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 /*
   5  * Copyright (c) 2018 Samsung Electronics Co., Ltd.
   6  *
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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   /**
 139    * @copydoc ThreadControllerInterface::SetPreRenderCallback
 140    */
 141   void SetPreRenderCallback( CallbackBase* callback ) override;
 142
 143 private:
 144
 145   // Undefined copy constructor.
 146   CombinedUpdateRenderController( const CombinedUpdateRenderController& );
 147
 148   // Undefined assignment operator.
 149   CombinedUpdateRenderController& operator=( const CombinedUpdateRenderController& );
 150
 151   /////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 152   // EventThread
 153   /////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 154
 155   /**
 156    * Runs the Update/Render Thread.
 157    * This will lock the mutex in mUpdateRenderThreadWaitCondition.
 158    *
 159    * @param[in]  numberOfCycles           The number of times the update/render cycle should run. If -1, then it will run continuously.
 160    * @param[in]  useElapsedTimeAfterWait  If true, then the elapsed time during wait is used for animations, otherwise no animation progression is made.
 161    */
 162   inline void RunUpdateRenderThread( int numberOfCycles, bool useElapsedTimeAfterWait );
 163
 164   /**
 165    * Pauses the Update/Render Thread.
 166    * This will lock the mutex in mUpdateRenderThreadWaitCondition.
 167    */
 168   inline void PauseUpdateRenderThread();
 169
 170   /**
 171    * Stops the Update/Render Thread.
 172    * This will lock the mutex in mUpdateRenderThreadWaitCondition.
 173    *
 174    * @note Should only be called in Stop as calling this will kill the update-thread.
 175    */
 176   inline void StopUpdateRenderThread();
 177
 178   /**
 179    * Checks if the the Update/Render Thread is paused.
 180    * This will lock the mutex in mUpdateRenderThreadWaitCondition.
 181    *
 182    * @return true if paused, false otherwise
 183    */
 184   inline bool IsUpdateRenderThreadPaused();
 185
 186   /**
 187    * Used as the callback for the sleep-trigger.
 188    *
 189    * Will sleep when enough requests are made without any requests.
 190    */
 191   void ProcessSleepRequest();
 192
 193   /////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 194   // UpdateRenderThread
 195   /////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 196
 197   /**
 198    * The Update/Render thread loop. This thread will be destroyed on exit from this function.
 199    */
 200   void UpdateRenderThread();
 201
 202   /**
 203    * Called by the Update/Render Thread which ensures a wait if required.
 204    *
 205    * @param[out] useElapsedTime    If true when returned, then the actual elapsed time will be used for animation.
 206    *                               If false when returned, then there should NOT be any animation progression in the next Update.
 207    * @param[in]  updateRequired    Whether another update is required.
 208    * @param[out] timeToSleepUntil  The time remaining in nanoseconds to keep the thread sleeping before resuming.
 209    * @return false, if the thread should stop.
 210    */
 211   bool UpdateRenderReady( bool& useElapsedTime, bool updateRequired, uint64_t& timeToSleepUntil );
 212
 213   /**
 214    * Checks to see if the surface needs to be replaced.
 215    * This will lock the mutex in mUpdateRenderThreadWaitCondition.
 216    *
 217    * @return Pointer to the new surface, NULL otherwise
 218    */
 219   RenderSurface* ShouldSurfaceBeReplaced();
 220
 221   /**
 222    * Called by the Update/Render thread after a surface has been replaced.
 223    *
 224    * This will lock the mutex in mEventThreadWaitCondition
 225    */
 226   void SurfaceReplaced();
 227
 228   /**
 229    * Checks to see if the surface needs to be resized.
 230    * This will lock the mutex in mUpdateRenderThreadWaitCondition.
 231    *
 232    * @return true if the surface should be resized, false otherwise
 233    */
 234   bool ShouldSurfaceBeResized();
 235
 236   /**
 237    * Called by the Update/Render thread after a surface has been resized.
 238    *
 239    * This will lock the mutex in mEventThreadWaitCondition
 240    */
 241   void SurfaceResized();
 242
 243   /**
 244    * Helper for the thread calling the entry function
 245    * @param[in] This A pointer to the current object
 246    */
 247   static void* InternalUpdateRenderThreadEntryFunc( void* This )
 248   {
 249     ( static_cast<CombinedUpdateRenderController*>( This ) )->UpdateRenderThread();
 250     return NULL;
 251   }
 252
 253   /////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 254   // ALL Threads
 255   /////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 256
 257   /**
 258    * Called by the update-render & v-sync threads when they up and running.
 259    *
 260    * This will lock the mutex in mEventThreadWaitCondition.
 261    */
 262   void NotifyThreadInitialised();
 263
 264   /**
 265    * Helper to add a performance marker to the performance server (if it's active)
 266    * @param[in]  type  performance marker type
 267    */
 268   void AddPerformanceMarker( PerformanceInterface::MarkerType type );
 269
 270   /////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 271   // POST RENDERING - ThreadSynchronizationInterface overrides
 272   /////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 273
 274   /////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 275   //// Called by the Event Thread if post-rendering is required
 276   /////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 277
 278   /**
 279    * @copydoc ThreadSynchronizationInterface::PostRenderComplete()
 280    */
 281   virtual void PostRenderComplete();
 282
 283   /////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 284   //// Called by the Render Thread if post-rendering is required
 285   /////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 286
 287   /**
 288    * @copydoc ThreadSynchronizationInterface::PostRenderStarted()
 289    */
 290   virtual void PostRenderStarted();
 291
 292   /**
 293    * @copydoc ThreadSynchronizationInterface::PostRenderStarted()
 294    */
 295   virtual void PostRenderWaitForCompletion();
 296
 297 private:
 298
 299   FpsTracker                        mFpsTracker;                       ///< Object that tracks the FPS
 300   UpdateStatusLogger                mUpdateStatusLogger;               ///< Object that logs the update-status as required.
 301
 302   RenderHelper                      mRenderHelper;                     ///< Helper class for EGL, pre & post rendering
 303
 304   sem_t                             mEventThreadSemaphore;             ///< Used by the event thread to ensure all threads have been initialised, and when replacing the surface.
 305
 306   ConditionalWait                   mUpdateRenderThreadWaitCondition;  ///< The wait condition for the update-render-thread.
 307
 308   AdaptorInternalServices&          mAdaptorInterfaces;                ///< The adaptor internal interface
 309   PerformanceInterface*             mPerformanceInterface;             ///< The performance logging interface
 310   Integration::Core&                mCore;                             ///< Dali core reference
 311   const EnvironmentOptions&         mEnvironmentOptions;               ///< Environment options
 312   TriggerEventInterface&            mNotificationTrigger;              ///< Reference to notification event trigger
 313   TriggerEventInterface*            mSleepTrigger;                     ///< Used by the update-render thread to trigger the event thread when it no longer needs to do any updates
 314   CallbackBase*                     mPreRenderCallback;                ///< Used by Update/Render thread when PreRender is about to be called on graphics.
 315
 316   pthread_t*                        mUpdateRenderThread;               ///< The Update/Render thread.
 317
 318   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.
 319   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.
 320   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.
 321   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.
 322
 323   unsigned int                      mUpdateRequestCount;               ///< Count of update-requests we have received to ensure we do not go to sleep too early.
 324   unsigned int                      mRunning;                          ///< Read and set on the event-thread only to state whether we are running.
 325
 326   //
 327   // NOTE: cannot use booleans as these are used from multiple threads, must use variable with machine word size for atomic read/write
 328   //
 329
 330   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).
 331   volatile unsigned int             mDestroyUpdateRenderThread;        ///< Whether the Update/Render thread be destroyed (set by the event-thread, read by the update-render-thread).
 332   volatile unsigned int             mUpdateRenderThreadCanSleep;       ///< Whether the Update/Render thread can sleep (set by the event-thread, read by the update-render-thread).
 333   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).
 334                                                                        ///< Ensures we do not go to sleep if we have not processed the most recent update-request.
 335
 336   volatile unsigned int             mUseElapsedTimeAfterWait;          ///< Whether we should use the elapsed time after waiting (set by the event-thread, read by the update-render-thread).
 337
 338   RenderSurface* volatile           mNewSurface;                       ///< Will be set to the new-surface if requested (set by the event-thread, read & cleared by the update-render thread).
 339
 340   volatile unsigned int             mPostRendering;                    ///< Whether post-rendering is taking place (set by the event & render threads, read by the render-thread).
 341   volatile unsigned int             mSurfaceResized;                   ///< Will be set to resize the surface (set by the event-thread, read & cleared by the update-render thread).
 342   volatile unsigned int             mForceClear;                       ///< Will be set to clear forcely
 343 };
 344
 345 } // namespace Adaptor
 346
 347 } // namespace Internal
 348
 349 } // namespace Dali
 350
 351 #endif // __DALI_INTERNAL_COMBINED_UPDATE_RENDER_CONTROLLER_H__