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 bool check_extensions()
 282 {
 283         // GLES generally doesn't use extensions as actively as desktop OpenGL.
 284         // For now, we say that for GLES, we require GLES 3, which has everything
 285         // we need.
 286         if (!epoxy_is_desktop_gl()) {
 287                 if (epoxy_gl_version() >= 30) {
 288                         movit_srgb_textures_supported = true;
 289                         movit_shader_rounding_supported = true;
 290                 } else {
 291                         return false;
 292                 }
 293         }
 294
 295         // We fundamentally need FBOs and floating-point textures.
 296         // FBOs are covered by OpenGL 1.5, and are not an extension there.
 297         // Floating-point textures are part of OpenGL 3.0 and newer.
 298         if (epoxy_gl_version() < 15 &&
 299             !epoxy_has_gl_extension("GL_ARB_framebuffer_object")) return false;
 300         if (epoxy_gl_version() < 30 &&
 301             !epoxy_has_gl_extension("GL_ARB_texture_float")) return false;
 302
 303         // We assume that we can use non-power-of-two textures without restrictions.
 304         if (epoxy_gl_version() < 20 &&
 305             !epoxy_has_gl_extension("GL_ARB_texture_non_power_of_two")) return false;
 306
 307         // We also need GLSL fragment shaders.
 308         if (epoxy_gl_version() < 20) {
 309                 if (!epoxy_has_gl_extension("GL_ARB_fragment_shader")) return false;
 310                 if (!epoxy_has_gl_extension("GL_ARB_shading_language_100")) return false;
 311         }
 312
 313         // FlatInput and YCbCrInput uses PBOs. (They could in theory do without,
 314         // but no modern card would really not provide it.)
 315         if (epoxy_gl_version() < 21 &&
 316             !epoxy_has_gl_extension("GL_ARB_pixel_buffer_object")) return false;
 317
 318         // ResampleEffect uses RG textures to encode a two-component LUT.
 319         if (epoxy_gl_version() < 30 &&
 320             !epoxy_has_gl_extension("GL_ARB_texture_rg")) return false;
 321
 322         // sRGB texture decode would be nice, but are not mandatory
 323         // (GammaExpansionEffect can do the same thing if needed).
 324         movit_srgb_textures_supported =
 325                 (epoxy_gl_version() >= 21 || epoxy_has_gl_extension("GL_EXT_texture_sRGB"));
 326
 327         // We may want to use round() at the end of the final shader,
 328         // if supported. We need either GLSL 1.30 or this extension to do that,
 329         // and 1.30 brings with it other things that we don't want to demand
 330         // for now.
 331         movit_shader_rounding_supported =
 332                 (epoxy_gl_version() >= 30 || epoxy_has_gl_extension("GL_EXT_gpu_shader4"));
 333
 334         return true;
 335 }
 336
 337 double get_glsl_version()
 338 {
 339         char *glsl_version_str = strdup((const char *)glGetString(GL_SHADING_LANGUAGE_VERSION));
 340
 341         // Skip past the first period.
 342         char *ptr = strchr(glsl_version_str, '.');
 343         assert(ptr != NULL);
 344         ++ptr;
 345
 346         // Now cut the string off at the next period or space, whatever comes first
 347         // (unless the string ends first).
 348         while (*ptr && *ptr != '.' && *ptr != ' ') {
 349                 ++ptr;
 350         }
 351         *ptr = '\0';
 352
 353         // Now we have something on the form X.YY. We convert it to a float, and hope
 354         // that if it's inexact (e.g. 1.30), atof() will round the same way the
 355         // compiler will.
 356         float glsl_version = atof(glsl_version_str);
 357         free(glsl_version_str);
 358
 359         return glsl_version;
 360 }
 361
 362 void APIENTRY debug_callback(GLenum source,
 363                              GLenum type,
 364                              GLuint id,
 365                              GLenum severity,
 366                              GLsizei length,
 367                              const char *message,
 368                              const void *userParam)
 369 {
 370         printf("Debug: %s\n", message);
 371 }
 372
 373 }  // namespace
 374
 375 bool init_movit(const string& data_directory, MovitDebugLevel debug_level)
 376 {
 377         if (movit_initialized) {
 378                 return true;
 379         }
 380
 381         movit_data_directory = new string(data_directory);
 382         movit_debug_level = debug_level;
 383
 384         // geez
 385         glPixelStorei(GL_PACK_ALIGNMENT, 1);
 386         glPixelStorei(GL_UNPACK_ALIGNMENT, 1);
 387         glDisable(GL_DITHER);
 388
 389         // You can turn this on if you want detailed debug messages from the driver.
 390         // You should probably also ask for a debug context (see gtest_sdl_main.cpp),
 391         // or you might not get much data back.
 392         // glDebugMessageCallbackARB(callback, NULL);
 393         // glDebugMessageControlARB(GL_DONT_CARE, GL_DONT_CARE, GL_DONT_CARE, 0, 0, GL_TRUE);
 394
 395         if (!check_extensions()) {
 396                 return false;
 397         }
 398
 399         // Find out what shader model we should compile for.
 400         if (epoxy_is_desktop_gl()) {
 401                 if (get_glsl_version() >= 1.30) {
 402                         movit_shader_model = MOVIT_GLSL_130;
 403                 } else {
 404                         movit_shader_model = MOVIT_GLSL_110;
 405                 }
 406         } else {
 407                 movit_shader_model = MOVIT_ESSL_300;
 408         }
 409
 410         measure_texel_subpixel_precision();
 411         measure_roundoff_problems();
 412
 413         movit_initialized = true;
 414         return true;
 415 }
 416
 417 }  // namespace movit