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 <math.h>
  30 #include <time.h>
  31
  32 #include <GL/gl.h>
  33 #include <EGL/egl.h>
  34 #include <EGL/eglext.h>
  35
  36 #include <linux/input.h>
  37 #include <wayland-client.h>
  38
  39 #include "window.h"
  40
  41 struct gears {
  42         struct window *window;
  43         struct widget *widget;
  44
  45         struct display *d;
  46
  47         EGLDisplay display;
  48         EGLDisplay config;
  49         EGLContext context;
  50         GLfloat angle;
  51
  52         struct {
  53                 GLfloat rotx;
  54                 GLfloat roty;
  55         } view;
  56
  57         int button_down;
  58         int last_x, last_y;
  59
  60         GLint gear_list[3];
  61         int fullscreen;
  62         int frames;
  63         uint32_t last_fps;
  64 };
  65
  66 struct gear_template {
  67         GLfloat material[4];
  68         GLfloat inner_radius;
  69         GLfloat outer_radius;
  70         GLfloat width;
  71         GLint teeth;
  72         GLfloat tooth_depth;
  73 };
  74
  75 static const struct gear_template gear_templates[] = {
  76         { { 0.8, 0.1, 0.0, 1.0 }, 1.0, 4.0, 1.0, 20, 0.7 },
  77         { { 0.0, 0.8, 0.2, 1.0 }, 0.5, 2.0, 2.0, 10, 0.7 },
  78         { { 0.2, 0.2, 1.0, 1.0 }, 1.3, 2.0, 0.5, 10, 0.7 },
  79 };
  80
  81 static GLfloat light_pos[4] = {5.0, 5.0, 10.0, 0.0};
  82
  83 static void die(const char *msg)
  84 {
  85         fprintf(stderr, "%s", msg);
  86         exit(EXIT_FAILURE);
  87 }
  88
  89 static void
  90 make_gear(const struct gear_template *t)
  91 {
  92         GLint i;
  93         GLfloat r0, r1, r2;
  94         GLfloat angle, da;
  95         GLfloat u, v, len;
  96
  97         glMaterialfv(GL_FRONT, GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE, t->material);
  98
  99         r0 = t->inner_radius;
 100         r1 = t->outer_radius - t->tooth_depth / 2.0;
 101         r2 = t->outer_radius + t->tooth_depth / 2.0;
 102
 103         da = 2.0 * M_PI / t->teeth / 4.0;
 104
 105         glShadeModel(GL_FLAT);
 106
 107         glNormal3f(0.0, 0.0, 1.0);
 108
 109         /* draw front face */
 110         glBegin(GL_QUAD_STRIP);
 111         for (i = 0; i <= t->teeth; i++) {
 112                 angle = i * 2.0 * M_PI / t->teeth;
 113                 glVertex3f(r0 * cos(angle), r0 * sin(angle), t->width * 0.5);
 114                 glVertex3f(r1 * cos(angle), r1 * sin(angle), t->width * 0.5);
 115                 if (i < t->teeth) {
 116                         glVertex3f(r0 * cos(angle), r0 * sin(angle), t->width * 0.5);
 117                         glVertex3f(r1 * cos(angle + 3 * da), r1 * sin(angle + 3 * da), t->width * 0.5);
 118                 }
 119         }
 120         glEnd();
 121
 122         /* draw front sides of teeth */
 123         glBegin(GL_QUADS);
 124         da = 2.0 * M_PI / t->teeth / 4.0;
 125         for (i = 0; i < t->teeth; i++) {
 126                 angle = i * 2.0 * M_PI / t->teeth;
 127
 128                 glVertex3f(r1 * cos(angle), r1 * sin(angle), t->width * 0.5);
 129                 glVertex3f(r2 * cos(angle + da), r2 * sin(angle + da), t->width * 0.5);
 130                 glVertex3f(r2 * cos(angle + 2 * da), r2 * sin(angle + 2 * da), t->width * 0.5);
 131                 glVertex3f(r1 * cos(angle + 3 * da), r1 * sin(angle + 3 * da), t->width * 0.5);
 132         }
 133         glEnd();
 134
 135         glNormal3f(0.0, 0.0, -1.0);
 136
 137         /* draw back face */
 138         glBegin(GL_QUAD_STRIP);
 139         for (i = 0; i <= t->teeth; i++) {
 140                 angle = i * 2.0 * M_PI / t->teeth;
 141                 glVertex3f(r1 * cos(angle), r1 * sin(angle), -t->width * 0.5);
 142                 glVertex3f(r0 * cos(angle), r0 * sin(angle), -t->width * 0.5);
 143                 if (i < t->teeth) {
 144                         glVertex3f(r1 * cos(angle + 3 * da), r1 * sin(angle + 3 * da), -t->width * 0.5);
 145                         glVertex3f(r0 * cos(angle), r0 * sin(angle), -t->width * 0.5);
 146                 }
 147         }
 148         glEnd();
 149
 150         /* draw back sides of teeth */
 151         glBegin(GL_QUADS);
 152         da = 2.0 * M_PI / t->teeth / 4.0;
 153         for (i = 0; i < t->teeth; i++) {
 154                 angle = i * 2.0 * M_PI / t->teeth;
 155
 156                 glVertex3f(r1 * cos(angle + 3 * da), r1 * sin(angle + 3 * da), -t->width * 0.5);
 157                 glVertex3f(r2 * cos(angle + 2 * da), r2 * sin(angle + 2 * da), -t->width * 0.5);
 158                 glVertex3f(r2 * cos(angle + da), r2 * sin(angle + da), -t->width * 0.5);
 159                 glVertex3f(r1 * cos(angle), r1 * sin(angle), -t->width * 0.5);
 160         }
 161         glEnd();
 162
 163         /* draw outward faces of teeth */
 164         glBegin(GL_QUAD_STRIP);
 165         for (i = 0; i < t->teeth; i++) {
 166                 angle = i * 2.0 * M_PI / t->teeth;
 167
 168                 glVertex3f(r1 * cos(angle), r1 * sin(angle), t->width * 0.5);
 169                 glVertex3f(r1 * cos(angle), r1 * sin(angle), -t->width * 0.5);
 170                 u = r2 * cos(angle + da) - r1 * cos(angle);
 171                 v = r2 * sin(angle + da) - r1 * sin(angle);
 172                 len = sqrt(u * u + v * v);
 173                 u /= len;
 174                 v /= len;
 175                 glNormal3f(v, -u, 0.0);
 176                 glVertex3f(r2 * cos(angle + da), r2 * sin(angle + da), t->width * 0.5);
 177                 glVertex3f(r2 * cos(angle + da), r2 * sin(angle + da), -t->width * 0.5);
 178                 glNormal3f(cos(angle), sin(angle), 0.0);
 179                 glVertex3f(r2 * cos(angle + 2 * da), r2 * sin(angle + 2 * da), t->width * 0.5);
 180                 glVertex3f(r2 * cos(angle + 2 * da), r2 * sin(angle + 2 * da), -t->width * 0.5);
 181                 u = r1 * cos(angle + 3 * da) - r2 * cos(angle + 2 * da);
 182                 v = r1 * sin(angle + 3 * da) - r2 * sin(angle + 2 * da);
 183                 glNormal3f(v, -u, 0.0);
 184                 glVertex3f(r1 * cos(angle + 3 * da), r1 * sin(angle + 3 * da), t->width * 0.5);
 185                 glVertex3f(r1 * cos(angle + 3 * da), r1 * sin(angle + 3 * da), -t->width * 0.5);
 186                 glNormal3f(cos(angle), sin(angle), 0.0);
 187         }
 188
 189         glVertex3f(r1 * cos(0), r1 * sin(0), t->width * 0.5);
 190         glVertex3f(r1 * cos(0), r1 * sin(0), -t->width * 0.5);
 191
 192         glEnd();
 193
 194         glShadeModel(GL_SMOOTH);
 195
 196         /* draw inside radius cylinder */
 197         glBegin(GL_QUAD_STRIP);
 198         for (i = 0; i <= t->teeth; i++) {
 199                 angle = i * 2.0 * M_PI / t->teeth;
 200                 glNormal3f(-cos(angle), -sin(angle), 0.0);
 201                 glVertex3f(r0 * cos(angle), r0 * sin(angle), -t->width * 0.5);
 202                 glVertex3f(r0 * cos(angle), r0 * sin(angle), t->width * 0.5);
 203         }
 204         glEnd();
 205 }
 206
 207 static void
 208 update_fps(struct gears *gears, uint32_t time)
 209 {
 210         long diff_ms;
 211
 212         gears->frames++;
 213
 214         diff_ms = time - gears->last_fps;
 215
 216         if (diff_ms > 5000) {
 217                 float seconds = diff_ms / 1000.0;
 218                 float fps = gears->frames / seconds;
 219
 220                 printf("%d frames in %6.3f seconds = %6.3f FPS\n", gears->frames, seconds, fps);
 221                 fflush(stdout);
 222
 223                 gears->frames = 0;
 224                 gears->last_fps = time;
 225         }
 226 }
 227
 228 static void
 229 frame_callback(void *data, struct wl_callback *callback, uint32_t time)
 230 {
 231         struct gears *gears = data;
 232
 233         update_fps(gears, time);
 234
 235         gears->angle = (GLfloat) (time % 8192) * 360 / 8192.0;
 236
 237         window_schedule_redraw(gears->window);
 238
 239         if (callback)
 240                 wl_callback_destroy(callback);
 241 }
 242
 243 static const struct wl_callback_listener listener = {
 244         frame_callback
 245 };
 246
 247 static int
 248 motion_handler(struct widget *widget, struct input *input,
 249                 uint32_t time, float x, float y, void *data)
 250 {
 251         struct gears *gears = data;
 252         int offset_x, offset_y;
 253         float step = 0.5;
 254
 255         if (gears->button_down) {
 256                 offset_x = x - gears->last_x;
 257                 offset_y = y - gears->last_y;
 258                 gears->last_x = x;
 259                 gears->last_y = y;
 260                 gears->view.roty += offset_x * step;
 261                 gears->view.rotx += offset_y * step;
 262                 if (gears->view.roty >= 360)
 263                         gears->view.roty = gears->view.roty - 360;
 264                 if (gears->view.roty <= 0)
 265                         gears->view.roty = gears->view.roty + 360;
 266                 if (gears->view.rotx >= 360)
 267                         gears->view.rotx = gears->view.rotx - 360;
 268                 if (gears->view.rotx <= 0)
 269                         gears->view.rotx = gears->view.rotx + 360;
 270         }
 271
 272         return CURSOR_LEFT_PTR;
 273 }
 274
 275 static void
 276 button_handler(struct widget *widget, struct input *input,
 277                 uint32_t time, uint32_t button,
 278                 enum wl_pointer_button_state state, void *data)
 279 {
 280         struct gears *gears = data;
 281
 282         if (button == BTN_LEFT) {
 283                 if (state == WL_POINTER_BUTTON_STATE_PRESSED) {
 284                         gears->button_down = 1;
 285                         input_get_position(input,
 286                                         &gears->last_x, &gears->last_y);
 287                 } else {
 288                         gears->button_down = 0;
 289                 }
 290         }
 291 }
 292
 293 static void
 294 redraw_handler(struct widget *widget, void *data)
 295 {
 296         struct rectangle window_allocation;
 297         struct rectangle allocation;
 298         struct wl_callback *callback;
 299         struct gears *gears = data;
 300
 301         widget_get_allocation(gears->widget, &allocation);
 302         window_get_allocation(gears->window, &window_allocation);
 303
 304         if (display_acquire_window_surface(gears->d,
 305                                             gears->window,
 306                                             gears->context) < 0) {
 307                 die("Unable to acquire window surface, "
 308                     "compiled without cairo-egl?\n");
 309         }
 310
 311         glViewport(allocation.x,
 312                    window_allocation.height - allocation.height - allocation.y,
 313                    allocation.width, allocation.height);
 314         glScissor(allocation.x,
 315                   window_allocation.height - allocation.height - allocation.y,
 316                   allocation.width, allocation.height);
 317
 318         glEnable(GL_SCISSOR_TEST);
 319         glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
 320
 321         glPushMatrix();
 322
 323         glTranslatef(0.0, 0.0, -50);
 324
 325         glRotatef(gears->view.rotx, 1.0, 0.0, 0.0);
 326         glRotatef(gears->view.roty, 0.0, 1.0, 0.0);
 327
 328         glPushMatrix();
 329         glTranslatef(-3.0, -2.0, 0.0);
 330         glRotatef(gears->angle, 0.0, 0.0, 1.0);
 331         glCallList(gears->gear_list[0]);
 332         glPopMatrix();
 333
 334         glPushMatrix();
 335         glTranslatef(3.1, -2.0, 0.0);
 336         glRotatef(-2.0 * gears->angle - 9.0, 0.0, 0.0, 1.0);
 337         glCallList(gears->gear_list[1]);
 338         glPopMatrix();
 339
 340         glPushMatrix();
 341         glTranslatef(-3.1, 4.2, 0.0);
 342         glRotatef(-2.0 * gears->angle - 25.0, 0.0, 0.0, 1.0);
 343         glCallList(gears->gear_list[2]);
 344         glPopMatrix();
 345
 346         glPopMatrix();
 347
 348         glFlush();
 349
 350         display_release_window_surface(gears->d, gears->window);
 351
 352         callback = wl_surface_frame(window_get_wl_surface(gears->window));
 353         wl_callback_add_listener(callback, &listener, gears);
 354 }
 355
 356 static void
 357 resize_handler(struct widget *widget,
 358                int32_t width, int32_t height, void *data)
 359 {
 360         struct gears *gears = data;
 361         int32_t size, big, small;
 362
 363         /* Constrain child size to be square and at least 300x300 */
 364         if (width < height) {
 365                 small = width;
 366                 big = height;
 367         } else {
 368                 small = height;
 369                 big = width;
 370         }
 371
 372         if (gears->fullscreen)
 373                 size = small;
 374         else
 375                 size = big;
 376
 377         widget_set_size(gears->widget, size, size);
 378 }
 379
 380 static void
 381 keyboard_focus_handler(struct window *window,
 382                        struct input *device, void *data)
 383 {
 384         window_schedule_redraw(window);
 385 }
 386
 387 static void
 388 fullscreen_handler(struct window *window, void *data)
 389 {
 390         struct gears *gears = data;
 391
 392         gears->fullscreen ^= 1;
 393         window_set_fullscreen(window, gears->fullscreen);
 394 }
 395
 396 static struct gears *
 397 gears_create(struct display *display)
 398 {
 399         const int width = 450, height = 500;
 400         struct gears *gears;
 401         struct timeval tv;
 402         int i;
 403
 404         gears = malloc(sizeof *gears);
 405         memset(gears, 0, sizeof *gears);
 406         gears->d = display;
 407         gears->window = window_create(display);
 408         gears->widget = frame_create(gears->window, gears);
 409         window_set_title(gears->window, "Wayland Gears");
 410
 411         gears->display = display_get_egl_display(gears->d);
 412         if (gears->display == NULL)
 413                 die("failed to create egl display\n");
 414
 415         eglBindAPI(EGL_OPENGL_API);
 416
 417         gears->config = display_get_argb_egl_config(gears->d);
 418
 419         gears->context = eglCreateContext(gears->display, gears->config,
 420                                           EGL_NO_CONTEXT, NULL);
 421         if (gears->context == NULL)
 422                 die("failed to create context\n");
 423
 424         if (!eglMakeCurrent(gears->display, NULL, NULL, gears->context))
 425                 die("failed to make context current\n");
 426
 427         for (i = 0; i < 3; i++) {
 428                 gears->gear_list[i] = glGenLists(1);
 429                 glNewList(gears->gear_list[i], GL_COMPILE);
 430                 make_gear(&gear_templates[i]);
 431                 glEndList();
 432         }
 433
 434         gears->button_down = 0;
 435         gears->last_x = 0;
 436         gears->last_y = 0;
 437
 438         gears->view.rotx = 20.0;
 439         gears->view.roty = 30.0;
 440
 441         gettimeofday(&tv, NULL);
 442         gears->last_fps = tv.tv_sec * 1000 + tv.tv_usec / 1000;
 443         printf("Warning: FPS count is limited by the wayland compositor or monitor refresh rate\n");
 444
 445         glEnable(GL_NORMALIZE);
 446
 447         glMatrixMode(GL_PROJECTION);
 448         glLoadIdentity();
 449         glFrustum(-1.0, 1.0, -1.0, 1.0, 5.0, 200.0);
 450         glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
 451
 452         glLightfv(GL_LIGHT0, GL_POSITION, light_pos);
 453         glEnable(GL_CULL_FACE);
 454         glEnable(GL_LIGHTING);
 455         glEnable(GL_LIGHT0);
 456         glEnable(GL_DEPTH_TEST);
 457         glClearColor(0, 0, 0, 0.92);
 458
 459         window_set_user_data(gears->window, gears);
 460         widget_set_resize_handler(gears->widget, resize_handler);
 461         widget_set_redraw_handler(gears->widget, redraw_handler);
 462         widget_set_button_handler(gears->widget, button_handler);
 463         widget_set_motion_handler(gears->widget, motion_handler);
 464         window_set_keyboard_focus_handler(gears->window,
 465                                           keyboard_focus_handler);
 466         window_set_fullscreen_handler(gears->window, fullscreen_handler);
 467
 468         window_schedule_resize(gears->window, width, height);
 469
 470         return gears;
 471 }
 472
 473 int main(int argc, char *argv[])
 474 {
 475         struct display *d;
 476
 477         d = display_create(argc, argv);
 478         if (d == NULL) {
 479                 fprintf(stderr, "failed to create display: %m\n");
 480                 return -1;
 481         }
 482         gears_create(d);
 483         display_run(d);
 484
 485         return 0;
 486 }