Mac and Linux SDL2 binary snapshots
Edward Rudd
2021-06-15 dec7875a6e23212021e4d9080330a42832dfe02a
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
322
323
324
325
326
327
328
329
330
331
332
333
334
335
336
337
338
339
340
341
342
343
344
345
346
347
348
349
350
351
352
353
354
355
356
357
358
359
360
361
362
363
364
365
366
367
368
369
370
371
372
373
374
375
376
377
378
379
380
381
382
383
384
385
386
387
388
389
390
391
392
393
394
395
396
397
398
399
400
401
402
403
404
405
406
407
408
409
410
411
412
413
414
415
416
417
418
419
420
421
422
423
424
425
426
427
428
429
430
431
432
433
434
435
436
437
438
439
440
441
442
443
444
445
446
447
448
449
450
451
452
453
454
455
456
457
458
459
460
461
462
463
464
465
466
467
468
469
470
471
472
473
474
475
476
477
478
479
480
481
482
483
484
485
486
487
488
489
490
491
492
493
494
495
496
497
498
499
500
501
502
503
504
505
506
507
508
509
510
511
512
513
514
515
516
517
518
519
520
521
522
523
524
525
526
527
528
529
530
531
532
533
534
535
536
537
538
539
540
541
542
543
544
545
546
547
548
549
550
551
552
553
554
555
556
557
558
559
560
561
562
563
564
565
566
567
568
569
570
571
572
573
574
575
576
577
578
579
580
581
582
583
584
585
586
587
588
589
590
591
592
593
594
595
596
597
598
599
600
601
602
603
604
605
606
607
608
609
610
611
612
613
614
615
616
617
618
619
620
621
622
623
624
625
626
627
628
629
630
631
632
633
634
635
636
637
638
639
640
641
642
643
644
645
646
647
648
649
650
651
652
653
654
655
656
657
658
659
660
661
662
663
664
665
666
667
668
669
670
671
672
673
674
675
676
677
678
679
680
681
682
683
684
685
686
687
688
689
690
691
692
693
694
695
696
697
698
699
700
701
702
703
704
705
706
707
708
709
710
711
712
713
714
715
716
717
718
719
720
721
722
723
724
725
726
727
728
729
730
731
732
733
734
735
736
737
738
739
740
741
742
743
744
745
746
747
748
749
750
751
752
753
754
755
756
757
758
759
760
761
762
763
764
765
766
767
768
769
770
771
772
773
774
775
776
777
778
779
780
781
782
783
784
785
786
787
788
789
790
791
792
793
794
795
796
797
798
799
800
801
802
803
804
805
806
807
808
809
810
811
812
813
814
815
816
817
818
819
820
821
822
823
824
825
826
827
828
829
830
831
832
833
834
835
836
837
838
839
840
841
842
843
844
845
846
847
848
849
850
851
852
853
854
855
856
857
858
859
860
861
862
863
864
865
866
867
868
869
870
871
872
873
874
875
876
877
878
879
880
881
882
883
884
885
886
887
888
889
890
891
892
893
894
895
896
897
898
899
900
901
902
903
904
905
906
907
908
909
910
911
912
913
914
915
916
917
918
919
920
921
922
923
924
925
926
927
928
929
930
931
932
933
934
935
936
937
938
939
940
941
942
943
944
945
946
947
948
949
950
951
952
953
954
955
956
957
958
959
960
961
962
963
964
965
966
967
968
969
970
971
972
973
974
975
976
977
978
979
980
981
982
983
984
985
986
987
988
989
990
991
992
993
994
995
996
997
998
999
1000
1001
1002
1003
1004
1005
1006
1007
1008
1009
1010
1011
1012
1013
1014
1015
1016
1017
1018
1019
1020
1021
1022
1023
1024
1025
1026
1027
1028
1029
1030
1031
1032
1033
1034
1035
1036
1037
1038
1039
1040
1041
1042
1043
1044
1045
1046
1047
1048
1049
1050
1051
1052
1053
1054
1055
1056
1057
1058
1059
1060
1061
1062
1063
1064
1065
1066
1067
1068
1069
1070
1071
1072
1073
1074
1075
1076
1077
1078
1079
1080
1081
1082
1083
1084
1085
1086
1087
1088
1089
1090
1091
1092
1093
1094
1095
1096
1097
1098
1099
1100
1101
1102
1103
1104
1105
1106
1107
1108
1109
1110
1111
1112
1113
1114
1115
1116
1117
1118
1119
1120
1121
1122
1123
1124
1125
1126
1127
1128
1129
1130
1131
1132
1133
1134
1135
1136
1137
1138
1139
1140
1141
1142
1143
1144
1145
1146
1147
1148
1149
1150
1151
1152
1153
1154
1155
1156
1157
1158
1159
1160
1161
1162
1163
1164
1165
1166
1167
1168
1169
1170
1171
1172
1173
1174
1175
1176
1177
1178
1179
1180
1181
1182
1183
1184
1185
1186
1187
1188
1189
1190
1191
1192
1193
1194
1195
1196
1197
1198
1199
1200
1201
1202
1203
1204
1205
1206
1207
1208
1209
1210
1211
1212
1213
1214
1215
1216
1217
1218
1219
1220
1221
1222
1223
1224
1225
1226
1227
1228
1229
1230
1231
1232
1233
1234
1235
1236
1237
1238
1239
1240
1241
1242
1243
1244
1245
1246
1247
1248
1249
1250
1251
1252
1253
1254
1255
1256
1257
1258
1259
1260
1261
1262
1263
1264
1265
1266
1267
1268
1269
1270
1271
1272
1273
1274
1275
1276
1277
1278
1279
1280
1281
1282
1283
1284
1285
1286
1287
1288
1289
1290
1291
1292
1293
1294
1295
1296
1297
1298
1299
1300
1301
1302
1303
1304
1305
1306
1307
1308
1309
1310
1311
1312
1313
1314
1315
1316
1317
1318
1319
1320
1321
1322
1323
1324
1325
1326
1327
1328
1329
1330
1331
1332
1333
1334
1335
1336
1337
1338
1339
1340
1341
1342
1343
1344
1345
1346
1347
1348
1349
1350
1351
1352
1353
1354
1355
1356
1357
1358
1359
1360
1361
1362
1363
1364
1365
1366
1367
1368
1369
1370
1371
1372
1373
1374
1375
1376
1377
1378
1379
1380
1381
1382
1383
1384
1385
1386
1387
1388
1389
1390
1391
1392
1393
1394
1395
1396
1397
1398
1399
1400
1401
1402
1403
1404
1405
1406
1407
1408
1409
1410
1411
1412
1413
1414
1415
1416
1417
1418
1419
1420
1421
1422
1423
1424
1425
1426
1427
1428
1429
1430
1431
1432
1433
1434
1435
1436
1437
1438
1439
1440
1441
1442
1443
1444
1445
1446
1447
1448
1449
1450
1451
1452
1453
1454
1455
1456
1457
1458
1459
1460
1461
1462
1463
1464
1465
1466
1467
1468
1469
1470
1471
1472
1473
1474
1475
1476
1477
1478
1479
1480
1481
1482
1483
1484
1485
1486
1487
1488
1489
1490
1491
1492
1493
1494
1495
1496
1497
1498
1499
1500
1501
1502
1503
1504
1505
1506
1507
1508
1509
1510
1511
1512
1513
1514
1515
1516
1517
1518
1519
1520
1521
1522
1523
1524
1525
1526
1527
1528
1529
1530
1531
1532
1533
1534
1535
1536
1537
1538
1539
1540
1541
1542
1543
1544
1545
1546
1547
1548
1549
1550
1551
1552
1553
1554
1555
1556
1557
1558
1559
1560
1561
1562
1563
1564
1565
1566
1567
1568
1569
1570
1571
1572
1573
1574
1575
1576
1577
1578
1579
1580
1581
1582
1583
1584
1585
1586
1587
1588
1589
1590
1591
1592
1593
1594
1595
1596
1597
1598
1599
1600
1601
1602
1603
1604
1605
1606
1607
1608
1609
1610
1611
1612
1613
1614
1615
1616
1617
1618
1619
1620
1621
1622
1623
1624
1625
1626
1627
1628
1629
1630
1631
1632
1633
1634
1635
1636
1637
1638
1639
1640
1641
1642
1643
1644
1645
1646
1647
1648
1649
1650
1651
1652
1653
1654
1655
1656
1657
1658
1659
1660
1661
1662
1663
1664
1665
1666
1667
1668
1669
1670
1671
1672
1673
1674
1675
1676
1677
1678
1679
1680
1681
1682
1683
1684
1685
1686
1687
1688
1689
1690
1691
1692
1693
1694
1695
1696
1697
1698
1699
1700
1701
1702
1703
1704
1705
1706
1707
1708
1709
1710
1711
1712
1713
1714
1715
1716
1717
1718
1719
1720
1721
1722
1723
1724
1725
1726
1727
1728
1729
1730
1731
1732
1733
1734
1735
1736
1737
1738
1739
1740
1741
1742
1743
1744
1745
1746
1747
1748
1749
1750
1751
1752
1753
1754
1755
1756
1757
1758
1759
1760
1761
1762
1763
1764
1765
1766
1767
1768
1769
1770
1771
1772
1773
1774
1775
1776
1777
1778
1779
1780
1781
1782
1783
1784
1785
1786
1787
1788
1789
1790
1791
1792
1793
1794
1795
1796
1797
1798
1799
1800
1801
1802
1803
1804
1805
1806
1807
1808
1809
1810
1811
1812
1813
1814
1815
1816
1817
1818
1819
1820
1821
1822
1823
1824
1825
1826
1827
1828
1829
1830
1831
1832
1833
1834
1835
1836
1837
1838
1839
1840
1841
1842
1843
1844
1845
1846
1847
1848
1849
1850
1851
1852
1853
1854
1855
1856
1857
1858
1859
1860
1861
1862
1863
1864
1865
1866
1867
1868
1869
1870
1871
1872
1873
1874
1875
1876
1877
1878
1879
1880
1881
1882
1883
1884
1885
1886
1887
1888
1889
1890
1891
1892
1893
1894
1895
1896
1897
1898
1899
1900
1901
1902
1903
1904
1905
1906
1907
1908
1909
1910
1911
1912
1913
1914
1915
1916
1917
1918
1919
1920
1921
1922
1923
1924
1925
1926
1927
1928
1929
1930
1931
1932
1933
1934
1935
1936
1937
1938
1939
1940
1941
1942
1943
1944
1945
1946
1947
1948
1949
1950
1951
1952
1953
1954
1955
1956
1957
1958
1959
1960
1961
1962
/*
  Simple DirectMedia Layer
  Copyright (C) 1997-2020 Sam Lantinga <slouken@libsdl.org>
 
  This software is provided 'as-is', without any express or implied
  warranty.  In no event will the authors be held liable for any damages
  arising from the use of this software.
 
  Permission is granted to anyone to use this software for any purpose,
  including commercial applications, and to alter it and redistribute it
  freely, subject to the following restrictions:
 
  1. The origin of this software must not be misrepresented; you must not
     claim that you wrote the original software. If you use this software
     in a product, an acknowledgment in the product documentation would be
     appreciated but is not required.
  2. Altered source versions must be plainly marked as such, and must not be
     misrepresented as being the original software.
  3. This notice may not be removed or altered from any source distribution.
*/
#include "../../SDL_internal.h"
 
#if SDL_VIDEO_RENDER_METAL && !SDL_RENDER_DISABLED
 
#include "SDL_hints.h"
#include "SDL_syswm.h"
#include "SDL_metal.h"
#include "../SDL_sysrender.h"
 
#include <Availability.h>
#import <Metal/Metal.h>
#import <QuartzCore/CAMetalLayer.h>
 
#ifdef __MACOSX__
#import <AppKit/NSView.h>
#endif
 
/* Regenerate these with build-metal-shaders.sh */
#ifdef __MACOSX__
#include "SDL_shaders_metal_osx.h"
#elif defined(__TVOS__)
#if TARGET_OS_SIMULATOR
#include "SDL_shaders_metal_tvsimulator.h"
#else
#include "SDL_shaders_metal_tvos.h"
#endif
#else
#if TARGET_OS_SIMULATOR
#include "SDL_shaders_metal_iphonesimulator.h"
#else
#include "SDL_shaders_metal_ios.h"
#endif
#endif
 
/* Apple Metal renderer implementation */
 
/* Used to re-create the window with Metal capability */
extern int SDL_RecreateWindow(SDL_Window * window, Uint32 flags);
 
/* macOS requires constants in a buffer to have a 256 byte alignment. */
/* Use native type alignments from https://developer.apple.com/metal/Metal-Shading-Language-Specification.pdf */
#if defined(__MACOSX__) || TARGET_OS_SIMULATOR
#define CONSTANT_ALIGN(x) (256)
#else
#define CONSTANT_ALIGN(x) (x < 4 ? 4 : x)
#endif
 
#define DEVICE_ALIGN(x) (x < 4 ? 4 : x)
 
#define ALIGN_CONSTANTS(align, size) ((size + CONSTANT_ALIGN(align) - 1) & (~(CONSTANT_ALIGN(align) - 1)))
 
static const size_t CONSTANTS_OFFSET_INVALID = 0xFFFFFFFF;
static const size_t CONSTANTS_OFFSET_IDENTITY = 0;
static const size_t CONSTANTS_OFFSET_HALF_PIXEL_TRANSFORM = ALIGN_CONSTANTS(16, CONSTANTS_OFFSET_IDENTITY + sizeof(float) * 16);
static const size_t CONSTANTS_OFFSET_DECODE_JPEG = ALIGN_CONSTANTS(16, CONSTANTS_OFFSET_HALF_PIXEL_TRANSFORM + sizeof(float) * 16);
static const size_t CONSTANTS_OFFSET_DECODE_BT601 = ALIGN_CONSTANTS(16, CONSTANTS_OFFSET_DECODE_JPEG + sizeof(float) * 4 * 4);
static const size_t CONSTANTS_OFFSET_DECODE_BT709 = ALIGN_CONSTANTS(16, CONSTANTS_OFFSET_DECODE_BT601 + sizeof(float) * 4 * 4);
static const size_t CONSTANTS_LENGTH = CONSTANTS_OFFSET_DECODE_BT709 + sizeof(float) * 4 * 4;
 
typedef enum SDL_MetalVertexFunction
{
    SDL_METAL_VERTEX_SOLID,
    SDL_METAL_VERTEX_COPY,
} SDL_MetalVertexFunction;
 
typedef enum SDL_MetalFragmentFunction
{
    SDL_METAL_FRAGMENT_SOLID = 0,
    SDL_METAL_FRAGMENT_COPY,
    SDL_METAL_FRAGMENT_YUV,
    SDL_METAL_FRAGMENT_NV12,
    SDL_METAL_FRAGMENT_NV21,
    SDL_METAL_FRAGMENT_COUNT,
} SDL_MetalFragmentFunction;
 
typedef struct METAL_PipelineState
{
    SDL_BlendMode blendMode;
    void *pipe;
} METAL_PipelineState;
 
typedef struct METAL_PipelineCache
{
    METAL_PipelineState *states;
    int count;
    SDL_MetalVertexFunction vertexFunction;
    SDL_MetalFragmentFunction fragmentFunction;
    MTLPixelFormat renderTargetFormat;
    const char *label;
} METAL_PipelineCache;
 
/* Each shader combination used by drawing functions has a separate pipeline
 * cache, and we have a separate list of caches for each render target pixel
 * format. This is more efficient than iterating over a global cache to find
 * the pipeline based on the specified shader combination and RT pixel format,
 * since we know what the RT pixel format is when we set the render target, and
 * we know what the shader combination is inside each drawing function's code. */
typedef struct METAL_ShaderPipelines
{
    MTLPixelFormat renderTargetFormat;
    METAL_PipelineCache caches[SDL_METAL_FRAGMENT_COUNT];
} METAL_ShaderPipelines;
 
@interface METAL_RenderData : NSObject
    @property (nonatomic, retain) id<MTLDevice> mtldevice;
    @property (nonatomic, retain) id<MTLCommandQueue> mtlcmdqueue;
    @property (nonatomic, retain) id<MTLCommandBuffer> mtlcmdbuffer;
    @property (nonatomic, retain) id<MTLRenderCommandEncoder> mtlcmdencoder;
    @property (nonatomic, retain) id<MTLLibrary> mtllibrary;
    @property (nonatomic, retain) id<CAMetalDrawable> mtlbackbuffer;
    @property (nonatomic, retain) id<MTLSamplerState> mtlsamplernearest;
    @property (nonatomic, retain) id<MTLSamplerState> mtlsamplerlinear;
    @property (nonatomic, retain) id<MTLBuffer> mtlbufconstants;
    @property (nonatomic, retain) id<MTLBuffer> mtlbufquadindices;
    @property (nonatomic, assign) SDL_MetalView mtlview;
    @property (nonatomic, retain) CAMetalLayer *mtllayer;
    @property (nonatomic, retain) MTLRenderPassDescriptor *mtlpassdesc;
    @property (nonatomic, assign) METAL_ShaderPipelines *activepipelines;
    @property (nonatomic, assign) METAL_ShaderPipelines *allpipelines;
    @property (nonatomic, assign) int pipelinescount;
@end
 
@implementation METAL_RenderData
#if !__has_feature(objc_arc)
- (void)dealloc
{
    [_mtldevice release];
    [_mtlcmdqueue release];
    [_mtlcmdbuffer release];
    [_mtlcmdencoder release];
    [_mtllibrary release];
    [_mtlbackbuffer release];
    [_mtlsamplernearest release];
    [_mtlsamplerlinear release];
    [_mtlbufconstants release];
    [_mtlbufquadindices release];
    [_mtllayer release];
    [_mtlpassdesc release];
    [super dealloc];
}
#endif
@end
 
@interface METAL_TextureData : NSObject
    @property (nonatomic, retain) id<MTLTexture> mtltexture;
    @property (nonatomic, retain) id<MTLTexture> mtltexture_uv;
    @property (nonatomic, retain) id<MTLSamplerState> mtlsampler;
    @property (nonatomic, assign) SDL_MetalFragmentFunction fragmentFunction;
    @property (nonatomic, assign) BOOL yuv;
    @property (nonatomic, assign) BOOL nv12;
    @property (nonatomic, assign) size_t conversionBufferOffset;
    @property (nonatomic, assign) BOOL hasdata;
 
    @property (nonatomic, retain) id<MTLBuffer> lockedbuffer;
    @property (nonatomic, assign) SDL_Rect lockedrect;
@end
 
@implementation METAL_TextureData
#if !__has_feature(objc_arc)
- (void)dealloc
{
    [_mtltexture release];
    [_mtltexture_uv release];
    [_mtlsampler release];
    [_lockedbuffer release];
    [super dealloc];
}
#endif
@end
 
static int
IsMetalAvailable(const SDL_SysWMinfo *syswm)
{
    if (syswm->subsystem != SDL_SYSWM_COCOA && syswm->subsystem != SDL_SYSWM_UIKIT) {
        return SDL_SetError("Metal render target only supports Cocoa and UIKit video targets at the moment.");
    }
 
    // this checks a weak symbol.
#if (defined(__MACOSX__) && (MAC_OS_X_VERSION_MIN_REQUIRED < 101100))
    if (MTLCreateSystemDefaultDevice == NULL) {  // probably on 10.10 or lower.
        return SDL_SetError("Metal framework not available on this system");
    }
#endif
 
    return 0;
}
 
static const MTLBlendOperation invalidBlendOperation = (MTLBlendOperation)0xFFFFFFFF;
static const MTLBlendFactor invalidBlendFactor = (MTLBlendFactor)0xFFFFFFFF;
 
static MTLBlendOperation
GetBlendOperation(SDL_BlendOperation operation)
{
    switch (operation) {
        case SDL_BLENDOPERATION_ADD: return MTLBlendOperationAdd;
        case SDL_BLENDOPERATION_SUBTRACT: return MTLBlendOperationSubtract;
        case SDL_BLENDOPERATION_REV_SUBTRACT: return MTLBlendOperationReverseSubtract;
        case SDL_BLENDOPERATION_MINIMUM: return MTLBlendOperationMin;
        case SDL_BLENDOPERATION_MAXIMUM: return MTLBlendOperationMax;
        default: return invalidBlendOperation;
    }
}
 
static MTLBlendFactor
GetBlendFactor(SDL_BlendFactor factor)
{
    switch (factor) {
        case SDL_BLENDFACTOR_ZERO: return MTLBlendFactorZero;
        case SDL_BLENDFACTOR_ONE: return MTLBlendFactorOne;
        case SDL_BLENDFACTOR_SRC_COLOR: return MTLBlendFactorSourceColor;
        case SDL_BLENDFACTOR_ONE_MINUS_SRC_COLOR: return MTLBlendFactorOneMinusSourceColor;
        case SDL_BLENDFACTOR_SRC_ALPHA: return MTLBlendFactorSourceAlpha;
        case SDL_BLENDFACTOR_ONE_MINUS_SRC_ALPHA: return MTLBlendFactorOneMinusSourceAlpha;
        case SDL_BLENDFACTOR_DST_COLOR: return MTLBlendFactorDestinationColor;
        case SDL_BLENDFACTOR_ONE_MINUS_DST_COLOR: return MTLBlendFactorOneMinusDestinationColor;
        case SDL_BLENDFACTOR_DST_ALPHA: return MTLBlendFactorDestinationAlpha;
        case SDL_BLENDFACTOR_ONE_MINUS_DST_ALPHA: return MTLBlendFactorOneMinusDestinationAlpha;
        default: return invalidBlendFactor;
    }
}
 
static NSString *
GetVertexFunctionName(SDL_MetalVertexFunction function)
{
    switch (function) {
        case SDL_METAL_VERTEX_SOLID: return @"SDL_Solid_vertex";
        case SDL_METAL_VERTEX_COPY: return @"SDL_Copy_vertex";
        default: return nil;
    }
}
 
static NSString *
GetFragmentFunctionName(SDL_MetalFragmentFunction function)
{
    switch (function) {
        case SDL_METAL_FRAGMENT_SOLID: return @"SDL_Solid_fragment";
        case SDL_METAL_FRAGMENT_COPY: return @"SDL_Copy_fragment";
        case SDL_METAL_FRAGMENT_YUV: return @"SDL_YUV_fragment";
        case SDL_METAL_FRAGMENT_NV12: return @"SDL_NV12_fragment";
        case SDL_METAL_FRAGMENT_NV21: return @"SDL_NV21_fragment";
        default: return nil;
    }
}
 
static id<MTLRenderPipelineState>
MakePipelineState(METAL_RenderData *data, METAL_PipelineCache *cache,
                  NSString *blendlabel, SDL_BlendMode blendmode)
{
    id<MTLFunction> mtlvertfn = [data.mtllibrary newFunctionWithName:GetVertexFunctionName(cache->vertexFunction)];
    id<MTLFunction> mtlfragfn = [data.mtllibrary newFunctionWithName:GetFragmentFunctionName(cache->fragmentFunction)];
    SDL_assert(mtlvertfn != nil);
    SDL_assert(mtlfragfn != nil);
 
    MTLRenderPipelineDescriptor *mtlpipedesc = [[MTLRenderPipelineDescriptor alloc] init];
    mtlpipedesc.vertexFunction = mtlvertfn;
    mtlpipedesc.fragmentFunction = mtlfragfn;
 
    MTLVertexDescriptor *vertdesc = [MTLVertexDescriptor vertexDescriptor];
 
    switch (cache->vertexFunction) {
        case SDL_METAL_VERTEX_SOLID:
            /* position (float2) */
            vertdesc.layouts[0].stride = sizeof(float) * 2;
            vertdesc.layouts[0].stepFunction = MTLVertexStepFunctionPerVertex;
 
            vertdesc.attributes[0].format = MTLVertexFormatFloat2;
            vertdesc.attributes[0].offset = 0;
            vertdesc.attributes[0].bufferIndex = 0;
            break;
        case SDL_METAL_VERTEX_COPY:
            /* position (float2), texcoord (float2) */
            vertdesc.layouts[0].stride = sizeof(float) * 4;
            vertdesc.layouts[0].stepFunction = MTLVertexStepFunctionPerVertex;
 
            vertdesc.attributes[0].format = MTLVertexFormatFloat2;
            vertdesc.attributes[0].offset = 0;
            vertdesc.attributes[0].bufferIndex = 0;
 
            vertdesc.attributes[1].format = MTLVertexFormatFloat2;
            vertdesc.attributes[1].offset = sizeof(float) * 2;
            vertdesc.attributes[1].bufferIndex = 0;
            break;
    }
 
    mtlpipedesc.vertexDescriptor = vertdesc;
 
    MTLRenderPipelineColorAttachmentDescriptor *rtdesc = mtlpipedesc.colorAttachments[0];
    rtdesc.pixelFormat = cache->renderTargetFormat;
 
    if (blendmode != SDL_BLENDMODE_NONE) {
        rtdesc.blendingEnabled = YES;
        rtdesc.sourceRGBBlendFactor = GetBlendFactor(SDL_GetBlendModeSrcColorFactor(blendmode));
        rtdesc.destinationRGBBlendFactor = GetBlendFactor(SDL_GetBlendModeDstColorFactor(blendmode));
        rtdesc.rgbBlendOperation = GetBlendOperation(SDL_GetBlendModeColorOperation(blendmode));
        rtdesc.sourceAlphaBlendFactor = GetBlendFactor(SDL_GetBlendModeSrcAlphaFactor(blendmode));
        rtdesc.destinationAlphaBlendFactor = GetBlendFactor(SDL_GetBlendModeDstAlphaFactor(blendmode));
        rtdesc.alphaBlendOperation = GetBlendOperation(SDL_GetBlendModeAlphaOperation(blendmode));
    } else {
        rtdesc.blendingEnabled = NO;
    }
 
    mtlpipedesc.label = [@(cache->label) stringByAppendingString:blendlabel];
 
    NSError *err = nil;
    id<MTLRenderPipelineState> state = [data.mtldevice newRenderPipelineStateWithDescriptor:mtlpipedesc error:&err];
    SDL_assert(err == nil);
 
    METAL_PipelineState pipeline;
    pipeline.blendMode = blendmode;
    pipeline.pipe = (void *)CFBridgingRetain(state);
 
    METAL_PipelineState *states = SDL_realloc(cache->states, (cache->count + 1) * sizeof(pipeline));
 
#if !__has_feature(objc_arc)
    [mtlpipedesc release];  // !!! FIXME: can these be reused for each creation, or does the pipeline obtain it?
    [mtlvertfn release];
    [mtlfragfn release];
    [state release];
#endif
 
    if (states) {
        states[cache->count++] = pipeline;
        cache->states = states;
        return (__bridge id<MTLRenderPipelineState>)pipeline.pipe;
    } else {
        CFBridgingRelease(pipeline.pipe);
        SDL_OutOfMemory();
        return NULL;
    }
}
 
static void
MakePipelineCache(METAL_RenderData *data, METAL_PipelineCache *cache, const char *label,
                  MTLPixelFormat rtformat, SDL_MetalVertexFunction vertfn, SDL_MetalFragmentFunction fragfn)
{
    SDL_zerop(cache);
 
    cache->vertexFunction = vertfn;
    cache->fragmentFunction = fragfn;
    cache->renderTargetFormat = rtformat;
    cache->label = label;
 
    /* Create pipeline states for the default blend modes. Custom blend modes
     * will be added to the cache on-demand. */
    MakePipelineState(data, cache, @" (blend=none)", SDL_BLENDMODE_NONE);
    MakePipelineState(data, cache, @" (blend=blend)", SDL_BLENDMODE_BLEND);
    MakePipelineState(data, cache, @" (blend=add)", SDL_BLENDMODE_ADD);
    MakePipelineState(data, cache, @" (blend=mod)", SDL_BLENDMODE_MOD);
    MakePipelineState(data, cache, @" (blend=mul)", SDL_BLENDMODE_MUL);
}
 
static void
DestroyPipelineCache(METAL_PipelineCache *cache)
{
    if (cache != NULL) {
        for (int i = 0; i < cache->count; i++) {
            CFBridgingRelease(cache->states[i].pipe);
        }
 
        SDL_free(cache->states);
    }
}
 
void
MakeShaderPipelines(METAL_RenderData *data, METAL_ShaderPipelines *pipelines, MTLPixelFormat rtformat)
{
    SDL_zerop(pipelines);
 
    pipelines->renderTargetFormat = rtformat;
 
    MakePipelineCache(data, &pipelines->caches[SDL_METAL_FRAGMENT_SOLID], "SDL primitives pipeline", rtformat, SDL_METAL_VERTEX_SOLID, SDL_METAL_FRAGMENT_SOLID);
    MakePipelineCache(data, &pipelines->caches[SDL_METAL_FRAGMENT_COPY], "SDL copy pipeline", rtformat, SDL_METAL_VERTEX_COPY, SDL_METAL_FRAGMENT_COPY);
    MakePipelineCache(data, &pipelines->caches[SDL_METAL_FRAGMENT_YUV], "SDL YUV pipeline", rtformat, SDL_METAL_VERTEX_COPY, SDL_METAL_FRAGMENT_YUV);
    MakePipelineCache(data, &pipelines->caches[SDL_METAL_FRAGMENT_NV12], "SDL NV12 pipeline", rtformat, SDL_METAL_VERTEX_COPY, SDL_METAL_FRAGMENT_NV12);
    MakePipelineCache(data, &pipelines->caches[SDL_METAL_FRAGMENT_NV21], "SDL NV21 pipeline", rtformat, SDL_METAL_VERTEX_COPY, SDL_METAL_FRAGMENT_NV21);
}
 
static METAL_ShaderPipelines *
ChooseShaderPipelines(METAL_RenderData *data, MTLPixelFormat rtformat)
{
    METAL_ShaderPipelines *allpipelines = data.allpipelines;
    int count = data.pipelinescount;
 
    for (int i = 0; i < count; i++) {
        if (allpipelines[i].renderTargetFormat == rtformat) {
            return &allpipelines[i];
        }
    }
 
    allpipelines = SDL_realloc(allpipelines, (count + 1) * sizeof(METAL_ShaderPipelines));
 
    if (allpipelines == NULL) {
        SDL_OutOfMemory();
        return NULL;
    }
 
    MakeShaderPipelines(data, &allpipelines[count], rtformat);
 
    data.allpipelines = allpipelines;
    data.pipelinescount = count + 1;
 
    return &data.allpipelines[count];
}
 
static void
DestroyAllPipelines(METAL_ShaderPipelines *allpipelines, int count)
{
    if (allpipelines != NULL) {
        for (int i = 0; i < count; i++) {
            for (int cache = 0; cache < SDL_METAL_FRAGMENT_COUNT; cache++) {
                DestroyPipelineCache(&allpipelines[i].caches[cache]);
            }
        }
 
        SDL_free(allpipelines);
    }
}
 
static inline id<MTLRenderPipelineState>
ChoosePipelineState(METAL_RenderData *data, METAL_ShaderPipelines *pipelines, SDL_MetalFragmentFunction fragfn, SDL_BlendMode blendmode)
{
    METAL_PipelineCache *cache = &pipelines->caches[fragfn];
 
    for (int i = 0; i < cache->count; i++) {
        if (cache->states[i].blendMode == blendmode) {
            return (__bridge id<MTLRenderPipelineState>)cache->states[i].pipe;
        }
    }
 
    return MakePipelineState(data, cache, [NSString stringWithFormat:@" (blend=custom 0x%x)", blendmode], blendmode);
}
 
static void
METAL_ActivateRenderCommandEncoder(SDL_Renderer * renderer, MTLLoadAction load, MTLClearColor *clear_color, id<MTLBuffer> vertex_buffer)
{
    METAL_RenderData *data = (__bridge METAL_RenderData *) renderer->driverdata;
 
    /* Our SetRenderTarget just signals that the next render operation should
     * set up a new render pass. This is where that work happens. */
    if (data.mtlcmdencoder == nil) {
        id<MTLTexture> mtltexture = nil;
 
        if (renderer->target != NULL) {
            METAL_TextureData *texdata = (__bridge METAL_TextureData *)renderer->target->driverdata;
            mtltexture = texdata.mtltexture;
        } else {
            if (data.mtlbackbuffer == nil) {
                /* The backbuffer's contents aren't guaranteed to persist after
                 * presenting, so we can leave it undefined when loading it. */
                data.mtlbackbuffer = [data.mtllayer nextDrawable];
                if (load == MTLLoadActionLoad) {
                    load = MTLLoadActionDontCare;
                }
            }
            mtltexture = data.mtlbackbuffer.texture;
        }
 
        SDL_assert(mtltexture);
 
        if (load == MTLLoadActionClear) {
            SDL_assert(clear_color != NULL);
            data.mtlpassdesc.colorAttachments[0].clearColor = *clear_color;
        }
 
        data.mtlpassdesc.colorAttachments[0].loadAction = load;
        data.mtlpassdesc.colorAttachments[0].texture = mtltexture;
 
        data.mtlcmdbuffer = [data.mtlcmdqueue commandBuffer];
        data.mtlcmdencoder = [data.mtlcmdbuffer renderCommandEncoderWithDescriptor:data.mtlpassdesc];
 
        if (data.mtlbackbuffer != nil && mtltexture == data.mtlbackbuffer.texture) {
            data.mtlcmdencoder.label = @"SDL metal renderer backbuffer";
        } else {
            data.mtlcmdencoder.label = @"SDL metal renderer render target";
        }
 
        /* Set up buffer bindings for positions, texcoords, and color once here,
         * the offsets are adjusted in the code that uses them. */
        if (vertex_buffer != nil) {
            [data.mtlcmdencoder setVertexBuffer:vertex_buffer offset:0 atIndex:0];
            [data.mtlcmdencoder setFragmentBuffer:vertex_buffer offset:0 atIndex:0];
        }
 
        data.activepipelines = ChooseShaderPipelines(data, mtltexture.pixelFormat);
 
        // make sure this has a definite place in the queue. This way it will
        //  execute reliably whether the app tries to make its own command buffers
        //  or whatever. This means we can _always_ batch rendering commands!
        [data.mtlcmdbuffer enqueue];
    }
}
 
static void
METAL_WindowEvent(SDL_Renderer * renderer, const SDL_WindowEvent *event)
{
    if (event->event == SDL_WINDOWEVENT_SHOWN ||
        event->event == SDL_WINDOWEVENT_HIDDEN) {
        // !!! FIXME: write me
    }
}
 
static int
METAL_GetOutputSize(SDL_Renderer * renderer, int *w, int *h)
{ @autoreleasepool {
    METAL_RenderData *data = (__bridge METAL_RenderData *) renderer->driverdata;
    if (w) {
        *w = (int)data.mtllayer.drawableSize.width;
    }
    if (h) {
        *h = (int)data.mtllayer.drawableSize.height;
    }
    return 0;
}}
 
static SDL_bool
METAL_SupportsBlendMode(SDL_Renderer * renderer, SDL_BlendMode blendMode)
{
    SDL_BlendFactor srcColorFactor = SDL_GetBlendModeSrcColorFactor(blendMode);
    SDL_BlendFactor srcAlphaFactor = SDL_GetBlendModeSrcAlphaFactor(blendMode);
    SDL_BlendOperation colorOperation = SDL_GetBlendModeColorOperation(blendMode);
    SDL_BlendFactor dstColorFactor = SDL_GetBlendModeDstColorFactor(blendMode);
    SDL_BlendFactor dstAlphaFactor = SDL_GetBlendModeDstAlphaFactor(blendMode);
    SDL_BlendOperation alphaOperation = SDL_GetBlendModeAlphaOperation(blendMode);
 
    if (GetBlendFactor(srcColorFactor) == invalidBlendFactor ||
        GetBlendFactor(srcAlphaFactor) == invalidBlendFactor ||
        GetBlendOperation(colorOperation) == invalidBlendOperation ||
        GetBlendFactor(dstColorFactor) == invalidBlendFactor ||
        GetBlendFactor(dstAlphaFactor) == invalidBlendFactor ||
        GetBlendOperation(alphaOperation) == invalidBlendOperation) {
        return SDL_FALSE;
    }
    return SDL_TRUE;
}
 
static int
METAL_CreateTexture(SDL_Renderer * renderer, SDL_Texture * texture)
{ @autoreleasepool {
    METAL_RenderData *data = (__bridge METAL_RenderData *) renderer->driverdata;
    MTLPixelFormat pixfmt;
 
    switch (texture->format) {
        case SDL_PIXELFORMAT_ABGR8888:
            pixfmt = MTLPixelFormatRGBA8Unorm;
            break;
        case SDL_PIXELFORMAT_ARGB8888:
            pixfmt = MTLPixelFormatBGRA8Unorm;
            break;
        case SDL_PIXELFORMAT_IYUV:
        case SDL_PIXELFORMAT_YV12:
        case SDL_PIXELFORMAT_NV12:
        case SDL_PIXELFORMAT_NV21:
            pixfmt = MTLPixelFormatR8Unorm;
            break;
        default:
            return SDL_SetError("Texture format %s not supported by Metal", SDL_GetPixelFormatName(texture->format));
    }
 
    MTLTextureDescriptor *mtltexdesc = [MTLTextureDescriptor texture2DDescriptorWithPixelFormat:pixfmt
                                            width:(NSUInteger)texture->w height:(NSUInteger)texture->h mipmapped:NO];
 
    /* Not available in iOS 8. */
    if ([mtltexdesc respondsToSelector:@selector(usage)]) {
        if (texture->access == SDL_TEXTUREACCESS_TARGET) {
            mtltexdesc.usage = MTLTextureUsageShaderRead | MTLTextureUsageRenderTarget;
        } else {
            mtltexdesc.usage = MTLTextureUsageShaderRead;
        }
    }
    
    id<MTLTexture> mtltexture = [data.mtldevice newTextureWithDescriptor:mtltexdesc];
    if (mtltexture == nil) {
        return SDL_SetError("Texture allocation failed");
    }
 
    id<MTLTexture> mtltexture_uv = nil;
 
    BOOL yuv = (texture->format == SDL_PIXELFORMAT_IYUV) || (texture->format == SDL_PIXELFORMAT_YV12);
    BOOL nv12 = (texture->format == SDL_PIXELFORMAT_NV12) || (texture->format == SDL_PIXELFORMAT_NV21);
 
    if (yuv) {
        mtltexdesc.pixelFormat = MTLPixelFormatR8Unorm;
        mtltexdesc.width = (texture->w + 1) / 2;
        mtltexdesc.height = (texture->h + 1) / 2;
        mtltexdesc.textureType = MTLTextureType2DArray;
        mtltexdesc.arrayLength = 2;
    } else if (nv12) {
        mtltexdesc.pixelFormat = MTLPixelFormatRG8Unorm;
        mtltexdesc.width = (texture->w + 1) / 2;
        mtltexdesc.height = (texture->h + 1) / 2;
    }
 
    if (yuv || nv12) {
        mtltexture_uv = [data.mtldevice newTextureWithDescriptor:mtltexdesc];
        if (mtltexture_uv == nil) {
#if !__has_feature(objc_arc)
            [mtltexture release];
#endif
            return SDL_SetError("Texture allocation failed");
        }
    }
 
    METAL_TextureData *texturedata = [[METAL_TextureData alloc] init];
    if (texture->scaleMode == SDL_ScaleModeNearest) {
        texturedata.mtlsampler = data.mtlsamplernearest;
    } else {
        texturedata.mtlsampler = data.mtlsamplerlinear;
    }
    texturedata.mtltexture = mtltexture;
    texturedata.mtltexture_uv = mtltexture_uv;
 
    texturedata.yuv = yuv;
    texturedata.nv12 = nv12;
 
    if (yuv) {
        texturedata.fragmentFunction = SDL_METAL_FRAGMENT_YUV;
    } else if (texture->format == SDL_PIXELFORMAT_NV12) {
        texturedata.fragmentFunction = SDL_METAL_FRAGMENT_NV12;
    } else if (texture->format == SDL_PIXELFORMAT_NV21) {
        texturedata.fragmentFunction = SDL_METAL_FRAGMENT_NV21;
    } else {
        texturedata.fragmentFunction = SDL_METAL_FRAGMENT_COPY;
    }
 
    if (yuv || nv12) {
        size_t offset = 0;
        SDL_YUV_CONVERSION_MODE mode = SDL_GetYUVConversionModeForResolution(texture->w, texture->h);
        switch (mode) {
            case SDL_YUV_CONVERSION_JPEG: offset = CONSTANTS_OFFSET_DECODE_JPEG; break;
            case SDL_YUV_CONVERSION_BT601: offset = CONSTANTS_OFFSET_DECODE_BT601; break;
            case SDL_YUV_CONVERSION_BT709: offset = CONSTANTS_OFFSET_DECODE_BT709; break;
            default: offset = 0; break;
        }
        texturedata.conversionBufferOffset = offset;
    }
 
    texture->driverdata = (void*)CFBridgingRetain(texturedata);
 
#if !__has_feature(objc_arc)
    [texturedata release];
    [mtltexture release];
    [mtltexture_uv release];
#endif
 
    return 0;
}}
 
static void
METAL_UploadTextureData(id<MTLTexture> texture, SDL_Rect rect, int slice,
                        const void * pixels, int pitch)
{
    [texture replaceRegion:MTLRegionMake2D(rect.x, rect.y, rect.w, rect.h)
               mipmapLevel:0
                     slice:slice
                 withBytes:pixels
               bytesPerRow:pitch
             bytesPerImage:0];
}
 
static MTLStorageMode
METAL_GetStorageMode(id<MTLResource> resource)
{
    /* iOS 8 does not have this method. */
    if ([resource respondsToSelector:@selector(storageMode)]) {
        return resource.storageMode;
    }
    return MTLStorageModeShared;
}
 
static int
METAL_UpdateTextureInternal(SDL_Renderer * renderer, METAL_TextureData *texturedata,
                            id<MTLTexture> texture, SDL_Rect rect, int slice,
                            const void * pixels, int pitch)
{
    METAL_RenderData *data = (__bridge METAL_RenderData *) renderer->driverdata;
    SDL_Rect stagingrect = {0, 0, rect.w, rect.h};
    MTLTextureDescriptor *desc;
 
    /* If the texture is managed or shared and this is the first upload, we can
     * use replaceRegion to upload to it directly. Otherwise we upload the data
     * to a staging texture and copy that over. */
    if (!texturedata.hasdata && METAL_GetStorageMode(texture) != MTLStorageModePrivate) {
        METAL_UploadTextureData(texture, rect, slice, pixels, pitch);
        return 0;
    }
 
    desc = [MTLTextureDescriptor texture2DDescriptorWithPixelFormat:texture.pixelFormat
                                                              width:rect.w
                                                             height:rect.h
                                                          mipmapped:NO];
 
    if (desc == nil) {
        return SDL_OutOfMemory();
    }
 
    /* TODO: We could have a pool of textures or a MTLHeap we allocate from,
     * and release a staging texture back to the pool in the command buffer's
     * completion handler. */
    id<MTLTexture> stagingtex = [data.mtldevice newTextureWithDescriptor:desc];
    if (stagingtex == nil) {
        return SDL_OutOfMemory();
    }
 
#if !__has_feature(objc_arc)
    [stagingtex autorelease];
#endif
 
    METAL_UploadTextureData(stagingtex, stagingrect, 0, pixels, pitch);
 
    if (data.mtlcmdencoder != nil) {
        [data.mtlcmdencoder endEncoding];
        data.mtlcmdencoder = nil;
    }
 
    if (data.mtlcmdbuffer == nil) {
        data.mtlcmdbuffer = [data.mtlcmdqueue commandBuffer];
    }
 
    id<MTLBlitCommandEncoder> blitcmd = [data.mtlcmdbuffer blitCommandEncoder];
 
    [blitcmd copyFromTexture:stagingtex
                 sourceSlice:0
                 sourceLevel:0
                sourceOrigin:MTLOriginMake(0, 0, 0)
                  sourceSize:MTLSizeMake(rect.w, rect.h, 1)
                   toTexture:texture
            destinationSlice:slice
            destinationLevel:0
           destinationOrigin:MTLOriginMake(rect.x, rect.y, 0)];
 
    [blitcmd endEncoding];
 
    /* TODO: This isn't very efficient for the YUV formats, which call
     * UpdateTextureInternal multiple times in a row. */
    [data.mtlcmdbuffer commit];
    data.mtlcmdbuffer = nil;
 
    return 0;
}
 
static int
METAL_UpdateTexture(SDL_Renderer * renderer, SDL_Texture * texture,
                    const SDL_Rect * rect, const void *pixels, int pitch)
{ @autoreleasepool {
    METAL_TextureData *texturedata = (__bridge METAL_TextureData *)texture->driverdata;
 
    if (METAL_UpdateTextureInternal(renderer, texturedata, texturedata.mtltexture, *rect, 0, pixels, pitch) < 0) {
        return -1;
    }
 
    if (texturedata.yuv) {
        int Uslice = texture->format == SDL_PIXELFORMAT_YV12 ? 1 : 0;
        int Vslice = texture->format == SDL_PIXELFORMAT_YV12 ? 0 : 1;
        int UVpitch = (pitch + 1) / 2;
        SDL_Rect UVrect = {rect->x / 2, rect->y / 2, (rect->w + 1) / 2, (rect->h + 1) / 2};
 
        /* Skip to the correct offset into the next texture */
        pixels = (const void*)((const Uint8*)pixels + rect->h * pitch);
        if (METAL_UpdateTextureInternal(renderer, texturedata, texturedata.mtltexture_uv, UVrect, Uslice, pixels, UVpitch) < 0) {
            return -1;
        }
 
        /* Skip to the correct offset into the next texture */
        pixels = (const void*)((const Uint8*)pixels + UVrect.h * UVpitch);
        if (METAL_UpdateTextureInternal(renderer, texturedata, texturedata.mtltexture_uv, UVrect, Vslice, pixels, UVpitch) < 0) {
            return -1;
        }
    }
 
    if (texturedata.nv12) {
        SDL_Rect UVrect = {rect->x / 2, rect->y / 2, (rect->w + 1) / 2, (rect->h + 1) / 2};
        int UVpitch = 2 * ((pitch + 1) / 2);
 
        /* Skip to the correct offset into the next texture */
        pixels = (const void*)((const Uint8*)pixels + rect->h * pitch);
        if (METAL_UpdateTextureInternal(renderer, texturedata, texturedata.mtltexture_uv, UVrect, 0, pixels, UVpitch) < 0) {
            return -1;
        }
    }
 
    texturedata.hasdata = YES;
 
    return 0;
}}
 
static int
METAL_UpdateTextureYUV(SDL_Renderer * renderer, SDL_Texture * texture,
                    const SDL_Rect * rect,
                    const Uint8 *Yplane, int Ypitch,
                    const Uint8 *Uplane, int Upitch,
                    const Uint8 *Vplane, int Vpitch)
{ @autoreleasepool {
    METAL_TextureData *texturedata = (__bridge METAL_TextureData *)texture->driverdata;
    const int Uslice = 0;
    const int Vslice = 1;
    SDL_Rect UVrect = {rect->x / 2, rect->y / 2, (rect->w + 1) / 2, (rect->h + 1) / 2};
 
    /* Bail out if we're supposed to update an empty rectangle */
    if (rect->w <= 0 || rect->h <= 0) {
        return 0;
    }
 
    if (METAL_UpdateTextureInternal(renderer, texturedata, texturedata.mtltexture, *rect, 0, Yplane, Ypitch) < 0) {
        return -1;
    }
    if (METAL_UpdateTextureInternal(renderer, texturedata, texturedata.mtltexture_uv, UVrect, Uslice, Uplane, Upitch)) {
        return -1;
    }
    if (METAL_UpdateTextureInternal(renderer, texturedata, texturedata.mtltexture_uv, UVrect, Vslice, Vplane, Vpitch)) {
        return -1;
    }
 
    texturedata.hasdata = YES;
 
    return 0;
}}
 
static int
METAL_LockTexture(SDL_Renderer * renderer, SDL_Texture * texture,
               const SDL_Rect * rect, void **pixels, int *pitch)
{ @autoreleasepool {
    METAL_RenderData *data = (__bridge METAL_RenderData *) renderer->driverdata;
    METAL_TextureData *texturedata = (__bridge METAL_TextureData *)texture->driverdata;
    int buffersize = 0;
    id<MTLBuffer> lockedbuffer = nil;
 
    if (rect->w <= 0 || rect->h <= 0) {
        return SDL_SetError("Invalid rectangle dimensions for LockTexture.");
    }
 
    *pitch = SDL_BYTESPERPIXEL(texture->format) * rect->w;
 
    if (texturedata.yuv || texturedata.nv12) {
        buffersize = ((*pitch) * rect->h) + (2 * (*pitch + 1) / 2) * ((rect->h + 1) / 2);
    } else {
        buffersize = (*pitch) * rect->h;
    }
 
    lockedbuffer = [data.mtldevice newBufferWithLength:buffersize options:MTLResourceStorageModeShared];
    if (lockedbuffer == nil) {
        return SDL_OutOfMemory();
    }
 
    texturedata.lockedrect = *rect;
    texturedata.lockedbuffer = lockedbuffer;
    *pixels = [lockedbuffer contents];
 
    /* METAL_TextureData.lockedbuffer retains. */
#if !__has_feature(objc_arc)
    [lockedbuffer release];
#endif
 
    return 0;
}}
 
static void
METAL_UnlockTexture(SDL_Renderer * renderer, SDL_Texture * texture)
{ @autoreleasepool {
    METAL_RenderData *data = (__bridge METAL_RenderData *) renderer->driverdata;
    METAL_TextureData *texturedata = (__bridge METAL_TextureData *)texture->driverdata;
    SDL_Rect rect = texturedata.lockedrect;
    int pitch = SDL_BYTESPERPIXEL(texture->format) * rect.w;
    SDL_Rect UVrect = {rect.x / 2, rect.y / 2, (rect.w + 1) / 2, (rect.h + 1) / 2};
 
    if (texturedata.lockedbuffer == nil) {
        return;
    }
 
    if (data.mtlcmdencoder != nil) {
        [data.mtlcmdencoder endEncoding];
        data.mtlcmdencoder = nil;
    }
 
    if (data.mtlcmdbuffer == nil) {
        data.mtlcmdbuffer = [data.mtlcmdqueue commandBuffer];
    }
 
    id<MTLBlitCommandEncoder> blitcmd = [data.mtlcmdbuffer blitCommandEncoder];
 
    [blitcmd copyFromBuffer:texturedata.lockedbuffer
               sourceOffset:0
          sourceBytesPerRow:pitch
        sourceBytesPerImage:0
                 sourceSize:MTLSizeMake(rect.w, rect.h, 1)
                  toTexture:texturedata.mtltexture
           destinationSlice:0
           destinationLevel:0
          destinationOrigin:MTLOriginMake(rect.x, rect.y, 0)];
 
    if (texturedata.yuv) {
        int Uslice = texture->format == SDL_PIXELFORMAT_YV12 ? 1 : 0;
        int Vslice = texture->format == SDL_PIXELFORMAT_YV12 ? 0 : 1;
        int UVpitch = (pitch + 1) / 2;
 
        [blitcmd copyFromBuffer:texturedata.lockedbuffer
                   sourceOffset:rect.h * pitch
              sourceBytesPerRow:UVpitch
            sourceBytesPerImage:UVpitch * UVrect.h
                     sourceSize:MTLSizeMake(UVrect.w, UVrect.h, 1)
                      toTexture:texturedata.mtltexture_uv
               destinationSlice:Uslice
               destinationLevel:0
              destinationOrigin:MTLOriginMake(UVrect.x, UVrect.y, 0)];
 
        [blitcmd copyFromBuffer:texturedata.lockedbuffer
                   sourceOffset:(rect.h * pitch) + UVrect.h * UVpitch
              sourceBytesPerRow:UVpitch
            sourceBytesPerImage:UVpitch * UVrect.h
                     sourceSize:MTLSizeMake(UVrect.w, UVrect.h, 1)
                      toTexture:texturedata.mtltexture_uv
               destinationSlice:Vslice
               destinationLevel:0
              destinationOrigin:MTLOriginMake(UVrect.x, UVrect.y, 0)];
    }
 
    if (texturedata.nv12) {
        int UVpitch = 2 * ((pitch + 1) / 2);
 
        [blitcmd copyFromBuffer:texturedata.lockedbuffer
                   sourceOffset:rect.h * pitch
              sourceBytesPerRow:UVpitch
            sourceBytesPerImage:0
                     sourceSize:MTLSizeMake(UVrect.w, UVrect.h, 1)
                      toTexture:texturedata.mtltexture_uv
               destinationSlice:0
               destinationLevel:0
              destinationOrigin:MTLOriginMake(UVrect.x, UVrect.y, 0)];
    }
 
    [blitcmd endEncoding];
 
    [data.mtlcmdbuffer commit];
    data.mtlcmdbuffer = nil;
 
    texturedata.lockedbuffer = nil; /* Retained property, so it calls release. */
    texturedata.hasdata = YES;
}}
 
static void
METAL_SetTextureScaleMode(SDL_Renderer * renderer, SDL_Texture * texture, SDL_ScaleMode scaleMode)
{ @autoreleasepool {
    METAL_RenderData *data = (__bridge METAL_RenderData *) renderer->driverdata;
    METAL_TextureData *texturedata = (__bridge METAL_TextureData *)texture->driverdata;
 
    if (scaleMode == SDL_ScaleModeNearest) {
        texturedata.mtlsampler = data.mtlsamplernearest;
    } else {
        texturedata.mtlsampler = data.mtlsamplerlinear;
    }
}}
 
static int
METAL_SetRenderTarget(SDL_Renderer * renderer, SDL_Texture * texture)
{ @autoreleasepool {
    METAL_RenderData *data = (__bridge METAL_RenderData *) renderer->driverdata;
 
    if (data.mtlcmdencoder) {
        /* End encoding for the previous render target so we can set up a new
         * render pass for this one. */
        [data.mtlcmdencoder endEncoding];
        [data.mtlcmdbuffer commit];
 
        data.mtlcmdencoder = nil;
        data.mtlcmdbuffer = nil;
    }
 
    /* We don't begin a new render pass right away - we delay it until an actual
     * draw or clear happens. That way we can use hardware clears when possible,
     * which are only available when beginning a new render pass. */
    return 0;
}}
 
 
// normalize a value from 0.0f to len into 0.0f to 1.0f.
static inline float
normtex(const float _val, const float len)
{
    return _val / len;
}
 
static int
METAL_QueueSetViewport(SDL_Renderer * renderer, SDL_RenderCommand *cmd)
{
    float projection[4][4];    /* Prepare an orthographic projection */
    const int w = cmd->data.viewport.rect.w;
    const int h = cmd->data.viewport.rect.h;
    const size_t matrixlen = sizeof (projection);
    float *matrix = (float *) SDL_AllocateRenderVertices(renderer, matrixlen, CONSTANT_ALIGN(16), &cmd->data.viewport.first);
    if (!matrix) {
        return -1;
    }
 
    SDL_memset(projection, '\0', matrixlen);
    if (w && h) {
        projection[0][0] = 2.0f / w;
        projection[1][1] = -2.0f / h;
        projection[3][0] = -1.0f;
        projection[3][1] = 1.0f;
        projection[3][3] = 1.0f;
    }
    SDL_memcpy(matrix, projection, matrixlen);
 
    return 0;
}
 
static int
METAL_QueueSetDrawColor(SDL_Renderer *renderer, SDL_RenderCommand *cmd)
{
    const size_t vertlen = sizeof (float) * 4;
    float *verts = (float *) SDL_AllocateRenderVertices(renderer, vertlen, DEVICE_ALIGN(16), &cmd->data.color.first);
    if (!verts) {
        return -1;
    }
    *(verts++) = ((float)cmd->data.color.r) / 255.0f;
    *(verts++) = ((float)cmd->data.color.g) / 255.0f;
    *(verts++) = ((float)cmd->data.color.b) / 255.0f;
    *(verts++) = ((float)cmd->data.color.a) / 255.0f;
    return 0;
}
 
static int
METAL_QueueDrawPoints(SDL_Renderer * renderer, SDL_RenderCommand *cmd, const SDL_FPoint * points, int count)
{
    const size_t vertlen = (sizeof (float) * 2) * count;
    float *verts = (float *) SDL_AllocateRenderVertices(renderer, vertlen, DEVICE_ALIGN(8), &cmd->data.draw.first);
    if (!verts) {
        return -1;
    }
    cmd->data.draw.count = count;
    SDL_memcpy(verts, points, vertlen);
    return 0;
}
 
static int
METAL_QueueDrawLines(SDL_Renderer * renderer, SDL_RenderCommand *cmd, const SDL_FPoint * points, int count)
{
    SDL_assert(count >= 2);  /* should have been checked at the higher level. */
 
    const size_t vertlen = (sizeof (float) * 2) * count;
    float *verts = (float *) SDL_AllocateRenderVertices(renderer, vertlen, DEVICE_ALIGN(8), &cmd->data.draw.first);
    if (!verts) {
        return -1;
    }
    cmd->data.draw.count = count;
    SDL_memcpy(verts, points, vertlen);
 
    /* If the line segment is completely horizontal or vertical,
       make it one pixel longer, to satisfy the diamond-exit rule.
       We should probably do this for diagonal lines too, but we'd have to
       do some trigonometry to figure out the correct pixel and generally
       when we have problems with pixel perfection, it's for straight lines
       that are missing a pixel that frames something and not arbitrary
       angles. Maybe !!! FIXME for later, though. */
 
    points += count - 2;  /* update the last line. */
    verts += (count * 2) - 2;
 
    const float xstart = points[0].x;
    const float ystart = points[0].y;
    const float xend = points[1].x;
    const float yend = points[1].y;
 
    if (ystart == yend) {  /* horizontal line */
        verts[0] += (xend > xstart) ? 1.0f : -1.0f;
    } else if (xstart == xend) {  /* vertical line */
        verts[1] += (yend > ystart) ? 1.0f : -1.0f;
    }
 
    return 0;
}
 
static int
METAL_QueueFillRects(SDL_Renderer * renderer, SDL_RenderCommand *cmd, const SDL_FRect * rects, int count)
{
    const size_t vertlen = (sizeof (float) * 8) * count;
    float *verts = (float *) SDL_AllocateRenderVertices(renderer, vertlen, DEVICE_ALIGN(8), &cmd->data.draw.first);
    if (!verts) {
        return -1;
    }
 
    cmd->data.draw.count = count;
 
    /* Quads in the following vertex order (matches the quad index buffer):
     * 1---3
     * | \ |
     * 0---2
     */
    for (int i = 0; i < count; i++, rects++) {
        if ((rects->w <= 0.0f) || (rects->h <= 0.0f)) {
            cmd->data.draw.count--;
        } else {
            *(verts++) = rects->x;
            *(verts++) = rects->y + rects->h;
            *(verts++) = rects->x;
            *(verts++) = rects->y;
            *(verts++) = rects->x + rects->w;
            *(verts++) = rects->y + rects->h;
            *(verts++) = rects->x + rects->w;
            *(verts++) = rects->y;
        }
    }
 
    if (cmd->data.draw.count == 0) {
        cmd->command = SDL_RENDERCMD_NO_OP;  // nothing to do, just skip this one later.
    }
 
    return 0;
}
 
static int
METAL_QueueCopy(SDL_Renderer * renderer, SDL_RenderCommand *cmd, SDL_Texture * texture,
                const SDL_Rect * srcrect, const SDL_FRect * dstrect)
{
    const float texw = (float) texture->w;
    const float texh = (float) texture->h;
    // !!! FIXME: use an index buffer
    const size_t vertlen = (sizeof (float) * 16);
    float *verts = (float *) SDL_AllocateRenderVertices(renderer, vertlen, DEVICE_ALIGN(8), &cmd->data.draw.first);
    if (!verts) {
        return -1;
    }
 
    cmd->data.draw.count = 1;
 
    /* Interleaved positions and texture coordinates */
    *(verts++) = dstrect->x;
    *(verts++) = dstrect->y + dstrect->h;
    *(verts++) = normtex(srcrect->x, texw);
    *(verts++) = normtex(srcrect->y + srcrect->h, texh);
 
    *(verts++) = dstrect->x;
    *(verts++) = dstrect->y;
    *(verts++) = normtex(srcrect->x, texw);
    *(verts++) = normtex(srcrect->y, texh);
 
    *(verts++) = dstrect->x + dstrect->w;
    *(verts++) = dstrect->y + dstrect->h;
    *(verts++) = normtex(srcrect->x + srcrect->w, texw);
    *(verts++) = normtex(srcrect->y + srcrect->h, texh);
 
    *(verts++) = dstrect->x + dstrect->w;
    *(verts++) = dstrect->y;
    *(verts++) = normtex(srcrect->x + srcrect->w, texw);
    *(verts++) = normtex(srcrect->y, texh);
 
    return 0;
}
 
static int
METAL_QueueCopyEx(SDL_Renderer * renderer, SDL_RenderCommand *cmd, SDL_Texture * texture,
                  const SDL_Rect * srcquad, const SDL_FRect * dstrect,
                  const double angle, const SDL_FPoint *center, const SDL_RendererFlip flip)
{
    const float texw = (float) texture->w;
    const float texh = (float) texture->h;
    const float rads = (float)(M_PI * (float) angle / 180.0f);
    const float c = cosf(rads), s = sinf(rads);
    float minu, maxu, minv, maxv;
    const size_t vertlen = (sizeof (float) * 32);
    float *verts;
 
    // cheat and store this offset in (count) because it needs to be aligned in ways other fields don't and we aren't using count otherwise.
    verts = (float *) SDL_AllocateRenderVertices(renderer, vertlen, CONSTANT_ALIGN(16), &cmd->data.draw.count);
    if (!verts) {
        return -1;
    }
 
    // transform matrix
    SDL_memset(verts, '\0', sizeof (*verts) * 16);
    verts[10] = verts[15] = 1.0f;
    // rotation
    verts[0] = c;
    verts[1] = s;
    verts[4] = -s;
    verts[5] = c;
 
    // translation
    verts[12] = dstrect->x + center->x;
    verts[13] = dstrect->y + center->y;
 
    // rest of the vertices don't need the aggressive alignment. Pack them in.
    verts = (float *) SDL_AllocateRenderVertices(renderer, vertlen, DEVICE_ALIGN(8), &cmd->data.draw.first);
    if (!verts) {
        return -1;
    }
 
    minu = normtex(srcquad->x, texw);
    maxu = normtex(srcquad->x + srcquad->w, texw);
    minv = normtex(srcquad->y, texh);
    maxv = normtex(srcquad->y + srcquad->h, texh);
 
    if (flip & SDL_FLIP_HORIZONTAL) {
        float tmp = maxu;
        maxu = minu;
        minu = tmp;
    }
    if (flip & SDL_FLIP_VERTICAL) {
        float tmp = maxv;
        maxv = minv;
        minv = tmp;
    }
 
    /* Interleaved positions and texture coordinates */
    *(verts++) = -center->x;
    *(verts++) = dstrect->h - center->y;
    *(verts++) = minu;
    *(verts++) = maxv;
 
    *(verts++) = -center->x;
    *(verts++) = -center->y;
    *(verts++) = minu;
    *(verts++) = minv;
 
    *(verts++) = dstrect->w - center->x;
    *(verts++) = dstrect->h - center->y;
    *(verts++) = maxu;
    *(verts++) = maxv;
 
    *(verts++) = dstrect->w - center->x;
    *(verts++) = -center->y;
    *(verts++) = maxu;
    *(verts++) = minv;
 
    return 0;
}
 
 
typedef struct
{
    #if __has_feature(objc_arc)
    __unsafe_unretained id<MTLRenderPipelineState> pipeline;
    __unsafe_unretained id<MTLBuffer> vertex_buffer;
    #else
    id<MTLRenderPipelineState> pipeline;
    id<MTLBuffer> vertex_buffer;
    #endif
    size_t constants_offset;
    SDL_Texture *texture;
    SDL_bool cliprect_dirty;
    SDL_bool cliprect_enabled;
    SDL_Rect cliprect;
    SDL_bool viewport_dirty;
    SDL_Rect viewport;
    size_t projection_offset;
    SDL_bool color_dirty;
    size_t color_offset;
} METAL_DrawStateCache;
 
static void
SetDrawState(SDL_Renderer *renderer, const SDL_RenderCommand *cmd, const SDL_MetalFragmentFunction shader,
             const size_t constants_offset, id<MTLBuffer> mtlbufvertex, METAL_DrawStateCache *statecache)
{
    METAL_RenderData *data = (__bridge METAL_RenderData *) renderer->driverdata;
    const SDL_BlendMode blend = cmd->data.draw.blend;
    size_t first = cmd->data.draw.first;
    id<MTLRenderPipelineState> newpipeline;
 
    METAL_ActivateRenderCommandEncoder(renderer, MTLLoadActionLoad, NULL, statecache->vertex_buffer);
 
    if (statecache->viewport_dirty) {
        MTLViewport viewport;
        viewport.originX = statecache->viewport.x;
        viewport.originY = statecache->viewport.y;
        viewport.width = statecache->viewport.w;
        viewport.height = statecache->viewport.h;
        viewport.znear = 0.0;
        viewport.zfar = 1.0;
        [data.mtlcmdencoder setViewport:viewport];
        [data.mtlcmdencoder setVertexBuffer:mtlbufvertex offset:statecache->projection_offset atIndex:2];  // projection
        statecache->viewport_dirty = SDL_FALSE;
    }
 
    if (statecache->cliprect_dirty) {
        MTLScissorRect mtlrect;
        if (statecache->cliprect_enabled) {
            const SDL_Rect *rect = &statecache->cliprect;
            mtlrect.x = statecache->viewport.x + rect->x;
            mtlrect.y = statecache->viewport.y + rect->y;
            mtlrect.width = rect->w;
            mtlrect.height = rect->h;
        } else {
            mtlrect.x = statecache->viewport.x;
            mtlrect.y = statecache->viewport.y;
            mtlrect.width = statecache->viewport.w;
            mtlrect.height = statecache->viewport.h;
        }
        if (mtlrect.width > 0 && mtlrect.height > 0) {
            [data.mtlcmdencoder setScissorRect:mtlrect];
        }
        statecache->cliprect_dirty = SDL_FALSE;
    }
 
    if (statecache->color_dirty) {
        [data.mtlcmdencoder setFragmentBufferOffset:statecache->color_offset atIndex:0];
        statecache->color_dirty = SDL_FALSE;
    }
 
    newpipeline = ChoosePipelineState(data, data.activepipelines, shader, blend);
    if (newpipeline != statecache->pipeline) {
        [data.mtlcmdencoder setRenderPipelineState:newpipeline];
        statecache->pipeline = newpipeline;
    }
 
    if (constants_offset != statecache->constants_offset) {
        if (constants_offset != CONSTANTS_OFFSET_INVALID) {
            [data.mtlcmdencoder setVertexBuffer:data.mtlbufconstants offset:constants_offset atIndex:3];
        }
        statecache->constants_offset = constants_offset;
    }
 
    [data.mtlcmdencoder setVertexBufferOffset:first atIndex:0]; /* position/texcoords */
}
 
static void
SetCopyState(SDL_Renderer *renderer, const SDL_RenderCommand *cmd, const size_t constants_offset,
             id<MTLBuffer> mtlbufvertex, METAL_DrawStateCache *statecache)
{
    METAL_RenderData *data = (__bridge METAL_RenderData *) renderer->driverdata;
    SDL_Texture *texture = cmd->data.draw.texture;
    METAL_TextureData *texturedata = (__bridge METAL_TextureData *)texture->driverdata;
 
    SetDrawState(renderer, cmd, texturedata.fragmentFunction, constants_offset, mtlbufvertex, statecache);
 
    if (texture != statecache->texture) {
        METAL_TextureData *oldtexturedata = NULL;
        if (statecache->texture) {
            oldtexturedata = (__bridge METAL_TextureData *) statecache->texture->driverdata;
        }
        if (!oldtexturedata || (texturedata.mtlsampler != oldtexturedata.mtlsampler)) {
            [data.mtlcmdencoder setFragmentSamplerState:texturedata.mtlsampler atIndex:0];
        }
 
        [data.mtlcmdencoder setFragmentTexture:texturedata.mtltexture atIndex:0];
        if (texturedata.yuv || texturedata.nv12) {
            [data.mtlcmdencoder setFragmentTexture:texturedata.mtltexture_uv atIndex:1];
            [data.mtlcmdencoder setFragmentBuffer:data.mtlbufconstants offset:texturedata.conversionBufferOffset atIndex:1];
        }
        statecache->texture = texture;
    }
}
 
static int
METAL_RunCommandQueue(SDL_Renderer * renderer, SDL_RenderCommand *cmd, void *vertices, size_t vertsize)
{ @autoreleasepool {
    METAL_RenderData *data = (__bridge METAL_RenderData *) renderer->driverdata;
    METAL_DrawStateCache statecache;
    SDL_zero(statecache);
 
    id<MTLBuffer> mtlbufvertex = nil;
 
    statecache.pipeline = nil;
    statecache.vertex_buffer = nil;
    statecache.constants_offset = CONSTANTS_OFFSET_INVALID;
    statecache.texture = NULL;
    statecache.color_dirty = SDL_TRUE;
    statecache.cliprect_dirty = SDL_TRUE;
    statecache.viewport_dirty = SDL_TRUE;
    statecache.projection_offset = 0;
    statecache.color_offset = 0;
 
    // !!! FIXME: have a ring of pre-made MTLBuffers we cycle through? How expensive is creation?
    if (vertsize > 0) {
        /* We can memcpy to a shared buffer from the CPU and read it from the GPU
         * without any extra copying. It's a bit slower on macOS to read shared
         * data from the GPU than to read managed/private data, but we avoid the
         * cost of copying the data and the code's simpler. Apple's best
         * practices guide recommends this approach for streamed vertex data.
         * TODO: this buffer is also used for constants. Is performance still
         * good for those, or should we have a managed buffer for them? */
        mtlbufvertex = [data.mtldevice newBufferWithLength:vertsize options:MTLResourceStorageModeShared];
        #if !__has_feature(objc_arc)
        [mtlbufvertex autorelease];
        #endif
        mtlbufvertex.label = @"SDL vertex data";
        SDL_memcpy([mtlbufvertex contents], vertices, vertsize);
 
        statecache.vertex_buffer = mtlbufvertex;
    }
 
    // If there's a command buffer here unexpectedly (app requested one?). Commit it so we can start fresh.
    [data.mtlcmdencoder endEncoding];
    [data.mtlcmdbuffer commit];
    data.mtlcmdencoder = nil;
    data.mtlcmdbuffer = nil;
 
    while (cmd) {
        switch (cmd->command) {
            case SDL_RENDERCMD_SETVIEWPORT: {
                SDL_memcpy(&statecache.viewport, &cmd->data.viewport.rect, sizeof (statecache.viewport));
                statecache.projection_offset = cmd->data.viewport.first;
                statecache.viewport_dirty = SDL_TRUE;
                statecache.cliprect_dirty = SDL_TRUE;
                break;
            }
 
            case SDL_RENDERCMD_SETCLIPRECT: {
                SDL_memcpy(&statecache.cliprect, &cmd->data.cliprect.rect, sizeof (statecache.cliprect));
                statecache.cliprect_enabled = cmd->data.cliprect.enabled;
                statecache.cliprect_dirty = SDL_TRUE;
                break;
            }
 
            case SDL_RENDERCMD_SETDRAWCOLOR: {
                statecache.color_offset = cmd->data.color.first;
                statecache.color_dirty = SDL_TRUE;
                break;
            }
 
            case SDL_RENDERCMD_CLEAR: {
                /* If we're already encoding a command buffer, dump it without committing it. We'd just
                    clear all its work anyhow, and starting a new encoder will let us use a hardware clear
                    operation via MTLLoadActionClear. */
                if (data.mtlcmdencoder != nil) {
                    [data.mtlcmdencoder endEncoding];
 
                    // !!! FIXME: have to commit, or an uncommitted but enqueued buffer will prevent the frame from finishing.
                    [data.mtlcmdbuffer commit];
                    data.mtlcmdencoder = nil;
                    data.mtlcmdbuffer = nil;
                }
 
                // force all this state to be reconfigured on next command buffer.
                statecache.pipeline = nil;
                statecache.constants_offset = CONSTANTS_OFFSET_INVALID;
                statecache.texture = NULL;
                statecache.color_dirty = SDL_TRUE;
                statecache.cliprect_dirty = SDL_TRUE;
                statecache.viewport_dirty = SDL_TRUE;
 
                const Uint8 r = cmd->data.color.r;
                const Uint8 g = cmd->data.color.g;
                const Uint8 b = cmd->data.color.b;
                const Uint8 a = cmd->data.color.a;
                MTLClearColor color = MTLClearColorMake(r / 255.0f, g / 255.0f, b / 255.0f, a / 255.0f);
 
                // get new command encoder, set up with an initial clear operation.
                METAL_ActivateRenderCommandEncoder(renderer, MTLLoadActionClear, &color, mtlbufvertex);
                break;
            }
 
            case SDL_RENDERCMD_DRAW_POINTS:
            case SDL_RENDERCMD_DRAW_LINES: {
                const size_t count = cmd->data.draw.count;
                const MTLPrimitiveType primtype = (cmd->command == SDL_RENDERCMD_DRAW_POINTS) ? MTLPrimitiveTypePoint : MTLPrimitiveTypeLineStrip;
                SetDrawState(renderer, cmd, SDL_METAL_FRAGMENT_SOLID, CONSTANTS_OFFSET_HALF_PIXEL_TRANSFORM, mtlbufvertex, &statecache);
                [data.mtlcmdencoder drawPrimitives:primtype vertexStart:0 vertexCount:count];
                break;
            }
 
            case SDL_RENDERCMD_FILL_RECTS: {
                const size_t count = cmd->data.draw.count;
                const size_t maxcount = UINT16_MAX / 4;
                SetDrawState(renderer, cmd, SDL_METAL_FRAGMENT_SOLID, CONSTANTS_OFFSET_IDENTITY, mtlbufvertex, &statecache);
                if (count == 1) {
                    [data.mtlcmdencoder drawPrimitives:MTLPrimitiveTypeTriangleStrip vertexStart:0 vertexCount:4];
                } else {
                    /* Our index buffer has 16 bit indices, so we can only draw
                     * 65k vertices (16k rects) at a time. */
                    for (size_t i = 0; i < count; i += maxcount) {
                        /* Set the vertex buffer offset for our current positions.
                         * The vertex buffer itself was bound in SetDrawState. */
                        [data.mtlcmdencoder setVertexBufferOffset:cmd->data.draw.first + i*sizeof(float)*8 atIndex:0];
                        [data.mtlcmdencoder drawIndexedPrimitives:MTLPrimitiveTypeTriangle
                                                       indexCount:SDL_min(maxcount, count - i) * 6
                                                        indexType:MTLIndexTypeUInt16
                                                      indexBuffer:data.mtlbufquadindices
                                                indexBufferOffset:0];
                    }
                }
                break;
            }
 
            case SDL_RENDERCMD_COPY: {
                SetCopyState(renderer, cmd, CONSTANTS_OFFSET_IDENTITY, mtlbufvertex, &statecache);
                [data.mtlcmdencoder drawPrimitives:MTLPrimitiveTypeTriangleStrip vertexStart:0 vertexCount:4];
                break;
            }
 
            case SDL_RENDERCMD_COPY_EX: {
                SetCopyState(renderer, cmd, CONSTANTS_OFFSET_INVALID, mtlbufvertex, &statecache);
                [data.mtlcmdencoder setVertexBuffer:mtlbufvertex offset:cmd->data.draw.count atIndex:3];  // transform
                [data.mtlcmdencoder drawPrimitives:MTLPrimitiveTypeTriangleStrip vertexStart:0 vertexCount:4];
                break;
            }
 
            case SDL_RENDERCMD_NO_OP:
                break;
        }
        cmd = cmd->next;
    }
 
    return 0;
}}
 
static int
METAL_RenderReadPixels(SDL_Renderer * renderer, const SDL_Rect * rect,
                    Uint32 pixel_format, void * pixels, int pitch)
{ @autoreleasepool {
    METAL_RenderData *data = (__bridge METAL_RenderData *) renderer->driverdata;
    METAL_ActivateRenderCommandEncoder(renderer, MTLLoadActionLoad, NULL, nil);
 
    [data.mtlcmdencoder endEncoding];
    id<MTLTexture> mtltexture = data.mtlpassdesc.colorAttachments[0].texture;
 
#ifdef __MACOSX__
    /* on macOS with managed-storage textures, we need to tell the driver to
     * update the CPU-side copy of the texture data.
     * NOTE: Currently all of our textures are managed on macOS. We'll need some
     * extra copying for any private textures. */
    if (METAL_GetStorageMode(mtltexture) == MTLStorageModeManaged) {
        id<MTLBlitCommandEncoder> blit = [data.mtlcmdbuffer blitCommandEncoder];
        [blit synchronizeResource:mtltexture];
        [blit endEncoding];
    }
#endif
 
    /* Commit the current command buffer and wait until it's completed, to make
     * sure the GPU has finished rendering to it by the time we read it. */
    [data.mtlcmdbuffer commit];
    [data.mtlcmdbuffer waitUntilCompleted];
    data.mtlcmdencoder = nil;
    data.mtlcmdbuffer = nil;
 
    MTLRegion mtlregion = MTLRegionMake2D(rect->x, rect->y, rect->w, rect->h);
 
    // we only do BGRA8 or RGBA8 at the moment, so 4 will do.
    const int temp_pitch = rect->w * 4;
    void *temp_pixels = SDL_malloc(temp_pitch * rect->h);
    if (!temp_pixels) {
        return SDL_OutOfMemory();
    }
 
    [mtltexture getBytes:temp_pixels bytesPerRow:temp_pitch fromRegion:mtlregion mipmapLevel:0];
 
    const Uint32 temp_format = (mtltexture.pixelFormat == MTLPixelFormatBGRA8Unorm) ? SDL_PIXELFORMAT_ARGB8888 : SDL_PIXELFORMAT_ABGR8888;
    const int status = SDL_ConvertPixels(rect->w, rect->h, temp_format, temp_pixels, temp_pitch, pixel_format, pixels, pitch);
    SDL_free(temp_pixels);
    return status;
}}
 
static void
METAL_RenderPresent(SDL_Renderer * renderer)
{ @autoreleasepool {
    METAL_RenderData *data = (__bridge METAL_RenderData *) renderer->driverdata;
 
    // If we don't have a command buffer, we can't present, so activate to get one.
    if (data.mtlcmdencoder == nil) {
        // We haven't even gotten a backbuffer yet? Clear it to black. Otherwise, load the existing data.
        if (data.mtlbackbuffer == nil) {
            MTLClearColor color = MTLClearColorMake(0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f);
            METAL_ActivateRenderCommandEncoder(renderer, MTLLoadActionClear, &color, nil);
        } else {
            METAL_ActivateRenderCommandEncoder(renderer, MTLLoadActionLoad, NULL, nil);
        }
    }
 
    [data.mtlcmdencoder endEncoding];
    [data.mtlcmdbuffer presentDrawable:data.mtlbackbuffer];
    [data.mtlcmdbuffer commit];
 
    data.mtlcmdencoder = nil;
    data.mtlcmdbuffer = nil;
    data.mtlbackbuffer = nil;
}}
 
static void
METAL_DestroyTexture(SDL_Renderer * renderer, SDL_Texture * texture)
{ @autoreleasepool {
    CFBridgingRelease(texture->driverdata);
    texture->driverdata = NULL;
}}
 
static void
METAL_DestroyRenderer(SDL_Renderer * renderer)
{ @autoreleasepool {
    if (renderer->driverdata) {
        METAL_RenderData *data = CFBridgingRelease(renderer->driverdata);
 
        if (data.mtlcmdencoder != nil) {
            [data.mtlcmdencoder endEncoding];
        }
 
        DestroyAllPipelines(data.allpipelines, data.pipelinescount);
 
        SDL_Metal_DestroyView(data.mtlview);
    }
 
    SDL_free(renderer);
}}
 
static void *
METAL_GetMetalLayer(SDL_Renderer * renderer)
{ @autoreleasepool {
    METAL_RenderData *data = (__bridge METAL_RenderData *) renderer->driverdata;
    return (__bridge void*)data.mtllayer;
}}
 
static void *
METAL_GetMetalCommandEncoder(SDL_Renderer * renderer)
{ @autoreleasepool {
    METAL_ActivateRenderCommandEncoder(renderer, MTLLoadActionLoad, NULL, nil);
    METAL_RenderData *data = (__bridge METAL_RenderData *) renderer->driverdata;
    return (__bridge void*)data.mtlcmdencoder;
}}
 
static SDL_Renderer *
METAL_CreateRenderer(SDL_Window * window, Uint32 flags)
{ @autoreleasepool {
    SDL_Renderer *renderer = NULL;
    METAL_RenderData *data = NULL;
    id<MTLDevice> mtldevice = nil;
    SDL_MetalView view = NULL;
    CAMetalLayer *layer = nil;
    SDL_SysWMinfo syswm;
    Uint32 window_flags;
    SDL_bool changed_window = SDL_FALSE;
 
    SDL_VERSION(&syswm.version);
    if (!SDL_GetWindowWMInfo(window, &syswm)) {
        return NULL;
    }
 
    if (IsMetalAvailable(&syswm) == -1) {
        return NULL;
    }
 
    window_flags = SDL_GetWindowFlags(window);
    if (!(window_flags & SDL_WINDOW_METAL)) {
        changed_window = SDL_TRUE;
        if (SDL_RecreateWindow(window, (window_flags & ~(SDL_WINDOW_VULKAN | SDL_WINDOW_OPENGL)) | SDL_WINDOW_METAL) < 0) {
            return NULL;
        }
    }
 
    renderer = (SDL_Renderer *) SDL_calloc(1, sizeof(*renderer));
    if (!renderer) {
        SDL_OutOfMemory();
        if (changed_window) {
            SDL_RecreateWindow(window, window_flags);
        }
        return NULL;
    }
 
    // !!! FIXME: MTLCopyAllDevices() can find other GPUs on macOS...
    mtldevice = MTLCreateSystemDefaultDevice();
 
    if (mtldevice == nil) {
        SDL_free(renderer);
        SDL_SetError("Failed to obtain Metal device");
        if (changed_window) {
            SDL_RecreateWindow(window, window_flags);
        }
        return NULL;
    }
 
    view = SDL_Metal_CreateView(window);
 
    if (view == NULL) {
#if !__has_feature(objc_arc)
        [mtldevice release];
#endif
        SDL_free(renderer);
        if (changed_window) {
            SDL_RecreateWindow(window, window_flags);
        }
        return NULL;
    }
 
    // !!! FIXME: error checking on all of this.
    data = [[METAL_RenderData alloc] init];
 
    if (data == nil) {
#if !__has_feature(objc_arc)
        [mtldevice release];
#endif
        SDL_Metal_DestroyView(view);
        SDL_free(renderer);
        if (changed_window) {
            SDL_RecreateWindow(window, window_flags);
        }
        return NULL;
    }
 
    renderer->driverdata = (void*)CFBridgingRetain(data);
    renderer->window = window;
 
    data.mtlview = view;
 
#ifdef __MACOSX__
    layer = (CAMetalLayer *)[(NSView *)view layer];
#else
    layer = (CAMetalLayer *)[(__bridge UIView *)view layer];
#endif
 
    layer.device = mtldevice;
 
    /* Necessary for RenderReadPixels. */
    layer.framebufferOnly = NO;
 
    data.mtldevice = layer.device;
    data.mtllayer = layer;
    id<MTLCommandQueue> mtlcmdqueue = [data.mtldevice newCommandQueue];
    data.mtlcmdqueue = mtlcmdqueue;
    data.mtlcmdqueue.label = @"SDL Metal Renderer";
    data.mtlpassdesc = [MTLRenderPassDescriptor renderPassDescriptor];
 
    NSError *err = nil;
 
    // The compiled .metallib is embedded in a static array in a header file
    // but the original shader source code is in SDL_shaders_metal.metal.
    dispatch_data_t mtllibdata = dispatch_data_create(sdl_metallib, sdl_metallib_len, dispatch_get_global_queue(0, 0), ^{});
    id<MTLLibrary> mtllibrary = [data.mtldevice newLibraryWithData:mtllibdata error:&err];
    data.mtllibrary = mtllibrary;
    SDL_assert(err == nil);
#if !__has_feature(objc_arc)
    dispatch_release(mtllibdata);
#endif
    data.mtllibrary.label = @"SDL Metal renderer shader library";
 
    /* Do some shader pipeline state loading up-front rather than on demand. */
    data.pipelinescount = 0;
    data.allpipelines = NULL;
    ChooseShaderPipelines(data, MTLPixelFormatBGRA8Unorm);
 
    MTLSamplerDescriptor *samplerdesc = [[MTLSamplerDescriptor alloc] init];
 
    samplerdesc.minFilter = MTLSamplerMinMagFilterNearest;
    samplerdesc.magFilter = MTLSamplerMinMagFilterNearest;
    id<MTLSamplerState> mtlsamplernearest = [data.mtldevice newSamplerStateWithDescriptor:samplerdesc];
    data.mtlsamplernearest = mtlsamplernearest;
 
    samplerdesc.minFilter = MTLSamplerMinMagFilterLinear;
    samplerdesc.magFilter = MTLSamplerMinMagFilterLinear;
    id<MTLSamplerState> mtlsamplerlinear = [data.mtldevice newSamplerStateWithDescriptor:samplerdesc];
    data.mtlsamplerlinear = mtlsamplerlinear;
 
    /* Note: matrices are column major. */
    float identitytransform[16] = {
        1.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f,
        0.0f, 1.0f, 0.0f, 0.0f,
        0.0f, 0.0f, 1.0f, 0.0f,
        0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f,
    };
 
    float halfpixeltransform[16] = {
        1.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f,
        0.0f, 1.0f, 0.0f, 0.0f,
        0.0f, 0.0f, 1.0f, 0.0f,
        0.5f, 0.5f, 0.0f, 1.0f,
    };
 
    /* Metal pads float3s to 16 bytes. */
    float decodetransformJPEG[4*4] = {
        0.0, -0.501960814, -0.501960814, 0.0, /* offset */
        1.0000,  0.0000,  1.4020, 0.0,        /* Rcoeff */
        1.0000, -0.3441, -0.7141, 0.0,        /* Gcoeff */
        1.0000,  1.7720,  0.0000, 0.0,        /* Bcoeff */
    };
 
    float decodetransformBT601[4*4] = {
        -0.0627451017, -0.501960814, -0.501960814, 0.0, /* offset */
        1.1644,  0.0000,  1.5960, 0.0,                  /* Rcoeff */
        1.1644, -0.3918, -0.8130, 0.0,                  /* Gcoeff */
        1.1644,  2.0172,  0.0000, 0.0,                  /* Bcoeff */
    };
 
    float decodetransformBT709[4*4] = {
        0.0, -0.501960814, -0.501960814, 0.0, /* offset */
        1.0000,  0.0000,  1.4020, 0.0,        /* Rcoeff */
        1.0000, -0.3441, -0.7141, 0.0,        /* Gcoeff */
        1.0000,  1.7720,  0.0000, 0.0,        /* Bcoeff */
    };
 
    id<MTLBuffer> mtlbufconstantstaging = [data.mtldevice newBufferWithLength:CONSTANTS_LENGTH options:MTLResourceStorageModeShared];
    #if !__has_feature(objc_arc)
    [mtlbufconstantstaging autorelease];
    #endif
 
    char *constantdata = [mtlbufconstantstaging contents];
    SDL_memcpy(constantdata + CONSTANTS_OFFSET_IDENTITY, identitytransform, sizeof(identitytransform));
    SDL_memcpy(constantdata + CONSTANTS_OFFSET_HALF_PIXEL_TRANSFORM, halfpixeltransform, sizeof(halfpixeltransform));
    SDL_memcpy(constantdata + CONSTANTS_OFFSET_DECODE_JPEG, decodetransformJPEG, sizeof(decodetransformJPEG));
    SDL_memcpy(constantdata + CONSTANTS_OFFSET_DECODE_BT601, decodetransformBT601, sizeof(decodetransformBT601));
    SDL_memcpy(constantdata + CONSTANTS_OFFSET_DECODE_BT709, decodetransformBT709, sizeof(decodetransformBT709));
 
    int quadcount = UINT16_MAX / 4;
    size_t indicessize = sizeof(UInt16) * quadcount * 6;
    id<MTLBuffer> mtlbufquadindicesstaging = [data.mtldevice newBufferWithLength:indicessize options:MTLResourceStorageModeShared];
#if !__has_feature(objc_arc)
    [mtlbufquadindicesstaging autorelease];
#endif
 
    /* Quads in the following vertex order (matches the FillRects vertices):
     * 1---3
     * | \ |
     * 0---2
     */
    UInt16 *indexdata = [mtlbufquadindicesstaging contents];
    for (int i = 0; i < quadcount; i++) {
        indexdata[i * 6 + 0] = i * 4 + 0;
        indexdata[i * 6 + 1] = i * 4 + 1;
        indexdata[i * 6 + 2] = i * 4 + 2;
 
        indexdata[i * 6 + 3] = i * 4 + 2;
        indexdata[i * 6 + 4] = i * 4 + 1;
        indexdata[i * 6 + 5] = i * 4 + 3;
    }
 
    id<MTLBuffer> mtlbufconstants = [data.mtldevice newBufferWithLength:CONSTANTS_LENGTH options:MTLResourceStorageModePrivate];
    data.mtlbufconstants = mtlbufconstants;
    data.mtlbufconstants.label = @"SDL constant data";
 
    id<MTLBuffer> mtlbufquadindices = [data.mtldevice newBufferWithLength:indicessize options:MTLResourceStorageModePrivate];
    data.mtlbufquadindices = mtlbufquadindices;
    data.mtlbufquadindices.label = @"SDL quad index buffer";
 
    id<MTLCommandBuffer> cmdbuffer = [data.mtlcmdqueue commandBuffer];
    id<MTLBlitCommandEncoder> blitcmd = [cmdbuffer blitCommandEncoder];
 
    [blitcmd copyFromBuffer:mtlbufconstantstaging sourceOffset:0 toBuffer:mtlbufconstants destinationOffset:0 size:CONSTANTS_LENGTH];
    [blitcmd copyFromBuffer:mtlbufquadindicesstaging sourceOffset:0 toBuffer:mtlbufquadindices destinationOffset:0 size:indicessize];
 
    [blitcmd endEncoding];
    [cmdbuffer commit];
 
    // !!! FIXME: force more clears here so all the drawables are sane to start, and our static buffers are definitely flushed.
 
    renderer->WindowEvent = METAL_WindowEvent;
    renderer->GetOutputSize = METAL_GetOutputSize;
    renderer->SupportsBlendMode = METAL_SupportsBlendMode;
    renderer->CreateTexture = METAL_CreateTexture;
    renderer->UpdateTexture = METAL_UpdateTexture;
    renderer->UpdateTextureYUV = METAL_UpdateTextureYUV;
    renderer->LockTexture = METAL_LockTexture;
    renderer->UnlockTexture = METAL_UnlockTexture;
    renderer->SetTextureScaleMode = METAL_SetTextureScaleMode;
    renderer->SetRenderTarget = METAL_SetRenderTarget;
    renderer->QueueSetViewport = METAL_QueueSetViewport;
    renderer->QueueSetDrawColor = METAL_QueueSetDrawColor;
    renderer->QueueDrawPoints = METAL_QueueDrawPoints;
    renderer->QueueDrawLines = METAL_QueueDrawLines;
    renderer->QueueFillRects = METAL_QueueFillRects;
    renderer->QueueCopy = METAL_QueueCopy;
    renderer->QueueCopyEx = METAL_QueueCopyEx;
    renderer->RunCommandQueue = METAL_RunCommandQueue;
    renderer->RenderReadPixels = METAL_RenderReadPixels;
    renderer->RenderPresent = METAL_RenderPresent;
    renderer->DestroyTexture = METAL_DestroyTexture;
    renderer->DestroyRenderer = METAL_DestroyRenderer;
    renderer->GetMetalLayer = METAL_GetMetalLayer;
    renderer->GetMetalCommandEncoder = METAL_GetMetalCommandEncoder;
 
    renderer->info = METAL_RenderDriver.info;
    renderer->info.flags = (SDL_RENDERER_ACCELERATED | SDL_RENDERER_TARGETTEXTURE);
 
    renderer->always_batch = SDL_TRUE;
 
#if defined(__MACOSX__) && defined(MAC_OS_X_VERSION_10_13)
    if (@available(macOS 10.13, *)) {
        data.mtllayer.displaySyncEnabled = (flags & SDL_RENDERER_PRESENTVSYNC) != 0;
        if (data.mtllayer.displaySyncEnabled) {
            renderer->info.flags |= SDL_RENDERER_PRESENTVSYNC;
        }
    } else
#endif
    {
        renderer->info.flags |= SDL_RENDERER_PRESENTVSYNC;
    }
 
    /* https://developer.apple.com/metal/Metal-Feature-Set-Tables.pdf */
    int maxtexsize = 4096;
#if defined(__MACOSX__)
    maxtexsize = 16384;
#elif defined(__TVOS__)
    maxtexsize = 8192;
#ifdef __TVOS_11_0
    if (@available(tvOS 11.0, *)) {
        if ([mtldevice supportsFeatureSet:MTLFeatureSet_tvOS_GPUFamily2_v1]) {
            maxtexsize = 16384;
        }
    }
#endif
#else
#ifdef __IPHONE_11_0
#pragma clang diagnostic push
#pragma clang diagnostic ignored "-Wunguarded-availability-new"
    if ([mtldevice supportsFeatureSet:MTLFeatureSet_iOS_GPUFamily4_v1]) {
        maxtexsize = 16384;
    } else
#pragma clang diagnostic pop
#endif
#ifdef __IPHONE_10_0
    if ([mtldevice supportsFeatureSet:MTLFeatureSet_iOS_GPUFamily3_v1]) {
        maxtexsize = 16384;
    } else
#endif
    if ([mtldevice supportsFeatureSet:MTLFeatureSet_iOS_GPUFamily2_v2] || [mtldevice supportsFeatureSet:MTLFeatureSet_iOS_GPUFamily1_v2]) {
        maxtexsize = 8192;
    } else {
        maxtexsize = 4096;
    }
#endif
 
    renderer->info.max_texture_width = maxtexsize;
    renderer->info.max_texture_height = maxtexsize;
 
#if !__has_feature(objc_arc)
    [mtlcmdqueue release];
    [mtllibrary release];
    [samplerdesc release];
    [mtlsamplernearest release];
    [mtlsamplerlinear release];
    [mtlbufconstants release];
    [mtlbufquadindices release];
    [data release];
    [mtldevice release];
#endif
 
    return renderer;
}}
 
SDL_RenderDriver METAL_RenderDriver = {
    METAL_CreateRenderer,
    {
        "metal",
        (SDL_RENDERER_ACCELERATED | SDL_RENDERER_PRESENTVSYNC | SDL_RENDERER_TARGETTEXTURE),
        6,
        {
            SDL_PIXELFORMAT_ARGB8888,
            SDL_PIXELFORMAT_ABGR8888,
            SDL_PIXELFORMAT_YV12,
            SDL_PIXELFORMAT_IYUV,
            SDL_PIXELFORMAT_NV12,
            SDL_PIXELFORMAT_NV21
        },
    0, 0,
    }
};
 
#endif /* SDL_VIDEO_RENDER_METAL && !SDL_RENDER_DISABLED */
 
/* vi: set ts=4 sw=4 expandtab: */