dali/internal/adaptor/common/combined-update-render-controller.h

   1 #ifndef __DALI_INTERNAL_COMBINED_UPDATE_RENDER_CONTROLLER_H__
   2 #define __DALI_INTERNAL_COMBINED_UPDATE_RENDER_CONTROLLER_H__
   3
   4 /*
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   6  *
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  10  *
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  14  * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
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  18  *
  19  */
  20
  21 // EXTERNAL INCLUDES
  22 #include <semaphore.h>
  23 #include <stdint.h>
  24 #include <dali/integration-api/core.h>
  25 #include <dali/devel-api/threading/conditional-wait.h>
  26
  27 // INTERNAL INCLUDES
  28 #include <dali/integration-api/thread-synchronization-interface.h>
  29 #include <dali/internal/system/common/performance-interface.h>
  30 #include <dali/internal/system/common/fps-tracker.h>
  31 #include <dali/internal/graphics/common/render-helper.h>
  32 #include <dali/internal/adaptor/common/thread-controller-interface.h>
  33 #include <dali/internal/system/common/update-status-logger.h>
  34
  35 namespace Dali
  36 {
  37
  38 class RenderSurface;
  39 class TriggerEventInterface;
  40
  41 namespace Internal
  42 {
  43
  44 namespace Adaptor
  45 {
  46
  47 class AdaptorInternalServices;
  48 class EnvironmentOptions;
  49
  50 /**
  51  * @brief Two threads where events/application interaction is handled on the main/event thread and the Update & Render
  52  * happen on the other thread.
  53  *
  54  * Key Points:
  55  *  1. Two Threads:
  56  *    a. Main/Event Thread.
  57  *    b. Update/Render Thread.
  58  *  2. There is NO VSync thread:
  59  *    a. We retrieve the time before Update.
  60  *    b. Then retrieve the time after Render.
  61  *    c. We calculate the difference between these two times and if:
  62  *      i.  The difference is less than the default frame time, we sleep.
  63  *      ii. If it’s more or the same, we continue.
  64  *  3. On the update/render thread, if we discover that we do not need to do any more updates, we use a trigger-event
  65  *     to inform the main/event thread. This is then processed as soon as the event thread is able to do so where it
  66  *     is easier to make a decision about whether we should stop the update/render thread or not (depending on any
  67  *     update requests etc.).
  68  *  4. The main thread is blocked while the surface is being replaced.
  69  *  5. When we resume from paused, elapsed time is used for the animations, i.e. the could have finished while we were paused.
  70  *     However, FinishedSignal emission will only happen upon resumption.
  71  *  6. Elapsed time is NOT used while if we are waking up from a sleep state or doing an UpdateOnce.
  72  */
  73 class CombinedUpdateRenderController : public ThreadControllerInterface,
  74                                        public ThreadSynchronizationInterface
  75 {
  76 public:
  77
  78   /**
  79    * Constructor
  80    */
  81   CombinedUpdateRenderController( AdaptorInternalServices& adaptorInterfaces, const EnvironmentOptions& environmentOptions );
  82
  83   /**
  84    * Non virtual destructor. Not intended as base class.
  85    */
  86   ~CombinedUpdateRenderController();
  87
  88   /**
  89    * @copydoc ThreadControllerInterface::Initialize()
  90    */
  91   virtual void Initialize();
  92
  93   /**
  94    * @copydoc ThreadControllerInterface::Start()
  95    */
  96   virtual void Start();
  97
  98   /**
  99    * @copydoc ThreadControllerInterface::Pause()
 100    */
 101   virtual void Pause();
 102
 103   /**
 104    * @copydoc ThreadControllerInterface::Resume()
 105    */
 106   virtual void Resume();
 107
 108   /**
 109    * @copydoc ThreadControllerInterface::Stop()
 110    */
 111   virtual void Stop();
 112
 113   /**
 114    * @copydoc ThreadControllerInterface::RequestUpdate()
 115    */
 116   virtual void RequestUpdate();
 117
 118   /**
 119    * @copydoc ThreadControllerInterface::RequestUpdateOnce()
 120    */
 121   virtual void RequestUpdateOnce();
 122
 123   /**
 124    * @copydoc ThreadControllerInterface::ReplaceSurface()
 125    */
 126   virtual void ReplaceSurface( RenderSurface* surface );
 127
 128   /**
 129    * @copydoc ThreadControllerInterface::ResizeSurface()
 130    */
 131   virtual void ResizeSurface();
 132
 133   /**
 134    * @copydoc ThreadControllerInterface::SetRenderRefreshRate()
 135    */
 136   virtual void SetRenderRefreshRate( unsigned int numberOfFramesPerRender );
 137
 138 private:
 139
 140   // Undefined copy constructor.
 141   CombinedUpdateRenderController( const CombinedUpdateRenderController& );
 142
 143   // Undefined assignment operator.
 144   CombinedUpdateRenderController& operator=( const CombinedUpdateRenderController& );
 145
 146   /////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 147   // EventThread
 148   /////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 149
 150   /**
 151    * Runs the Update/Render Thread.
 152    * This will lock the mutex in mUpdateRenderThreadWaitCondition.
 153    *
 154    * @param[in]  numberOfCycles           The number of times the update/render cycle should run. If -1, then it will run continuously.
 155    * @param[in]  useElapsedTimeAfterWait  If true, then the elapsed time during wait is used for animations, otherwise no animation progression is made.
 156    */
 157   inline void RunUpdateRenderThread( int numberOfCycles, bool useElapsedTimeAfterWait );
 158
 159   /**
 160    * Pauses the Update/Render Thread.
 161    * This will lock the mutex in mUpdateRenderThreadWaitCondition.
 162    */
 163   inline void PauseUpdateRenderThread();
 164
 165   /**
 166    * Stops the Update/Render Thread.
 167    * This will lock the mutex in mUpdateRenderThreadWaitCondition.
 168    *
 169    * @note Should only be called in Stop as calling this will kill the update-thread.
 170    */
 171   inline void StopUpdateRenderThread();
 172
 173   /**
 174    * Checks if the the Update/Render Thread is paused.
 175    * This will lock the mutex in mUpdateRenderThreadWaitCondition.
 176    *
 177    * @return true if paused, false otherwise
 178    */
 179   inline bool IsUpdateRenderThreadPaused();
 180
 181   /**
 182    * Used as the callback for the sleep-trigger.
 183    *
 184    * Will sleep when enough requests are made without any requests.
 185    */
 186   void ProcessSleepRequest();
 187
 188   /////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 189   // UpdateRenderThread
 190   /////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 191
 192   /**
 193    * The Update/Render thread loop. This thread will be destroyed on exit from this function.
 194    */
 195   void UpdateRenderThread();
 196
 197   /**
 198    * Called by the Update/Render Thread which ensures a wait if required.
 199    *
 200    * @param[out] useElapsedTime    If true when returned, then the actual elapsed time will be used for animation.
 201    *                               If false when returned, then there should NOT be any animation progression in the next Update.
 202    * @param[in]  updateRequired    Whether another update is required.
 203    * @param[out] timeToSleepUntil  The time remaining in nanoseconds to keep the thread sleeping before resuming.
 204    * @return false, if the thread should stop.
 205    */
 206   bool UpdateRenderReady( bool& useElapsedTime, bool updateRequired, uint64_t& timeToSleepUntil );
 207
 208   /**
 209    * Checks to see if the surface needs to be replaced.
 210    * This will lock the mutex in mUpdateRenderThreadWaitCondition.
 211    *
 212    * @return Pointer to the new surface, NULL otherwise
 213    */
 214   RenderSurface* ShouldSurfaceBeReplaced();
 215
 216   /**
 217    * Called by the Update/Render thread after a surface has been replaced.
 218    *
 219    * This will lock the mutex in mEventThreadWaitCondition
 220    */
 221   void SurfaceReplaced();
 222
 223   /**
 224    * Checks to see if the surface needs to be resized.
 225    * This will lock the mutex in mUpdateRenderThreadWaitCondition.
 226    *
 227    * @return true if the surface should be resized, false otherwise
 228    */
 229   bool ShouldSurfaceBeResized();
 230
 231   /**
 232    * Called by the Update/Render thread after a surface has been resized.
 233    *
 234    * This will lock the mutex in mEventThreadWaitCondition
 235    */
 236   void SurfaceResized();
 237
 238   /**
 239    * Helper for the thread calling the entry function
 240    * @param[in] This A pointer to the current object
 241    */
 242   static void* InternalUpdateRenderThreadEntryFunc( void* This )
 243   {
 244     ( static_cast<CombinedUpdateRenderController*>( This ) )->UpdateRenderThread();
 245     return NULL;
 246   }
 247
 248   /////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 249   // ALL Threads
 250   /////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 251
 252   /**
 253    * Called by the update-render & v-sync threads when they up and running.
 254    *
 255    * This will lock the mutex in mEventThreadWaitCondition.
 256    */
 257   void NotifyThreadInitialised();
 258
 259   /**
 260    * Helper to add a performance marker to the performance server (if it's active)
 261    * @param[in]  type  performance marker type
 262    */
 263   void AddPerformanceMarker( PerformanceInterface::MarkerType type );
 264
 265   /////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 266   // POST RENDERING - ThreadSynchronizationInterface overrides
 267   /////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 268
 269   /////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 270   //// Called by the Event Thread if post-rendering is required
 271   /////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 272
 273   /**
 274    * @copydoc ThreadSynchronizationInterface::PostRenderComplete()
 275    */
 276   virtual void PostRenderComplete();
 277
 278   /////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 279   //// Called by the Render Thread if post-rendering is required
 280   /////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 281
 282   /**
 283    * @copydoc ThreadSynchronizationInterface::PostRenderStarted()
 284    */
 285   virtual void PostRenderStarted();
 286
 287   /**
 288    * @copydoc ThreadSynchronizationInterface::PostRenderStarted()
 289    */
 290   virtual void PostRenderWaitForCompletion();
 291
 292 private:
 293
 294   FpsTracker                        mFpsTracker;                       ///< Object that tracks the FPS
 295   UpdateStatusLogger                mUpdateStatusLogger;               ///< Object that logs the update-status as required.
 296
 297   RenderHelper                      mRenderHelper;                     ///< Helper class for EGL, pre & post rendering
 298
 299   sem_t                             mEventThreadSemaphore;             ///< Used by the event thread to ensure all threads have been initialised, and when replacing the surface.
 300
 301   ConditionalWait                   mUpdateRenderThreadWaitCondition;  ///< The wait condition for the update-render-thread.
 302
 303   AdaptorInternalServices&          mAdaptorInterfaces;                ///< The adaptor internal interface
 304   PerformanceInterface*             mPerformanceInterface;             ///< The performance logging interface
 305   Integration::Core&                mCore;                             ///< Dali core reference
 306   const EnvironmentOptions&         mEnvironmentOptions;               ///< Environment options
 307   TriggerEventInterface&            mNotificationTrigger;              ///< Reference to notification event trigger
 308   TriggerEventInterface*            mSleepTrigger;                     ///< Used by the update-render thread to trigger the event thread when it no longer needs to do any updates
 309
 310   pthread_t*                        mUpdateRenderThread;               ///< The Update/Render thread.
 311
 312   float                             mDefaultFrameDelta;                ///< Default time delta between each frame (used for animations). Not protected by lock, but written to rarely so not worth adding a lock when reading.
 313   uint64_t                          mDefaultFrameDurationMilliseconds; ///< Default duration of a frame (used for predicting the time of the next frame). Not protected by lock, but written to rarely so not worth adding a lock when reading.
 314   uint64_t                          mDefaultFrameDurationNanoseconds;  ///< Default duration of a frame (used for sleeping if not enough time elapsed). Not protected by lock, but written to rarely so not worth adding a lock when reading.
 315   uint64_t                          mDefaultHalfFrameNanoseconds;      ///< Is half of mDefaultFrameDurationNanoseconds. Using a member variable avoids having to do the calculation every frame. Not protected by lock, but written to rarely so not worth adding a lock when reading.
 316
 317   unsigned int                      mUpdateRequestCount;               ///< Count of update-requests we have received to ensure we do not go to sleep too early.
 318   unsigned int                      mRunning;                          ///< Read and set on the event-thread only to state whether we are running.
 319
 320   //
 321   // NOTE: cannot use booleans as these are used from multiple threads, must use variable with machine word size for atomic read/write
 322   //
 323
 324   volatile int                      mUpdateRenderRunCount;             ///< The number of times Update/Render cycle should run. If -1, then will run continuously (set by the event-thread, read by v-sync-thread).
 325   volatile unsigned int             mDestroyUpdateRenderThread;        ///< Whether the Update/Render thread be destroyed (set by the event-thread, read by the update-render-thread).
 326   volatile unsigned int             mUpdateRenderThreadCanSleep;       ///< Whether the Update/Render thread can sleep (set by the event-thread, read by the update-render-thread).
 327   volatile unsigned int             mPendingRequestUpdate;             ///< Is set as soon as an RequestUpdate is made and unset when the next update happens (set by the event-thread and update-render thread, read by the update-render-thread).
 328                                                                        ///< Ensures we do not go to sleep if we have not processed the most recent update-request.
 329
 330   volatile unsigned int             mUseElapsedTimeAfterWait;          ///< Whether we should use the elapsed time after waiting (set by the event-thread, read by the update-render-thread).
 331
 332   RenderSurface* volatile           mNewSurface;                       ///< Will be set to the new-surface if requested (set by the event-thread, read & cleared by the update-render thread).
 333
 334   volatile unsigned int             mPostRendering;                    ///< Whether post-rendering is taking place (set by the event & render threads, read by the render-thread).
 335   volatile unsigned int             mSurfaceResized;                   ///< Will be set to resize the surface (set by the event-thread, read & cleared by the update-render thread).
 336   volatile unsigned int             mForceClear;                       ///< Will be set to clear forcely
 337 };
 338
 339 } // namespace Adaptor
 340
 341 } // namespace Internal
 342
 343 } // namespace Dali
 344
 345 #endif // __DALI_INTERNAL_COMBINED_UPDATE_RENDER_CONTROLLER_H__