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 uniform2f(const std::string &, float, float);
  39                 void uniform3f(const std::string &, float, float, float);
  40                 void uniform4f(const std::string &, float, float, float, float);
  41                 void uniform_array_(const std::string &, DataType, unsigned);
  42                 void uniform1i_array(const std::string &);
  43                 void uniform1f_array(const std::string &);
  44                 void uniform2f_array(const std::string &);
  45                 void uniform3f_array(const std::string &);
  46                 void uniform4f_array(const std::string &);
  47                 void uniform_array(const std::string &);
  48         };
  49
  50 private:
  51         class ArrayLoader: public DataFile::Loader
  52         {
  53         private:
  54                 DataType type;
  55                 unsigned element_size;
  56                 std::vector<char> data;
  57
  58         public:
  59                 ArrayLoader(DataType, unsigned);
  60
  61                 DataType get_data_type() const { return type; }
  62                 unsigned get_element_size() const { return element_size; }
  63                 const void *get_data() const { return &data[0]; }
  64                 unsigned get_size() const { return data.size()/(4*element_size); }
  65
  66         private:
  67                 void uniform(DataType, unsigned, const void *);
  68                 void uniform1i(int);
  69                 void uniform1f(float);
  70                 void uniform2f(float, float);
  71                 void uniform3f(float, float, float);
  72                 void uniform4f(float, float, float, float);
  73         };
  74
  75         typedef unsigned Mask;
  76
  77         enum
  78         {
  79                 MASK_BITS = sizeof(Mask)*8,
  80                 ALL_ONES = static_cast<Mask>(-1)
  81         };
  82
  83         struct SharedBlock
  84         {
  85                 Mask used;
  86                 Mask dirty;
  87                 UniformBlock *block;
  88
  89                 SharedBlock();
  90                 SharedBlock(unsigned, UniformBlock *);
  91         };
  92
  93         struct ProgramBlock
  94         {
  95                 int bind_point;
  96                 UniformBlock *block;
  97                 SharedBlock *shared;
  98
  99                 ProgramBlock();
 100                 ProgramBlock(int, SharedBlock *);
 101         };
 102
 103         struct ProgramUniforms
 104         {
 105                 std::vector<ProgramBlock> blocks;
 106                 Mask used;
 107                 Mask dirty;
 108
 109                 ProgramUniforms();
 110         };
 111
 112         typedef std::map<std::string, unsigned> SlotMap;
 113         typedef std::map<Program::LayoutHash, SharedBlock> BlockMap;
 114         typedef std::map<Program::LayoutHash, ProgramUniforms> ProgramMap;
 115
 116         // XXX All these mutables are a bit silly, but I'm out of better ideas
 117         SlotMap uniform_slots;
 118         std::vector<Uniform *> uniforms;
 119         mutable BlockMap blocks;
 120         mutable ProgramMap programs;
 121         mutable UniformBlock *last_block;
 122         mutable Buffer *buffer;
 123         mutable unsigned dirty;
 124
 125 public:
 126         ProgramData();
 127         ProgramData(const ProgramData &);
 128         ProgramData &operator=(const ProgramData &);
 129         ~ProgramData();
 130
 131 private:
 132         void uniform(const std::string &, Uniform *);
 133 public:
 134         void uniform(const std::string &, int);
 135         void uniform(const std::string &, float);
 136         void uniform(const std::string &, float, float);
 137         void uniform2(const std::string &, const float *);
 138         void uniform(const std::string &, float, float, float);
 139         void uniform(const std::string &, const Vector3 &);
 140         void uniform3(const std::string &, const float *);
 141         void uniform(const std::string &, float, float, float, float);
 142         void uniform(const std::string &, const Vector4 &);
 143         void uniform(const std::string &, const Color &);
 144         void uniform4(const std::string &, const float *);
 145         void uniform(const std::string &, const LinAl::Matrix<float, 2, 2> &);
 146         void uniform_matrix2(const std::string &, const float *);
 147         void uniform(const std::string &, const LinAl::Matrix<float, 3, 3> &);
 148         void uniform_matrix3(const std::string &, const float *);
 149         void uniform(const std::string &, const Matrix &);
 150         void uniform_matrix4(const std::string &, const float *);
 151         void uniform1_array(const std::string &, unsigned, const int *);
 152         void uniform1_array(const std::string &, unsigned, const float *);
 153         void uniform2_array(const std::string &, unsigned, const float *);
 154         void uniform3_array(const std::string &, unsigned, const float *);
 155         void uniform4_array(const std::string &, unsigned, const float *);
 156         void uniform_matrix4_array(const std::string &, unsigned, const float *);
 157
 158 private:
 159         unsigned compute_slot_mask(const Program::UniformBlockInfo &) const;
 160         void update_block(UniformBlock &, const Program::UniformBlockInfo &) const;
 161         SharedBlock *get_shared_block(const Program::UniformBlockInfo &) const;
 162
 163 public:
 164         /** Applies uniform blocks for the currently bound program, creating them
 165         if needed. */
 166         void apply() const;
 167 };
 168
 169 } // namespace GL
 170 } // namespace Msp
 171
 172 #endif