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         SlotMap uniform_slots;
 127         std::vector<Uniform *> uniforms;
 128         mutable BlockMap blocks;
 129         mutable ProgramMap programs;
 130         mutable UniformBlock *last_block;
 131         mutable Buffer *buffer;
 132         mutable unsigned dirty;
 133
 134 public:
 135         ProgramData();
 136         ProgramData(const ProgramData &);
 137         ProgramData &operator=(const ProgramData &);
 138         ~ProgramData();
 139
 140 private:
 141         void uniform(const std::string &, Uniform *);
 142 public:
 143         void uniform(const std::string &, int);
 144         void uniform(const std::string &, float);
 145         void uniform(const std::string &, int, int);
 146         void uniform(const std::string &, float, float);
 147         void uniform2(const std::string &, const int *);
 148         void uniform2(const std::string &, const float *);
 149         void uniform(const std::string &, int, int, int);
 150         void uniform(const std::string &, float, float, float);
 151         void uniform(const std::string &, const Vector3 &);
 152         void uniform3(const std::string &, const int *);
 153         void uniform3(const std::string &, const float *);
 154         void uniform(const std::string &, int, int, int, int);
 155         void uniform(const std::string &, float, float, float, float);
 156         void uniform(const std::string &, const Vector4 &);
 157         void uniform(const std::string &, const Color &);
 158         void uniform4(const std::string &, const int *);
 159         void uniform4(const std::string &, const float *);
 160         void uniform(const std::string &, const LinAl::Matrix<float, 2, 2> &);
 161         void uniform_matrix2(const std::string &, const float *);
 162         void uniform(const std::string &, const LinAl::Matrix<float, 3, 3> &);
 163         void uniform_matrix3(const std::string &, const float *);
 164         void uniform(const std::string &, const Matrix &);
 165         void uniform_matrix4(const std::string &, const float *);
 166         void uniform1_array(const std::string &, unsigned, const int *);
 167         void uniform1_array(const std::string &, unsigned, const float *);
 168         void uniform2_array(const std::string &, unsigned, const int *);
 169         void uniform2_array(const std::string &, unsigned, const float *);
 170         void uniform3_array(const std::string &, unsigned, const int *);
 171         void uniform3_array(const std::string &, unsigned, const float *);
 172         void uniform4_array(const std::string &, unsigned, const int *);
 173         void uniform4_array(const std::string &, unsigned, const float *);
 174         void uniform_matrix4_array(const std::string &, unsigned, const float *);
 175
 176 private:
 177         unsigned compute_slot_mask(const Program::UniformBlockInfo &) const;
 178         void update_block(UniformBlock &, const Program::UniformBlockInfo &) const;
 179         SharedBlock *get_shared_block(const Program::UniformBlockInfo &) const;
 180
 181 public:
 182         /** Applies uniform blocks for the currently bound program, creating them
 183         if needed. */
 184         void apply() const;
 185 };
 186
 187 } // namespace GL
 188 } // namespace Msp
 189
 190 #endif