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 <stdio.h>
  27 #include <stdlib.h>
  28 #include <string.h>
  29 #include <fcntl.h>
  30 #include <unistd.h>
  31 #include <math.h>
  32 #include <time.h>
  33 #include <cairo.h>
  34 #include <glib.h>
  35
  36 #define GL_GLEXT_PROTOTYPES
  37 #define EGL_EGLEXT_PROTOTYPES
  38 #include <GL/gl.h>
  39 #include <EGL/egl.h>
  40 #include <EGL/eglext.h>
  41
  42 #include "wayland-util.h"
  43 #include "wayland-client.h"
  44 #include "wayland-glib.h"
  45
  46 #include "window.h"
  47
  48 struct gears {
  49         struct window *window;
  50
  51         struct display *d;
  52
  53         EGLDisplay display;
  54         EGLContext context;
  55         GLfloat angle;
  56         cairo_surface_t *cairo_surface;
  57
  58         GLint gear_list[3];
  59         GLuint fbo, color_rbo[2], depth_rbo;
  60         cairo_surface_t *surface[2];
  61         int current;
  62 };
  63
  64 struct gear_template {
  65         GLfloat material[4];
  66         GLfloat inner_radius;
  67         GLfloat outer_radius;
  68         GLfloat width;
  69         GLint teeth;
  70         GLfloat tooth_depth;
  71 };
  72
  73 const static struct gear_template gear_templates[] = {
  74         { { 0.8, 0.1, 0.0, 1.0 }, 1.0, 4.0, 1.0, 20, 0.7 },
  75         { { 0.0, 0.8, 0.2, 1.0 }, 0.5, 2.0, 2.0, 10, 0.7 },
  76         { { 0.2, 0.2, 1.0, 1.0 }, 1.3, 2.0, 0.5, 10, 0.7 },
  77 };
  78
  79 static GLfloat light_pos[4] = {5.0, 5.0, 10.0, 0.0};
  80
  81 static void die(const char *msg)
  82 {
  83         fprintf(stderr, "%s", msg);
  84         exit(EXIT_FAILURE);
  85 }
  86
  87 static void
  88 make_gear(const struct gear_template *t)
  89 {
  90         GLint i;
  91         GLfloat r0, r1, r2;
  92         GLfloat angle, da;
  93         GLfloat u, v, len;
  94
  95         glMaterialfv(GL_FRONT, GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE, t->material);
  96
  97         r0 = t->inner_radius;
  98         r1 = t->outer_radius - t->tooth_depth / 2.0;
  99         r2 = t->outer_radius + t->tooth_depth / 2.0;
 100
 101         da = 2.0 * M_PI / t->teeth / 4.0;
 102
 103         glShadeModel(GL_FLAT);
 104
 105         glNormal3f(0.0, 0.0, 1.0);
 106
 107         /* draw front face */
 108         glBegin(GL_QUAD_STRIP);
 109         for (i = 0; i <= t->teeth; i++) {
 110                 angle = i * 2.0 * M_PI / t->teeth;
 111                 glVertex3f(r0 * cos(angle), r0 * sin(angle), t->width * 0.5);
 112                 glVertex3f(r1 * cos(angle), r1 * sin(angle), t->width * 0.5);
 113                 if (i < t->teeth) {
 114                         glVertex3f(r0 * cos(angle), r0 * sin(angle), t->width * 0.5);
 115                         glVertex3f(r1 * cos(angle + 3 * da), r1 * sin(angle + 3 * da), t->width * 0.5);
 116                 }
 117         }
 118         glEnd();
 119
 120         /* draw front sides of teeth */
 121         glBegin(GL_QUADS);
 122         da = 2.0 * M_PI / t->teeth / 4.0;
 123         for (i = 0; i < t->teeth; i++) {
 124                 angle = i * 2.0 * M_PI / t->teeth;
 125
 126                 glVertex3f(r1 * cos(angle), r1 * sin(angle), t->width * 0.5);
 127                 glVertex3f(r2 * cos(angle + da), r2 * sin(angle + da), t->width * 0.5);
 128                 glVertex3f(r2 * cos(angle + 2 * da), r2 * sin(angle + 2 * da), t->width * 0.5);
 129                 glVertex3f(r1 * cos(angle + 3 * da), r1 * sin(angle + 3 * da), t->width * 0.5);
 130         }
 131         glEnd();
 132
 133         glNormal3f(0.0, 0.0, -1.0);
 134
 135         /* draw back face */
 136         glBegin(GL_QUAD_STRIP);
 137         for (i = 0; i <= t->teeth; i++) {
 138                 angle = i * 2.0 * M_PI / t->teeth;
 139                 glVertex3f(r1 * cos(angle), r1 * sin(angle), -t->width * 0.5);
 140                 glVertex3f(r0 * cos(angle), r0 * sin(angle), -t->width * 0.5);
 141                 if (i < t->teeth) {
 142                         glVertex3f(r1 * cos(angle + 3 * da), r1 * sin(angle + 3 * da), -t->width * 0.5);
 143                         glVertex3f(r0 * cos(angle), r0 * sin(angle), -t->width * 0.5);
 144                 }
 145         }
 146         glEnd();
 147
 148         /* draw back sides of teeth */
 149         glBegin(GL_QUADS);
 150         da = 2.0 * M_PI / t->teeth / 4.0;
 151         for (i = 0; i < t->teeth; i++) {
 152                 angle = i * 2.0 * M_PI / t->teeth;
 153
 154                 glVertex3f(r1 * cos(angle + 3 * da), r1 * sin(angle + 3 * da), -t->width * 0.5);
 155                 glVertex3f(r2 * cos(angle + 2 * da), r2 * sin(angle + 2 * da), -t->width * 0.5);
 156                 glVertex3f(r2 * cos(angle + da), r2 * sin(angle + da), -t->width * 0.5);
 157                 glVertex3f(r1 * cos(angle), r1 * sin(angle), -t->width * 0.5);
 158         }
 159         glEnd();
 160
 161         /* draw outward faces of teeth */
 162         glBegin(GL_QUAD_STRIP);
 163         for (i = 0; i < t->teeth; i++) {
 164                 angle = i * 2.0 * M_PI / t->teeth;
 165
 166                 glVertex3f(r1 * cos(angle), r1 * sin(angle), t->width * 0.5);
 167                 glVertex3f(r1 * cos(angle), r1 * sin(angle), -t->width * 0.5);
 168                 u = r2 * cos(angle + da) - r1 * cos(angle);
 169                 v = r2 * sin(angle + da) - r1 * sin(angle);
 170                 len = sqrt(u * u + v * v);
 171                 u /= len;
 172                 v /= len;
 173                 glNormal3f(v, -u, 0.0);
 174                 glVertex3f(r2 * cos(angle + da), r2 * sin(angle + da), t->width * 0.5);
 175                 glVertex3f(r2 * cos(angle + da), r2 * sin(angle + da), -t->width * 0.5);
 176                 glNormal3f(cos(angle), sin(angle), 0.0);
 177                 glVertex3f(r2 * cos(angle + 2 * da), r2 * sin(angle + 2 * da), t->width * 0.5);
 178                 glVertex3f(r2 * cos(angle + 2 * da), r2 * sin(angle + 2 * da), -t->width * 0.5);
 179                 u = r1 * cos(angle + 3 * da) - r2 * cos(angle + 2 * da);
 180                 v = r1 * sin(angle + 3 * da) - r2 * sin(angle + 2 * da);
 181                 glNormal3f(v, -u, 0.0);
 182                 glVertex3f(r1 * cos(angle + 3 * da), r1 * sin(angle + 3 * da), t->width * 0.5);
 183                 glVertex3f(r1 * cos(angle + 3 * da), r1 * sin(angle + 3 * da), -t->width * 0.5);
 184                 glNormal3f(cos(angle), sin(angle), 0.0);
 185         }
 186
 187         glVertex3f(r1 * cos(0), r1 * sin(0), t->width * 0.5);
 188         glVertex3f(r1 * cos(0), r1 * sin(0), -t->width * 0.5);
 189
 190         glEnd();
 191
 192         glShadeModel(GL_SMOOTH);
 193
 194         /* draw inside radius cylinder */
 195         glBegin(GL_QUAD_STRIP);
 196         for (i = 0; i <= t->teeth; i++) {
 197                 angle = i * 2.0 * M_PI / t->teeth;
 198                 glNormal3f(-cos(angle), -sin(angle), 0.0);
 199                 glVertex3f(r0 * cos(angle), r0 * sin(angle), -t->width * 0.5);
 200                 glVertex3f(r0 * cos(angle), r0 * sin(angle), t->width * 0.5);
 201         }
 202         glEnd();
 203 }
 204
 205 static void
 206 allocate_buffer(struct gears *gears)
 207 {
 208         EGLImageKHR image;
 209         struct rectangle allocation;
 210
 211         window_draw(gears->window);
 212
 213         gears->surface[gears->current] = window_get_surface(gears->window);
 214 #ifdef HAVE_CAIRO_EGL
 215         image = display_get_image_for_egl_image_surface(gears->display,
 216                                                         gears->surface[gears->current]);
 217 #else /* XXX: hack to make Wayland compile, even if this example doesn't run */
 218         die("gears cannot allocate buffer: it was compiled without cairo-gl\n");
 219         return;
 220 #endif
 221         if (!eglMakeCurrent(gears->display, NULL, NULL, gears->context))
 222                 die("faile to make context current\n");
 223
 224         glBindRenderbuffer(GL_RENDERBUFFER_EXT,
 225                            gears->color_rbo[gears->current]);
 226         glEGLImageTargetRenderbufferStorageOES(GL_RENDERBUFFER, image);
 227
 228         glBindRenderbuffer(GL_RENDERBUFFER_EXT, gears->depth_rbo);
 229         window_get_child_allocation(gears->window, &allocation);
 230         glRenderbufferStorage(GL_RENDERBUFFER_EXT,
 231                               GL_DEPTH_COMPONENT,
 232                               allocation.width + 20 + 32,
 233                               allocation.height + 60 + 32);
 234 }
 235
 236 static void
 237 draw_gears(struct gears *gears)
 238 {
 239         GLfloat view_rotx = 20.0, view_roty = 30.0, view_rotz = 0.0;
 240         struct rectangle allocation;
 241
 242         if (gears->surface[gears->current] == NULL)
 243                 allocate_buffer(gears);
 244
 245         glFramebufferRenderbuffer(GL_DRAW_FRAMEBUFFER_EXT,
 246                                   GL_COLOR_ATTACHMENT0_EXT,
 247                                   GL_RENDERBUFFER_EXT,
 248                                   gears->color_rbo[gears->current]);
 249
 250         window_get_child_allocation(gears->window, &allocation);
 251         glViewport(allocation.x, allocation.y,
 252                    allocation.width, allocation.height);
 253         glScissor(allocation.x, allocation.y,
 254                    allocation.width, allocation.height);
 255
 256         glEnable(GL_SCISSOR_TEST);
 257         glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
 258
 259         glPushMatrix();
 260
 261         glTranslatef(0.0, 0.0, -50);
 262
 263         glRotatef(view_rotx, 1.0, 0.0, 0.0);
 264         glRotatef(view_roty, 0.0, 1.0, 0.0);
 265         glRotatef(view_rotz, 0.0, 0.0, 1.0);
 266
 267         glPushMatrix();
 268         glTranslatef(-3.0, -2.0, 0.0);
 269         glRotatef(gears->angle, 0.0, 0.0, 1.0);
 270         glCallList(gears->gear_list[0]);
 271         glPopMatrix();
 272
 273         glPushMatrix();
 274         glTranslatef(3.1, -2.0, 0.0);
 275         glRotatef(-2.0 * gears->angle - 9.0, 0.0, 0.0, 1.0);
 276         glCallList(gears->gear_list[1]);
 277         glPopMatrix();
 278
 279         glPushMatrix();
 280         glTranslatef(-3.1, 4.2, 0.0);
 281         glRotatef(-2.0 * gears->angle - 25.0, 0.0, 0.0, 1.0);
 282         glCallList(gears->gear_list[2]);
 283         glPopMatrix();
 284
 285         glPopMatrix();
 286
 287         glFlush();
 288
 289         window_set_surface(gears->window, gears->surface[gears->current]);
 290         window_flush(gears->window);
 291 }
 292
 293 static void
 294 resize_handler(struct window *window,
 295                int32_t width, int32_t height, void *data)
 296 {
 297         struct gears *gears = data;
 298
 299         cairo_surface_destroy(gears->surface[0]);
 300         gears->surface[0] = NULL;
 301         cairo_surface_destroy(gears->surface[1]);
 302         gears->surface[1] = NULL;
 303
 304         /* Constrain child size to be square and at least 300x300 */
 305         if (width > height)
 306                 height = width;
 307         else
 308                 width = height;
 309         if (width < 300) {
 310                 width = 300;
 311                 height = 300;
 312         }
 313
 314         window_set_child_size(gears->window, width, height);
 315 }
 316
 317 static void
 318 keyboard_focus_handler(struct window *window,
 319                        struct input *device, void *data)
 320 {
 321         struct gears *gears = data;
 322         struct rectangle allocation;
 323
 324         window_get_child_allocation(gears->window, &allocation);
 325         resize_handler(window, allocation.width, allocation.height, gears);
 326 }
 327
 328 static void
 329 redraw_handler(struct window *window, void *data)
 330 {
 331         struct gears *gears = data;
 332
 333         draw_gears(gears);
 334 }
 335
 336 static void
 337 frame_callback(void *data, uint32_t time)
 338 {
 339         struct gears *gears = data;
 340
 341         gears->current = 1 - gears->current;
 342
 343         gears->angle = (GLfloat) (time % 8192) * 360 / 8192.0;
 344
 345         window_schedule_redraw(gears->window);
 346         wl_display_frame_callback(display_get_display(gears->d),
 347                                   frame_callback, gears);
 348 }
 349
 350 static struct gears *
 351 gears_create(struct display *display)
 352 {
 353         const int width = 450, height = 500;
 354         struct gears *gears;
 355         int i;
 356
 357         gears = malloc(sizeof *gears);
 358         memset(gears, 0, sizeof *gears);
 359         gears->d = display;
 360         gears->window = window_create(display, width, height);
 361         window_set_title(gears->window, "Wayland Gears");
 362
 363         gears->display = display_get_egl_display(gears->d);
 364         if (gears->display == NULL)
 365                 die("failed to create egl display\n");
 366
 367         eglBindAPI(EGL_OPENGL_API);
 368
 369         gears->context = eglCreateContext(gears->display,
 370                                           NULL, EGL_NO_CONTEXT, NULL);
 371         if (gears->context == NULL)
 372                 die("failed to create context\n");
 373
 374         if (!eglMakeCurrent(gears->display, NULL, NULL, gears->context))
 375                 die("faile to make context current\n");
 376
 377         glGenFramebuffers(1, &gears->fbo);
 378         glBindFramebuffer(GL_FRAMEBUFFER_EXT, gears->fbo);
 379
 380         glGenRenderbuffers(2, gears->color_rbo);
 381         glGenRenderbuffers(1, &gears->depth_rbo);
 382         glBindRenderbuffer(GL_RENDERBUFFER_EXT, gears->depth_rbo);
 383         glFramebufferRenderbuffer(GL_DRAW_FRAMEBUFFER_EXT,
 384                                   GL_DEPTH_ATTACHMENT_EXT,
 385                                   GL_RENDERBUFFER_EXT,
 386                                   gears->depth_rbo);
 387         for (i = 0; i < 3; i++) {
 388                 gears->gear_list[i] = glGenLists(1);
 389                 glNewList(gears->gear_list[i], GL_COMPILE);
 390                 make_gear(&gear_templates[i]);
 391                 glEndList();
 392         }
 393
 394         glEnable(GL_NORMALIZE);
 395
 396         glMatrixMode(GL_PROJECTION);
 397         glLoadIdentity();
 398         glFrustum(-1.0, 1.0, -1.0, 1.0, 5.0, 200.0);
 399         glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
 400
 401         glLightfv(GL_LIGHT0, GL_POSITION, light_pos);
 402         glEnable(GL_CULL_FACE);
 403         glEnable(GL_LIGHTING);
 404         glEnable(GL_LIGHT0);
 405         glEnable(GL_DEPTH_TEST);
 406         glClearColor(0, 0, 0, 0.92);
 407
 408         window_set_user_data(gears->window, gears);
 409         window_set_resize_handler(gears->window, resize_handler);
 410         window_set_keyboard_focus_handler(gears->window, keyboard_focus_handler);
 411         window_set_redraw_handler(gears->window, redraw_handler);
 412
 413         draw_gears(gears);
 414         wl_display_frame_callback(display_get_display(gears->d),
 415                                   frame_callback, gears);
 416
 417         return gears;
 418 }
 419
 420 int main(int argc, char *argv[])
 421 {
 422         struct display *d;
 423
 424         d = display_create(&argc, &argv, NULL);
 425         if (d == NULL) {
 426                 fprintf(stderr, "failed to create display: %m\n");
 427                 return -1;
 428         }
 429         gears_create(d);
 430         display_run(d);
 431
 432         return 0;
 433 }