    bool uses_instanceid;
-   bool uses_basevertex;
+   bool uses_is_indexed_draw;
+   bool uses_firstvertex;
    bool uses_baseinstance;
    bool uses_drawid;
 };
@@ -795,8 +1184,14 @@ struct brw_tcs_prog_data
 {
    struct brw_vue_prog_data base;
 
+   /** Should the non-SINGLE_PATCH payload provide primitive ID? */
+   bool include_primitive_id;
+
    /** Number vertices in output patch */
    int instances;
+
+   /** Track patch count threshold */
+   int patch_count_threshold;
 };
 
 
@@ -871,11 +1266,48 @@ struct brw_gs_prog_data
    unsigned char transform_feedback_swizzles[64 /* BRW_MAX_SOL_BINDINGS */];
 };
 
-#define DEFINE_PROG_DATA_DOWNCAST(stage)                       \
-static inline struct brw_##stage##_prog_data *                 \
-brw_##stage##_prog_data(struct brw_stage_prog_data *prog_data) \
-{                                                              \
-   return (struct brw_##stage##_prog_data *) prog_data;        \
+struct brw_sf_prog_data {
+   uint32_t urb_read_length;
+   uint32_t total_grf;
+
+   /* Each vertex may have upto 12 attributes, 4 components each,
+    * except WPOS which requires only 2.  (11*4 + 2) == 44 ==> 11
+    * rows.
+    *
+    * Actually we use 4 for each, so call it 12 rows.
+    */
+   unsigned urb_entry_size;
+};
+
+struct brw_clip_prog_data {
+   uint32_t curb_read_length;  /* user planes? */
+   uint32_t clip_mode;
+   uint32_t urb_read_length;
+   uint32_t total_grf;
+};
+
+/* brw_any_prog_data is prog_data for any stage that maps to an API stage */
+union brw_any_prog_data {
+   struct brw_stage_prog_data base;
+   struct brw_vue_prog_data vue;
+   struct brw_vs_prog_data vs;
+   struct brw_tcs_prog_data tcs;
+   struct brw_tes_prog_data tes;
+   struct brw_gs_prog_data gs;
+   struct brw_wm_prog_data wm;
+   struct brw_cs_prog_data cs;
+};
+
+#define DEFINE_PROG_DATA_DOWNCAST(stage)                                   \
+static inline struct brw_##stage##_prog_data *                             \
+brw_##stage##_prog_data(struct brw_stage_prog_data *prog_data)             \
+{                                                                          \
+   return (struct brw_##stage##_prog_data *) prog_data;                    \
+}                                                                          \
+static inline const struct brw_##stage##_prog_data *                       \
+brw_##stage##_prog_data_const(const struct brw_stage_prog_data *prog_data) \
+{                                                                          \
+   return (const struct brw_##stage##_prog_data *) prog_data;              \
 }
 DEFINE_PROG_DATA_DOWNCAST(vue)
 DEFINE_PROG_DATA_DOWNCAST(vs)
@@ -889,11 +1321,42 @@ DEFINE_PROG_DATA_DOWNCAST(clip)
 DEFINE_PROG_DATA_DOWNCAST(sf)
 #undef DEFINE_PROG_DATA_DOWNCAST
 
+struct brw_compile_stats {
+   uint32_t dispatch_width; /**< 0 for vec4 */
+   uint32_t instructions;
+   uint32_t sends;
+   uint32_t loops;
+   uint32_t cycles;
+   uint32_t spills;
+   uint32_t fills;
+};
+
 /** @} */
 
 struct brw_compiler *
 brw_compiler_create(void *mem_ctx, const struct gen_device_info *devinfo);
 
+/**
+ * Returns a compiler configuration for use with disk shader cache
+ *
+ * This value only needs to change for settings that can cause different
+ * program generation between two runs on the same hardware.
+ *
+ * For example, it doesn't need to be different for gen 8 and gen 9 hardware,
+ * but it does need to be different if INTEL_DEBUG=nocompact is or isn't used.
+ */
+uint64_t
+brw_get_compiler_config_value(const struct brw_compiler *compiler);
+
+unsigned
+brw_prog_data_size(gl_shader_stage stage);
+
+unsigned
+brw_prog_key_size(gl_shader_stage stage);
+
+void
+brw_prog_key_set_id(union brw_any_prog_key *key, gl_shader_stage, unsigned id);
+
 /**
  * Compile a vertex shader.
  *
@@ -904,11 +1367,9 @@ brw_compile_vs(const struct brw_compiler *compiler, void *log_data,
                void *mem_ctx,
                const struct brw_vs_prog_key *key,
                struct brw_vs_prog_data *prog_data,
-               const struct nir_shader *shader,
-               gl_clip_plane *clip_planes,
-               bool use_legacy_snorm_formula,
+               struct nir_shader *shader,
                int shader_time_index,
-               unsigned *final_assembly_size,
+               struct brw_compile_stats *stats,
                char **error_str);
 
 /**
@@ -922,9 +1383,9 @@ brw_compile_tcs(const struct brw_compiler *compiler,
                 void *mem_ctx,
                 const struct brw_tcs_prog_key *key,
                 struct brw_tcs_prog_data *prog_data,
-                const struct nir_shader *nir,
+                struct nir_shader *nir,
                 int shader_time_index,
-                unsigned *final_assembly_size,
+                struct brw_compile_stats *stats,
                 char **error_str);
 
 /**
@@ -938,10 +1399,9 @@ brw_compile_tes(const struct brw_compiler *compiler, void *log_data,
                 const struct brw_tes_prog_key *key,
                 const struct brw_vue_map *input_vue_map,
                 struct brw_tes_prog_data *prog_data,
-                const struct nir_shader *shader,
-                struct gl_program *prog,
+                struct nir_shader *shader,
                 int shader_time_index,
-                unsigned *final_assembly_size,
+                struct brw_compile_stats *stats,
                 char **error_str);
 
 /**
@@ -954,12 +1414,44 @@ brw_compile_gs(const struct brw_compiler *compiler, void *log_data,
                void *mem_ctx,
                const struct brw_gs_prog_key *key,
                struct brw_gs_prog_data *prog_data,
-               const struct nir_shader *shader,
+               struct nir_shader *shader,
                struct gl_program *prog,
                int shader_time_index,
-               unsigned *final_assembly_size,
+               struct brw_compile_stats *stats,
                char **error_str);
 
+/**
+ * Compile a strips and fans shader.
+ *
+ * This is a fixed-function shader determined entirely by the shader key and
+ * a VUE map.
+ *
+ * Returns the final assembly and the program's size.
+ */
+const unsigned *
+brw_compile_sf(const struct brw_compiler *compiler,
+               void *mem_ctx,
+               const struct brw_sf_prog_key *key,
+               struct brw_sf_prog_data *prog_data,
+               struct brw_vue_map *vue_map,
+               unsigned *final_assembly_size);
+
+/**
+ * Compile a clipper shader.
+ *
+ * This is a fixed-function shader determined entirely by the shader key and
+ * a VUE map.
+ *
+ * Returns the final assembly and the program's size.
+ */
+const unsigned *
+brw_compile_clip(const struct brw_compiler *compiler,
+                 void *mem_ctx,
+                 const struct brw_clip_prog_key *key,
+                 struct brw_clip_prog_data *prog_data,
+                 struct brw_vue_map *vue_map,
+                 unsigned *final_assembly_size);
+
 /**
  * Compile a fragment shader.
  *
@@ -970,13 +1462,13 @@ brw_compile_fs(const struct brw_compiler *compiler, void *log_data,
                void *mem_ctx,
                const struct brw_wm_prog_key *key,
                struct brw_wm_prog_data *prog_data,
-               const struct nir_shader *shader,
-               struct gl_program *prog,
+               struct nir_shader *shader,
                int shader_time_index8,
                int shader_time_index16,
+               int shader_time_index32,
                bool allow_spilling,
                bool use_rep_send, struct brw_vue_map *vue_map,
-               unsigned *final_assembly_size,
+               struct brw_compile_stats *stats, /**< Array of three stats */
                char **error_str);
 
 /**
@@ -991,9 +1483,14 @@ brw_compile_cs(const struct brw_compiler *compiler, void *log_data,
                struct brw_cs_prog_data *prog_data,
                const struct nir_shader *shader,
                int shader_time_index,
-               unsigned *final_assembly_size,
+               struct brw_compile_stats *stats,
                char **error_str);
 
+void brw_debug_key_recompile(const struct brw_compiler *c, void *log,
+                             gl_shader_stage stage,
+                             const struct brw_base_prog_key *old_key,
+                             const struct brw_base_prog_key *key);
+
 static inline uint32_t
 encode_slm_size(unsigned gen, uint32_t bytes)
 {
@@ -1026,6 +1523,28 @@ encode_slm_size(unsigned gen, uint32_t bytes)
    return slm_size;
 }
 
+unsigned
+brw_cs_push_const_total_size(const struct brw_cs_prog_data *cs_prog_data,
+                             unsigned threads);
+
+unsigned
+brw_cs_simd_size_for_group_size(const struct gen_device_info *devinfo,
+                                const struct brw_cs_prog_data *cs_prog_data,
+                                unsigned group_size);
+
+/**
+ * Calculate the RightExecutionMask field used in GPGPU_WALKER.
+ */
+static inline unsigned
+brw_cs_right_mask(unsigned group_size, unsigned simd_size)
+{
+   const uint32_t remainder = group_size & (simd_size - 1);
+   if (remainder > 0)
+      return ~0u >> (32 - remainder);
+   else
+      return ~0u >> (32 - simd_size);
+}
+
 /**
  * Return true if the given shader stage is dispatched contiguously by the
  * relevant fixed function starting from channel 0 of the SIMD thread, which
@@ -1033,7 +1552,7 @@ encode_slm_size(unsigned gen, uint32_t bytes)
  * '2^n - 1' for some n.
  */
 static inline bool
-brw_stage_has_packed_dispatch(const struct gen_device_info *devinfo,
+brw_stage_has_packed_dispatch(ASSERTED const struct gen_device_info *devinfo,
                               gl_shader_stage stage,
                               const struct brw_stage_prog_data *prog_data)
 {
@@ -1042,7 +1561,7 @@ brw_stage_has_packed_dispatch(const struct gen_device_info *devinfo,
     * to do a full test run with brw_fs_test_dispatch_packing() hooked up to
     * the NIR front-end before changing this assertion.
     */
-   assert(devinfo->gen <= 9);
+   assert(devinfo->gen <= 12);
 
    switch (stage) {
    case MESA_SHADER_FRAGMENT: {
@@ -1075,6 +1594,35 @@ brw_stage_has_packed_dispatch(const struct gen_device_info *devinfo,
    }
 }
 
+/**
+ * Computes the first varying slot in the URB produced by the previous stage
+ * that is used in the next stage. We do this by testing the varying slots in
+ * the previous stage's vue map against the inputs read in the next stage.
+ *
+ * Note that:
+ *
+ * - Each URB offset contains two varying slots and we can only skip a
+ *   full offset if both slots are unused, so the value we return here is always
+ *   rounded down to the closest multiple of two.
+ *
+ * - gl_Layer and gl_ViewportIndex don't have their own varying slots, they are
+ *   part of the vue header, so if these are read we can't skip anything.
+ */
+static inline int
+brw_compute_first_urb_slot_required(uint64_t inputs_read,
+                                    const struct brw_vue_map *prev_stage_vue_map)
+{
+   if ((inputs_read & (VARYING_BIT_LAYER | VARYING_BIT_VIEWPORT)) == 0) {
+      for (int i = 0; i < prev_stage_vue_map->num_slots; i++) {
+         int varying = prev_stage_vue_map->slot_to_varying[i];
+         if (varying > 0 && (inputs_read & BITFIELD64_BIT(varying)) != 0)
+            return ROUND_DOWN_TO(i, 2);
+      }
+   }
+
+   return 0;
+}
+
 #ifdef __cplusplus
 } /* extern "C" */
 #endif