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_timer_queries_supported, movit_compute_shaders_supported;
  19 int movit_num_wrongly_rounded;
  20 MovitShaderModel movit_shader_model;
  21
  22 // The rules for objects with nontrivial constructors in static scope
  23 // are somewhat convoluted, and easy to mess up. We simply have a
  24 // pointer instead (and never care to clean it up).
  25 string *movit_data_directory = nullptr;
  26
  27 namespace {
  28
  29 void measure_texel_subpixel_precision()
  30 {
  31         ResourcePool resource_pool;
  32         static const unsigned width = 4096;
  33
  34         // Generate a destination texture to render to, and an FBO.
  35         GLuint dst_texnum, fbo;
  36
  37         glGenTextures(1, &dst_texnum);
  38         check_error();
  39         glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, dst_texnum);
  40         check_error();
  41         glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, GL_RGBA16F, width, 1, 0, GL_RGBA, GL_FLOAT, nullptr);
  42         check_error();
  43
  44         glGenFramebuffers(1, &fbo);
  45         check_error();
  46         glBindFramebuffer(GL_FRAMEBUFFER, fbo);
  47         check_error();
  48         glFramebufferTexture2D(
  49                 GL_FRAMEBUFFER,
  50                 GL_COLOR_ATTACHMENT0,
  51                 GL_TEXTURE_2D,
  52                 dst_texnum,
  53                 0);
  54         check_error();
  55
  56         // Now generate a simple texture that's just [0,1].
  57         GLuint src_texnum;
  58         float texdata[] = { 0, 1 };
  59         glGenTextures(1, &src_texnum);
  60         check_error();
  61         glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, src_texnum);
  62         check_error();
  63         glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_LINEAR);
  64         check_error();
  65         glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_S, GL_CLAMP_TO_EDGE);
  66         check_error();
  67         glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, GL_R16F, 2, 1, 0, GL_RED, GL_FLOAT, texdata);
  68         check_error();
  69
  70         // Basic state.
  71         glDisable(GL_BLEND);
  72         check_error();
  73         glDisable(GL_DEPTH_TEST);
  74         check_error();
  75         glDepthMask(GL_FALSE);
  76         check_error();
  77
  78         glViewport(0, 0, width, 1);
  79
  80         vector<string> frag_shader_outputs;
  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                 frag_shader_outputs);
  85         glUseProgram(glsl_program_num);
  86         check_error();
  87         glUniform1i(glGetUniformLocation(glsl_program_num, "tex"), 0);  // Bind the 2D sampler.
  88         check_error();
  89
  90         // Draw the texture stretched over a long quad, interpolating it out.
  91         // Note that since the texel center is in (0.5), we need to adjust the
  92         // texture coordinates in order not to get long stretches of (1,1,1,...)
  93         // at the start and (...,0,0,0) at the end.
  94         float vertices[] = {
  95                 0.0f, 1.0f,
  96                 0.0f, 0.0f,
  97                 1.0f, 1.0f,
  98                 1.0f, 0.0f
  99         };
 100         float texcoords[] = {
 101                 0.25f, 0.0f,
 102                 0.25f, 0.0f,
 103                 0.75f, 0.0f,
 104                 0.75f, 0.0f
 105         };
 106
 107         GLuint vao;
 108         glGenVertexArrays(1, &vao);
 109         check_error();
 110         glBindVertexArray(vao);
 111         check_error();
 112
 113         GLuint position_vbo = fill_vertex_attribute(glsl_program_num, "position", 2, GL_FLOAT, sizeof(vertices), vertices);
 114         GLuint texcoord_vbo = fill_vertex_attribute(glsl_program_num, "texcoord", 2, GL_FLOAT, sizeof(texcoords), texcoords);
 115
 116         glDrawArrays(GL_TRIANGLE_STRIP, 0, 4);
 117         check_error();
 118
 119         cleanup_vertex_attribute(glsl_program_num, "position", position_vbo);
 120         cleanup_vertex_attribute(glsl_program_num, "texcoord", texcoord_vbo);
 121
 122         glUseProgram(0);
 123         check_error();
 124
 125         // Now read the data back and see what the card did.
 126         // (We only look at the red channel; the others will surely be the same.)
 127         // We assume a linear ramp; anything else will give sort of odd results here.
 128         float out_data[width * 4];
 129         glReadPixels(0, 0, width, 1, GL_RGBA, GL_FLOAT, out_data);
 130         check_error();
 131
 132         float biggest_jump = 0.0f;
 133         for (unsigned i = 1; i < width; ++i) {
 134                 assert(out_data[i * 4] >= out_data[(i - 1) * 4]);
 135                 biggest_jump = max(biggest_jump, out_data[i * 4] - out_data[(i - 1) * 4]);
 136         }
 137
 138         assert(biggest_jump > 0.0);
 139         movit_texel_subpixel_precision = biggest_jump;
 140
 141         // Clean up.
 142         glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, 0);
 143         check_error();
 144         glBindFramebuffer(GL_FRAMEBUFFER, 0);
 145         check_error();
 146         glDeleteFramebuffers(1, &fbo);
 147         check_error();
 148         glDeleteTextures(1, &dst_texnum);
 149         check_error();
 150         glDeleteTextures(1, &src_texnum);
 151         check_error();
 152
 153         resource_pool.release_glsl_program(glsl_program_num);
 154         glDeleteVertexArrays(1, &vao);
 155         check_error();
 156 }
 157
 158 void measure_roundoff_problems()
 159 {
 160         ResourcePool resource_pool;
 161
 162         // Generate a destination texture to render to, and an FBO.
 163         GLuint dst_texnum, fbo;
 164
 165         glGenTextures(1, &dst_texnum);
 166         check_error();
 167         glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, dst_texnum);
 168         check_error();
 169         glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, GL_RGBA8, 512, 1, 0, GL_RGBA, GL_UNSIGNED_BYTE, nullptr);
 170         check_error();
 171
 172         glGenFramebuffers(1, &fbo);
 173         check_error();
 174         glBindFramebuffer(GL_FRAMEBUFFER, fbo);
 175         check_error();
 176         glFramebufferTexture2D(
 177                 GL_FRAMEBUFFER,
 178                 GL_COLOR_ATTACHMENT0,
 179                 GL_TEXTURE_2D,
 180                 dst_texnum,
 181                 0);
 182         check_error();
 183
 184         // Now generate a texture where every value except the last should be
 185         // rounded up to the next one. However, there are cards (in highly
 186         // common use) that can't do this right, for unknown reasons.
 187         GLuint src_texnum;
 188         float texdata[512];
 189         for (int i = 0; i < 256; ++i) {
 190                 texdata[i * 2 + 0] = (i + 0.48) / 255.0;
 191                 texdata[i * 2 + 1] = (i + 0.52) / 255.0;
 192         }
 193         glGenTextures(1, &src_texnum);
 194         check_error();
 195         glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, src_texnum);
 196         check_error();
 197         glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_LINEAR);
 198         check_error();
 199         glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_S, GL_CLAMP_TO_EDGE);
 200         check_error();
 201         glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, GL_R32F, 512, 1, 0, GL_RED, GL_FLOAT, texdata);
 202         check_error();
 203
 204         // Basic state.
 205         glDisable(GL_BLEND);
 206         check_error();
 207         glDisable(GL_DEPTH_TEST);
 208         check_error();
 209         glDepthMask(GL_FALSE);
 210         check_error();
 211
 212         glViewport(0, 0, 512, 1);
 213
 214         vector<string> frag_shader_outputs;
 215         GLuint glsl_program_num = resource_pool.compile_glsl_program(
 216                 read_version_dependent_file("vs", "vert"),
 217                 read_version_dependent_file("texture1d", "frag"),
 218                 frag_shader_outputs);
 219         glUseProgram(glsl_program_num);
 220         check_error();
 221         glUniform1i(glGetUniformLocation(glsl_program_num, "tex"), 0);  // Bind the 2D sampler.
 222
 223         // Draw the texture stretched over a long quad, interpolating it out.
 224         float vertices[] = {
 225                 0.0f, 1.0f,
 226                 0.0f, 0.0f,
 227                 1.0f, 1.0f,
 228                 1.0f, 0.0f
 229         };
 230
 231         GLuint vao;
 232         glGenVertexArrays(1, &vao);
 233         check_error();
 234         glBindVertexArray(vao);
 235         check_error();
 236
 237         GLuint position_vbo = fill_vertex_attribute(glsl_program_num, "position", 2, GL_FLOAT, sizeof(vertices), vertices);
 238         GLuint texcoord_vbo = fill_vertex_attribute(glsl_program_num, "texcoord", 2, GL_FLOAT, sizeof(vertices), vertices);  // Same data.
 239
 240         glDrawArrays(GL_TRIANGLE_STRIP, 0, 4);
 241         check_error();
 242
 243         cleanup_vertex_attribute(glsl_program_num, "position", position_vbo);
 244         cleanup_vertex_attribute(glsl_program_num, "texcoord", texcoord_vbo);
 245
 246         glUseProgram(0);
 247         check_error();
 248
 249         // Now read the data back and see what the card did. (Ignore the last value.)
 250         // (We only look at the red channel; the others will surely be the same.)
 251         unsigned char out_data[512 * 4];
 252         glReadPixels(0, 0, 512, 1, GL_RGBA, GL_UNSIGNED_BYTE, out_data);
 253         check_error();
 254
 255         int wrongly_rounded = 0;
 256         for (unsigned i = 0; i < 255; ++i) {
 257                 if (out_data[(i * 2 + 0) * 4] != i) {
 258                         ++wrongly_rounded;
 259                 }
 260                 if (out_data[(i * 2 + 1) * 4] != i + 1) {
 261                         ++wrongly_rounded;
 262                 }
 263         }
 264
 265         movit_num_wrongly_rounded = wrongly_rounded;
 266
 267         // Clean up.
 268         glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, 0);
 269         check_error();
 270         glBindFramebuffer(GL_FRAMEBUFFER, 0);
 271         check_error();
 272         glDeleteFramebuffers(1, &fbo);
 273         check_error();
 274         glDeleteTextures(1, &dst_texnum);
 275         check_error();
 276         glDeleteTextures(1, &src_texnum);
 277         check_error();
 278
 279         resource_pool.release_glsl_program(glsl_program_num);
 280         glDeleteVertexArrays(1, &vao);
 281         check_error();
 282 }
 283
 284 bool check_extensions()
 285 {
 286         // GLES generally doesn't use extensions as actively as desktop OpenGL.
 287         // For now, we say that for GLES, we require GLES 3, which has everything
 288         // we need.
 289         if (!epoxy_is_desktop_gl()) {
 290                 if (epoxy_gl_version() >= 30) {
 291                         return true;
 292                 } else {
 293                         fprintf(stderr, "Movit system requirements: GLES version %.1f is too old (GLES 3.0 needed).\n",
 294                                 0.1f * epoxy_gl_version());
 295                         fprintf(stderr, "Movit initialization failed.\n");
 296                         return false;
 297                 }
 298         }
 299
 300         if (epoxy_gl_version() < 30) {
 301                 fprintf(stderr, "Movit system requirements: OpenGL version %.1f is too old (OpenGL 3.0 needed).\n",
 302                         0.1f * epoxy_gl_version());
 303                 fprintf(stderr, "Movit initialization failed.\n");
 304                 return false;
 305         }
 306
 307         // The user can specify that they want a timing report for each
 308         // phase in an effect chain. However, that depends on this extension;
 309         // without it, we do cannot even create the query objects.
 310         movit_timer_queries_supported =
 311                 (epoxy_gl_version() >= 33 || epoxy_has_gl_extension("GL_ARB_timer_query"));
 312
 313         // Certain effects have compute shader implementations, which may be
 314         // more efficient than the normal fragment shader versions.
 315         // GLSL 3.10 supposedly also has compute shaders, but I haven't tested them,
 316         // so we require desktop OpenGL.
 317         movit_compute_shaders_supported =
 318                 (epoxy_is_desktop_gl() &&
 319                  (epoxy_gl_version() >= 43 ||
 320                   (epoxy_has_gl_extension("GL_ARB_compute_shader") &&
 321                    epoxy_has_gl_extension("GL_ARB_shader_image_load_store") &&
 322                    epoxy_has_gl_extension("GL_ARB_shader_image_size"))));
 323
 324         return true;
 325 }
 326
 327 double get_glsl_version()
 328 {
 329         char *glsl_version_str = strdup((const char *)glGetString(GL_SHADING_LANGUAGE_VERSION));
 330
 331         // Skip past the first period.
 332         char *ptr = strchr(glsl_version_str, '.');
 333         assert(ptr != nullptr);
 334         ++ptr;
 335
 336         // Now cut the string off at the next period or space, whatever comes first
 337         // (unless the string ends first).
 338         while (*ptr && *ptr != '.' && *ptr != ' ') {
 339                 ++ptr;
 340         }
 341         *ptr = '\0';
 342
 343         // Now we have something on the form X.YY. We convert it to a float, and hope
 344         // that if it's inexact (e.g. 1.30), atof() will round the same way the
 345         // compiler will.
 346         std::istringstream locale_convert(glsl_version_str);
 347         locale_convert.imbue(std::locale("C"));
 348         double glsl_version;
 349         locale_convert >> glsl_version;
 350         free(glsl_version_str);
 351
 352         return glsl_version;
 353 }
 354
 355 void APIENTRY debug_callback(GLenum source,
 356                              GLenum type,
 357                              GLuint id,
 358                              GLenum severity,
 359                              GLsizei length,
 360                              const char *message,
 361                              const void *userParam)
 362 #ifdef __GNUC__
 363         __attribute__((unused))
 364 #endif
 365 ;
 366
 367 void APIENTRY debug_callback(GLenum source,
 368                              GLenum type,
 369                              GLuint id,
 370                              GLenum severity,
 371                              GLsizei length,
 372                              const char *message,
 373                              const void *userParam)
 374 {
 375         printf("Debug: %s\n", message);
 376 }
 377
 378 }  // namespace
 379
 380 bool init_movit(const string& data_directory, MovitDebugLevel debug_level)
 381 {
 382         if (movit_initialized) {
 383                 return true;
 384         }
 385
 386         movit_data_directory = new string(data_directory);
 387         movit_debug_level = debug_level;
 388
 389         // geez
 390         glPixelStorei(GL_PACK_ALIGNMENT, 1);
 391         glPixelStorei(GL_UNPACK_ALIGNMENT, 1);
 392         glDisable(GL_DITHER);
 393
 394         // You can turn this on if you want detailed debug messages from the driver.
 395         // You should probably also ask for a debug context (see gtest_sdl_main.cpp),
 396         // or you might not get much data back.
 397         // glDebugMessageCallbackARB(callback, nullptr);
 398         // glDebugMessageControlARB(GL_DONT_CARE, GL_DONT_CARE, GL_DONT_CARE, 0, 0, GL_TRUE);
 399
 400         if (!check_extensions()) {
 401                 return false;
 402         }
 403
 404         // Find out what shader model we should compile for.
 405         // We need at least 1.30, due to use of (among others) integers.
 406         if (epoxy_is_desktop_gl()) {
 407                 if (get_glsl_version() < 1.30f) {
 408                         fprintf(stderr, "Movit system requirements: Needs at least GLSL version 1.30 (has version %.1f)\n",
 409                                 get_glsl_version());
 410                         return false;
 411                 }
 412                 if (get_glsl_version() < 1.50f) {
 413                         movit_shader_model = MOVIT_GLSL_130;
 414                 } else {
 415                         // Note: All of our 1.50 shaders are identical to our 1.30 shaders,
 416                         // but OS X does not support 1.30; only 1.10 (which we don't support
 417                         // anymore) and 1.50 (and then only with core contexts). So we keep
 418                         // a second set of shaders around whose only difference is the different
 419                         // #version declaration.
 420                         movit_shader_model = MOVIT_GLSL_150;
 421                 }
 422         } else {
 423                 movit_shader_model = MOVIT_ESSL_300;
 424         }
 425
 426         measure_texel_subpixel_precision();
 427         measure_roundoff_problems();
 428
 429         movit_initialized = true;
 430         return true;
 431 }
 432
 433 }  // namespace movit