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 <stdint.h>
  24 #include <stdio.h>
  25 #include <stdlib.h>
  26 #include <string.h>
  27 #include <fcntl.h>
  28 #include <unistd.h>
  29 #include <math.h>
  30 #include <time.h>
  31 #include <cairo.h>
  32 #include <glib.h>
  33
  34 #define GL_GLEXT_PROTOTYPES
  35 #define EGL_EGLEXT_PROTOTYPES
  36 #include <GL/gl.h>
  37 #include <EGL/egl.h>
  38 #include <EGL/eglext.h>
  39
  40 #include "wayland-util.h"
  41 #include "wayland-client.h"
  42 #include "wayland-glib.h"
  43
  44 #include "window.h"
  45
  46 struct gears {
  47         struct window *window;
  48
  49         struct display *d;
  50         struct rectangle rectangle;
  51
  52         EGLDisplay display;
  53         EGLContext context;
  54         int drm_fd;
  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
 210         /* Constrain child size to be square and at least 300x300 */
 211         window_get_child_rectangle(gears->window, &gears->rectangle);
 212         if (gears->rectangle.width > gears->rectangle.height)
 213                 gears->rectangle.height = gears->rectangle.width;
 214         else
 215                 gears->rectangle.width = gears->rectangle.height;
 216         if (gears->rectangle.width < 300) {
 217                 gears->rectangle.width = 300;
 218                 gears->rectangle.height = 300;
 219         }
 220
 221         window_set_child_size(gears->window, &gears->rectangle);
 222         window_draw(gears->window);
 223
 224         gears->surface[gears->current] = window_get_surface(gears->window);
 225 #ifdef HAVE_CAIRO_GL
 226         image = display_get_image_for_drm_surface(gears->display,
 227                                                   gears->surface[gears->current]);
 228 #else /* XXX: hack to make Wayland compile, even if this example doesn't run */
 229         die("gears cannot allocate buffer: it was compiled without cairo-gl");
 230         return;
 231 #endif
 232         if (!eglMakeCurrent(gears->display, NULL, NULL, gears->context))
 233                 die("faile to make context current\n");
 234
 235         glBindRenderbuffer(GL_RENDERBUFFER_EXT,
 236                            gears->color_rbo[gears->current]);
 237         glEGLImageTargetRenderbufferStorageOES(GL_RENDERBUFFER, image);
 238
 239         glBindRenderbuffer(GL_RENDERBUFFER_EXT, gears->depth_rbo);
 240         glRenderbufferStorage(GL_RENDERBUFFER_EXT,
 241                               GL_DEPTH_COMPONENT,
 242                               gears->rectangle.width + 20 + 32,
 243                               gears->rectangle.height + 60 + 32);
 244 }
 245
 246 static void
 247 draw_gears(struct gears *gears)
 248 {
 249         GLfloat view_rotx = 20.0, view_roty = 30.0, view_rotz = 0.0;
 250
 251         if (gears->surface[gears->current] == NULL)
 252                 allocate_buffer(gears);
 253
 254         glFramebufferRenderbuffer(GL_DRAW_FRAMEBUFFER_EXT,
 255                                   GL_COLOR_ATTACHMENT0_EXT,
 256                                   GL_RENDERBUFFER_EXT,
 257                                   gears->color_rbo[gears->current]);
 258
 259         glViewport(gears->rectangle.x, gears->rectangle.y,
 260                    gears->rectangle.width, gears->rectangle.height);
 261         glScissor(gears->rectangle.x, gears->rectangle.y,
 262                    gears->rectangle.width, gears->rectangle.height);
 263
 264         glEnable(GL_SCISSOR_TEST);
 265         glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
 266
 267         glPushMatrix();
 268
 269         glTranslatef(0.0, 0.0, -50);
 270
 271         glRotatef(view_rotx, 1.0, 0.0, 0.0);
 272         glRotatef(view_roty, 0.0, 1.0, 0.0);
 273         glRotatef(view_rotz, 0.0, 0.0, 1.0);
 274
 275         glPushMatrix();
 276         glTranslatef(-3.0, -2.0, 0.0);
 277         glRotatef(gears->angle, 0.0, 0.0, 1.0);
 278         glCallList(gears->gear_list[0]);
 279         glPopMatrix();
 280
 281         glPushMatrix();
 282         glTranslatef(3.1, -2.0, 0.0);
 283         glRotatef(-2.0 * gears->angle - 9.0, 0.0, 0.0, 1.0);
 284         glCallList(gears->gear_list[1]);
 285         glPopMatrix();
 286
 287         glPushMatrix();
 288         glTranslatef(-3.1, 4.2, 0.0);
 289         glRotatef(-2.0 * gears->angle - 25.0, 0.0, 0.0, 1.0);
 290         glCallList(gears->gear_list[2]);
 291         glPopMatrix();
 292
 293         glPopMatrix();
 294
 295         glFlush();
 296
 297         window_set_surface(gears->window, gears->surface[gears->current]);
 298         window_flush(gears->window);
 299 }
 300
 301 static void
 302 resize_handler(struct window *window, void *data)
 303 {
 304         struct gears *gears = data;
 305
 306         cairo_surface_destroy(gears->surface[0]);
 307         gears->surface[0] = NULL;
 308         cairo_surface_destroy(gears->surface[1]);
 309         gears->surface[1] = NULL;
 310 }
 311
 312 static void
 313 keyboard_focus_handler(struct window *window,
 314                        struct input *device, void *data)
 315 {
 316         struct gears *gears = data;
 317
 318         resize_handler(window, gears);
 319 }
 320
 321 static void
 322 redraw_handler(struct window *window, void *data)
 323 {
 324         struct gears *gears = data;
 325
 326         draw_gears(gears);
 327 }
 328
 329 static void
 330 frame_callback(void *data, uint32_t time)
 331 {
 332         struct gears *gears = data;
 333
 334         gears->current = 1 - gears->current;
 335
 336         gears->angle = (GLfloat) (time % 8192) * 360 / 8192.0;
 337
 338         window_schedule_redraw(gears->window);
 339         wl_display_frame_callback(display_get_display(gears->d),
 340                                   frame_callback, gears);
 341 }
 342
 343 static struct gears *
 344 gears_create(struct display *display)
 345 {
 346         const int width = 450, height = 500;
 347         struct gears *gears;
 348         int i;
 349
 350         gears = malloc(sizeof *gears);
 351         memset(gears, 0, sizeof *gears);
 352         gears->d = display;
 353         gears->window = window_create(display, "Wayland Gears", width, height);
 354
 355         gears->display = display_get_egl_display(gears->d);
 356         if (gears->display == NULL)
 357                 die("failed to create egl display\n");
 358
 359         eglBindAPI(EGL_OPENGL_API);
 360
 361         gears->context = eglCreateContext(gears->display,
 362                                           NULL, EGL_NO_CONTEXT, NULL);
 363         if (gears->context == NULL)
 364                 die("failed to create context\n");
 365
 366         if (!eglMakeCurrent(gears->display, NULL, NULL, gears->context))
 367                 die("faile to make context current\n");
 368
 369         glGenFramebuffers(1, &gears->fbo);
 370         glBindFramebuffer(GL_FRAMEBUFFER_EXT, gears->fbo);
 371
 372         glGenRenderbuffers(2, gears->color_rbo);
 373         glGenRenderbuffers(1, &gears->depth_rbo);
 374         glBindRenderbuffer(GL_RENDERBUFFER_EXT, gears->depth_rbo);
 375         glFramebufferRenderbuffer(GL_DRAW_FRAMEBUFFER_EXT,
 376                                   GL_DEPTH_ATTACHMENT_EXT,
 377                                   GL_RENDERBUFFER_EXT,
 378                                   gears->depth_rbo);
 379         for (i = 0; i < 3; i++) {
 380                 gears->gear_list[i] = glGenLists(1);
 381                 glNewList(gears->gear_list[i], GL_COMPILE);
 382                 make_gear(&gear_templates[i]);
 383                 glEndList();
 384         }
 385
 386         glEnable(GL_NORMALIZE);
 387
 388         glMatrixMode(GL_PROJECTION);
 389         glLoadIdentity();
 390         glFrustum(-1.0, 1.0, -1.0, 1.0, 5.0, 200.0);
 391         glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
 392
 393         glLightfv(GL_LIGHT0, GL_POSITION, light_pos);
 394         glEnable(GL_CULL_FACE);
 395         glEnable(GL_LIGHTING);
 396         glEnable(GL_LIGHT0);
 397         glEnable(GL_DEPTH_TEST);
 398         glClearColor(0, 0, 0, 0.92);
 399
 400         window_set_user_data(gears->window, gears);
 401         window_set_resize_handler(gears->window, resize_handler);
 402         window_set_keyboard_focus_handler(gears->window, keyboard_focus_handler);
 403         window_set_redraw_handler(gears->window, redraw_handler);
 404
 405         draw_gears(gears);
 406         wl_display_frame_callback(display_get_display(gears->d),
 407                                   frame_callback, gears);
 408
 409         return gears;
 410 }
 411
 412 int main(int argc, char *argv[])
 413 {
 414         struct display *d;
 415         struct gears *gears;
 416
 417         d = display_create(&argc, &argv, NULL);
 418         if (d == NULL) {
 419                 fprintf(stderr, "failed to create display: %m\n");
 420                 return -1;
 421         }
 422         gears = gears_create(d);
 423         display_run(d);
 424
 425         return 0;
 426 }