Paint directly into a GraphicsLayer when using accelerated compositing
[WebKit-https.git] / Source / WebCore / platform / graphics / win / WKCACFLayerRenderer.cpp
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24  */
25
26 #include "config.h"
27
28 #if USE(ACCELERATED_COMPOSITING)
29
30 #ifndef NDEBUG
31 #define D3D_DEBUG_INFO
32 #endif
33
34 #include "WKCACFLayerRenderer.h"
35
36 #include "PlatformCALayer.h"
37 #include "WKCACFContextFlusher.h"
38 #include "WebCoreInstanceHandle.h"
39 #include <WebKitSystemInterface/WebKitSystemInterface.h>
40 #include <limits.h>
41 #include <wtf/CurrentTime.h>
42 #include <wtf/HashMap.h>
43 #include <wtf/OwnArrayPtr.h>
44 #include <wtf/OwnPtr.h>
45 #include <wtf/PassOwnPtr.h>
46 #include <wtf/StdLibExtras.h>
47 #include <d3d9.h>
48 #include <d3dx9.h>
49
50 using namespace std;
51
52 #pragma comment(lib, "d3d9")
53 #pragma comment(lib, "d3dx9")
54 #ifdef DEBUG_ALL
55 #pragma comment(lib, "QuartzCore_debug")
56 #else
57 #pragma comment(lib, "QuartzCore")
58 #endif
59
60 static IDirect3D9* s_d3d = 0;
61 static IDirect3D9* d3d()
62 {
63     if (s_d3d)
64         return s_d3d;
65
66     if (!LoadLibrary(TEXT("d3d9.dll")))
67         return 0;
68
69     s_d3d = Direct3DCreate9(D3D_SDK_VERSION);
70
71     return s_d3d;
72 }
73
74 inline static CGRect winRectToCGRect(RECT rc)
75 {
76     return CGRectMake(rc.left, rc.top, (rc.right - rc.left), (rc.bottom - rc.top));
77 }
78
79 inline static CGRect winRectToCGRect(RECT rc, RECT relativeToRect)
80 {
81     return CGRectMake(rc.left, (relativeToRect.bottom-rc.bottom), (rc.right - rc.left), (rc.bottom - rc.top));
82 }
83
84 namespace WebCore {
85
86 static D3DPRESENT_PARAMETERS initialPresentationParameters()
87 {
88     D3DPRESENT_PARAMETERS parameters = {0};
89     parameters.Windowed = TRUE;
90     parameters.SwapEffect = D3DSWAPEFFECT_COPY;
91     parameters.BackBufferCount = 1;
92     parameters.BackBufferFormat = D3DFMT_A8R8G8B8;
93     parameters.MultiSampleType = D3DMULTISAMPLE_NONE;
94
95     return parameters;
96 }
97
98 // FIXME: <rdar://6507851> Share this code with CoreAnimation.
99 static bool hardwareCapabilitiesIndicateCoreAnimationSupport(const D3DCAPS9& caps)
100 {
101     // CoreAnimation needs two or more texture units.
102     if (caps.MaxTextureBlendStages < 2)
103         return false;
104
105     // CoreAnimation needs non-power-of-two textures.
106     if ((caps.TextureCaps & D3DPTEXTURECAPS_POW2) && !(caps.TextureCaps & D3DPTEXTURECAPS_NONPOW2CONDITIONAL))
107         return false;
108
109     // CoreAnimation needs vertex shader 2.0 or greater.
110     if (D3DSHADER_VERSION_MAJOR(caps.VertexShaderVersion) < 2)
111         return false;
112
113     // CoreAnimation needs pixel shader 2.0 or greater.
114     if (D3DSHADER_VERSION_MAJOR(caps.PixelShaderVersion) < 2)
115         return false;
116
117     return true;
118 }
119
120 bool WKCACFLayerRenderer::acceleratedCompositingAvailable()
121 {
122     static bool available;
123     static bool tested;
124
125     if (tested)
126         return available;
127
128     tested = true;
129
130     // Initialize available to true since this function will be called from a 
131     // propagation within createRenderer(). We want to be able to return true 
132     // when that happens so that the test can continue.
133     available = true;
134     
135     HMODULE library = LoadLibrary(TEXT("d3d9.dll"));
136     if (!library) {
137         available = false;
138         return available;
139     }
140
141     FreeLibrary(library);
142 #ifdef DEBUG_ALL
143     library = LoadLibrary(TEXT("QuartzCore_debug.dll"));
144 #else
145     library = LoadLibrary(TEXT("QuartzCore.dll"));
146 #endif
147     if (!library) {
148         available = false;
149         return available;
150     }
151
152     FreeLibrary(library);
153
154     // Make a dummy HWND.
155     WNDCLASSEX wcex = { 0 };
156     wcex.cbSize = sizeof(WNDCLASSEX);
157     wcex.lpfnWndProc = DefWindowProc;
158     wcex.hInstance = WebCore::instanceHandle();
159     wcex.lpszClassName = L"CoreAnimationTesterWindowClass";
160     ::RegisterClassEx(&wcex);
161     HWND testWindow = ::CreateWindow(L"CoreAnimationTesterWindowClass", L"CoreAnimationTesterWindow", WS_POPUP, -500, -500, 0, 0, 0, 0, 0, 0);
162
163     if (!testWindow) {
164         available = false;
165         return available;
166     }
167
168     OwnPtr<WKCACFLayerRenderer> testLayerRenderer = WKCACFLayerRenderer::create(0);
169     testLayerRenderer->setHostWindow(testWindow);
170     available = testLayerRenderer->createRenderer();
171     ::DestroyWindow(testWindow);
172
173     return available;
174 }
175
176 PassOwnPtr<WKCACFLayerRenderer> WKCACFLayerRenderer::create(WKCACFLayerRendererClient* client)
177 {
178     if (!acceleratedCompositingAvailable())
179         return 0;
180     return new WKCACFLayerRenderer(client);
181 }
182
183 WKCACFLayerRenderer::WKCACFLayerRenderer(WKCACFLayerRendererClient* client)
184     : m_client(client)
185     , m_mightBeAbleToCreateDeviceLater(true)
186     , m_rootLayer(PlatformCALayer::create(PlatformCALayer::LayerTypeRootLayer, 0))
187     , m_context(wkCACFContextCreate())
188     , m_hostWindow(0)
189     , m_renderTimer(this, &WKCACFLayerRenderer::renderTimerFired)
190     , m_mustResetLostDeviceBeforeRendering(false)
191     , m_syncLayerChanges(false)
192 {
193     // Point the CACFContext to this
194     wkCACFContextSetUserData(m_context, this);
195
196     // Under the root layer, we have a clipping layer to clip the content,
197     // that contains a scroll layer that we use for scrolling the content.
198     // The root layer is the size of the client area of the window.
199     // The clipping layer is the size of the WebView client area (window less the scrollbars).
200     // The scroll layer is the size of the root child layer.
201     // Resizing the window will change the bounds of the rootLayer and the clip layer and will not
202     // cause any repositioning.
203     // Scrolling will affect only the position of the scroll layer without affecting the bounds.
204
205     m_rootLayer->setName("WKCACFLayerRenderer rootLayer");
206     m_rootLayer->setAnchorPoint(FloatPoint3D(0, 0, 0));
207     m_rootLayer->setGeometryFlipped(true);
208
209 #ifndef NDEBUG
210     CGColorRef debugColor = CGColorCreateGenericRGB(1, 0, 0, 0.8);
211     m_rootLayer->setBackgroundColor(debugColor);
212     CGColorRelease(debugColor);
213 #endif
214
215     if (m_context)
216         wkCACFContextSetLayer(m_context, m_rootLayer->platformLayer());
217
218 #ifndef NDEBUG
219     char* printTreeFlag = getenv("CA_PRINT_TREE");
220     m_printTree = printTreeFlag && atoi(printTreeFlag);
221 #endif
222 }
223
224 WKCACFLayerRenderer::~WKCACFLayerRenderer()
225 {
226     destroyRenderer();
227     WKCACFContextFlusher::shared().removeContext(m_context);
228     wkCACFContextDestroy(m_context);
229 }
230
231 PlatformCALayer* WKCACFLayerRenderer::rootLayer() const
232 {
233     return m_rootLayer.get();
234 }
235
236 void WKCACFLayerRenderer::addPendingAnimatedLayer(PassRefPtr<PlatformCALayer> layer)
237 {
238     m_pendingAnimatedLayers.add(layer);
239 }
240
241 void WKCACFLayerRenderer::setRootChildLayer(PlatformCALayer* layer)
242 {
243     m_rootLayer->removeAllSublayers();
244     m_rootChildLayer = layer;
245     if (m_rootChildLayer)
246         m_rootLayer->appendSublayer(m_rootChildLayer.get());
247 }
248    
249 void WKCACFLayerRenderer::layerTreeDidChange()
250 {
251     WKCACFContextFlusher::shared().addContext(m_context);
252     renderSoon();
253 }
254
255 void WKCACFLayerRenderer::setNeedsDisplay(bool sync)
256 {
257     ASSERT(m_rootLayer);
258     m_rootLayer->setNeedsDisplay(0);
259
260     if (sync)
261         syncCompositingStateSoon();
262     else
263         renderSoon();
264 }
265
266 bool WKCACFLayerRenderer::createRenderer()
267 {
268     if (m_d3dDevice || !m_mightBeAbleToCreateDeviceLater)
269         return m_d3dDevice;
270
271     m_mightBeAbleToCreateDeviceLater = false;
272     D3DPRESENT_PARAMETERS parameters = initialPresentationParameters();
273
274     if (!d3d() || !::IsWindow(m_hostWindow))
275         return false;
276
277     // D3D doesn't like to make back buffers for 0 size windows. We skirt this problem if we make the
278     // passed backbuffer width and height non-zero. The window will necessarily get set to a non-zero
279     // size eventually, and then the backbuffer size will get reset.
280     RECT rect;
281     GetClientRect(m_hostWindow, &rect);
282
283     if (rect.left-rect.right == 0 || rect.bottom-rect.top == 0) {
284         parameters.BackBufferWidth = 1;
285         parameters.BackBufferHeight = 1;
286     }
287
288     D3DCAPS9 d3dCaps;
289     if (FAILED(d3d()->GetDeviceCaps(D3DADAPTER_DEFAULT, D3DDEVTYPE_HAL, &d3dCaps)))
290         return false;
291
292     DWORD behaviorFlags = D3DCREATE_FPU_PRESERVE;
293     if ((d3dCaps.DevCaps & D3DDEVCAPS_HWTRANSFORMANDLIGHT) && d3dCaps.VertexProcessingCaps)
294         behaviorFlags |= D3DCREATE_HARDWARE_VERTEXPROCESSING;
295     else
296         behaviorFlags |= D3DCREATE_SOFTWARE_VERTEXPROCESSING;
297
298     COMPtr<IDirect3DDevice9> device;
299     if (FAILED(d3d()->CreateDevice(D3DADAPTER_DEFAULT, D3DDEVTYPE_HAL, m_hostWindow, behaviorFlags, &parameters, &device))) {
300         // In certain situations (e.g., shortly after waking from sleep), Direct3DCreate9() will
301         // return an IDirect3D9 for which IDirect3D9::CreateDevice will always fail. In case we
302         // have one of these bad IDirect3D9s, get rid of it so we'll fetch a new one the next time
303         // we want to call CreateDevice.
304         s_d3d->Release();
305         s_d3d = 0;
306
307         // Even if we don't have a bad IDirect3D9, in certain situations (e.g., shortly after
308         // waking from sleep), CreateDevice will fail, but will later succeed if called again.
309         m_mightBeAbleToCreateDeviceLater = true;
310
311         return false;
312     }
313
314     // Now that we've created the IDirect3DDevice9 based on the capabilities we
315     // got from the IDirect3D9 global object, we requery the device for its
316     // actual capabilities. The capabilities returned by the device can
317     // sometimes be more complete, for example when using software vertex
318     // processing.
319     D3DCAPS9 deviceCaps;
320     if (FAILED(device->GetDeviceCaps(&deviceCaps)))
321         return false;
322
323     if (!hardwareCapabilitiesIndicateCoreAnimationSupport(deviceCaps))
324         return false;
325
326     m_d3dDevice = device;
327
328     initD3DGeometry();
329
330     wkCACFContextInitializeD3DDevice(m_context, m_d3dDevice.get());
331
332     if (IsWindow(m_hostWindow))
333         m_rootLayer->setBounds(bounds());
334
335     return true;
336 }
337
338 void WKCACFLayerRenderer::destroyRenderer()
339 {
340     wkCACFContextSetLayer(m_context, m_rootLayer->platformLayer());
341
342     m_d3dDevice = 0;
343     if (s_d3d)
344         s_d3d->Release();
345
346     s_d3d = 0;
347     m_rootLayer = 0;
348     m_rootChildLayer = 0;
349
350     m_mightBeAbleToCreateDeviceLater = true;
351 }
352
353 void WKCACFLayerRenderer::resize()
354 {
355     if (!m_d3dDevice)
356         return;
357
358     // Resetting the device might fail here. But that's OK, because if it does it we will attempt to
359     // reset the device the next time we try to render.
360     resetDevice(ChangedWindowSize);
361
362     if (m_rootLayer) {
363         m_rootLayer->setBounds(bounds());
364         WKCACFContextFlusher::shared().flushAllContexts();
365     }
366 }
367
368 static void getDirtyRects(HWND window, Vector<CGRect>& outRects)
369 {
370     ASSERT_ARG(outRects, outRects.isEmpty());
371
372     RECT clientRect;
373     if (!GetClientRect(window, &clientRect))
374         return;
375
376     OwnPtr<HRGN> region(CreateRectRgn(0, 0, 0, 0));
377     int regionType = GetUpdateRgn(window, region.get(), false);
378     if (regionType != COMPLEXREGION) {
379         RECT dirtyRect;
380         if (GetUpdateRect(window, &dirtyRect, false))
381             outRects.append(winRectToCGRect(dirtyRect, clientRect));
382         return;
383     }
384
385     DWORD dataSize = GetRegionData(region.get(), 0, 0);
386     OwnArrayPtr<unsigned char> regionDataBuffer(new unsigned char[dataSize]);
387     RGNDATA* regionData = reinterpret_cast<RGNDATA*>(regionDataBuffer.get());
388     if (!GetRegionData(region.get(), dataSize, regionData))
389         return;
390
391     outRects.resize(regionData->rdh.nCount);
392
393     RECT* rect = reinterpret_cast<RECT*>(regionData->Buffer);
394     for (size_t i = 0; i < outRects.size(); ++i, ++rect)
395         outRects[i] = winRectToCGRect(*rect, clientRect);
396 }
397
398 void WKCACFLayerRenderer::renderTimerFired(Timer<WKCACFLayerRenderer>*)
399 {
400     paint();
401 }
402
403 void WKCACFLayerRenderer::paint()
404 {
405     createRenderer();
406     if (!m_d3dDevice) {
407         if (m_mightBeAbleToCreateDeviceLater)
408             renderSoon();
409         return;
410     }
411
412     Vector<CGRect> dirtyRects;
413     getDirtyRects(m_hostWindow, dirtyRects);
414     render(dirtyRects);
415 }
416
417 void WKCACFLayerRenderer::render(const Vector<CGRect>& windowDirtyRects)
418 {
419     ASSERT(m_d3dDevice);
420
421     if (m_mustResetLostDeviceBeforeRendering && !resetDevice(LostDevice)) {
422         // We can't reset the device right now. Try again soon.
423         renderSoon();
424         return;
425     }
426
427     if (m_client && !m_client->shouldRender()) {
428         renderSoon();
429         return;
430     }
431
432     // Sync the layer if needed
433     if (m_syncLayerChanges) {
434         m_client->syncCompositingState();
435         m_syncLayerChanges = false;
436     }
437
438     // Flush the root layer to the render tree.
439     wkCACFContextFlush(m_context);
440
441     // All pending animations will have been started with the flush. Fire the animationStarted calls
442     double currentTime = WTF::currentTime();
443     double currentMediaTime = CACurrentMediaTime();
444     double t = currentTime + wkCACFContextGetLastCommitTime(m_context) - currentMediaTime;
445     ASSERT(t <= currentTime);
446
447     HashSet<RefPtr<PlatformCALayer> >::iterator end = m_pendingAnimatedLayers.end();
448     for (HashSet<RefPtr<PlatformCALayer> >::iterator it = m_pendingAnimatedLayers.begin(); it != end; ++it) {
449         PlatformCALayerClient* owner = (*it)->owner();
450         owner->platformCALayerAnimationStarted(t);
451     }
452
453     m_pendingAnimatedLayers.clear();
454
455     CGRect bounds = this->bounds();
456
457     // Give the renderer some space to use. This needs to be valid until the
458     // wkCACFContextFinishUpdate() call below.
459     char space[4096];
460     if (!wkCACFContextBeginUpdate(m_context, space, sizeof(space), currentMediaTime, bounds, windowDirtyRects.data(), windowDirtyRects.size()))
461         return;
462
463     HRESULT err = S_OK;
464     CFTimeInterval timeToNextRender = numeric_limits<CFTimeInterval>::infinity();
465
466     do {
467         // FIXME: don't need to clear dirty region if layer tree is opaque.
468
469         WKCACFUpdateRectEnumerator* e = wkCACFContextCopyUpdateRectEnumerator(m_context);
470         if (!e)
471             break;
472
473         Vector<D3DRECT, 64> rects;
474         for (const CGRect* r = wkCACFUpdateRectEnumeratorNextRect(e); r; r = wkCACFUpdateRectEnumeratorNextRect(e)) {
475             D3DRECT rect;
476             rect.x1 = r->origin.x;
477             rect.x2 = rect.x1 + r->size.width;
478             rect.y1 = bounds.origin.y + bounds.size.height - (r->origin.y + r->size.height);
479             rect.y2 = rect.y1 + r->size.height;
480
481             rects.append(rect);
482         }
483         wkCACFUpdateRectEnumeratorRelease(e);
484
485         timeToNextRender = wkCACFContextGetNextUpdateTime(m_context);
486
487         if (rects.isEmpty())
488             break;
489
490         m_d3dDevice->Clear(rects.size(), rects.data(), D3DCLEAR_TARGET, 0, 1.0f, 0);
491
492         m_d3dDevice->BeginScene();
493         wkCACFContextRenderUpdate(m_context);
494         m_d3dDevice->EndScene();
495
496         err = m_d3dDevice->Present(0, 0, 0, 0);
497
498         if (err == D3DERR_DEVICELOST) {
499             wkCACFContextAddUpdateRect(m_context, bounds);
500             if (!resetDevice(LostDevice)) {
501                 // We can't reset the device right now. Try again soon.
502                 renderSoon();
503                 return;
504             }
505         }
506     } while (err == D3DERR_DEVICELOST);
507
508     wkCACFContextFinishUpdate(m_context);
509
510 #ifndef NDEBUG
511     if (m_printTree)
512         m_rootLayer->printTree();
513 #endif
514
515     // If timeToNextRender is not infinity, it means animations are running, so queue up to render again
516     if (timeToNextRender != numeric_limits<CFTimeInterval>::infinity())
517         renderSoon();
518 }
519
520 void WKCACFLayerRenderer::renderSoon()
521 {
522     if (!m_renderTimer.isActive())
523         m_renderTimer.startOneShot(0);
524 }
525
526 void WKCACFLayerRenderer::syncCompositingStateSoon()
527 {
528     m_syncLayerChanges = true;
529     renderSoon();
530 }
531
532 CGRect WKCACFLayerRenderer::bounds() const
533 {
534     RECT clientRect;
535     GetClientRect(m_hostWindow, &clientRect);
536
537     return winRectToCGRect(clientRect);
538 }
539
540 void WKCACFLayerRenderer::initD3DGeometry()
541 {
542     ASSERT(m_d3dDevice);
543
544     CGRect bounds = this->bounds();
545
546     float x0 = bounds.origin.x;
547     float y0 = bounds.origin.y;
548     float x1 = x0 + bounds.size.width;
549     float y1 = y0 + bounds.size.height;
550
551     D3DXMATRIXA16 projection;
552     D3DXMatrixOrthoOffCenterRH(&projection, x0, x1, y0, y1, -1.0f, 1.0f);
553
554     m_d3dDevice->SetTransform(D3DTS_PROJECTION, &projection);
555 }
556
557 bool WKCACFLayerRenderer::resetDevice(ResetReason reason)
558 {
559     ASSERT(m_d3dDevice);
560     ASSERT(m_context);
561
562     HRESULT hr = m_d3dDevice->TestCooperativeLevel();
563
564     if (hr == D3DERR_DEVICELOST || hr == D3DERR_DRIVERINTERNALERROR) {
565         // The device cannot be reset at this time. Try again soon.
566         m_mustResetLostDeviceBeforeRendering = true;
567         return false;
568     }
569
570     m_mustResetLostDeviceBeforeRendering = false;
571
572     if (reason == LostDevice && hr == D3D_OK) {
573         // The device wasn't lost after all.
574         return true;
575     }
576
577     // We can reset the device.
578
579     // We have to release the context's D3D resrouces whenever we reset the IDirect3DDevice9 in order to
580     // destroy any D3DPOOL_DEFAULT resources that Core Animation has allocated (e.g., textures used
581     // for mask layers). See <http://msdn.microsoft.com/en-us/library/bb174425(v=VS.85).aspx>.
582     wkCACFContextReleaseD3DResources(m_context);
583
584     D3DPRESENT_PARAMETERS parameters = initialPresentationParameters();
585     hr = m_d3dDevice->Reset(&parameters);
586
587     // TestCooperativeLevel told us the device may be reset now, so we should
588     // not be told here that the device is lost.
589     ASSERT(hr != D3DERR_DEVICELOST);
590
591     initD3DGeometry();
592
593     return true;
594 }
595
596 }
597
598 #endif // USE(ACCELERATED_COMPOSITING)