swap_chain.h

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// swap_chain.h — 窓に描くためのスワップチェイン(T-0004、docs/design/06-simulation-loop.md §4)。
//
// フリップモデル(FLIP_DISCARD)で BUFFER_COUNT 枚。FRAME_LATENCY_WAITABLE_OBJECT を使い、CPU は WaitForFrame() で
// 「次のフレームを描き始めてよい」まで待つ(これがフレームの歩調。GPU のフェンスを CPU が待つのではない)。
// 先に進めるフレームの数は SetMaximumFrameLatency で決める(maxFrameLatency。2〜3。T-0004 の完了条件)。
// vsync なしで tearing に対応していれば、ALLOW_TEARING で Present する(可変リフレッシュの画面向け)。
#pragma once
 
#include <array>
#include <cstdint>
#include <expected>
#include <memory>
#include <string>
 
#include "gpu/com_ptr.h"
 
namespace bicameral::gpu {
 
    class SwapChain {
    public:
        static constexpr uint32_t BUFFER_COUNT = 3;
        static constexpr DXGI_FORMAT FORMAT = DXGI_FORMAT_R8G8B8A8_UNORM;
 
        [[nodiscard]] static std::expected<SwapChain, std::string> Create(ID3D12Device* device, IDXGIFactory6* factory,
                                                                          ID3D12CommandQueue* directQueue, HWND window,
                                                                          uint32_t maxFrameLatency);
 
        // 次のフレームを始めてよいまで待つ(最大 timeoutMs)。待ちきれなければ false(そのフレームも進めてよい)
        bool WaitForFrame(uint32_t timeoutMs) const;
 
        [[nodiscard]] uint32_t CurrentIndex() const { return m_swapChain->GetCurrentBackBufferIndex(); }
        [[nodiscard]] ID3D12Resource* BackBuffer(uint32_t index) const { return m_buffers[index].Get(); }
        [[nodiscard]] D3D12_CPU_DESCRIPTOR_HANDLE RenderTargetView(uint32_t index) const;
        [[nodiscard]] uint32_t Width() const { return m_width; }
        [[nodiscard]] uint32_t Height() const { return m_height; }
 
        // 失敗(デバイスの喪失など)なら false
        bool Present(bool vsync) const;
 
        // 窓の大きさに合わせる。呼ぶ側の約束: バックバッファを使うコマンドを GPU が全部終えている(記録済みのリストも作り直す)
        bool Resize(ID3D12Device* device, uint32_t width, uint32_t height);
 
    private:
        SwapChain() = default;
 
        bool AcquireBuffers(ID3D12Device* device);
 
        struct HandleCloser {
            void operator()(HANDLE handle) const { CloseHandle(handle); }
        };
 
        // --- バックバッファ ---
        ComPtr<IDXGISwapChain3> m_swapChain;
        ComPtr<ID3D12DescriptorHeap> m_rtvHeap;
        std::array<ComPtr<ID3D12Resource>, BUFFER_COUNT> m_buffers;
        uint32_t m_rtvStride = 0;
 
        // 使い終わったら閉じる(GetFrameLatencyWaitableObject)
        std::unique_ptr<void, HandleCloser> m_frameLatencyWaitable;
 
        // --- 大きさと機能 ---
        uint32_t m_width = 0;
        uint32_t m_height = 0;
        bool m_tearingSupported = false;
    };
 
}  // namespace bicameral::gpu