OpenGL Loading

什么是 OpenGL loading?

OpenGL是一份API规范，并不是一个库。记住这点非常重要！它意味着每一个API背后的具体实现都依赖于你的GPU硬件、操作系统以及显卡驱动。

OpenGL规范定义了很多不同的函数，并且规范会定期进行更新，你的显卡驱动可能不会支持全部的函数。你的显卡和显卡驱动的能力决定了你能使用的API规范的子集。这也是不把所有的OpenGL函数静态定义在一个头文件中供你使用的原因。而且，将所有函数静态链接成一个库也是不可能的，因为你的应用运行的目标机器上会有各种各样不同的OpenGL实现。

在Windows机器上，OpenGL是以dll的方式实现的。在64位Windows操作系统上，64位的dll库位于 C:\Windows\system32\opengl32.dll，这个dll是显卡驱动的一部分，是随着显卡驱动一起发布的。

再次强调，大部分的OpenGL函数是不能被定义在某个标准的头文件中，然后静态链接进你的应用程序的。这也是为什么OpenGL函数不能直接被调用，而需要显式的声明和加载。

什么是 GLEW?

GLEW（OpenGL Extension Wrangler）是一个跨平台的用于OpenGL函数声明和加载的库，它同样具备在运行时检查目标机器是否支持某个OpenGL profile（一个profile就是一份指定配置支持的特定的OpenGL函数集）的能力。

GLEW非常的简单，尤其是针对刚开始接触OpenGL的新手。它把所有的脏活累活都替你做了，你可以在你的系统上自由的调用所有支持的有效OpenGL函数。

在StackOverflow上，所有关于OpenGL loading的问题下，都有人建议你使用OpenGL Loading Library，停止自己定制OpenGL loading去使用GLEW。甚至OpenGL官方的wiki都强烈建议你使用OpenGL loading library。

但是像GLEW这样的OpenGL loading library有它们自己的缺点，下面就以GLEW为例，来详细讲下这些缺点

为什么你最好不使用GLEW?

你可以用以下两种方式使用GLEW库：

1. Dynamically linking动态链接:一个OpenGL应用或者引擎发布后，我们希望用户可以很方便地在他们的机器上进行构建，GLEW使用动态链接的话，我们要么为它要单独建立一个编译工程，要么我们自己要针对不同的目标机器，提前编译好各种不同机器上的dll或so库，这样可以说很麻烦
2. Shipping the source连同代码一起发布:将GLEW库同OpenGL应用静态编译在一起，这种方式可以完美避开以上方式的缺点，唯一的缺点是GLEW库的代码量很大，它的存在增加了代码的复杂度，同时增加了代码的编译时间。GLEW如此庞大的原因是它维护了所有的OpenGL函数，而我们的应用可能只需要其中很小的一个子集，比如我们只需要modern opengl，也就是其core profile。

如何定制自己的OpenGL Loader?

github上有很多自定义的OpenGL loader，其中不乏短小精干，非常好用的库，比如https://gist.github.com/rygorous/16796a0c876cf8a5f542caddb55bce8a，在这个的基础上，可以增加一些跨平台的宏定义。

    #if defined(__linux__)
    #include <dlfcn.h>
    #define GLDECL                // Empty define
    #define PAPAYA_GL_LIST_WIN32  // Empty define
    #endif // __linux__

    #if defined(_WIN32)
    #include <windows.h>
    #define GLDECL WINAPI

    #define GL_ARRAY_BUFFER         0x8892
    #define GL_ARRAY_BUFFER_BINDING 0x8894
    ...

    typedef char GLchar;
    typedef ptrdiff_t GLintptr;
    typedef ptrdiff_t GLsizeiptr;

    #define PAPAYA_GL_LIST_WIN32 \
        /* ret, name, params */ \
        GLE(void, BlendEquation, GLenum mode) \
        GLE(void, ActiveTexture, GLenum texture) \
        /* end */

    #endif // _WIN32

上面代码我们首先包含不同平台的动态库调用的头文件。然后定义了windows平台下的函数调用规范的宏GLDECL。我们还需要包含GL/gl.h的头文件，但是这个文件在Linux和Windows上是不同的。Windows SDK包含的gl.h版本是非常老的（OpenGL 1.1），所以它并没有包含所有的OpenGL typedef，常量以及函数声明，但是Linux平台上一般是最新的。所以在Windows系统上需要手动添加这些定义。你可以直接包含这个文件https://www.khronos.org/registry/OpenGL/api/GL/glext.h，它包含这些常量和函数的定义。

最后就是定义你需要的函数了，代码如下：

#define BINKGL_LIST \
    /*  ret, name, params */ \
    GLE(void,      LinkProgram,         GLuint program) \
    GLE(void,      GetProgramiv,        GLuint program, GLenum pname, GLint *params) \
    GLE(GLuint,    CreateShader,        GLenum type) \
    GLE(void,      ShaderSource,        GLuint shader, GLsizei count, const GLchar* const *string, const GLint *length) \
    GLE(void,      CompileShader,       GLuint shader) \
    GLE(void,      GetShaderiv,         GLuint shader, GLenum pname, GLint *params) \
    GLE(void,      GetShaderInfoLog,    GLuint shader, GLsizei bufSize, GLsizei *length, GLchar *infoLog) \
    GLE(void,      DeleteShader,        GLuint shader) \
    GLE(GLuint,    CreateProgram,       void) \
    GLE(void,      AttachShader,        GLuint program, GLuint shader) \
    GLE(void,      DetachShader,        GLuint program, GLuint shader) \
    GLE(void,      UseProgram,          GLuint program) \
    GLE(void,      DeleteProgram,       GLuint program) \
    GLE(void,      GenVertexArrays,     GLsizei n, GLuint *arrays) \
    GLE(void,      BindVertexArray,     GLuint array) \
    GLE(void,      BufferData,          GLenum target, GLsizeiptr size, const GLvoid *data, GLenum usage) \
    GLE(void,      GenBuffers,              GLsizei n, GLuint *buffers) \
    GLE(void,      BindBuffer,              GLenum target, GLuint buffer) \
    GLE(void,      DeleteBuffers,           GLsizei n, const GLuint *buffers) \
    GLE(void,      TexParameteri,           GLenum target, GLenum pname, GLint param) \
    GLE(void,      ActiveTexture,           GLenum texture) \
    GLE(void,      BindAttribLocation,      GLuint program, GLuint index, const GLchar *name) \
    GLE(GLint,     GetUniformLocation,      GLuint program, const GLchar *name) \
    GLE(void,      Uniform4f,               GLint location, GLfloat v0, GLfloat v1, GLfloat v2, GLfloat v3) \
    GLE(void,      Uniform4fv,    GLint location, GLsizei count, const GLfloat *value) \
    GLE(void,      DeleteVertexArrays,      GLsizei n, const GLuint *arrays) \
    GLE(void,      EnableVertexAttribArray, GLuint index) \
    GLE(void,      VertexAttribPointer,     GLuint index, GLint size, GLenum type, GLboolean normalized, GLsizei stride, const GLvoid *pointer) \
    GLE(void,      Uniform1i,               GLint location, GLint v0) \
    /* end */

#define GLE(ret, name, ...) typedef ret GLDECL name##proc(__VA_ARGS__); static name##proc * gl##name;
BINKGL_LIST
#undef GLE

static void *GLhandle;

bool gl_lite_init()
{
#if defined(__linux__)

    void* libGL = dlopen("libGL.so", RTLD_LAZY);
    if (!libGL) {
        printf("ERROR: libGL.so couldn't be loaded\n");
        return false;
    }

    #define GLE(ret, name, ...)                                                    \
            gl##name = (name##proc *) dlsym(libGL, "gl" #name);                    \
            if (!gl##name) {                                                       \
                printf("Function gl" #name " couldn't be loaded from libGL.so\n"); \
                return false;                                                      \
            }
        BINKGL_LIST
    #undef GLE

#elif defined(_WIN32)

    HINSTANCE dll = LoadLibraryA("opengl32.dll");
    typedef PROC WINAPI wglGetProcAddressproc(LPCSTR lpszProc);
    if (!dll) {
        OutputDebugStringA("opengl32.dll not found.\n");
        return false;
    }
    wglGetProcAddressproc* wglGetProcAddress =
        (wglGetProcAddressproc*)GetProcAddress(dll, "wglGetProcAddress");

    #define GLE(ret, name, ...)                                                                    \
            gl##name = (name##proc *)wglGetProcAddress("gl" #name);                                \
            if (!gl##name) {                                                                       \
                OutputDebugStringA("Function gl" #name " couldn't be loaded from opengl32.dll\n"); \
                return false;                                                                      \
            }
        BINKGL_LIST
    #undef GLE

#else
    #error "GL loading for this platform is not implemented yet."
#endif

    return true;
}