/*---------------------------------------------------------------------------*
  Project:  NintendoWare
  File:     UserRenderNodeDemo.cpp
  
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  $Revision: $
 *---------------------------------------------------------------------------*/

#define NW_DEBUG_CHECK_MEMORY_LEAK

#include <nn/os.h>
#include <nn/fs.h>

#include <nn/gr.h>

#include <nw/types.h>
#include <nw/demo.h>
#include <nw/dev.h>
#include <nw/gfx.h>
#include <nw/ut.h>

#include "GrRenderer.h"

namespace
{

class GrUserRenderCommand;

//----------------------------------------
// メモリ関係

// デバイスメモリを確保するためのアロケータです。
nw::demo::DemoAllocator s_DeviceAllocator;

//----------------------------------------
// ファイル名の定義です。
const wchar_t* SKY_SPHERE_FILE_NAME  = NW_DEMO_FILE_PATH(L"SkySphere.bcmdl");

const wchar_t* MODEL_RESOURCE_FILES[] = 
{
    NW_DEMO_FILE_PATH(L"Male.bcmdl"),
    NW_DEMO_FILE_PATH(L"SceneEnvironmentSetting.bcenv"),
    NW_DEMO_FILE_PATH(L"FragmentLight.bcenv")
};

const wchar_t* GR_SHADER_FILE = NW_DEMO_FILE_PATH(L"UserRenderCommandShader.shbin");

//----------------------------------------
// 描画関係
const int RENDER_TARGET_COUNT = 1;
typedef nw::ut::FixedSizeArray<nw::gfx::IRenderTarget*, RENDER_TARGET_COUNT> RenderTargetArray;

RenderTargetArray s_RenderTargets;
nw::demo::SceneSystem*  s_SceneSystem = NULL;
nw::demo::RenderSystem* s_RenderSystem = NULL;

static nw::demo::GraphicsDrawing  s_GraphicsDrawing;

//----------------------------------------
// リソース関係
nw::demo::ResourceArray s_Resources;

//----------------------------------------
// シーン関係
const int SCENE_NODE_COUNT = 8;
nw::gfx::SceneNode* s_SceneRoot = NULL;
s32 s_FrameCount = 0;
nw::gfx::Camera* s_BaseCamera = NULL;
nw::gfx::Camera* s_LeftCamera = NULL;
nw::gfx::Camera* s_RightCamera = NULL;

const s32 s_BaseCameraIndex = 0;

//----------------------------------------
// シーン環境関係
const s32 ENVIRONMENT_SETTINGS_COUNT = 1;

typedef nw::ut::FixedSizeArray<nw::gfx::SceneEnvironmentSetting*, ENVIRONMENT_SETTINGS_COUNT> SceneEnvironmentSettingArray;
SceneEnvironmentSettingArray s_SceneEnvironmentSettings;

//----------------------------------------
// ユーザ定義の描画ノードによる描画関係
nw::gfx::UserRenderNode* s_UserRenderNode = NULL;
GrUserRenderCommand*     s_GrUserRenderCommand = NULL;
GrPrimitiveRenderer s_GrPrimitiveRenderer;

/*!--------------------------------------------------------------------------*
  @brief        GR で描画するためののレンダーコマンドです。
 *---------------------------------------------------------------------------*/
class GrUserRenderCommand : public nw::gfx::UserRenderCommand
{
public:
    //! @brief コマンドを呼び出します。
    virtual void Invoke(nw::gfx::RenderContext* renderContext)
    {
        // UserRenderCommand が設定されている UserRenderNode を取得
        nw::gfx::UserRenderNode* userRenderNode = GetUserRenderNode();
        NW_NULL_ASSERT( userRenderNode );

        nw::math::MTX34& worldMatrix = userRenderNode->WorldMatrix();

        // 描画コマンドバッファのポインタを取得
        u32* command = NULL;
        nngxGetCmdlistParameteri(
            NN_GX_CMDLIST_CURRENT_BUFADDR, 
            reinterpret_cast<GLint*>(&command));

        // 最後にポインタを進めるため、現在のコマンドリストの先頭アドレスを保存
        const u32* start_addr = command;

        command = s_GrPrimitiveRenderer.MakeSceneBeginCommand(command);

        command = s_GrPrimitiveRenderer.MakeDrawBoxCommand(command, worldMatrix);

        command = s_GrPrimitiveRenderer.MakeSceneEndCommand(command);

        // コマンドリストのポインタを進める
        nngxMoveCommandbufferPointer((command - start_addr) * sizeof(u32));

        // GR で描画するためにシェーダーを切り替えているので、
        // レンダーコンテキストをリセットする。
        renderContext->ResetState(
            nw::gfx::RenderContext::RESETSTATEMODE_SHADER_PROGRAM | 
            nw::gfx::RenderContext::RESETSTATEMODE_MATERIAL_CACHE
            ,0);

    }

public:
    //! コンストラクタです。
    GrUserRenderCommand(){}

    //! デストラクタです。
    virtual ~GrUserRenderCommand() {}
};

/*!--------------------------------------------------------------------------*
  @brief        グラフィックス関連の初期化を行います。
 *---------------------------------------------------------------------------*/
void
InitializeGraphics()
{
    nw::gfx::CommandCacheManager::SetAllocator( &s_DeviceAllocator );
    
    // renderDescriptionへステレオの設定を行います。
    nw::demo::RenderSystem::Description renderDescription;

    renderDescription.reusableCommandBufferSize = 0x100000;
    renderDescription.reusableCommandRequestCount      = 512;
    renderDescription.upperScreenMode = nw::demo::UPPER_SCREEN_MODE_STEREO;

    s_RenderSystem = nw::demo::RenderSystem::Create(&s_DeviceAllocator, renderDescription);
    
    s_GraphicsDrawing.SetScreenSize(
        renderDescription.lowerScreenDescription.width,
        renderDescription.lowerScreenDescription.height
    );

    nw::demo::Utility::InitializeGraphicsDrawing(&s_DeviceAllocator, s_GraphicsDrawing);

    s_RenderTargets.push_back(
        nw::demo::Utility::CreateUpperScreenBuffer(&s_DeviceAllocator, renderDescription)
    );
    NW_ASSERT(!s_RenderTargets.empty());
    s_RenderSystem->GetRenderContext()->SetRenderTarget(s_RenderTargets.front());

    // sceneDescriptionへの標準的な設定はコンストラクタで行われています。
    nw::demo::SceneSystem::Description sceneDescription;

    // maxUserRenderNodes はデフォルト値が 0 になっているので、ここで値を設定します。
    sceneDescription.maxUserRenderNodes = 1;
    s_SceneSystem = nw::demo::SceneSystem::Create(&s_DeviceAllocator, sceneDescription);

    // デモ用の最遠景モデルをレンダリングシステムに設定します。
    // gfx のデモでは glClear などを用いずに背景で塗りつぶしを行います。
    s_RenderSystem->LoadSkyModel(SKY_SPHERE_FILE_NAME);

    s_GrPrimitiveRenderer.Initialize( &s_DeviceAllocator, GR_SHADER_FILE );

    NW_GL_ASSERT();
}


/*!--------------------------------------------------------------------------*
  @brief        グラフィックス関連の後始末をします。
 *---------------------------------------------------------------------------*/
void
TerminateGraphics()
{
    s_GrPrimitiveRenderer.Finalize();

    nw::gfx::SafeDestroy(s_LeftCamera);

    nw::gfx::SafeDestroy(s_RightCamera);

    nw::gfx::SafeDestroy(s_SceneSystem);
    
    nw::gfx::SafeDestroyAll(s_RenderTargets);

    s_GraphicsDrawing.Finalize();
    
    nw::gfx::SafeDestroy(s_RenderSystem);


    NW_GL_ASSERT();
}

/*!--------------------------------------------------------------------------*
  @brief        ユーザ定義の描画ノード関連の構築をします。
 *---------------------------------------------------------------------------*/
void
BuildUserRenderNode()
{
    // ユーザ定義の描画コマンドを生成します
    void* userCommandMemory = s_DeviceAllocator.Alloc(sizeof(GrUserRenderCommand));
    NW_NULL_ASSERT(userCommandMemory);
    s_GrUserRenderCommand = new(userCommandMemory) GrUserRenderCommand();
    
    // ユーザ定義の描画ノードを生成します
    NW_ASSERT(s_UserRenderNode == NULL);
    s_UserRenderNode = nw::gfx::UserRenderNode::DynamicBuilder()
        .IsFixedSizeMemory(false)
        .Create(&s_DeviceAllocator);
    NW_NULL_ASSERT(s_UserRenderNode);

    // UserRenderNode は Z ソートされないので
    // 描画優先度とレイヤー ID のみによってのみ描画順が制御できます。
    s_UserRenderNode->SetPriority( 0 );
    s_UserRenderNode->SetLayerId( 0 );

    // ユーザ定義の描画ノードに描画コマンドを設定します
    s_UserRenderNode->SetUserRenderCommand(s_GrUserRenderCommand);

    // ユーザ定義の描画ノードをアタッチします
    s_SceneRoot->AttachChild(s_UserRenderNode);

    s_UserRenderNode->Transform().SetTranslate(nw::math::VEC3(-5.0f, 5.0f, 0.0f));
}

/*!--------------------------------------------------------------------------*
  @brief        ルートノード関連の構築をします。
 *---------------------------------------------------------------------------*/
void
BuildRootNodes()
{
    NW_ASSERT(s_SceneRoot == NULL);
    s_SceneRoot = nw::gfx::TransformNode::DynamicBuilder()
        .IsFixedSizeMemory(false)
        .Create(&s_DeviceAllocator);
    NW_NULL_ASSERT(s_SceneRoot);
}

/*!--------------------------------------------------------------------------*
  @brief        カメラ関連の構築をします。
 *---------------------------------------------------------------------------*/
void
BuildCameras()
{
    nw::demo::Utility::CreateStereoCameras(
        &s_BaseCamera,
        &s_LeftCamera,
        &s_RightCamera,
        &s_DeviceAllocator,
        nw::math::VEC3(23.0f, 20.0f, 21.0f),
        nw::math::VEC3(0.0f, 8.0f, 0.0f)
    );

    s_SceneRoot->AttachChild(s_BaseCamera);
    s_SceneSystem->GetCameraController()->Register(s_BaseCamera);
}

/*!--------------------------------------------------------------------------*
  @brief        リソース関連の構築をします。
 *---------------------------------------------------------------------------*/
void
BuildResources(nw::demo::ResourceSet* resourceSet)
{
    resourceSet->resource.ForeachTexture(nw::gfx::LocationFlagSetter(NN_GX_MEM_VRAMA | GL_NO_COPY_FCRAM_DMP));
    resourceSet->resource.ForeachIndexStream(nw::gfx::LocationFlagSetter(NN_GX_MEM_VRAMB | GL_NO_COPY_FCRAM_DMP));
    resourceSet->resource.ForeachVertexStream(nw::gfx::LocationFlagSetter(NN_GX_MEM_VRAMB | GL_NO_COPY_FCRAM_DMP));

    nw::gfx::Result result = resourceSet->resource.Setup(&s_DeviceAllocator);
    if (result.IsFailure())
    {
        NW_FATAL_ERROR("Fail to set up model. A result code is 0x%x", result.GetCode());
    }

    nw::ut::MoveArray<nw::gfx::SceneNode*> sceneNodeArray(SCENE_NODE_COUNT, &s_DeviceAllocator);

    nw::gfx::ResModelArray models = resourceSet->resource.GetModels();
    nw::gfx::ResModelArray::iterator modelsEnd = models.end();
    for (nw::gfx::ResModelArray::iterator modelResource = models.begin();
         modelResource != modelsEnd; ++modelResource)
    {
        nw::gfx::SceneNode* node = nw::demo::Utility::CreateSceneNode(
            &s_DeviceAllocator,
            (*modelResource),
            false
        );
        NW_NULL_ASSERT(node);
        sceneNodeArray.push_back(node);

        nw::gfx::Model* model = nw::ut::DynamicCast<nw::gfx::Model*>(node);
        model->Transform().SetTranslate(nw::math::VEC3(5.0f, 0.0f, 0.0f));
    }

    nw::gfx::ResLightArray lights = resourceSet->resource.GetLights();
    nw::gfx::ResLightArray::iterator lightsEnd = lights.end();
    for (nw::gfx::ResLightArray::iterator lightResource = lights.begin();
         lightResource != lightsEnd; ++lightResource)
    {
        nw::gfx::SceneNode* node = nw::demo::Utility::CreateSceneNode(
            &s_DeviceAllocator,
            (*lightResource)
        );
        NW_NULL_ASSERT(node);
        sceneNodeArray.push_back(node);
    }
    
    // 親子付け参照関係を解決
    nw::gfx::SceneHelper::ResolveReference(sceneNodeArray);
    
    nw::gfx::SceneHelper::ForeachRootNodes(
        sceneNodeArray.Begin(), 
        sceneNodeArray.End(),
        nw::gfx::AttachNode(s_SceneRoot)
    );

    nw::gfx::ResSceneEnvironmentSettingArray settings = resourceSet->resource.GetSceneEnvironmentSettings();
    nw::gfx::ResSceneEnvironmentSettingArray::iterator settingsEnd = settings.end();
    for (nw::gfx::ResSceneEnvironmentSettingArray::iterator settingResource = settings.begin();
        settingResource != settingsEnd; ++settingResource)
    {
        nw::gfx::SceneObject* sceneObject = nw::gfx::SceneBuilder()
            .Resource(*settingResource)
            .CreateObject(&s_DeviceAllocator, &s_DeviceAllocator);

        nw::gfx::SceneEnvironmentSetting* sceneEnvironmentSetting =
            nw::ut::DynamicCast<nw::gfx::SceneEnvironmentSetting*>(sceneObject);

        NW_NULL_ASSERT(sceneEnvironmentSetting);
        s_SceneEnvironmentSettings.push_back(sceneEnvironmentSetting);
    }
}

/*!--------------------------------------------------------------------------*
  @brief        シーンを初期化します。
 *---------------------------------------------------------------------------*/
void
InitializeScenes()
{  
    BuildRootNodes();
    
    BuildUserRenderNode();

    BuildCameras();        

    NW_FOREACH(const wchar_t* name, MODEL_RESOURCE_FILES)
    {
        BuildResources(nw::demo::Utility::LoadResources(s_Resources, name, &s_DeviceAllocator));
    }

    // シーンツリーを巡回して初期化を行います。
    s_SceneSystem->InitializeScene(s_SceneRoot);
    s_SceneSystem->UpdateScene();

    s_RenderSystem->SetSceneEnvironmentSettings(s_SceneSystem, &s_SceneEnvironmentSettings);

    // カメラを設定します。
    nw::gfx::SceneEnvironment& sceneEnvironment = s_RenderSystem->GetSceneEnvironment();
    sceneEnvironment.SetCamera(s_BaseCameraIndex, s_BaseCamera);
    nw::demo::Utility::SetCameraAspectRatio(s_BaseCamera, s_RenderTargets[0]);

    NW_GL_ASSERT();

    s_FrameCount = 0;
}

/*!--------------------------------------------------------------------------*
  @brief        シーン関連の後始末をします。
 *---------------------------------------------------------------------------*/
void
TerminateScenes()
{
    s_DeviceAllocator.Free(s_GrUserRenderCommand);
    nw::gfx::SafeDestroyBranch(s_UserRenderNode);

    nw::gfx::SafeDestroyBranch(s_SceneRoot);
    nw::demo::SafeCleanupResources(s_Resources);
    nw::gfx::SafeDestroyAll(s_SceneEnvironmentSettings);

    NW_GL_ASSERT();

    s_Resources.clear();
}

/*!--------------------------------------------------------------------------*
  @brief        シーンを更新します。
 *---------------------------------------------------------------------------*/
void
UpdateScene()
{        
    s_SceneSystem->GetCameraController()->Update();

    s_SceneSystem->UpdateScene();

    s_BaseCamera->UpdateCameraMatrix();

    nw::gfx::ResCameraProjectionUpdater resProjectionUpdater =
        s_BaseCamera->GetProjectionUpdater()->GetResource();

    int near = resProjectionUpdater.GetNear();

    s_RenderSystem->CalcStereoCamera(
        s_LeftCamera, 
        s_RightCamera, 
        s_BaseCamera, 
        near + 5.0f);
    
    ++s_FrameCount;
}

/*!--------------------------------------------------------------------------*
  @brief        負荷表示やテスト機能の処理をおこないます。
 *---------------------------------------------------------------------------*/
void
ReportDemo()
{
    NW_PROFILE("ReportDemo");

    // 負荷表示からはこれらの負荷は除きます。
    s_RenderSystem->SuspendLoadMeter();

    nw::demo::DebugUtility::CalcLoadMeter(s_RenderSystem);

    s_GraphicsDrawing.BeginDrawingShape();

    nw::demo::DebugUtility::DrawLoadMeter(
        s_RenderSystem,
        &s_GraphicsDrawing
    );

    s_GraphicsDrawing.EndDrawingShape();

    s_GraphicsDrawing.BeginDrawingString();

    nw::demo::DebugUtility::DrawLoadMeterText(
        s_RenderSystem,
        &s_GraphicsDrawing
    );

    s_GraphicsDrawing.EndDrawingString();

    s_RenderSystem->ResumeLoadMeter();
}

/*!--------------------------------------------------------------------------*
  @brief        シーンをデモンストレーションします。
 *---------------------------------------------------------------------------*/
void
DemoScene()
{
    NW_ASSERT(!s_RenderTargets.empty());

    InitializeScenes();

    nw::demo::DebugUtility::PostInitializeScenes();

    bool isContinuing = true;

    nw::gfx::RenderContext* renderContext = s_RenderSystem->GetRenderContext();

    while ( isContinuing )
    {        
        nw::demo::DebugUtility::AdvanceAutoTestFrame();

        nw::demo::PadFactory::GetPad()->Update();

        UpdateScene();
        
        renderContext->SetActiveCamera(s_BaseCameraIndex);

        s_RenderSystem->SubmitView(s_SceneSystem);

        s_RenderSystem->SetRenderTarget(s_RenderTargets[0]);
        s_RenderSystem->RenderStereoScene(s_LeftCamera, s_RightCamera);
                
        s_RenderSystem->ClearBySkyModel(s_BaseCamera);
        ReportDemo();
        s_RenderSystem->TransferBuffer(nw::demo::LOWER_SCREEN);
        
        s_RenderSystem->PresentBuffer(nw::demo::UPPER_SCREEN | nw::demo::LOWER_SCREEN | nw::demo::EXTENSION_SCREEN);

        renderContext->ResetState();

        if (nw::demo::Utility::IsTerminating())
        {
            isContinuing = false;
        }
    }

    nw::demo::DebugUtility::PreTerminateScenes();

    TerminateScenes();
}

} // namespace

/*!--------------------------------------------------------------------------*
  @brief        メイン関数です。
 *---------------------------------------------------------------------------*/
void
nnMain()
{
    nw::demo::InitializeGraphicsSystem(&s_DeviceAllocator);
   
    nw::demo::PadFactory::Initialize(&s_DeviceAllocator);

    NW_DEMO_TEST_LOOP(&s_DeviceAllocator, NULL, &s_RenderSystem)
    {
        InitializeGraphics();

        DemoScene();   

        TerminateGraphics();
    }

    nw::demo::PadFactory::Finalize();

    nw::demo::FinalizeGraphicsSystem();
}