clients/gears.c

   1 /*
   2  * Copyright © 2008 Kristian Høgsberg
   3  *
   4  * Permission to use, copy, modify, distribute, and sell this software and its
   5  * documentation for any purpose is hereby granted without fee, provided that
   6  * the above copyright notice appear in all copies and that both that copyright
   7  * notice and this permission notice appear in supporting documentation, and
   8  * that the name of the copyright holders not be used in advertising or
   9  * publicity pertaining to distribution of the software without specific,
  10  * written prior permission.  The copyright holders make no representations
  11  * about the suitability of this software for any purpose.  It is provided "as
  12  * is" without express or implied warranty.
  13  *
  14  * THE COPYRIGHT HOLDERS DISCLAIM ALL WARRANTIES WITH REGARD TO THIS SOFTWARE,
  15  * INCLUDING ALL IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS, IN NO
  16  * EVENT SHALL THE COPYRIGHT HOLDERS BE LIABLE FOR ANY SPECIAL, INDIRECT OR
  17  * CONSEQUENTIAL DAMAGES OR ANY DAMAGES WHATSOEVER RESULTING FROM LOSS OF USE,
  18  * DATA OR PROFITS, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, NEGLIGENCE OR OTHER
  19  * TORTIOUS ACTION, ARISING OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE USE OR PERFORMANCE
  20  * OF THIS SOFTWARE.
  21  */
  22
  23 #include "config.h"
  24
  25 #include <stdint.h>
  26 #include <stdbool.h>
  27 #include <stdio.h>
  28 #include <stdlib.h>
  29 #include <string.h>
  30 #include <math.h>
  31 #include <time.h>
  32
  33 #include <GL/gl.h>
  34 #include <EGL/egl.h>
  35 #include <EGL/eglext.h>
  36
  37 #include <linux/input.h>
  38 #include <wayland-client.h>
  39
  40 #include "window.h"
  41
  42 struct gears {
  43         struct window *window;
  44         struct widget *widget;
  45
  46         struct display *d;
  47
  48         EGLDisplay display;
  49         EGLDisplay config;
  50         EGLContext context;
  51         GLfloat angle;
  52
  53         struct {
  54                 GLfloat rotx;
  55                 GLfloat roty;
  56         } view;
  57
  58         int button_down;
  59         int last_x, last_y;
  60
  61         GLint gear_list[3];
  62         int fullscreen;
  63         int frames;
  64         uint32_t last_fps;
  65 };
  66
  67 struct gear_template {
  68         GLfloat material[4];
  69         GLfloat inner_radius;
  70         GLfloat outer_radius;
  71         GLfloat width;
  72         GLint teeth;
  73         GLfloat tooth_depth;
  74 };
  75
  76 static const struct gear_template gear_templates[] = {
  77         { { 0.8, 0.1, 0.0, 1.0 }, 1.0, 4.0, 1.0, 20, 0.7 },
  78         { { 0.0, 0.8, 0.2, 1.0 }, 0.5, 2.0, 2.0, 10, 0.7 },
  79         { { 0.2, 0.2, 1.0, 1.0 }, 1.3, 2.0, 0.5, 10, 0.7 },
  80 };
  81
  82 static GLfloat light_pos[4] = {5.0, 5.0, 10.0, 0.0};
  83
  84 static void die(const char *msg)
  85 {
  86         fprintf(stderr, "%s", msg);
  87         exit(EXIT_FAILURE);
  88 }
  89
  90 static void
  91 make_gear(const struct gear_template *t)
  92 {
  93         GLint i;
  94         GLfloat r0, r1, r2;
  95         GLfloat angle, da;
  96         GLfloat u, v, len;
  97
  98         glMaterialfv(GL_FRONT, GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE, t->material);
  99
 100         r0 = t->inner_radius;
 101         r1 = t->outer_radius - t->tooth_depth / 2.0;
 102         r2 = t->outer_radius + t->tooth_depth / 2.0;
 103
 104         da = 2.0 * M_PI / t->teeth / 4.0;
 105
 106         glShadeModel(GL_FLAT);
 107
 108         glNormal3f(0.0, 0.0, 1.0);
 109
 110         /* draw front face */
 111         glBegin(GL_QUAD_STRIP);
 112         for (i = 0; i <= t->teeth; i++) {
 113                 angle = i * 2.0 * M_PI / t->teeth;
 114                 glVertex3f(r0 * cos(angle), r0 * sin(angle), t->width * 0.5);
 115                 glVertex3f(r1 * cos(angle), r1 * sin(angle), t->width * 0.5);
 116                 if (i < t->teeth) {
 117                         glVertex3f(r0 * cos(angle), r0 * sin(angle), t->width * 0.5);
 118                         glVertex3f(r1 * cos(angle + 3 * da), r1 * sin(angle + 3 * da), t->width * 0.5);
 119                 }
 120         }
 121         glEnd();
 122
 123         /* draw front sides of teeth */
 124         glBegin(GL_QUADS);
 125         da = 2.0 * M_PI / t->teeth / 4.0;
 126         for (i = 0; i < t->teeth; i++) {
 127                 angle = i * 2.0 * M_PI / t->teeth;
 128
 129                 glVertex3f(r1 * cos(angle), r1 * sin(angle), t->width * 0.5);
 130                 glVertex3f(r2 * cos(angle + da), r2 * sin(angle + da), t->width * 0.5);
 131                 glVertex3f(r2 * cos(angle + 2 * da), r2 * sin(angle + 2 * da), t->width * 0.5);
 132                 glVertex3f(r1 * cos(angle + 3 * da), r1 * sin(angle + 3 * da), t->width * 0.5);
 133         }
 134         glEnd();
 135
 136         glNormal3f(0.0, 0.0, -1.0);
 137
 138         /* draw back face */
 139         glBegin(GL_QUAD_STRIP);
 140         for (i = 0; i <= t->teeth; i++) {
 141                 angle = i * 2.0 * M_PI / t->teeth;
 142                 glVertex3f(r1 * cos(angle), r1 * sin(angle), -t->width * 0.5);
 143                 glVertex3f(r0 * cos(angle), r0 * sin(angle), -t->width * 0.5);
 144                 if (i < t->teeth) {
 145                         glVertex3f(r1 * cos(angle + 3 * da), r1 * sin(angle + 3 * da), -t->width * 0.5);
 146                         glVertex3f(r0 * cos(angle), r0 * sin(angle), -t->width * 0.5);
 147                 }
 148         }
 149         glEnd();
 150
 151         /* draw back sides of teeth */
 152         glBegin(GL_QUADS);
 153         da = 2.0 * M_PI / t->teeth / 4.0;
 154         for (i = 0; i < t->teeth; i++) {
 155                 angle = i * 2.0 * M_PI / t->teeth;
 156
 157                 glVertex3f(r1 * cos(angle + 3 * da), r1 * sin(angle + 3 * da), -t->width * 0.5);
 158                 glVertex3f(r2 * cos(angle + 2 * da), r2 * sin(angle + 2 * da), -t->width * 0.5);
 159                 glVertex3f(r2 * cos(angle + da), r2 * sin(angle + da), -t->width * 0.5);
 160                 glVertex3f(r1 * cos(angle), r1 * sin(angle), -t->width * 0.5);
 161         }
 162         glEnd();
 163
 164         /* draw outward faces of teeth */
 165         glBegin(GL_QUAD_STRIP);
 166         for (i = 0; i < t->teeth; i++) {
 167                 angle = i * 2.0 * M_PI / t->teeth;
 168
 169                 glVertex3f(r1 * cos(angle), r1 * sin(angle), t->width * 0.5);
 170                 glVertex3f(r1 * cos(angle), r1 * sin(angle), -t->width * 0.5);
 171                 u = r2 * cos(angle + da) - r1 * cos(angle);
 172                 v = r2 * sin(angle + da) - r1 * sin(angle);
 173                 len = sqrt(u * u + v * v);
 174                 u /= len;
 175                 v /= len;
 176                 glNormal3f(v, -u, 0.0);
 177                 glVertex3f(r2 * cos(angle + da), r2 * sin(angle + da), t->width * 0.5);
 178                 glVertex3f(r2 * cos(angle + da), r2 * sin(angle + da), -t->width * 0.5);
 179                 glNormal3f(cos(angle), sin(angle), 0.0);
 180                 glVertex3f(r2 * cos(angle + 2 * da), r2 * sin(angle + 2 * da), t->width * 0.5);
 181                 glVertex3f(r2 * cos(angle + 2 * da), r2 * sin(angle + 2 * da), -t->width * 0.5);
 182                 u = r1 * cos(angle + 3 * da) - r2 * cos(angle + 2 * da);
 183                 v = r1 * sin(angle + 3 * da) - r2 * sin(angle + 2 * da);
 184                 glNormal3f(v, -u, 0.0);
 185                 glVertex3f(r1 * cos(angle + 3 * da), r1 * sin(angle + 3 * da), t->width * 0.5);
 186                 glVertex3f(r1 * cos(angle + 3 * da), r1 * sin(angle + 3 * da), -t->width * 0.5);
 187                 glNormal3f(cos(angle), sin(angle), 0.0);
 188         }
 189
 190         glVertex3f(r1 * cos(0), r1 * sin(0), t->width * 0.5);
 191         glVertex3f(r1 * cos(0), r1 * sin(0), -t->width * 0.5);
 192
 193         glEnd();
 194
 195         glShadeModel(GL_SMOOTH);
 196
 197         /* draw inside radius cylinder */
 198         glBegin(GL_QUAD_STRIP);
 199         for (i = 0; i <= t->teeth; i++) {
 200                 angle = i * 2.0 * M_PI / t->teeth;
 201                 glNormal3f(-cos(angle), -sin(angle), 0.0);
 202                 glVertex3f(r0 * cos(angle), r0 * sin(angle), -t->width * 0.5);
 203                 glVertex3f(r0 * cos(angle), r0 * sin(angle), t->width * 0.5);
 204         }
 205         glEnd();
 206 }
 207
 208 static void
 209 update_fps(struct gears *gears, uint32_t time)
 210 {
 211         long diff_ms;
 212         static bool first_call = true;
 213
 214         if (first_call) {
 215                 gears->last_fps = time;
 216                 first_call = false;
 217         } else
 218                 gears->frames++;
 219
 220         diff_ms = time - gears->last_fps;
 221
 222         if (diff_ms > 5000) {
 223                 float seconds = diff_ms / 1000.0;
 224                 float fps = gears->frames / seconds;
 225
 226                 printf("%d frames in %6.3f seconds = %6.3f FPS\n", gears->frames, seconds, fps);
 227                 fflush(stdout);
 228
 229                 gears->frames = 0;
 230                 gears->last_fps = time;
 231         }
 232 }
 233
 234 static void
 235 frame_callback(void *data, struct wl_callback *callback, uint32_t time)
 236 {
 237         struct gears *gears = data;
 238
 239         update_fps(gears, time);
 240
 241         gears->angle = (GLfloat) (time % 8192) * 360 / 8192.0;
 242
 243         window_schedule_redraw(gears->window);
 244
 245         if (callback)
 246                 wl_callback_destroy(callback);
 247 }
 248
 249 static const struct wl_callback_listener listener = {
 250         frame_callback
 251 };
 252
 253 static int
 254 motion_handler(struct widget *widget, struct input *input,
 255                 uint32_t time, float x, float y, void *data)
 256 {
 257         struct gears *gears = data;
 258         int offset_x, offset_y;
 259         float step = 0.5;
 260
 261         if (gears->button_down) {
 262                 offset_x = x - gears->last_x;
 263                 offset_y = y - gears->last_y;
 264                 gears->last_x = x;
 265                 gears->last_y = y;
 266                 gears->view.roty += offset_x * step;
 267                 gears->view.rotx += offset_y * step;
 268                 if (gears->view.roty >= 360)
 269                         gears->view.roty = gears->view.roty - 360;
 270                 if (gears->view.roty <= 0)
 271                         gears->view.roty = gears->view.roty + 360;
 272                 if (gears->view.rotx >= 360)
 273                         gears->view.rotx = gears->view.rotx - 360;
 274                 if (gears->view.rotx <= 0)
 275                         gears->view.rotx = gears->view.rotx + 360;
 276         }
 277
 278         return CURSOR_LEFT_PTR;
 279 }
 280
 281 static void
 282 button_handler(struct widget *widget, struct input *input,
 283                 uint32_t time, uint32_t button,
 284                 enum wl_pointer_button_state state, void *data)
 285 {
 286         struct gears *gears = data;
 287
 288         if (button == BTN_LEFT) {
 289                 if (state == WL_POINTER_BUTTON_STATE_PRESSED) {
 290                         gears->button_down = 1;
 291                         input_get_position(input,
 292                                         &gears->last_x, &gears->last_y);
 293                 } else {
 294                         gears->button_down = 0;
 295                 }
 296         }
 297 }
 298
 299 static void
 300 redraw_handler(struct widget *widget, void *data)
 301 {
 302         struct rectangle window_allocation;
 303         struct rectangle allocation;
 304         struct wl_callback *callback;
 305         struct gears *gears = data;
 306
 307         widget_get_allocation(gears->widget, &allocation);
 308         window_get_allocation(gears->window, &window_allocation);
 309
 310         if (display_acquire_window_surface(gears->d,
 311                                             gears->window,
 312                                             gears->context) < 0) {
 313                 die("Unable to acquire window surface, "
 314                     "compiled without cairo-egl?\n");
 315         }
 316
 317         glViewport(allocation.x,
 318                    window_allocation.height - allocation.height - allocation.y,
 319                    allocation.width, allocation.height);
 320         glScissor(allocation.x,
 321                   window_allocation.height - allocation.height - allocation.y,
 322                   allocation.width, allocation.height);
 323
 324         glEnable(GL_SCISSOR_TEST);
 325         glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
 326
 327         glPushMatrix();
 328
 329         glTranslatef(0.0, 0.0, -50);
 330
 331         glRotatef(gears->view.rotx, 1.0, 0.0, 0.0);
 332         glRotatef(gears->view.roty, 0.0, 1.0, 0.0);
 333
 334         glPushMatrix();
 335         glTranslatef(-3.0, -2.0, 0.0);
 336         glRotatef(gears->angle, 0.0, 0.0, 1.0);
 337         glCallList(gears->gear_list[0]);
 338         glPopMatrix();
 339
 340         glPushMatrix();
 341         glTranslatef(3.1, -2.0, 0.0);
 342         glRotatef(-2.0 * gears->angle - 9.0, 0.0, 0.0, 1.0);
 343         glCallList(gears->gear_list[1]);
 344         glPopMatrix();
 345
 346         glPushMatrix();
 347         glTranslatef(-3.1, 4.2, 0.0);
 348         glRotatef(-2.0 * gears->angle - 25.0, 0.0, 0.0, 1.0);
 349         glCallList(gears->gear_list[2]);
 350         glPopMatrix();
 351
 352         glPopMatrix();
 353
 354         glFlush();
 355
 356         display_release_window_surface(gears->d, gears->window);
 357
 358         callback = wl_surface_frame(window_get_wl_surface(gears->window));
 359         wl_callback_add_listener(callback, &listener, gears);
 360 }
 361
 362 static void
 363 resize_handler(struct widget *widget,
 364                int32_t width, int32_t height, void *data)
 365 {
 366         struct gears *gears = data;
 367         int32_t size, big, small;
 368
 369         /* Constrain child size to be square and at least 300x300 */
 370         if (width < height) {
 371                 small = width;
 372                 big = height;
 373         } else {
 374                 small = height;
 375                 big = width;
 376         }
 377
 378         if (gears->fullscreen)
 379                 size = small;
 380         else
 381                 size = big;
 382
 383         widget_set_size(gears->widget, size, size);
 384 }
 385
 386 static void
 387 keyboard_focus_handler(struct window *window,
 388                        struct input *device, void *data)
 389 {
 390         window_schedule_redraw(window);
 391 }
 392
 393 static void
 394 fullscreen_handler(struct window *window, void *data)
 395 {
 396         struct gears *gears = data;
 397
 398         gears->fullscreen ^= 1;
 399         window_set_fullscreen(window, gears->fullscreen);
 400 }
 401
 402 static struct gears *
 403 gears_create(struct display *display)
 404 {
 405         const int width = 450, height = 500;
 406         struct gears *gears;
 407         int i;
 408
 409         gears = zalloc(sizeof *gears);
 410         gears->d = display;
 411         gears->window = window_create(display);
 412         gears->widget = window_frame_create(gears->window, gears);
 413         window_set_title(gears->window, "Wayland Gears");
 414
 415         gears->display = display_get_egl_display(gears->d);
 416         if (gears->display == NULL)
 417                 die("failed to create egl display\n");
 418
 419         eglBindAPI(EGL_OPENGL_API);
 420
 421         gears->config = display_get_argb_egl_config(gears->d);
 422
 423         gears->context = eglCreateContext(gears->display, gears->config,
 424                                           EGL_NO_CONTEXT, NULL);
 425         if (gears->context == NULL)
 426                 die("failed to create context\n");
 427
 428         if (!eglMakeCurrent(gears->display, NULL, NULL, gears->context))
 429                 die("failed to make context current\n");
 430
 431         for (i = 0; i < 3; i++) {
 432                 gears->gear_list[i] = glGenLists(1);
 433                 glNewList(gears->gear_list[i], GL_COMPILE);
 434                 make_gear(&gear_templates[i]);
 435                 glEndList();
 436         }
 437
 438         gears->button_down = 0;
 439         gears->last_x = 0;
 440         gears->last_y = 0;
 441
 442         gears->view.rotx = 20.0;
 443         gears->view.roty = 30.0;
 444
 445         printf("Warning: FPS count is limited by the wayland compositor or monitor refresh rate\n");
 446
 447         glEnable(GL_NORMALIZE);
 448
 449         glMatrixMode(GL_PROJECTION);
 450         glLoadIdentity();
 451         glFrustum(-1.0, 1.0, -1.0, 1.0, 5.0, 200.0);
 452         glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
 453
 454         glLightfv(GL_LIGHT0, GL_POSITION, light_pos);
 455         glEnable(GL_CULL_FACE);
 456         glEnable(GL_LIGHTING);
 457         glEnable(GL_LIGHT0);
 458         glEnable(GL_DEPTH_TEST);
 459         glClearColor(0, 0, 0, 0.92);
 460
 461         window_set_user_data(gears->window, gears);
 462         widget_set_resize_handler(gears->widget, resize_handler);
 463         widget_set_redraw_handler(gears->widget, redraw_handler);
 464         widget_set_button_handler(gears->widget, button_handler);
 465         widget_set_motion_handler(gears->widget, motion_handler);
 466         window_set_keyboard_focus_handler(gears->window,
 467                                           keyboard_focus_handler);
 468         window_set_fullscreen_handler(gears->window, fullscreen_handler);
 469
 470         window_schedule_resize(gears->window, width, height);
 471
 472         return gears;
 473 }
 474
 475 static void
 476 gears_destroy(struct gears *gears)
 477 {
 478         widget_destroy(gears->widget);
 479         window_destroy(gears->window);
 480         free(gears);
 481 }
 482
 483 int main(int argc, char *argv[])
 484 {
 485         struct display *d;
 486         struct gears *gears;
 487
 488         d = display_create(&argc, argv);
 489         if (d == NULL) {
 490                 fprintf(stderr, "failed to create display: %m\n");
 491                 return -1;
 492         }
 493         gears = gears_create(d);
 494         display_run(d);
 495
 496         gears_destroy(gears);
 497         display_destroy(d);
 498
 499         return 0;
 500 }