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         int drm_fd;
  56         GLfloat angle;
  57         cairo_surface_t *cairo_surface;
  58
  59         GLint gear_list[3];
  60         GLuint fbo, color_rbo[2], depth_rbo;
  61         cairo_surface_t *surface[2];
  62         int current;
  63 };
  64
  65 struct gear_template {
  66         GLfloat material[4];
  67         GLfloat inner_radius;
  68         GLfloat outer_radius;
  69         GLfloat width;
  70         GLint teeth;
  71         GLfloat tooth_depth;
  72 };
  73
  74 const static struct gear_template gear_templates[] = {
  75         { { 0.8, 0.1, 0.0, 1.0 }, 1.0, 4.0, 1.0, 20, 0.7 },
  76         { { 0.0, 0.8, 0.2, 1.0 }, 0.5, 2.0, 2.0, 10, 0.7 },
  77         { { 0.2, 0.2, 1.0, 1.0 }, 1.3, 2.0, 0.5, 10, 0.7 },
  78 };
  79
  80 static GLfloat light_pos[4] = {5.0, 5.0, 10.0, 0.0};
  81
  82 static void die(const char *msg)
  83 {
  84         fprintf(stderr, "%s", msg);
  85         exit(EXIT_FAILURE);
  86 }
  87
  88 static void
  89 make_gear(const struct gear_template *t)
  90 {
  91         GLint i;
  92         GLfloat r0, r1, r2;
  93         GLfloat angle, da;
  94         GLfloat u, v, len;
  95
  96         glMaterialfv(GL_FRONT, GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE, t->material);
  97
  98         r0 = t->inner_radius;
  99         r1 = t->outer_radius - t->tooth_depth / 2.0;
 100         r2 = t->outer_radius + t->tooth_depth / 2.0;
 101
 102         da = 2.0 * M_PI / t->teeth / 4.0;
 103
 104         glShadeModel(GL_FLAT);
 105
 106         glNormal3f(0.0, 0.0, 1.0);
 107
 108         /* draw front face */
 109         glBegin(GL_QUAD_STRIP);
 110         for (i = 0; i <= t->teeth; i++) {
 111                 angle = i * 2.0 * M_PI / t->teeth;
 112                 glVertex3f(r0 * cos(angle), r0 * sin(angle), t->width * 0.5);
 113                 glVertex3f(r1 * cos(angle), r1 * sin(angle), t->width * 0.5);
 114                 if (i < t->teeth) {
 115                         glVertex3f(r0 * cos(angle), r0 * sin(angle), t->width * 0.5);
 116                         glVertex3f(r1 * cos(angle + 3 * da), r1 * sin(angle + 3 * da), t->width * 0.5);
 117                 }
 118         }
 119         glEnd();
 120
 121         /* draw front sides of teeth */
 122         glBegin(GL_QUADS);
 123         da = 2.0 * M_PI / t->teeth / 4.0;
 124         for (i = 0; i < t->teeth; i++) {
 125                 angle = i * 2.0 * M_PI / t->teeth;
 126
 127                 glVertex3f(r1 * cos(angle), r1 * sin(angle), t->width * 0.5);
 128                 glVertex3f(r2 * cos(angle + da), r2 * sin(angle + da), t->width * 0.5);
 129                 glVertex3f(r2 * cos(angle + 2 * da), r2 * sin(angle + 2 * da), t->width * 0.5);
 130                 glVertex3f(r1 * cos(angle + 3 * da), r1 * sin(angle + 3 * da), t->width * 0.5);
 131         }
 132         glEnd();
 133
 134         glNormal3f(0.0, 0.0, -1.0);
 135
 136         /* draw back face */
 137         glBegin(GL_QUAD_STRIP);
 138         for (i = 0; i <= t->teeth; i++) {
 139                 angle = i * 2.0 * M_PI / t->teeth;
 140                 glVertex3f(r1 * cos(angle), r1 * sin(angle), -t->width * 0.5);
 141                 glVertex3f(r0 * cos(angle), r0 * sin(angle), -t->width * 0.5);
 142                 if (i < t->teeth) {
 143                         glVertex3f(r1 * cos(angle + 3 * da), r1 * sin(angle + 3 * da), -t->width * 0.5);
 144                         glVertex3f(r0 * cos(angle), r0 * sin(angle), -t->width * 0.5);
 145                 }
 146         }
 147         glEnd();
 148
 149         /* draw back sides of teeth */
 150         glBegin(GL_QUADS);
 151         da = 2.0 * M_PI / t->teeth / 4.0;
 152         for (i = 0; i < t->teeth; i++) {
 153                 angle = i * 2.0 * M_PI / t->teeth;
 154
 155                 glVertex3f(r1 * cos(angle + 3 * da), r1 * sin(angle + 3 * da), -t->width * 0.5);
 156                 glVertex3f(r2 * cos(angle + 2 * da), r2 * sin(angle + 2 * da), -t->width * 0.5);
 157                 glVertex3f(r2 * cos(angle + da), r2 * sin(angle + da), -t->width * 0.5);
 158                 glVertex3f(r1 * cos(angle), r1 * sin(angle), -t->width * 0.5);
 159         }
 160         glEnd();
 161
 162         /* draw outward faces of teeth */
 163         glBegin(GL_QUAD_STRIP);
 164         for (i = 0; i < t->teeth; i++) {
 165                 angle = i * 2.0 * M_PI / t->teeth;
 166
 167                 glVertex3f(r1 * cos(angle), r1 * sin(angle), t->width * 0.5);
 168                 glVertex3f(r1 * cos(angle), r1 * sin(angle), -t->width * 0.5);
 169                 u = r2 * cos(angle + da) - r1 * cos(angle);
 170                 v = r2 * sin(angle + da) - r1 * sin(angle);
 171                 len = sqrt(u * u + v * v);
 172                 u /= len;
 173                 v /= len;
 174                 glNormal3f(v, -u, 0.0);
 175                 glVertex3f(r2 * cos(angle + da), r2 * sin(angle + da), t->width * 0.5);
 176                 glVertex3f(r2 * cos(angle + da), r2 * sin(angle + da), -t->width * 0.5);
 177                 glNormal3f(cos(angle), sin(angle), 0.0);
 178                 glVertex3f(r2 * cos(angle + 2 * da), r2 * sin(angle + 2 * da), t->width * 0.5);
 179                 glVertex3f(r2 * cos(angle + 2 * da), r2 * sin(angle + 2 * da), -t->width * 0.5);
 180                 u = r1 * cos(angle + 3 * da) - r2 * cos(angle + 2 * da);
 181                 v = r1 * sin(angle + 3 * da) - r2 * sin(angle + 2 * da);
 182                 glNormal3f(v, -u, 0.0);
 183                 glVertex3f(r1 * cos(angle + 3 * da), r1 * sin(angle + 3 * da), t->width * 0.5);
 184                 glVertex3f(r1 * cos(angle + 3 * da), r1 * sin(angle + 3 * da), -t->width * 0.5);
 185                 glNormal3f(cos(angle), sin(angle), 0.0);
 186         }
 187
 188         glVertex3f(r1 * cos(0), r1 * sin(0), t->width * 0.5);
 189         glVertex3f(r1 * cos(0), r1 * sin(0), -t->width * 0.5);
 190
 191         glEnd();
 192
 193         glShadeModel(GL_SMOOTH);
 194
 195         /* draw inside radius cylinder */
 196         glBegin(GL_QUAD_STRIP);
 197         for (i = 0; i <= t->teeth; i++) {
 198                 angle = i * 2.0 * M_PI / t->teeth;
 199                 glNormal3f(-cos(angle), -sin(angle), 0.0);
 200                 glVertex3f(r0 * cos(angle), r0 * sin(angle), -t->width * 0.5);
 201                 glVertex3f(r0 * cos(angle), r0 * sin(angle), t->width * 0.5);
 202         }
 203         glEnd();
 204 }
 205
 206 static void
 207 allocate_buffer(struct gears *gears)
 208 {
 209         EGLImageKHR image;
 210         struct rectangle allocation;
 211
 212         window_draw(gears->window);
 213
 214         gears->surface[gears->current] = window_get_surface(gears->window);
 215 #ifdef HAVE_CAIRO_EGL
 216         image = display_get_image_for_drm_surface(gears->display,
 217                                                   gears->surface[gears->current]);
 218 #else /* XXX: hack to make Wayland compile, even if this example doesn't run */
 219         die("gears cannot allocate buffer: it was compiled without cairo-gl\n");
 220         return;
 221 #endif
 222         if (!eglMakeCurrent(gears->display, NULL, NULL, gears->context))
 223                 die("faile to make context current\n");
 224
 225         glBindRenderbuffer(GL_RENDERBUFFER_EXT,
 226                            gears->color_rbo[gears->current]);
 227         glEGLImageTargetRenderbufferStorageOES(GL_RENDERBUFFER, image);
 228
 229         glBindRenderbuffer(GL_RENDERBUFFER_EXT, gears->depth_rbo);
 230         window_get_child_allocation(gears->window, &allocation);
 231         glRenderbufferStorage(GL_RENDERBUFFER_EXT,
 232                               GL_DEPTH_COMPONENT,
 233                               allocation.width + 20 + 32,
 234                               allocation.height + 60 + 32);
 235 }
 236
 237 static void
 238 draw_gears(struct gears *gears)
 239 {
 240         GLfloat view_rotx = 20.0, view_roty = 30.0, view_rotz = 0.0;
 241         struct rectangle allocation;
 242
 243         if (gears->surface[gears->current] == NULL)
 244                 allocate_buffer(gears);
 245
 246         glFramebufferRenderbuffer(GL_DRAW_FRAMEBUFFER_EXT,
 247                                   GL_COLOR_ATTACHMENT0_EXT,
 248                                   GL_RENDERBUFFER_EXT,
 249                                   gears->color_rbo[gears->current]);
 250
 251         window_get_child_allocation(gears->window, &allocation);
 252         glViewport(allocation.x, allocation.y,
 253                    allocation.width, allocation.height);
 254         glScissor(allocation.x, allocation.y,
 255                    allocation.width, allocation.height);
 256
 257         glEnable(GL_SCISSOR_TEST);
 258         glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
 259
 260         glPushMatrix();
 261
 262         glTranslatef(0.0, 0.0, -50);
 263
 264         glRotatef(view_rotx, 1.0, 0.0, 0.0);
 265         glRotatef(view_roty, 0.0, 1.0, 0.0);
 266         glRotatef(view_rotz, 0.0, 0.0, 1.0);
 267
 268         glPushMatrix();
 269         glTranslatef(-3.0, -2.0, 0.0);
 270         glRotatef(gears->angle, 0.0, 0.0, 1.0);
 271         glCallList(gears->gear_list[0]);
 272         glPopMatrix();
 273
 274         glPushMatrix();
 275         glTranslatef(3.1, -2.0, 0.0);
 276         glRotatef(-2.0 * gears->angle - 9.0, 0.0, 0.0, 1.0);
 277         glCallList(gears->gear_list[1]);
 278         glPopMatrix();
 279
 280         glPushMatrix();
 281         glTranslatef(-3.1, 4.2, 0.0);
 282         glRotatef(-2.0 * gears->angle - 25.0, 0.0, 0.0, 1.0);
 283         glCallList(gears->gear_list[2]);
 284         glPopMatrix();
 285
 286         glPopMatrix();
 287
 288         glFlush();
 289
 290         window_set_surface(gears->window, gears->surface[gears->current]);
 291         window_flush(gears->window);
 292 }
 293
 294 static void
 295 resize_handler(struct window *window,
 296                int32_t width, int32_t height, void *data)
 297 {
 298         struct gears *gears = data;
 299
 300         cairo_surface_destroy(gears->surface[0]);
 301         gears->surface[0] = NULL;
 302         cairo_surface_destroy(gears->surface[1]);
 303         gears->surface[1] = NULL;
 304
 305         /* Constrain child size to be square and at least 300x300 */
 306         if (width > height)
 307                 height = width;
 308         else
 309                 width = height;
 310         if (width < 300) {
 311                 width = 300;
 312                 height = 300;
 313         }
 314
 315         window_set_child_size(gears->window, width, height);
 316 }
 317
 318 static void
 319 keyboard_focus_handler(struct window *window,
 320                        struct input *device, void *data)
 321 {
 322         struct gears *gears = data;
 323         struct rectangle allocation;
 324
 325         window_get_child_allocation(gears->window, &allocation);
 326         resize_handler(window, allocation.width, allocation.height, gears);
 327 }
 328
 329 static void
 330 redraw_handler(struct window *window, void *data)
 331 {
 332         struct gears *gears = data;
 333
 334         draw_gears(gears);
 335 }
 336
 337 static void
 338 frame_callback(void *data, uint32_t time)
 339 {
 340         struct gears *gears = data;
 341
 342         gears->current = 1 - gears->current;
 343
 344         gears->angle = (GLfloat) (time % 8192) * 360 / 8192.0;
 345
 346         window_schedule_redraw(gears->window);
 347         wl_display_frame_callback(display_get_display(gears->d),
 348                                   frame_callback, gears);
 349 }
 350
 351 static struct gears *
 352 gears_create(struct display *display)
 353 {
 354         const int width = 450, height = 500;
 355         struct gears *gears;
 356         int i;
 357
 358         gears = malloc(sizeof *gears);
 359         memset(gears, 0, sizeof *gears);
 360         gears->d = display;
 361         gears->window = window_create(display, width, height);
 362         window_set_title(gears->window, "Wayland Gears");
 363
 364         gears->display = display_get_egl_display(gears->d);
 365         if (gears->display == NULL)
 366                 die("failed to create egl display\n");
 367
 368         eglBindAPI(EGL_OPENGL_API);
 369
 370         gears->context = eglCreateContext(gears->display,
 371                                           NULL, EGL_NO_CONTEXT, NULL);
 372         if (gears->context == NULL)
 373                 die("failed to create context\n");
 374
 375         if (!eglMakeCurrent(gears->display, NULL, NULL, gears->context))
 376                 die("faile to make context current\n");
 377
 378         glGenFramebuffers(1, &gears->fbo);
 379         glBindFramebuffer(GL_FRAMEBUFFER_EXT, gears->fbo);
 380
 381         glGenRenderbuffers(2, gears->color_rbo);
 382         glGenRenderbuffers(1, &gears->depth_rbo);
 383         glBindRenderbuffer(GL_RENDERBUFFER_EXT, gears->depth_rbo);
 384         glFramebufferRenderbuffer(GL_DRAW_FRAMEBUFFER_EXT,
 385                                   GL_DEPTH_ATTACHMENT_EXT,
 386                                   GL_RENDERBUFFER_EXT,
 387                                   gears->depth_rbo);
 388         for (i = 0; i < 3; i++) {
 389                 gears->gear_list[i] = glGenLists(1);
 390                 glNewList(gears->gear_list[i], GL_COMPILE);
 391                 make_gear(&gear_templates[i]);
 392                 glEndList();
 393         }
 394
 395         glEnable(GL_NORMALIZE);
 396
 397         glMatrixMode(GL_PROJECTION);
 398         glLoadIdentity();
 399         glFrustum(-1.0, 1.0, -1.0, 1.0, 5.0, 200.0);
 400         glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
 401
 402         glLightfv(GL_LIGHT0, GL_POSITION, light_pos);
 403         glEnable(GL_CULL_FACE);
 404         glEnable(GL_LIGHTING);
 405         glEnable(GL_LIGHT0);
 406         glEnable(GL_DEPTH_TEST);
 407         glClearColor(0, 0, 0, 0.92);
 408
 409         window_set_user_data(gears->window, gears);
 410         window_set_resize_handler(gears->window, resize_handler);
 411         window_set_keyboard_focus_handler(gears->window, keyboard_focus_handler);
 412         window_set_redraw_handler(gears->window, redraw_handler);
 413
 414         draw_gears(gears);
 415         wl_display_frame_callback(display_get_display(gears->d),
 416                                   frame_callback, gears);
 417
 418         return gears;
 419 }
 420
 421 int main(int argc, char *argv[])
 422 {
 423         struct display *d;
 424
 425         d = display_create(&argc, &argv, NULL);
 426         if (d == NULL) {
 427                 fprintf(stderr, "failed to create display: %m\n");
 428                 return -1;
 429         }
 430         gears_create(d);
 431         display_run(d);
 432
 433         return 0;
 434 }