added shader class and unistate. not using shader class yet
authorJohn Tsiombikas <nuclear@mutantstargoat.com>
Sun, 25 Dec 2016 03:03:55 +0000 (05:03 +0200)
committerJohn Tsiombikas <nuclear@mutantstargoat.com>
Sun, 25 Dec 2016 03:03:55 +0000 (05:03 +0200)
src/shader.cc [new file with mode: 0644]
src/shader.h [new file with mode: 0644]
src/unistate.cc [new file with mode: 0644]
src/unistate.h [new file with mode: 0644]

diff --git a/src/shader.cc b/src/shader.cc
new file mode 100644 (file)
index 0000000..d7f863a
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,716 @@
+#include <stdio.h>
+#include <string.h>
+#include <stdarg.h>
+#include <errno.h>
+#include "opengl.h"
+#include "shader.h"
+#include "logger.h"
+#include "unistate.h"
+#include "mesh.h"
+
+#ifdef _WIN32
+#include <malloc.h>
+#else
+#include <alloca.h>
+#endif
+
+#ifdef __GLEW_H__
+#define HAVE_GEOMETRY_SHADER
+#define HAVE_TESSELATION_SHADER
+#endif
+
+static void bind_standard_attr(const ShaderProg *prog);
+static const char *strtype(unsigned int type);
+
+ShaderProg *ShaderProg::current;
+
+void bind_shader(const ShaderProg *sdr)
+{
+       if(sdr) {
+               sdr->bind();
+       } else {
+#ifndef GL_ES_VERSION_2_0
+               glUseProgram(0);
+               ShaderProg::current = 0;
+#endif
+       }
+}
+
+const ShaderProg *get_current_shader()
+{
+       return ShaderProg::current;
+}
+
+
+Shader::Shader()
+{
+       sdr = type = 0;
+       name = src = 0;
+}
+
+Shader::~Shader()
+{
+       destroy();
+}
+
+unsigned int Shader::get_id() const
+{
+       return sdr;
+}
+
+unsigned int Shader::get_type() const
+{
+       return type;
+}
+
+void Shader::set_name(const char *name)
+{
+       delete [] this->name;
+       this->name = new char[strlen(name) + 1];
+       strcpy(this->name, name);
+}
+
+const char *Shader::get_name() const
+{
+       return name;
+}
+
+void Shader::set_source(const char *src)
+{
+       delete [] this->src;
+       this->src = new char[strlen(src) + 1];
+       strcpy(this->src, src);
+}
+
+const char *Shader::get_source() const
+{
+       return src;
+}
+
+bool Shader::create(const char *src, unsigned int type)
+{
+#if !GL_ES_VERSION_2_0
+       const char *src_arr[] = {src};
+#else
+       const char *src_arr[] = { "precision mediump float; ", src };
+#endif
+       this->type = type;
+
+       if(src != this->src) {
+               delete [] this->src;
+               int len = strlen(src);
+               this->src = new char[len + 1];
+               memcpy(this->src, src, len + 1);
+       }
+
+       if(!sdr) {
+               sdr = glCreateShader(type);
+       }
+
+       info_log("compiling shader: %s... ", name ? name : "");
+
+       glShaderSource(sdr, sizeof src_arr / sizeof *src_arr, src_arr, 0);
+
+       glCompileShader(sdr);
+
+       int status;
+       glGetShaderiv(sdr, GL_COMPILE_STATUS, &status);
+
+       info_log(status ? "success\n" : "failed\n");
+
+       int info_len;
+       glGetShaderiv(sdr, GL_INFO_LOG_LENGTH, &info_len);
+       if(info_len > 1) {
+               char *buf = (char*)alloca(info_len);
+               glGetShaderInfoLog(sdr, info_len, 0, buf);
+               buf[info_len - 1] = 0;
+
+               if(status) {
+                       info_log("%s\n", buf);
+               } else {
+                       error_log("%s\n", buf);
+               }
+       }
+
+       return status == GL_TRUE;
+}
+
+void Shader::destroy()
+{
+       if(sdr) {
+               glDeleteShader(sdr);
+       }
+       sdr = type = 0;
+       delete [] src;
+       src = 0;
+       delete [] name;
+       name = 0;
+}
+
+bool Shader::load(const char *fname, unsigned int type)
+{
+       FILE *fp;
+
+       if(!(fp = fopen(fname, "rb"))) {
+               error_log("failed to load %s shader: %s: %s\n", strtype(type), fname, strerror(errno));
+               return false;
+       }
+
+       fseek(fp, 0, SEEK_END);
+       long sz = ftell(fp);
+       fseek(fp, 0, SEEK_SET);
+
+       char *src = (char*)alloca(sz + 1);
+       if(fread(src, 1, sz, fp) < (size_t)sz) {
+               error_log("failed to load %s shader: %s: %s\n", strtype(type), fname, strerror(errno));
+               fclose(fp);
+               return false;
+       }
+       src[sz] = 0;
+       fclose(fp);
+
+       set_name(fname);
+       return create(src, type);
+}
+
+// ---- shader program ----
+ShaderProg::ShaderProg()
+{
+       prog = 0;
+       must_link = true;
+}
+
+ShaderProg::~ShaderProg()
+{
+       destroy();
+}
+
+unsigned int ShaderProg::get_id() const
+{
+       return prog;
+}
+
+bool ShaderProg::create(const char *src, unsigned int type, ...)
+{
+       va_list ap;
+
+       va_start(ap, type);
+       bool res = create(src, type, ap);
+       va_end(ap);
+
+       return res;
+}
+
+bool ShaderProg::create(const char *src, unsigned int type, va_list ap)
+{
+       destroy();
+       prog = glCreateProgram();
+
+       while(src) {
+               Shader *sdr = new Shader;
+               if(!sdr->create(src, type)) {
+                       delete sdr;
+                       return false;
+               }
+               add_shader(sdr);
+               src = va_arg(ap, const char*);
+               type = va_arg(ap, unsigned int);
+       }
+       return link();
+}
+
+bool ShaderProg::create(const char *vsrc, const char *psrc)
+{
+       return create(VSDR(vsrc), PSDR(psrc), 0);
+}
+
+bool ShaderProg::create(Shader *sdr, ...)
+{
+       va_list ap;
+
+       va_start(ap, sdr);
+       bool res = create(sdr, ap);
+       va_end(ap);
+
+       return res;
+}
+
+bool ShaderProg::create(Shader *sdr, va_list ap)
+{
+       destroy();
+       prog = glCreateProgram();
+
+       while(sdr) {
+               add_shader(sdr);
+               sdr = va_arg(ap, Shader*);
+       }
+       return link();
+}
+
+bool ShaderProg::create(Shader *vsdr, Shader *psdr)
+{
+       return create(vsdr, psdr, 0);
+}
+
+void ShaderProg::destroy()
+{
+       if(prog) {
+               glDeleteProgram(prog);
+       }
+       prog = 0;
+
+       shaders.clear();
+       // don't actually destroy the shaders, let the ShaderSet own them
+}
+
+bool ShaderProg::load(const char *fname, unsigned int type, ...)
+{
+       va_list ap;
+       va_start(ap, type);
+       bool res = load(fname, type, ap);
+       va_end(ap);
+
+       return res;
+}
+
+bool ShaderProg::load(const char *fname, unsigned int type, va_list ap)
+{
+       destroy();
+       prog = glCreateProgram();
+
+       while(fname) {
+               Shader *sdr = new Shader;
+               if(!sdr->load(fname, type)) {
+                       delete sdr;
+                       return false;
+               }
+               add_shader(sdr);
+
+               if((fname = va_arg(ap, const char*))) {
+                       type = va_arg(ap, unsigned int);
+               }
+       }
+
+       return link();
+}
+
+bool ShaderProg::load(const char *vfname, const char *pfname)
+{
+       return load(VSDR(vfname), PSDR(pfname), 0);
+}
+
+void ShaderProg::add_shader(Shader *sdr)
+{
+       glAttachShader(prog, sdr->get_id());
+}
+
+bool ShaderProg::link() const
+{
+       bind_standard_attr(this);
+
+       info_log("linking program ... ");
+       glLinkProgram(prog);
+
+       int status;
+       glGetProgramiv(prog, GL_LINK_STATUS, &status);
+
+       info_log(status ? "success\n" : "failed\n");
+
+       int info_len;
+       glGetProgramiv(prog, GL_INFO_LOG_LENGTH, &info_len);
+       if(info_len > 1) {
+               char *buf = (char*)alloca(info_len);
+               glGetProgramInfoLog(prog, info_len, 0, buf);
+               buf[info_len - 1] = 0;
+
+               if(status) {
+                       info_log("%s\n", buf);
+               } else {
+                       error_log("%s\n", buf);
+               }
+       }
+
+       if(status) {
+               must_link = false;
+               cache_state_uniforms();
+
+               return true;
+       }
+       return false;
+}
+
+void ShaderProg::bind() const
+{
+       if(must_link) {
+               if(!link()) {
+                       return;
+               }
+       }
+       glUseProgram(prog);
+       ShaderProg::current = (ShaderProg*)this;
+
+       setup_state_uniforms();
+}
+
+
+int ShaderProg::get_attrib_location(const char *name) const
+{
+       bind();
+       return glGetAttribLocation(prog, name);
+}
+
+void ShaderProg::set_attrib_location(const char *name, int loc) const
+{
+       glBindAttribLocation(prog, loc, name);
+       must_link = true;
+}
+
+int ShaderProg::get_uniform_location(const char *name) const
+{
+       bind();
+       return glGetUniformLocation(prog, name);
+}
+
+bool ShaderProg::set_uniform(int loc, int val) const
+{
+       bind();
+       if(loc >= 0) {
+               glUniform1i(loc, val);
+               return true;
+       }
+       return false;
+}
+
+bool ShaderProg::set_uniform(int loc, float val) const
+{
+       bind();
+       if(loc >= 0) {
+               glUniform1f(loc, val);
+               return true;
+       }
+       return false;
+}
+
+bool ShaderProg::set_uniform(int loc, const Vec2 &v) const
+{
+       bind();
+       if(loc >= 0) {
+               glUniform2f(loc, v.x, v.y);
+               return true;
+       }
+       return false;
+}
+
+bool ShaderProg::set_uniform(int loc, const Vec3 &v) const
+{
+       bind();
+       if(loc >= 0) {
+               glUniform3f(loc, v.x, v.y, v.z);
+               return true;
+       }
+       return false;
+}
+
+bool ShaderProg::set_uniform(int loc, const Vec4 &v) const
+{
+       bind();
+       if(loc >= 0) {
+               glUniform4f(loc, v.x, v.y, v.z, v.w);
+               return true;
+       }
+       return false;
+}
+
+bool ShaderProg::set_uniform(int loc, const Mat3 &m) const
+{
+       bind();
+       if(loc >= 0) {
+               glUniformMatrix3fv(loc, 1, GL_FALSE, m[0]);
+               return true;
+       }
+       return false;
+}
+
+bool ShaderProg::set_uniform(int loc, const Mat4 &m) const
+{
+       bind();
+       if(loc >= 0) {
+               glUniformMatrix4fv(loc, 1, GL_FALSE, m[0]);
+               return true;
+       }
+       return false;
+}
+
+
+bool ShaderProg::set_uniform(const char *name, int val) const
+{
+       return set_uniform(get_uniform_location(name), val);
+}
+
+bool ShaderProg::set_uniform(const char *name, float val) const
+{
+       return set_uniform(get_uniform_location(name), val);
+}
+
+bool ShaderProg::set_uniform(const char *name, const Vec2 &v) const
+{
+       return set_uniform(get_uniform_location(name), v);
+}
+
+bool ShaderProg::set_uniform(const char *name, const Vec3 &v) const
+{
+       return set_uniform(get_uniform_location(name), v);
+}
+
+bool ShaderProg::set_uniform(const char *name, const Vec4 &v) const
+{
+       return set_uniform(get_uniform_location(name), v);
+}
+
+bool ShaderProg::set_uniform(const char *name, const Mat3 &m) const
+{
+       return set_uniform(get_uniform_location(name), m);
+}
+
+bool ShaderProg::set_uniform(const char *name, const Mat4 &m) const
+{
+       return set_uniform(get_uniform_location(name), m);
+}
+
+static StType unist_type(GLenum type)
+{
+       switch(type) {
+       case GL_FLOAT:
+               return ST_FLOAT;
+       case GL_FLOAT_VEC2:
+               return ST_FLOAT2;
+       case GL_FLOAT_VEC3:
+               return ST_FLOAT3;
+       case GL_FLOAT_VEC4:
+               return ST_FLOAT4;
+       case GL_INT:
+       case GL_SAMPLER_2D:
+       case GL_SAMPLER_CUBE:
+#if !GL_ES_VERSION_2_0
+       case GL_SAMPLER_1D:
+       case GL_SAMPLER_3D:
+       case GL_SAMPLER_1D_SHADOW:
+       case GL_SAMPLER_2D_SHADOW:
+#endif
+               return ST_INT;
+       case GL_INT_VEC2:
+               return ST_INT2;
+       case GL_INT_VEC3:
+               return ST_INT3;
+       case GL_INT_VEC4:
+               return ST_INT4;
+       case GL_FLOAT_MAT3:
+               return ST_MATRIX3;
+       case GL_FLOAT_MAT4:
+               return ST_MATRIX4;
+       default:
+               break;
+       }
+       return ST_UNKNOWN;
+}
+
+void ShaderProg::cache_state_uniforms() const
+{
+       if(!glIsProgram(prog)) {
+               return;
+       }
+
+       int num_uni;
+       glGetProgramiv(prog, GL_ACTIVE_UNIFORMS, &num_uni);
+
+       char name[256];
+       for(int i=0; i<num_uni; i++) {
+               GLint sz;
+               GLenum type;
+               glGetActiveUniform(prog, i, sizeof name - 1, 0, &sz, &type, name);
+
+               if(strstr(name, "st_") == name) {
+                       StateLocCache s;
+                       s.sidx = add_unistate(name, unist_type(type));
+                       s.loc = glGetUniformLocation(prog, name);
+                       stloc_cache.push_back(s);
+               }
+       }
+}
+
+void ShaderProg::setup_state_uniforms() const
+{
+#ifdef USE_OLDGL
+       setup_gl_matrices();
+#endif
+
+       for(size_t i=0; i<stloc_cache.size(); i++) {
+               setup_unistate(stloc_cache[i].sidx, this, stloc_cache[i].loc);
+       }
+}
+
+// ---- ShaderSet ----
+static Shader *create_shader()
+{
+       return new Shader;
+}
+
+bool load_shader(Shader *sdr, const char *fname, unsigned int type)
+{
+       FILE *fp;
+
+       if(!(fp = fopen(fname, "rb"))) {
+               error_log("failed to load %s shader: %s: %s\n", strtype(type), fname, strerror(errno));
+               return false;
+       }
+
+       fseek(fp, 0, SEEK_END);
+       long sz = ftell(fp);
+       fseek(fp, 0, SEEK_SET);
+
+       sdr->src = new char[sz + 1];
+       if(fread(sdr->src, 1, sz, fp) < (size_t)sz) {
+               error_log("failed to load %s shader: %s: %s\n", strtype(type), fname, strerror(errno));
+               fclose(fp);
+               delete [] sdr->src;
+               return false;
+       }
+       sdr->src[sz] = 0;
+       fclose(fp);
+
+       sdr->set_name(fname);
+       return true;
+}
+
+static bool load_vertex_shader(Shader *sdr, const char *fname)
+{
+       return load_shader(sdr, fname, GL_VERTEX_SHADER);
+}
+
+static bool load_pixel_shader(Shader *sdr, const char *fname)
+{
+       return load_shader(sdr, fname, GL_FRAGMENT_SHADER);
+}
+
+#ifdef HAVE_GEOMETRY_SHADER
+static bool load_geom_shader(Shader *sdr, const char *fname)
+{
+       return load_shader(sdr, fname, GL_GEOMETRY_SHADER);
+}
+#endif
+
+#ifdef HAVE_TESSELATION_SHADER
+static bool load_tc_shader(Shader *sdr, const char *fname)
+{
+       return load_shader(sdr, fname, GL_TESS_CONTROL_SHADER);
+}
+
+static bool load_te_shader(Shader *sdr, const char *fname)
+{
+       return load_shader(sdr, fname, GL_TESS_EVALUATION_SHADER);
+}
+#endif
+
+static bool done_shader(Shader *sdr)
+{
+       return sdr->create(sdr->get_source(), sdr->get_type());
+}
+
+static void destroy_shader(Shader *sdr)
+{
+       delete sdr;
+}
+
+ShaderSet::ShaderSet(unsigned int type)
+       : DataSet<Shader*>(create_shader, 0, done_shader, destroy_shader)
+{
+       this->type = type;
+
+       switch(type) {
+       case GL_VERTEX_SHADER:
+               load = load_vertex_shader;
+               break;
+
+       case GL_FRAGMENT_SHADER:
+               load = load_pixel_shader;
+               break;
+
+#ifdef HAVE_GEOMETRY_SHADER
+       case GL_GEOMETRY_SHADER:
+               load = load_geom_shader;
+               break;
+#endif
+
+#ifdef HAVE_TESSELATION_SHADER
+       case GL_TESS_CONTROL_SHADER:
+               load = load_tc_shader;
+               break;
+
+       case GL_TESS_EVALUATION_SHADER:
+               load = load_te_shader;
+               break;
+#endif
+
+       default:
+               error_log("ShaderSet constructed with invalid shader type!\n");
+       }
+}
+
+static struct {
+       const char *name;
+       int loc;
+} attr_loc[] = {
+       {"attr_vertex", MESH_ATTR_VERTEX},
+       {"attr_normal", MESH_ATTR_NORMAL},
+       {"attr_tangent", MESH_ATTR_TANGENT},
+       {"attr_texcoord", MESH_ATTR_TEXCOORD},
+       {"attr_color", MESH_ATTR_COLOR},
+       {"attr_boneweights", MESH_ATTR_BONEWEIGHTS},
+       {"attr_boneidx", MESH_ATTR_BONEIDX}
+};
+
+static void bind_standard_attr(const ShaderProg *prog)
+{
+       // we must link once to find out which are the active attributes
+       glLinkProgram(prog->get_id());
+
+       int num_attr;
+       glGetProgramiv(prog->get_id(), GL_ACTIVE_ATTRIBUTES, &num_attr);
+
+       char name[256];
+       for(int i=0; i<num_attr; i++) {
+               GLint sz;
+               GLenum type;
+               glGetActiveAttrib(prog->get_id(), i, sizeof name - 1, 0, &sz, &type, name);
+
+               for(int j=0; j<(int)(sizeof attr_loc / sizeof *attr_loc); j++) {
+                       if(strcmp(name, attr_loc[j].name) == 0) {
+                               prog->set_attrib_location(name, attr_loc[j].loc);
+                       }
+               }
+       }
+}
+
+
+static const char *strtype(unsigned int type)
+{
+       switch(type) {
+       case GL_VERTEX_SHADER:
+               return "vertex";
+       case GL_FRAGMENT_SHADER:
+               return "fragment";
+#ifdef HAVE_GEOMETRY_SHADER
+       case GL_GEOMETRY_SHADER:
+               return "geometry";
+#endif
+#ifdef HAVE_TESSELATION_SHADER
+       case GL_TESS_CONTROL_SHADER:
+               return "tesselation control";
+       case GL_TESS_EVALUATION_SHADER:
+               return "tesselation evaluation";
+#endif
+       default:
+               break;
+       }
+       return "<unknown>";
+}
diff --git a/src/shader.h b/src/shader.h
new file mode 100644 (file)
index 0000000..b44e0e2
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,148 @@
+#ifndef SHADER_H_
+#define SHADER_H_
+
+#include <vector>
+#include <gmath/gmath.h>
+#include "opengl.h"
+#include "dataset.h"
+
+class ShaderProg;
+
+
+void bind_shader(const ShaderProg *sdr);
+const ShaderProg *get_current_shader();
+
+
+class Shader {
+private:
+       unsigned int sdr;
+       unsigned int type;
+       char *name, *src;
+
+public:
+       Shader();
+       ~Shader();
+
+       unsigned int get_id() const;
+       unsigned int get_type() const;
+
+       void set_name(const char *name);
+       const char *get_name() const;
+
+       void set_source(const char *src);
+       const char *get_source() const;
+
+       bool create(const char *src, unsigned int type);
+       void destroy();
+
+       bool load(const char *fname, unsigned int type);
+
+       friend bool load_shader(Shader*, const char*, unsigned int);
+};
+
+#define VSDR(s)                s, GL_VERTEX_SHADER
+#define FSDR(s)                s, GL_FRAGMENT_SHADER
+#define PSDR(s)                FSDR(s)
+#define GSDR(s)                s, GL_GEOMETRY_SHADER
+#define TCSDR(s)       s, GL_TESS_CONTROL_SHADER
+#define TESDR(s)       s, GL_TESS_EVALUATION_SHADER
+
+class ShaderProg {
+private:
+       unsigned int prog;
+       mutable bool must_link;
+       std::vector<Shader*> shaders;
+
+       struct StateLocCache { int sidx, loc; };
+       /** a cache of all st_ prefixed uniform locations and their corresponding
+        * index in the global uniform state vector (see unistate.h)
+        */
+       mutable std::vector<StateLocCache> stloc_cache;
+
+       void cache_state_uniforms() const;
+       void setup_state_uniforms() const;
+
+public:
+       static ShaderProg *current;
+
+       ShaderProg();
+       ~ShaderProg();
+
+       /// returns the OpenGL object id for this shader program
+       unsigned int get_id() const;
+
+       /** takes a series of shaders, and constructs a program object by linking
+        * them together. Terminate with a null pointer (don't use 0!) */
+       bool create(Shader *sdr, ...);
+       /// same as above, but with a va_list instead of variable arguments.
+       bool create(Shader *sdr, va_list ap);
+       /** takes two shaders (vertex and pixel) and constructs a program object by
+        * linking them together. Either one can be null. */
+       bool create(Shader *vsdr, Shader *psdr);
+
+       /** takes a series of shader source/shader type pairs and constructs a program
+        * object by linking them together. Terminate with a null pointer (don't use 0!)
+        * You can use the VSDR, PSDR, GSDR, TCSDR, TESDR convenience macros for passing
+        * the pairs.
+        * Example: create(VSDR(vsrc0), VSDR(vsrc1), PSDR(psrc), NULL);
+        */
+       bool create(const char *src, unsigned int type, ...);
+       /// same as above, but with a va_list instead of variable arguments.
+       bool create(const char *src, unsigned int type, va_list ap);
+       /** takes two shaders source strings (vertex and pixel) and constructs
+        * a program object by linking them together. Either one can be null. */
+       bool create(const char *vsrc, const char *psrc);
+
+       void destroy();
+
+       /** takes a series of shader filename/shader type pairs, loads the shaders and
+        * constructs a program object by linking them together. Terminate with a null
+        * pointer (don't use 0!). You can use the VSDR, PSDR, GSDR, TCSDR, TESDR convenience
+        * macros for passing the pairs.
+        * Example: load(VSDR("vsdr1.glsl"), VSDR("vsdr2.glsl"), PSDR("pixel.glsl"), NULL);
+        */
+       bool load(const char *fname, unsigned int type, ...);
+       /// same as above, but with a va_list instead of variable arguments.
+       bool load(const char *fname, unsigned int type, va_list ap);
+       /** takes the filenames of two shader files (vertex and pixel), loads them and
+        * constructs a program object by linking them together. Either one can be null */
+       bool load(const char *vsrc, const char *psrc);
+
+       void add_shader(Shader *sdr);
+       bool link() const;
+
+       void bind() const;
+
+       int get_attrib_location(const char *name) const;
+       void set_attrib_location(const char *name, int loc) const;
+
+       int get_uniform_location(const char *name) const;
+
+       bool set_uniform(int loc, int val) const;
+       bool set_uniform(int loc, float val) const;
+       bool set_uniform(int loc, const Vec2 &v) const;
+       bool set_uniform(int loc, const Vec3 &v) const;
+       bool set_uniform(int loc, const Vec4 &v) const;
+       bool set_uniform(int loc, const Mat3 &m) const;
+       bool set_uniform(int loc, const Mat4 &m) const;
+
+       bool set_uniform(const char *name, int val) const;
+       bool set_uniform(const char *name, float val) const;
+       bool set_uniform(const char *name, const Vec2 &v) const;
+       bool set_uniform(const char *name, const Vec3 &v) const;
+       bool set_uniform(const char *name, const Vec4 &v) const;
+       bool set_uniform(const char *name, const Mat3 &m) const;
+       bool set_uniform(const char *name, const Mat4 &m) const;
+
+       friend void setup_unistate(const ShaderProg*);
+};
+
+class ShaderSet : public DataSet<Shader*> {
+private:
+       unsigned int type;
+
+public:
+       ShaderSet(unsigned int type);
+};
+
+#endif // SHADER_H_
diff --git a/src/unistate.cc b/src/unistate.cc
new file mode 100644 (file)
index 0000000..9793501
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,677 @@
+#include <map>
+#include <vector>
+#include "unistate.h"
+#include "shader.h"
+#include "logger.h"
+
+struct StateItem {
+       StType type;
+
+       union {
+               int ival[4];
+               float fval[16];
+       };
+       int transpose;  // for matrices
+};
+
+static const char *typestr(StType type);
+static int type_nelem(StType type);
+static StType float_type(int elem);
+static StType int_type(int elem);
+
+std::vector<StateItem> state;
+std::map<std::string, int> stateidx;
+
+
+int add_unistate(const char *name, StType type)
+{
+       static const float ident3[] = {1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 1};
+       static const float ident4[] = {1, 0, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 1};
+
+       if(stateidx.find(name) != stateidx.end()) {
+               return stateidx[name];
+       }
+
+       StateItem sitem;
+       memset(&sitem, 0, sizeof sitem);
+       sitem.type = type;
+
+       // initialize to a reasonable default value
+       switch(type) {
+       case ST_MATRIX3:
+               memcpy(sitem.fval, ident3, sizeof ident3);
+               break;
+
+       case ST_MATRIX4:
+               memcpy(sitem.fval, ident4, sizeof ident4);
+               break;
+
+       default:
+               break;  // in all other cases leave it zero (see memset above)
+       }
+
+       int sidx = state.size();
+       state.push_back(sitem);
+       stateidx[name] = sidx;
+
+       debug_log("adding uniform state [%d]: %s %s\n", sidx, typestr(sitem.type), name);
+
+       return sidx;
+}
+
+int get_unistate_index(const char *name)
+{
+       std::map<std::string, int>::const_iterator it = stateidx.find(name);
+       if(it != stateidx.end()) {
+               return it->second;
+       }
+       return -1;
+}
+
+#define CHECK_INDEX(i) \
+       if(i < 0 || i >= (int)state.size()) return
+
+#define CHECK_COUNT(count, type) \
+       do { \
+               int max_elem = type_nelem(type); \
+               if(!(count) || (count) > max_elem) { \
+                       count = max_elem; \
+               } \
+       } while(0)
+
+void set_unistate(int sidx, const int *val, int count)
+{
+       CHECK_INDEX(sidx);
+       CHECK_COUNT(count, state[sidx].type);
+
+       memcpy(state[sidx].ival, val, count * sizeof *state[sidx].ival);
+}
+
+void set_unistate(int sidx, const float *val, int count)
+{
+       CHECK_INDEX(sidx);
+       CHECK_COUNT(count, state[sidx].type);
+
+       memcpy(state[sidx].fval, val, count * sizeof *state[sidx].fval);
+       state[sidx].transpose = 0;
+}
+
+void get_unistate(int sidx, int *val, int count)
+{
+       CHECK_INDEX(sidx);
+       CHECK_COUNT(count, state[sidx].type);
+
+       memcpy(val, state[sidx].ival, count * sizeof *val);
+}
+
+void get_unistate(int sidx, float *val, int count)
+{
+       CHECK_INDEX(sidx);
+       CHECK_COUNT(count, state[sidx].type);
+
+       memcpy(val, state[sidx].fval, count * sizeof *val);
+}
+
+void set_unistate(int sidx, int val)
+{
+       set_unistate(sidx, &val, 1);
+}
+
+void set_unistate(int sidx, float val)
+{
+       set_unistate(sidx, &val, 1);
+}
+
+void set_unistate(int sidx, const Vec2 &vec)
+{
+       set_unistate(sidx, &vec.x, 2);
+}
+
+void set_unistate(int sidx, const Vec3 &vec)
+{
+       set_unistate(sidx, &vec.x, 3);
+}
+
+void set_unistate(int sidx, const Vec4 &vec)
+{
+       set_unistate(sidx, &vec.x, 4);
+}
+
+void set_unistate(int sidx, const Mat3 &mat)
+{
+       set_unistate(sidx, mat[0], 9);
+       state[sidx].transpose = 0;
+}
+
+void set_unistate(int sidx, const Mat4 &mat)
+{
+       set_unistate(sidx, mat[0], 16);
+       state[sidx].transpose = 0;
+}
+
+
+int set_unistate(const char *name, int *val, int count)
+{
+       int sidx = get_unistate_index(name);
+       if(sidx < 0) {
+               StType type = int_type(count);
+               if(type == ST_UNKNOWN) {
+                       error_log("invalid element count (%d) while setting previously unknown unistate item \"%s\"\n",
+                                       count, name);
+                       return -1;
+               }
+
+               sidx = add_unistate(name, type);
+       }
+       set_unistate(sidx, val);
+       return sidx;
+}
+
+int set_unistate(const char *name, float *val, int count)
+{
+       int sidx = get_unistate_index(name);
+       if(sidx < 0) {
+               StType type = float_type(count);
+               if(type == ST_UNKNOWN) {
+                       error_log("invalid element count (%d) while setting previously unknown unistate item \"%s\"\n",
+                                       count, name);
+                       return -1;
+               }
+
+               sidx = add_unistate(name, type);
+       }
+       set_unistate(sidx, val);
+       return sidx;
+}
+
+int set_unistate(const char *name, int val)
+{
+       int sidx = get_unistate_index(name);
+       if(sidx < 0) {
+               sidx = add_unistate(name, ST_INT);
+       }
+       set_unistate(sidx, val);
+       return sidx;
+}
+
+int set_unistate(const char *name, float val)
+{
+       int sidx = get_unistate_index(name);
+       if(sidx < 0) {
+               sidx = add_unistate(name, ST_FLOAT);
+       }
+       set_unistate(sidx, val);
+       return sidx;
+}
+
+int set_unistate(const char *name, const Vec2 &vec)
+{
+       int sidx = get_unistate_index(name);
+       if(sidx < 0) {
+               sidx = add_unistate(name, ST_FLOAT2);
+       }
+       set_unistate(sidx, vec);
+       return sidx;
+}
+
+int set_unistate(const char *name, const Vec3 &vec)
+{
+       int sidx = get_unistate_index(name);
+       if(sidx < 0) {
+               sidx = add_unistate(name, ST_FLOAT3);
+       }
+       set_unistate(sidx, vec);
+       return sidx;
+}
+
+int set_unistate(const char *name, const Vec4 &vec)
+{
+       int sidx = get_unistate_index(name);
+       if(sidx < 0) {
+               sidx = add_unistate(name, ST_FLOAT4);
+       }
+       set_unistate(sidx, vec);
+       return sidx;
+}
+
+int set_unistate(const char *name, const Mat3 &mat)
+{
+       int sidx = get_unistate_index(name);
+       if(sidx < 0) {
+               sidx = add_unistate(name, ST_MATRIX3);
+       }
+       set_unistate(sidx, mat);
+       return sidx;
+}
+
+int set_unistate(const char *name, const Mat4 &mat)
+{
+       int sidx = get_unistate_index(name);
+       if(sidx < 0) {
+               sidx = add_unistate(name, ST_MATRIX4);
+       }
+       set_unistate(sidx, mat);
+       return sidx;
+}
+
+
+int get_unistate_int(int sidx)
+{
+       int val = 0;
+       get_unistate(sidx, &val, 1);
+       return val;
+}
+
+float get_unistate_float(int sidx)
+{
+       float val = 0.0f;
+       get_unistate(sidx, &val, 1);
+       return val;
+}
+
+Vec2 get_unistate_vec2(int sidx)
+{
+       float val[2] = {0.0f, 0.0f};
+       get_unistate(sidx, val, 2);
+       return Vec2(val[0], val[1]);
+}
+
+Vec3 get_unistate_vec3(int sidx)
+{
+       float val[3] = {0.0f, 0.0f, 0.0f};
+       get_unistate(sidx, val, 3);
+       return Vec3(val[0], val[1], val[2]);
+}
+
+Vec4 get_unistate_vec4(int sidx)
+{
+       float val[4] = {0.0f, 0.0f, 0.0f};
+       get_unistate(sidx, val, 4);
+       return Vec4(val[0], val[1], val[2], val[3]);
+}
+
+Mat3 get_unistate_mat3(int sidx)
+{
+       Mat3 res;
+       get_unistate(sidx, res.m[0], 9);
+       return res;
+}
+
+Mat4 get_unistate_mat4(int sidx)
+{
+       Mat4 res;
+       get_unistate(sidx, res.m[0], 16);
+       return res;
+}
+
+
+int get_unistate_int(const char *name)
+{
+       int sidx = get_unistate_index(name);
+       if(sidx == -1) {
+               return 0;
+       }
+       return get_unistate_int(sidx);
+}
+
+float get_unistate_float(const char *name)
+{
+       int sidx = get_unistate_index(name);
+       if(sidx == -1) {
+               return 0.0f;
+       }
+       return get_unistate_float(sidx);
+}
+
+Vec2 get_unistate_vec2(const char *name)
+{
+       int sidx = get_unistate_index(name);
+       if(sidx == -1) {
+               return Vec2();
+       }
+       return get_unistate_vec2(sidx);
+}
+
+Vec3 get_unistate_vec3(const char *name)
+{
+       int sidx = get_unistate_index(name);
+       if(sidx == -1) {
+               return Vec3();
+       }
+       return get_unistate_vec3(sidx);
+}
+
+Vec4 get_unistate_vec4(const char *name)
+{
+       int sidx = get_unistate_index(name);
+       if(sidx == -1) {
+               return Vec4();
+       }
+       return get_unistate_vec4(sidx);
+}
+
+Mat3 get_unistate_mat3(const char *name)
+{
+       int sidx = get_unistate_index(name);
+       if(sidx == -1) {
+               return Mat3();
+       }
+       return get_unistate_mat3(sidx);
+}
+
+Mat4 get_unistate_mat4(const char *name)
+{
+       int sidx = get_unistate_index(name);
+       if(sidx == -1) {
+               return Mat4();
+       }
+       return get_unistate_mat4(sidx);
+}
+
+
+void setup_unistate(const ShaderProg *sdr)
+{
+       if(!sdr) {
+               if(!(sdr = ShaderProg::current)) {
+                       return;
+               }
+       }
+
+       sdr->setup_state_uniforms();
+}
+
+bool setup_unistate(int sidx, const ShaderProg *sdr, int loc)
+{
+       if(loc < 0 || sidx < 0 || sidx >= (int)state.size()) {
+               return false;
+       }
+
+       glUseProgram(sdr->get_id());
+
+       switch(state[sidx].type) {
+       case ST_INT:
+               glUniform1iv(loc, 1, state[sidx].ival);
+               break;
+       case ST_INT2:
+               glUniform2iv(loc, 1, state[sidx].ival);
+               break;
+       case ST_INT3:
+               glUniform3iv(loc, 1, state[sidx].ival);
+               break;
+       case ST_INT4:
+               glUniform4iv(loc, 1, state[sidx].ival);
+               break;
+
+       case ST_FLOAT:
+               glUniform1fv(loc, 1, state[sidx].fval);
+               break;
+       case ST_FLOAT2:
+               glUniform2fv(loc, 1, state[sidx].fval);
+               break;
+       case ST_FLOAT3:
+               glUniform3fv(loc, 1, state[sidx].fval);
+               break;
+       case ST_FLOAT4:
+               glUniform4fv(loc, 1, state[sidx].fval);
+               break;
+
+       case ST_MATRIX3:
+#ifdef GL_ES_VERSION_2_0
+               {
+                       float tmat[9], *ptr = tmat;
+                       for(int i=0; i<3; i++) {
+                               for(int j=0; j<3; j++) {
+                                       *ptr++ = state[sidx].fval[j * 3 + i];
+                               }
+                       }
+                       glUniformMatrix3fv(loc, 1, GL_FALSE, tmat);
+               }
+#else
+               glUniformMatrix3fv(loc, 1, state[sidx].transpose, state[sidx].fval);
+#endif
+               break;
+
+       case ST_MATRIX4:
+#ifdef GL_ES_VERSION_2_0
+               {
+                       float tmat[16], *ptr = tmat;
+                       for(int i=0; i<4; i++) {
+                               for(int j=0; j<4; j++) {
+                                       *ptr++ = state[sidx].fval[j * 4 + i];
+                               }
+                       }
+                       glUniformMatrix4fv(loc, 1, GL_FALSE, tmat);
+               }
+#else
+               glUniformMatrix4fv(loc, 1, state[sidx].transpose, state[sidx].fval);
+#endif
+               break;
+
+       default:
+               return false;
+       }
+
+       return true;
+}
+
+bool setup_unistate(const char *name, const ShaderProg *sdr)
+{
+       int loc = sdr->get_uniform_location(name);
+       if(loc == -1) {
+               return false;
+       }
+       return setup_unistate(get_unistate_index(name), sdr, loc);
+}
+
+void set_world_matrix(const Mat4 &mat)
+{
+       static int sidx = -1, sidx_transp, sidx_mat3;
+
+       if(sidx == -1) {
+               sidx = add_unistate("st_world_matrix", ST_MATRIX4);
+               sidx_mat3 = add_unistate("st_world_matrix3", ST_MATRIX3);
+               sidx_transp = add_unistate("st_world_matrix_transpose", ST_MATRIX4);
+       }
+
+       set_unistate(sidx, mat);
+       set_unistate(sidx_mat3, mat.submatrix(3, 3));
+       set_unistate(sidx_transp, mat[0]);
+       state[sidx_transp].transpose = 1;
+}
+
+void set_view_matrix(const Mat4 &mat)
+{
+       static int sidx = -1, sidx_transp, sidx_mat3;
+
+       if(sidx == -1) {
+               sidx = add_unistate("st_view_matrix", ST_MATRIX4);
+               sidx_mat3 = add_unistate("st_view_matrix3", ST_MATRIX3);
+               sidx_transp = add_unistate("st_view_matrix_transpose", ST_MATRIX4);
+       }
+
+       set_unistate(sidx, mat);
+       set_unistate(sidx_mat3, mat.submatrix(3, 3));
+       set_unistate(sidx_transp, mat[0]);
+       state[sidx_transp].transpose = 1;
+}
+
+void set_projection_matrix(const Mat4 &mat)
+{
+       static int sidx = -1;
+
+       if(sidx == -1) {
+               sidx = add_unistate("st_proj_matrix", ST_MATRIX4);
+       }
+
+       set_unistate(sidx, mat);
+}
+
+void set_texture_matrix(const Mat4 &mat)
+{
+       static int sidx = -1;
+
+       if(sidx == -1) {
+               sidx = add_unistate("st_tex_matrix", ST_MATRIX4);
+       }
+
+       set_unistate(sidx, mat);
+}
+
+Mat4 get_world_matrix()
+{
+       static int sidx = -1;
+
+       if(sidx == -1) {
+               if((sidx = get_unistate_index("st_world_matrix")) == -1) {
+                       return Mat4();
+               }
+       }
+       return get_unistate_mat4(sidx);
+}
+
+Mat4 get_view_matrix()
+{
+       static int sidx = -1;
+
+       if(sidx == -1) {
+               if((sidx = get_unistate_index("st_view_matrix")) == -1) {
+                       return Mat4();
+               }
+       }
+       return get_unistate_mat4(sidx);
+}
+
+Mat4 get_projection_matrix()
+{
+       static int sidx = -1;
+
+       if(sidx == -1) {
+               if((sidx = get_unistate_index("st_proj_matrix")) == -1) {
+                       return Mat4();
+               }
+       }
+       return get_unistate_mat4(sidx);
+}
+
+Mat4 get_texture_matrix()
+{
+       static int sidx = -1;
+
+       if(sidx == -1) {
+               if((sidx = get_unistate_index("st_tex_matrix")) == -1) {
+                       return Mat4();
+               }
+       }
+       return get_unistate_mat4(sidx);
+}
+
+void setup_gl_matrices()
+{
+#ifdef USE_OLDGL
+       Mat4 modelview = get_view_matrix() * get_world_matrix();
+       Mat4 proj = get_projection_matrix();
+       Mat4 tex = get_texture_matrix();
+
+       glMatrixMode(GL_TEXTURE);
+       glLoadTransposeMatrixf(tex[0]);
+       glMatrixMode(GL_PROJECTION);
+       glLoadTransposeMatrixf(proj[0]);
+       glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
+       glLoadTransposeMatrixf(modelview[0]);
+#endif
+}
+
+static const char *typestr(StType type)
+{
+       switch(type) {
+       case ST_INT:
+               return "int";
+       case ST_INT2:
+               return "ivec2";
+       case ST_INT3:
+               return "ivec3";
+       case ST_INT4:
+               return "ivec4";
+       case ST_FLOAT:
+               return "float";
+       case ST_FLOAT2:
+               return "vec2";
+       case ST_FLOAT3:
+               return "vec3";
+       case ST_FLOAT4:
+               return "vec4";
+       case ST_MATRIX3:
+               return "mat3";
+       case ST_MATRIX4:
+               return "mat4";
+
+       default:
+               break;
+       }
+       return "<unknown>";
+}
+
+static int type_nelem(StType type)
+{
+       switch(type) {
+       case ST_INT:
+       case ST_FLOAT:
+               return 1;
+       case ST_INT2:
+       case ST_FLOAT2:
+               return 2;
+       case ST_INT3:
+       case ST_FLOAT3:
+               return 3;
+       case ST_INT4:
+       case ST_FLOAT4:
+               return 4;
+       case ST_MATRIX3:
+               return 9;
+       case ST_MATRIX4:
+               return 16;
+
+       default:
+               break;
+       }
+
+       return 0;
+}
+
+static StType float_type(int elem)
+{
+       switch(elem) {
+       case 1:
+               return ST_FLOAT;
+       case 2:
+               return ST_FLOAT2;
+       case 3:
+               return ST_FLOAT3;
+       case 4:
+               return ST_FLOAT4;
+       case 9:
+               return ST_MATRIX3;
+       case 16:
+               return ST_MATRIX4;
+       default:
+               break;
+       }
+       return ST_UNKNOWN;
+}
+
+static StType int_type(int elem)
+{
+       switch(elem) {
+       case 1:
+               return ST_INT;
+       case 2:
+               return ST_INT2;
+       case 3:
+               return ST_INT3;
+       case 4:
+               return ST_INT4;
+       default:
+               break;
+       }
+       return ST_UNKNOWN;
+}
diff --git a/src/unistate.h b/src/unistate.h
new file mode 100644 (file)
index 0000000..b7e66ad
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,104 @@
+#ifndef UNISTATE_H_
+#define UNISTATE_H_
+
+#include <gmath/gmath.h>
+
+class ShaderProg;
+
+enum StType {
+       ST_UNKNOWN,
+       ST_INT, ST_INT2, ST_INT3, ST_INT4,
+       ST_FLOAT, ST_FLOAT2, ST_FLOAT3, ST_FLOAT4,
+       ST_MATRIX3, ST_MATRIX4
+};
+
+int add_unistate(const char *name, StType type);
+int get_unistate_index(const char *name);
+
+/** set the uniform state identified by \param sidx by copying
+ * a number of elements from \param val. If \param count is 0
+ * then it's automatically set based on the type of this state item.
+ * @{ */
+void set_unistate(int sidx, const int *val, int count = 0);
+void set_unistate(int sidx, const float *val, int count = 0);
+/// @}
+
+/** get the uniform state identified by \param sidx by copying
+ * a number of elements into \param val. If \param count is 0
+ * then it's automatically set based on the type of this state item.
+ * @{ */
+void get_unistate(int sidx, int *val, int count = 0);
+void get_unistate(int sidx, float *val, int count = 0);
+/// @}
+
+/// convenience versions of set_unistate @{
+void set_unistate(int sidx, int val);
+void set_unistate(int sidx, float val);
+void set_unistate(int sidx, const Vec2 &vec);
+void set_unistate(int sidx, const Vec3 &vec);
+void set_unistate(int sidx, const Vec4 &vec);
+void set_unistate(int sidx, const Mat3 &mat);
+void set_unistate(int sidx, const Mat4 &mat);
+/// @}
+
+/** convenience functions for setting the uniform state by name.
+ * if the name cannot be found in the current set of uniform state
+ * items, a new one is created with a type derived from the variant
+ * of the function that was called (which might not be what you want).
+ * The index of the state item is returned.
+ * @{ */
+int set_unistate(const char *name, int *val, int count = 0);
+int set_unistate(const char *name, float *val, int count = 0);
+int set_unistate(const char *name, int val);
+int set_unistate(const char *name, float val);
+int set_unistate(const char *name, const Vec2 &vec);
+int set_unistate(const char *name, const Vec3 &vec);
+int set_unistate(const char *name, const Vec4 &vec);
+int set_unistate(const char *name, const Mat3 &mat);
+int set_unistate(const char *name, const Mat4 &mat);
+/// @}
+
+/// convenience versions of get_unistate @{
+int get_unistate_int(int sidx);
+float get_unistate_float(int sidx);
+Vec2 get_unistate_vec2(int sidx);
+Vec3 get_unistate_vec3(int sidx);
+Vec4 get_unistate_vec4(int sidx);
+Mat3 get_unistate_mat3(int sidx);
+Mat4 get_unistate_mat4(int sidx);
+/// @}
+
+/// convenience versions of get_unistate for getting the uniform state by name @{
+int get_unistate_int(const char *name);
+float get_unistate_float(const char *name);
+Vec2 get_unistate_vec2(const char *name);
+Vec3 get_unistate_vec3(const char *name);
+Vec4 get_unistate_vec4(const char *name);
+Mat3 get_unistate_mat3(const char *name);
+Mat4 get_unistate_mat4(const char *name);
+/// @}
+
+/** Prepare for rendering by setting up all the state uniforms in the shader sdr.
+ * If sdr is null, then use the "current" shader as per ShaderProg::current
+ */
+void setup_unistate(const ShaderProg *sdr = 0);
+
+bool setup_unistate(int sidx, const ShaderProg *sdr, int loc);
+bool setup_unistate(const char *name, const ShaderProg *sdr);
+
+// special functions for setting the rendering pipeline matrices
+void set_world_matrix(const Mat4 &mat);
+void set_view_matrix(const Mat4 &mat);
+void set_projection_matrix(const Mat4 &mat);
+void set_texture_matrix(const Mat4 &mat);
+
+Mat4 get_world_matrix();
+Mat4 get_view_matrix();
+Mat4 get_projection_matrix();
+Mat4 get_texture_matrix();
+
+void setup_gl_matrices();      // this shouldn't be needed in the final code
+
+// TODO should do a matrix stack at some point ...
+
+#endif // UNISTATE_H_