source/programdata.h

   1 #ifndef MSP_GL_PROGRAMDATA_H_
   2 #define MSP_GL_PROGRAMDATA_H_
   3
   4 #include <map>
   5 #include <msp/datafile/objectloader.h>
   6 #include "datatype.h"
   7 #include "matrix.h"
   8 #include "program.h"
   9 #include "vector.h"
  10
  11 namespace Msp {
  12 namespace GL {
  13
  14 class Buffer;
  15 class Uniform;
  16 class UniformBlock;
  17 struct Color;
  18
  19 /**
  20 Stores uniform variables for shader programs.  The uniforms are stored in a
  21 program-independent way, and UniformBlocks are created to match the uniform
  22 layouts of different programs.  If multiple programs have the same layout, the
  23 same block is used for them.
  24
  25 The class is optimized for an access pattern where the set of uniforms and
  26 programs stays constants, with only the values changing.
  27 */
  28 class ProgramData
  29 {
  30 public:
  31         class Loader: public DataFile::ObjectLoader<ProgramData>
  32         {
  33         public:
  34                 Loader(ProgramData &);
  35         private:
  36                 void uniform1i(const std::string &, int);
  37                 void uniform1f(const std::string &, float);
  38                 void uniform2i(const std::string &, int, int);
  39                 void uniform2f(const std::string &, float, float);
  40                 void uniform3i(const std::string &, int, int, int);
  41                 void uniform3f(const std::string &, float, float, float);
  42                 void uniform4i(const std::string &, int, int, int, int);
  43                 void uniform4f(const std::string &, float, float, float, float);
  44                 void uniform_array_(const std::string &, DataType, unsigned);
  45                 void uniform1i_array(const std::string &);
  46                 void uniform1f_array(const std::string &);
  47                 void uniform2i_array(const std::string &);
  48                 void uniform2f_array(const std::string &);
  49                 void uniform3i_array(const std::string &);
  50                 void uniform3f_array(const std::string &);
  51                 void uniform4i_array(const std::string &);
  52                 void uniform4f_array(const std::string &);
  53                 void uniform_array(const std::string &);
  54         };
  55
  56 private:
  57         class ArrayLoader: public DataFile::Loader
  58         {
  59         private:
  60                 DataType type;
  61                 unsigned element_size;
  62                 std::vector<char> data;
  63
  64         public:
  65                 ArrayLoader(DataType, unsigned);
  66
  67                 DataType get_data_type() const { return type; }
  68                 unsigned get_element_size() const { return element_size; }
  69                 const void *get_data() const { return &data[0]; }
  70                 unsigned get_size() const { return data.size()/(4*element_size); }
  71
  72         private:
  73                 void uniform(DataType, unsigned, const void *);
  74                 void uniform1i(int);
  75                 void uniform1f(float);
  76                 void uniform2i(int, int);
  77                 void uniform2f(float, float);
  78                 void uniform3i(int, int, int);
  79                 void uniform3f(float, float, float);
  80                 void uniform4i(int, int, int, int);
  81                 void uniform4f(float, float, float, float);
  82         };
  83
  84         typedef unsigned Mask;
  85
  86         enum
  87         {
  88                 MASK_BITS = sizeof(Mask)*8,
  89                 ALL_ONES = static_cast<Mask>(-1)
  90         };
  91
  92         struct SharedBlock
  93         {
  94                 Mask used;
  95                 Mask dirty;
  96                 UniformBlock *block;
  97
  98                 SharedBlock();
  99                 SharedBlock(unsigned, UniformBlock *);
 100         };
 101
 102         struct ProgramBlock
 103         {
 104                 int bind_point;
 105                 UniformBlock *block;
 106                 SharedBlock *shared;
 107
 108                 ProgramBlock();
 109                 ProgramBlock(int, SharedBlock *);
 110         };
 111
 112         struct ProgramUniforms
 113         {
 114                 std::vector<ProgramBlock> blocks;
 115                 Mask used;
 116                 Mask dirty;
 117
 118                 ProgramUniforms();
 119         };
 120
 121         typedef std::map<std::string, unsigned> SlotMap;
 122         typedef std::map<Program::LayoutHash, SharedBlock> BlockMap;
 123         typedef std::map<Program::LayoutHash, ProgramUniforms> ProgramMap;
 124
 125         // XXX All these mutables are a bit silly, but I'm out of better ideas
 126         const Program *tied_program;
 127         SlotMap uniform_slots;
 128         std::vector<Uniform *> uniforms;
 129         mutable BlockMap blocks;
 130         mutable ProgramMap programs;
 131         mutable UniformBlock *last_block;
 132         mutable Buffer *buffer;
 133         mutable unsigned dirty;
 134
 135 public:
 136         ProgramData(const Program * = 0);
 137         ProgramData(const ProgramData &);
 138         ProgramData &operator=(const ProgramData &);
 139         ~ProgramData();
 140
 141 private:
 142         void uniform(const std::string &, Uniform *);
 143 public:
 144         void uniform(const std::string &, const Uniform &);
 145         void uniform(const std::string &, int);
 146         void uniform(const std::string &, float);
 147         void uniform(const std::string &, int, int);
 148         void uniform(const std::string &, float, float);
 149         void uniform2(const std::string &, const int *);
 150         void uniform2(const std::string &, const float *);
 151         void uniform(const std::string &, int, int, int);
 152         void uniform(const std::string &, float, float, float);
 153         void uniform(const std::string &, const Vector3 &);
 154         void uniform3(const std::string &, const int *);
 155         void uniform3(const std::string &, const float *);
 156         void uniform(const std::string &, int, int, int, int);
 157         void uniform(const std::string &, float, float, float, float);
 158         void uniform(const std::string &, const Vector4 &);
 159         void uniform(const std::string &, const Color &);
 160         void uniform4(const std::string &, const int *);
 161         void uniform4(const std::string &, const float *);
 162         void uniform(const std::string &, const LinAl::Matrix<float, 2, 2> &);
 163         void uniform_matrix2(const std::string &, const float *);
 164         void uniform(const std::string &, const LinAl::Matrix<float, 3, 3> &);
 165         void uniform_matrix3(const std::string &, const float *);
 166         void uniform(const std::string &, const Matrix &);
 167         void uniform_matrix4(const std::string &, const float *);
 168         void uniform1_array(const std::string &, unsigned, const int *);
 169         void uniform1_array(const std::string &, unsigned, const float *);
 170         void uniform2_array(const std::string &, unsigned, const int *);
 171         void uniform2_array(const std::string &, unsigned, const float *);
 172         void uniform3_array(const std::string &, unsigned, const int *);
 173         void uniform3_array(const std::string &, unsigned, const float *);
 174         void uniform4_array(const std::string &, unsigned, const int *);
 175         void uniform4_array(const std::string &, unsigned, const float *);
 176         void uniform_matrix4_array(const std::string &, unsigned, const float *);
 177         void remove_uniform(const std::string &);
 178
 179         std::vector<std::string> get_uniform_names() const;
 180         const Uniform &get_uniform(const std::string &) const;
 181
 182 private:
 183         unsigned compute_slot_mask(const Program::UniformBlockInfo &) const;
 184         void update_block(UniformBlock &, const Program::UniformBlockInfo &) const;
 185         SharedBlock *get_shared_block(const Program::UniformBlockInfo &) const;
 186
 187 public:
 188         /** Applies uniform blocks for the currently bound program, creating them
 189         if needed. */
 190         void apply() const;
 191 };
 192
 193 } // namespace GL
 194 } // namespace Msp
 195
 196 #endif