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 int movit_num_wrongly_rounded;
  20 bool movit_shader_rounding_supported;
  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         GLuint glsl_program_num = resource_pool.compile_glsl_program(
  82                 read_version_dependent_file("vs", "vert"),
  83                 read_version_dependent_file("texture1d", "frag"));
  84         glUseProgram(glsl_program_num);
  85         check_error();
  86         glUniform1i(glGetUniformLocation(glsl_program_num, "tex"), 0);  // Bind the 2D sampler.
  87         check_error();
  88
  89         // Draw the texture stretched over a long quad, interpolating it out.
  90         // Note that since the texel center is in (0.5), we need to adjust the
  91         // texture coordinates in order not to get long stretches of (1,1,1,...)
  92         // at the start and (...,0,0,0) at the end.
  93         float vertices[] = {
  94                 0.0f, 1.0f,
  95                 0.0f, 0.0f,
  96                 1.0f, 1.0f,
  97                 1.0f, 0.0f
  98         };
  99         float texcoords[] = {
 100                 0.25f, 0.0f,
 101                 0.25f, 0.0f,
 102                 0.75f, 0.0f,
 103                 0.75f, 0.0f
 104         };
 105
 106         GLuint vao;
 107         glGenVertexArrays(1, &vao);
 108         check_error();
 109         glBindVertexArray(vao);
 110         check_error();
 111
 112         GLuint position_vbo = fill_vertex_attribute(glsl_program_num, "position", 2, GL_FLOAT, sizeof(vertices), vertices);
 113         GLuint texcoord_vbo = fill_vertex_attribute(glsl_program_num, "texcoord", 2, GL_FLOAT, sizeof(texcoords), texcoords);
 114
 115         glDrawArrays(GL_TRIANGLE_STRIP, 0, 4);
 116         check_error();
 117
 118         cleanup_vertex_attribute(glsl_program_num, "position", position_vbo);
 119         cleanup_vertex_attribute(glsl_program_num, "texcoord", texcoord_vbo);
 120
 121         glUseProgram(0);
 122         check_error();
 123
 124         // Now read the data back and see what the card did.
 125         // (We only look at the red channel; the others will surely be the same.)
 126         // We assume a linear ramp; anything else will give sort of odd results here.
 127         float out_data[width * 4];
 128         glReadPixels(0, 0, width, 1, GL_RGBA, GL_FLOAT, out_data);
 129         check_error();
 130
 131         float biggest_jump = 0.0f;
 132         for (unsigned i = 1; i < width; ++i) {
 133                 assert(out_data[i * 4] >= out_data[(i - 1) * 4]);
 134                 biggest_jump = max(biggest_jump, out_data[i * 4] - out_data[(i - 1) * 4]);
 135         }
 136
 137         assert(biggest_jump > 0.0);
 138         movit_texel_subpixel_precision = biggest_jump;
 139
 140         // Clean up.
 141         glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, 0);
 142         check_error();
 143         glBindFramebuffer(GL_FRAMEBUFFER, 0);
 144         check_error();
 145         glDeleteFramebuffers(1, &fbo);
 146         check_error();
 147         glDeleteTextures(1, &dst_texnum);
 148         check_error();
 149         glDeleteTextures(1, &src_texnum);
 150         check_error();
 151
 152         resource_pool.release_glsl_program(glsl_program_num);
 153         glDeleteVertexArrays(1, &vao);
 154         check_error();
 155 }
 156
 157 void measure_roundoff_problems()
 158 {
 159         ResourcePool resource_pool;
 160
 161         // Generate a destination texture to render to, and an FBO.
 162         GLuint dst_texnum, fbo;
 163
 164         glGenTextures(1, &dst_texnum);
 165         check_error();
 166         glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, dst_texnum);
 167         check_error();
 168         glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, GL_RGBA8, 512, 1, 0, GL_RGBA, GL_UNSIGNED_BYTE, NULL);
 169         check_error();
 170
 171         glGenFramebuffers(1, &fbo);
 172         check_error();
 173         glBindFramebuffer(GL_FRAMEBUFFER, fbo);
 174         check_error();
 175         glFramebufferTexture2D(
 176                 GL_FRAMEBUFFER,
 177                 GL_COLOR_ATTACHMENT0,
 178                 GL_TEXTURE_2D,
 179                 dst_texnum,
 180                 0);
 181         check_error();
 182
 183         // Now generate a texture where every value except the last should be
 184         // rounded up to the next one. However, there are cards (in highly
 185         // common use) that can't do this right, for unknown reasons.
 186         GLuint src_texnum;
 187         float texdata[512];
 188         for (int i = 0; i < 256; ++i) {
 189                 texdata[i * 2 + 0] = (i + 0.48) / 255.0;
 190                 texdata[i * 2 + 1] = (i + 0.52) / 255.0;
 191         }
 192         glGenTextures(1, &src_texnum);
 193         check_error();
 194         glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, src_texnum);
 195         check_error();
 196         glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_LINEAR);
 197         check_error();
 198         glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_S, GL_CLAMP_TO_EDGE);
 199         check_error();
 200         glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, GL_R32F, 512, 1, 0, GL_RED, GL_FLOAT, texdata);
 201         check_error();
 202
 203         // Basic state.
 204         glDisable(GL_BLEND);
 205         check_error();
 206         glDisable(GL_DEPTH_TEST);
 207         check_error();
 208         glDepthMask(GL_FALSE);
 209         check_error();
 210
 211         glViewport(0, 0, 512, 1);
 212
 213         GLuint glsl_program_num = resource_pool.compile_glsl_program(
 214                 read_version_dependent_file("vs", "vert"),
 215                 read_version_dependent_file("texture1d", "frag"));
 216         glUseProgram(glsl_program_num);
 217         check_error();
 218         glUniform1i(glGetUniformLocation(glsl_program_num, "tex"), 0);  // Bind the 2D sampler.
 219
 220         // Draw the texture stretched over a long quad, interpolating it out.
 221         float vertices[] = {
 222                 0.0f, 1.0f,
 223                 0.0f, 0.0f,
 224                 1.0f, 1.0f,
 225                 1.0f, 0.0f
 226         };
 227
 228         GLuint vao;
 229         glGenVertexArrays(1, &vao);
 230         check_error();
 231         glBindVertexArray(vao);
 232         check_error();
 233
 234         GLuint position_vbo = fill_vertex_attribute(glsl_program_num, "position", 2, GL_FLOAT, sizeof(vertices), vertices);
 235         GLuint texcoord_vbo = fill_vertex_attribute(glsl_program_num, "texcoord", 2, GL_FLOAT, sizeof(vertices), vertices);  // Same data.
 236
 237         glDrawArrays(GL_TRIANGLE_STRIP, 0, 4);
 238         check_error();
 239
 240         cleanup_vertex_attribute(glsl_program_num, "position", position_vbo);
 241         cleanup_vertex_attribute(glsl_program_num, "texcoord", texcoord_vbo);
 242
 243         glUseProgram(0);
 244         check_error();
 245
 246         // Now read the data back and see what the card did. (Ignore the last value.)
 247         // (We only look at the red channel; the others will surely be the same.)
 248         unsigned char out_data[512 * 4];
 249         glReadPixels(0, 0, 512, 1, GL_RGBA, GL_UNSIGNED_BYTE, out_data);
 250         check_error();
 251
 252         int wrongly_rounded = 0;
 253         for (unsigned i = 0; i < 255; ++i) {
 254                 if (out_data[(i * 2 + 0) * 4] != i) {
 255                         ++wrongly_rounded;
 256                 }
 257                 if (out_data[(i * 2 + 1) * 4] != i + 1) {
 258                         ++wrongly_rounded;
 259                 }
 260         }
 261
 262         movit_num_wrongly_rounded = wrongly_rounded;
 263
 264         // Clean up.
 265         glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, 0);
 266         check_error();
 267         glBindFramebuffer(GL_FRAMEBUFFER, 0);
 268         check_error();
 269         glDeleteFramebuffers(1, &fbo);
 270         check_error();
 271         glDeleteTextures(1, &dst_texnum);
 272         check_error();
 273         glDeleteTextures(1, &src_texnum);
 274         check_error();
 275
 276         resource_pool.release_glsl_program(glsl_program_num);
 277         glDeleteVertexArrays(1, &vao);
 278         check_error();
 279 }
 280
 281 struct RequiredExtension {
 282         int min_equivalent_gl_version;
 283         const char extension_name[64];
 284 };
 285 const RequiredExtension required_extensions[] = {
 286         // We fundamentally need FBOs and floating-point textures.
 287         // FBOs are covered by OpenGL 1.5, and are not an extension there.
 288         // Floating-point textures are part of OpenGL 3.0 and newer.
 289         { 15, "GL_ARB_framebuffer_object" },
 290         { 30, "GL_ARB_texture_float" },
 291
 292         // We assume that we can use non-power-of-two textures without restrictions.
 293         { 20, "GL_ARB_texture_non_power_of_two" },
 294
 295         // We also need GLSL fragment shaders.
 296         { 20, "GL_ARB_fragment_shader" },
 297         { 20, "GL_ARB_shading_language_100" },
 298
 299         // FlatInput and YCbCrInput uses PBOs. (They could in theory do without,
 300         // but no modern card would really not provide it.)
 301         { 21, "GL_ARB_pixel_buffer_object" },
 302
 303         // ResampleEffect uses RG textures to encode a two-component LUT.
 304         // We also need GL_R several places, for single-channel input.
 305         { 30, "GL_ARB_texture_rg" },
 306 };
 307
 308 bool check_extensions()
 309 {
 310         // GLES generally doesn't use extensions as actively as desktop OpenGL.
 311         // For now, we say that for GLES, we require GLES 3, which has everything
 312         // we need.
 313         if (!epoxy_is_desktop_gl()) {
 314                 if (epoxy_gl_version() >= 30) {
 315                         movit_srgb_textures_supported = true;
 316                         movit_shader_rounding_supported = true;
 317                         return true;
 318                 } else {
 319                         fprintf(stderr, "Movit system requirements: GLES version %.1f is too old (GLES 3.0 needed).\n",
 320                                 0.1f * epoxy_gl_version());
 321                         fprintf(stderr, "Movit initialization failed.\n");
 322                         return false;
 323                 }
 324         }
 325
 326         // Check all extensions, and output errors for the ones that we are missing.
 327         bool all_ok = true;
 328         int gl_version = epoxy_gl_version();
 329
 330         for (unsigned i = 0; i < sizeof(required_extensions) / sizeof(required_extensions[0]); ++i) {
 331                 if (gl_version < required_extensions[i].min_equivalent_gl_version &&
 332                     !epoxy_has_gl_extension(required_extensions[i].extension_name)) {
 333                         fprintf(stderr, "Movit system requirements: Needs extension '%s' or at least OpenGL version %.1f (has version %.1f)\n",
 334                                 required_extensions[i].extension_name,
 335                                 0.1f * required_extensions[i].min_equivalent_gl_version,
 336                                 0.1f * gl_version);
 337                         all_ok = false;
 338                 }
 339         }
 340
 341         if (!all_ok) {
 342                 fprintf(stderr, "Movit initialization failed.\n");
 343                 return false;
 344         }
 345
 346         // sRGB texture decode would be nice, but are not mandatory
 347         // (GammaExpansionEffect can do the same thing if needed).
 348         movit_srgb_textures_supported =
 349                 (epoxy_gl_version() >= 21 || epoxy_has_gl_extension("GL_EXT_texture_sRGB"));
 350
 351         // We may want to use round() at the end of the final shader,
 352         // if supported. We need either GLSL 1.30 or this extension to do that,
 353         // and 1.30 brings with it other things that we don't want to demand
 354         // for now.
 355         movit_shader_rounding_supported =
 356                 (epoxy_gl_version() >= 30 || epoxy_has_gl_extension("GL_EXT_gpu_shader4"));
 357
 358         return true;
 359 }
 360
 361 double get_glsl_version()
 362 {
 363         char *glsl_version_str = strdup((const char *)glGetString(GL_SHADING_LANGUAGE_VERSION));
 364
 365         // Skip past the first period.
 366         char *ptr = strchr(glsl_version_str, '.');
 367         assert(ptr != NULL);
 368         ++ptr;
 369
 370         // Now cut the string off at the next period or space, whatever comes first
 371         // (unless the string ends first).
 372         while (*ptr && *ptr != '.' && *ptr != ' ') {
 373                 ++ptr;
 374         }
 375         *ptr = '\0';
 376
 377         // Now we have something on the form X.YY. We convert it to a float, and hope
 378         // that if it's inexact (e.g. 1.30), atof() will round the same way the
 379         // compiler will.
 380         float glsl_version = atof(glsl_version_str);
 381         free(glsl_version_str);
 382
 383         return glsl_version;
 384 }
 385
 386 void APIENTRY debug_callback(GLenum source,
 387                              GLenum type,
 388                              GLuint id,
 389                              GLenum severity,
 390                              GLsizei length,
 391                              const char *message,
 392                              const void *userParam)
 393 {
 394         printf("Debug: %s\n", message);
 395 }
 396
 397 }  // namespace
 398
 399 bool init_movit(const string& data_directory, MovitDebugLevel debug_level)
 400 {
 401         if (movit_initialized) {
 402                 return true;
 403         }
 404
 405         movit_data_directory = new string(data_directory);
 406         movit_debug_level = debug_level;
 407
 408         // geez
 409         glPixelStorei(GL_PACK_ALIGNMENT, 1);
 410         glPixelStorei(GL_UNPACK_ALIGNMENT, 1);
 411         glDisable(GL_DITHER);
 412
 413         // You can turn this on if you want detailed debug messages from the driver.
 414         // You should probably also ask for a debug context (see gtest_sdl_main.cpp),
 415         // or you might not get much data back.
 416         // glDebugMessageCallbackARB(callback, NULL);
 417         // glDebugMessageControlARB(GL_DONT_CARE, GL_DONT_CARE, GL_DONT_CARE, 0, 0, GL_TRUE);
 418
 419         if (!check_extensions()) {
 420                 return false;
 421         }
 422
 423         // Find out what shader model we should compile for.
 424         if (epoxy_is_desktop_gl()) {
 425                 if (get_glsl_version() >= 1.30) {
 426                         movit_shader_model = MOVIT_GLSL_130;
 427                 } else {
 428                         movit_shader_model = MOVIT_GLSL_110;
 429                 }
 430         } else {
 431                 movit_shader_model = MOVIT_ESSL_300;
 432         }
 433
 434         measure_texel_subpixel_precision();
 435         measure_roundoff_problems();
 436
 437         movit_initialized = true;
 438         return true;
 439 }
 440
 441 }  // namespace movit