git.sesse.net Git - movit/blob - init.cpp

   1 #include <epoxy/gl.h>
   2 #include <assert.h>
   3 #include <stddef.h>
   4 #include <algorithm>
   5 #include <string>
   6
   7 #include "init.h"
   8 #include "resource_pool.h"
   9 #include "util.h"
  10
  11 using namespace std;
  12
  13 namespace movit {
  14
  15 bool movit_initialized = false;
  16 MovitDebugLevel movit_debug_level = MOVIT_DEBUG_ON;
  17 float movit_texel_subpixel_precision;
  18 bool movit_srgb_textures_supported;
  19 bool movit_timer_queries_supported;
  20 int movit_num_wrongly_rounded;
  21 MovitShaderModel movit_shader_model;
  22
  23 // The rules for objects with nontrivial constructors in static scope
  24 // are somewhat convoluted, and easy to mess up. We simply have a
  25 // pointer instead (and never care to clean it up).
  26 string *movit_data_directory = NULL;
  27
  28 namespace {
  29
  30 void measure_texel_subpixel_precision()
  31 {
  32         ResourcePool resource_pool;
  33         static const unsigned width = 4096;
  34
  35         // Generate a destination texture to render to, and an FBO.
  36         GLuint dst_texnum, fbo;
  37
  38         glGenTextures(1, &dst_texnum);
  39         check_error();
  40         glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, dst_texnum);
  41         check_error();
  42         glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, GL_RGBA16F, width, 1, 0, GL_RGBA, GL_FLOAT, NULL);
  43         check_error();
  44
  45         glGenFramebuffers(1, &fbo);
  46         check_error();
  47         glBindFramebuffer(GL_FRAMEBUFFER, fbo);
  48         check_error();
  49         glFramebufferTexture2D(
  50                 GL_FRAMEBUFFER,
  51                 GL_COLOR_ATTACHMENT0,
  52                 GL_TEXTURE_2D,
  53                 dst_texnum,
  54                 0);
  55         check_error();
  56
  57         // Now generate a simple texture that's just [0,1].
  58         GLuint src_texnum;
  59         float texdata[] = { 0, 1 };
  60         glGenTextures(1, &src_texnum);
  61         check_error();
  62         glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, src_texnum);
  63         check_error();
  64         glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_LINEAR);
  65         check_error();
  66         glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_S, GL_CLAMP_TO_EDGE);
  67         check_error();
  68         glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, GL_R16F, 2, 1, 0, GL_RED, GL_FLOAT, texdata);
  69         check_error();
  70
  71         // Basic state.
  72         glDisable(GL_BLEND);
  73         check_error();
  74         glDisable(GL_DEPTH_TEST);
  75         check_error();
  76         glDepthMask(GL_FALSE);
  77         check_error();
  78
  79         glViewport(0, 0, width, 1);
  80
  81         vector<string> frag_shader_outputs;
  82         GLuint glsl_program_num = resource_pool.compile_glsl_program(
  83                 read_version_dependent_file("vs", "vert"),
  84                 read_version_dependent_file("texture1d", "frag"),
  85                 frag_shader_outputs);
  86         glUseProgram(glsl_program_num);
  87         check_error();
  88         glUniform1i(glGetUniformLocation(glsl_program_num, "tex"), 0);  // Bind the 2D sampler.
  89         check_error();
  90
  91         // Draw the texture stretched over a long quad, interpolating it out.
  92         // Note that since the texel center is in (0.5), we need to adjust the
  93         // texture coordinates in order not to get long stretches of (1,1,1,...)
  94         // at the start and (...,0,0,0) at the end.
  95         float vertices[] = {
  96                 0.0f, 1.0f,
  97                 0.0f, 0.0f,
  98                 1.0f, 1.0f,
  99                 1.0f, 0.0f
 100         };
 101         float texcoords[] = {
 102                 0.25f, 0.0f,
 103                 0.25f, 0.0f,
 104                 0.75f, 0.0f,
 105                 0.75f, 0.0f
 106         };
 107
 108         GLuint vao;
 109         glGenVertexArrays(1, &vao);
 110         check_error();
 111         glBindVertexArray(vao);
 112         check_error();
 113
 114         GLuint position_vbo = fill_vertex_attribute(glsl_program_num, "position", 2, GL_FLOAT, sizeof(vertices), vertices);
 115         GLuint texcoord_vbo = fill_vertex_attribute(glsl_program_num, "texcoord", 2, GL_FLOAT, sizeof(texcoords), texcoords);
 116
 117         glDrawArrays(GL_TRIANGLE_STRIP, 0, 4);
 118         check_error();
 119
 120         cleanup_vertex_attribute(glsl_program_num, "position", position_vbo);
 121         cleanup_vertex_attribute(glsl_program_num, "texcoord", texcoord_vbo);
 122
 123         glUseProgram(0);
 124         check_error();
 125
 126         // Now read the data back and see what the card did.
 127         // (We only look at the red channel; the others will surely be the same.)
 128         // We assume a linear ramp; anything else will give sort of odd results here.
 129         float out_data[width * 4];
 130         glReadPixels(0, 0, width, 1, GL_RGBA, GL_FLOAT, out_data);
 131         check_error();
 132
 133         float biggest_jump = 0.0f;
 134         for (unsigned i = 1; i < width; ++i) {
 135                 assert(out_data[i * 4] >= out_data[(i - 1) * 4]);
 136                 biggest_jump = max(biggest_jump, out_data[i * 4] - out_data[(i - 1) * 4]);
 137         }
 138
 139         assert(biggest_jump > 0.0);
 140         movit_texel_subpixel_precision = biggest_jump;
 141
 142         // Clean up.
 143         glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, 0);
 144         check_error();
 145         glBindFramebuffer(GL_FRAMEBUFFER, 0);
 146         check_error();
 147         glDeleteFramebuffers(1, &fbo);
 148         check_error();
 149         glDeleteTextures(1, &dst_texnum);
 150         check_error();
 151         glDeleteTextures(1, &src_texnum);
 152         check_error();
 153
 154         resource_pool.release_glsl_program(glsl_program_num);
 155         glDeleteVertexArrays(1, &vao);
 156         check_error();
 157 }
 158
 159 void measure_roundoff_problems()
 160 {
 161         ResourcePool resource_pool;
 162
 163         // Generate a destination texture to render to, and an FBO.
 164         GLuint dst_texnum, fbo;
 165
 166         glGenTextures(1, &dst_texnum);
 167         check_error();
 168         glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, dst_texnum);
 169         check_error();
 170         glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, GL_RGBA8, 512, 1, 0, GL_RGBA, GL_UNSIGNED_BYTE, NULL);
 171         check_error();
 172
 173         glGenFramebuffers(1, &fbo);
 174         check_error();
 175         glBindFramebuffer(GL_FRAMEBUFFER, fbo);
 176         check_error();
 177         glFramebufferTexture2D(
 178                 GL_FRAMEBUFFER,
 179                 GL_COLOR_ATTACHMENT0,
 180                 GL_TEXTURE_2D,
 181                 dst_texnum,
 182                 0);
 183         check_error();
 184
 185         // Now generate a texture where every value except the last should be
 186         // rounded up to the next one. However, there are cards (in highly
 187         // common use) that can't do this right, for unknown reasons.
 188         GLuint src_texnum;
 189         float texdata[512];
 190         for (int i = 0; i < 256; ++i) {
 191                 texdata[i * 2 + 0] = (i + 0.48) / 255.0;
 192                 texdata[i * 2 + 1] = (i + 0.52) / 255.0;
 193         }
 194         glGenTextures(1, &src_texnum);
 195         check_error();
 196         glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, src_texnum);
 197         check_error();
 198         glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_LINEAR);
 199         check_error();
 200         glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_S, GL_CLAMP_TO_EDGE);
 201         check_error();
 202         glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, GL_R32F, 512, 1, 0, GL_RED, GL_FLOAT, texdata);
 203         check_error();
 204
 205         // Basic state.
 206         glDisable(GL_BLEND);
 207         check_error();
 208         glDisable(GL_DEPTH_TEST);
 209         check_error();
 210         glDepthMask(GL_FALSE);
 211         check_error();
 212
 213         glViewport(0, 0, 512, 1);
 214
 215         vector<string> frag_shader_outputs;
 216         GLuint glsl_program_num = resource_pool.compile_glsl_program(
 217                 read_version_dependent_file("vs", "vert"),
 218                 read_version_dependent_file("texture1d", "frag"),
 219                 frag_shader_outputs);
 220         glUseProgram(glsl_program_num);
 221         check_error();
 222         glUniform1i(glGetUniformLocation(glsl_program_num, "tex"), 0);  // Bind the 2D sampler.
 223
 224         // Draw the texture stretched over a long quad, interpolating it out.
 225         float vertices[] = {
 226                 0.0f, 1.0f,
 227                 0.0f, 0.0f,
 228                 1.0f, 1.0f,
 229                 1.0f, 0.0f
 230         };
 231
 232         GLuint vao;
 233         glGenVertexArrays(1, &vao);
 234         check_error();
 235         glBindVertexArray(vao);
 236         check_error();
 237
 238         GLuint position_vbo = fill_vertex_attribute(glsl_program_num, "position", 2, GL_FLOAT, sizeof(vertices), vertices);
 239         GLuint texcoord_vbo = fill_vertex_attribute(glsl_program_num, "texcoord", 2, GL_FLOAT, sizeof(vertices), vertices);  // Same data.
 240
 241         glDrawArrays(GL_TRIANGLE_STRIP, 0, 4);
 242         check_error();
 243
 244         cleanup_vertex_attribute(glsl_program_num, "position", position_vbo);
 245         cleanup_vertex_attribute(glsl_program_num, "texcoord", texcoord_vbo);
 246
 247         glUseProgram(0);
 248         check_error();
 249
 250         // Now read the data back and see what the card did. (Ignore the last value.)
 251         // (We only look at the red channel; the others will surely be the same.)
 252         unsigned char out_data[512 * 4];
 253         glReadPixels(0, 0, 512, 1, GL_RGBA, GL_UNSIGNED_BYTE, out_data);
 254         check_error();
 255
 256         int wrongly_rounded = 0;
 257         for (unsigned i = 0; i < 255; ++i) {
 258                 if (out_data[(i * 2 + 0) * 4] != i) {
 259                         ++wrongly_rounded;
 260                 }
 261                 if (out_data[(i * 2 + 1) * 4] != i + 1) {
 262                         ++wrongly_rounded;
 263                 }
 264         }
 265
 266         movit_num_wrongly_rounded = wrongly_rounded;
 267
 268         // Clean up.
 269         glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, 0);
 270         check_error();
 271         glBindFramebuffer(GL_FRAMEBUFFER, 0);
 272         check_error();
 273         glDeleteFramebuffers(1, &fbo);
 274         check_error();
 275         glDeleteTextures(1, &dst_texnum);
 276         check_error();
 277         glDeleteTextures(1, &src_texnum);
 278         check_error();
 279
 280         resource_pool.release_glsl_program(glsl_program_num);
 281         glDeleteVertexArrays(1, &vao);
 282         check_error();
 283 }
 284
 285 struct RequiredExtension {
 286         int min_equivalent_gl_version;
 287         const char extension_name[64];
 288 };
 289 const RequiredExtension required_extensions[] = {
 290         // We fundamentally need FBOs and floating-point textures.
 291         // FBOs are covered by OpenGL 1.5, and are not an extension there.
 292         // Floating-point textures are part of OpenGL 3.0 and newer.
 293         { 15, "GL_ARB_framebuffer_object" },
 294         { 30, "GL_ARB_texture_float" },
 295
 296         // We assume that we can use non-power-of-two textures without restrictions.
 297         { 20, "GL_ARB_texture_non_power_of_two" },
 298
 299         // We also need GLSL fragment shaders.
 300         { 20, "GL_ARB_fragment_shader" },
 301         { 20, "GL_ARB_shading_language_100" },
 302
 303         // FlatInput and YCbCrInput uses PBOs. (They could in theory do without,
 304         // but no modern card would really not provide it.)
 305         { 21, "GL_ARB_pixel_buffer_object" },
 306
 307         // ResampleEffect uses RG textures to encode a two-component LUT.
 308         // We also need GL_R several places, for single-channel input.
 309         { 30, "GL_ARB_texture_rg" },
 310 };
 311
 312 bool check_extensions()
 313 {
 314         // GLES generally doesn't use extensions as actively as desktop OpenGL.
 315         // For now, we say that for GLES, we require GLES 3, which has everything
 316         // we need.
 317         if (!epoxy_is_desktop_gl()) {
 318                 if (epoxy_gl_version() >= 30) {
 319                         movit_srgb_textures_supported = true;
 320                         return true;
 321                 } else {
 322                         fprintf(stderr, "Movit system requirements: GLES version %.1f is too old (GLES 3.0 needed).\n",
 323                                 0.1f * epoxy_gl_version());
 324                         fprintf(stderr, "Movit initialization failed.\n");
 325                         return false;
 326                 }
 327         }
 328
 329         // Check all extensions, and output errors for the ones that we are missing.
 330         bool all_ok = true;
 331         int gl_version = epoxy_gl_version();
 332
 333         for (unsigned i = 0; i < sizeof(required_extensions) / sizeof(required_extensions[0]); ++i) {
 334                 if (gl_version < required_extensions[i].min_equivalent_gl_version &&
 335                     !epoxy_has_gl_extension(required_extensions[i].extension_name)) {
 336                         fprintf(stderr, "Movit system requirements: Needs extension '%s' or at least OpenGL version %.1f (has version %.1f)\n",
 337                                 required_extensions[i].extension_name,
 338                                 0.1f * required_extensions[i].min_equivalent_gl_version,
 339                                 0.1f * gl_version);
 340                         all_ok = false;
 341                 }
 342         }
 343
 344         if (!all_ok) {
 345                 fprintf(stderr, "Movit initialization failed.\n");
 346                 return false;
 347         }
 348
 349         // sRGB texture decode would be nice, but are not mandatory
 350         // (GammaExpansionEffect can do the same thing if needed).
 351         movit_srgb_textures_supported =
 352                 (epoxy_gl_version() >= 21 || epoxy_has_gl_extension("GL_EXT_texture_sRGB"));
 353
 354         // The user can specify that they want a timing report for each
 355         // phase in an effect chain. However, that depends on this extension;
 356         // without it, we do cannot even create the query objects.
 357         movit_timer_queries_supported =
 358                 (epoxy_gl_version() >= 33 || epoxy_has_gl_extension("GL_ARB_timer_query"));
 359
 360         return true;
 361 }
 362
 363 double get_glsl_version()
 364 {
 365         char *glsl_version_str = strdup((const char *)glGetString(GL_SHADING_LANGUAGE_VERSION));
 366
 367         // Skip past the first period.
 368         char *ptr = strchr(glsl_version_str, '.');
 369         assert(ptr != NULL);
 370         ++ptr;
 371
 372         // Now cut the string off at the next period or space, whatever comes first
 373         // (unless the string ends first).
 374         while (*ptr && *ptr != '.' && *ptr != ' ') {
 375                 ++ptr;
 376         }
 377         *ptr = '\0';
 378
 379         // Now we have something on the form X.YY. We convert it to a float, and hope
 380         // that if it's inexact (e.g. 1.30), atof() will round the same way the
 381         // compiler will.
 382         std::istringstream locale_convert(glsl_version_str);
 383         locale_convert.imbue(std::locale("C"));
 384         double glsl_version;
 385         locale_convert >> glsl_version;
 386         free(glsl_version_str);
 387
 388         return glsl_version;
 389 }
 390
 391 void APIENTRY debug_callback(GLenum source,
 392                              GLenum type,
 393                              GLuint id,
 394                              GLenum severity,
 395                              GLsizei length,
 396                              const char *message,
 397                              const void *userParam)
 398 {
 399         printf("Debug: %s\n", message);
 400 }
 401
 402 }  // namespace
 403
 404 bool init_movit(const string& data_directory, MovitDebugLevel debug_level)
 405 {
 406         if (movit_initialized) {
 407                 return true;
 408         }
 409
 410         movit_data_directory = new string(data_directory);
 411         movit_debug_level = debug_level;
 412
 413         // geez
 414         glPixelStorei(GL_PACK_ALIGNMENT, 1);
 415         glPixelStorei(GL_UNPACK_ALIGNMENT, 1);
 416         glDisable(GL_DITHER);
 417
 418         // You can turn this on if you want detailed debug messages from the driver.
 419         // You should probably also ask for a debug context (see gtest_sdl_main.cpp),
 420         // or you might not get much data back.
 421         // glDebugMessageCallbackARB(callback, NULL);
 422         // glDebugMessageControlARB(GL_DONT_CARE, GL_DONT_CARE, GL_DONT_CARE, 0, 0, GL_TRUE);
 423
 424         if (!check_extensions()) {
 425                 return false;
 426         }
 427
 428         // Find out what shader model we should compile for.
 429         // We need at least 1.30, due to use of (among others) integers.
 430         if (epoxy_is_desktop_gl()) {
 431                 if (get_glsl_version() < 1.30f) {
 432                         fprintf(stderr, "Movit system requirements: Needs at least GLSL version 1.30 (has version %.1f)\n",
 433                                 get_glsl_version());
 434                         return false;
 435                 }
 436                 if (get_glsl_version() < 1.50f) {
 437                         movit_shader_model = MOVIT_GLSL_130;
 438                 } else {
 439                         // Note: All of our 1.50 shaders are identical to our 1.30 shaders,
 440                         // but OS X does not support 1.30; only 1.10 (which we don't support
 441                         // anymore) and 1.50 (and then only with core contexts). So we keep
 442                         // a second set of shaders around whose only difference is the different
 443                         // #version declaration.
 444                         movit_shader_model = MOVIT_GLSL_150;
 445                 }
 446         } else {
 447                 movit_shader_model = MOVIT_ESSL_300;
 448         }
 449
 450         measure_texel_subpixel_precision();
 451         measure_roundoff_problems();
 452
 453         movit_initialized = true;
 454         return true;
 455 }
 456
 457 }  // namespace movit