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 #include <cairo-drm.h>
  34
  35 #include <GL/gl.h>
  36 #include <eagle.h>
  37
  38 #include "wayland-client.h"
  39 #include "wayland-glib.h"
  40
  41 #include "window.h"
  42
  43 static const char gem_device[] = "/dev/dri/card0";
  44 static const char socket_name[] = "\0wayland";
  45
  46 struct gears {
  47         struct window *window;
  48
  49         struct wl_display *wl_display;
  50         struct wl_compositor *compositor;
  51         struct rectangle rectangle;
  52
  53         EGLDisplay display;
  54         EGLConfig config;
  55         EGLSurface surface;
  56         EGLContext context;
  57         int resized;
  58         GLfloat angle;
  59         cairo_surface_t *cairo_surface;
  60
  61         GLint gear_list[3];
  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 draw_gears(struct gears *gears)
 207 {
 208         GLfloat view_rotx = 20.0, view_roty = 30.0, view_rotz = 0.0;
 209
 210         glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);
 211
 212         glPushMatrix();
 213
 214         glTranslatef(0.0, 0.0, -50);
 215
 216         glRotatef(view_rotx, 1.0, 0.0, 0.0);
 217         glRotatef(view_roty, 0.0, 1.0, 0.0);
 218         glRotatef(view_rotz, 0.0, 0.0, 1.0);
 219
 220         glPushMatrix();
 221         glTranslatef(-3.0, -2.0, 0.0);
 222         glRotatef(gears->angle, 0.0, 0.0, 1.0);
 223         glCallList(gears->gear_list[0]);
 224         glPopMatrix();
 225
 226         glPushMatrix();
 227         glTranslatef(3.1, -2.0, 0.0);
 228         glRotatef(-2.0 * gears->angle - 9.0, 0.0, 0.0, 1.0);
 229         glCallList(gears->gear_list[1]);
 230         glPopMatrix();
 231
 232         glPushMatrix();
 233         glTranslatef(-3.1, 4.2, 0.0);
 234         glRotatef(-2.0 * gears->angle - 25.0, 0.0, 0.0, 1.0);
 235         glCallList(gears->gear_list[2]);
 236         glPopMatrix();
 237
 238         glPopMatrix();
 239
 240         glFlush();
 241 }
 242
 243 static void
 244 resize_window(struct gears *gears)
 245 {
 246         uint32_t name, stride;
 247
 248         /* Constrain child size to be square and at least 300x300 */
 249         window_get_child_rectangle(gears->window, &gears->rectangle);
 250         if (gears->rectangle.width > gears->rectangle.height)
 251                 gears->rectangle.height = gears->rectangle.width;
 252         else
 253                 gears->rectangle.width = gears->rectangle.height;
 254         if (gears->rectangle.width < 300) {
 255                 gears->rectangle.width = 300;
 256                 gears->rectangle.height = 300;
 257         }
 258         window_set_child_size(gears->window, &gears->rectangle);
 259
 260         window_draw(gears->window);
 261
 262         if (gears->cairo_surface != NULL)
 263                 cairo_surface_destroy(gears->cairo_surface);
 264
 265         gears->cairo_surface = window_create_surface(gears->window,
 266                                                      &gears->rectangle);
 267
 268         name = cairo_drm_surface_get_name(gears->cairo_surface);
 269         stride = cairo_drm_surface_get_stride(gears->cairo_surface),
 270         gears->surface = eglCreateSurfaceForName(gears->display,
 271                                                  gears->config,
 272                                                  name,
 273                                                  gears->rectangle.width,
 274                                                  gears->rectangle.height,
 275                                                  stride, NULL);
 276
 277         eglMakeCurrent(gears->display,
 278                        gears->surface, gears->surface, gears->context);
 279
 280         glViewport(0, 0, gears->rectangle.width, gears->rectangle.height);
 281         gears->resized = 0;
 282 }
 283
 284 static void
 285 resize_handler(struct window *window, void *data)
 286 {
 287         struct gears *gears = data;
 288
 289         /* Right now, resizing the window from the per-frame callback
 290          * is fine, since the window drawing code is so slow that we
 291          * can't draw more than one window per frame anyway.  However,
 292          * once we implement faster resizing, this will show lag
 293          * between pointer motion and window size even if resizing is
 294          * fast.  We need to keep processing motion events and posting
 295          * new frames as fast as possible so when the server
 296          * composites the next frame it will have the most recent size
 297          * possible, like what we do for window moves. */
 298
 299         gears->resized = 1;
 300 }
 301
 302 static void
 303 handle_acknowledge(void *data,
 304                    struct wl_compositor *compositor,
 305                    uint32_t key, uint32_t frame)
 306 {
 307         struct gears *gears = data;
 308
 309         if (key != 0)
 310                 return;
 311
 312         if (gears->resized)
 313                 resize_window(gears);
 314
 315         draw_gears(gears);
 316 }
 317
 318 static void
 319 handle_frame(void *data,
 320              struct wl_compositor *compositor,
 321              uint32_t frame, uint32_t timestamp)
 322 {
 323         struct gears *gears = data;
 324
 325         window_copy_surface(gears->window,
 326                             &gears->rectangle,
 327                             gears->cairo_surface);
 328
 329         wl_compositor_commit(gears->compositor, 0);
 330
 331         gears->angle = timestamp / 20.0;
 332 }
 333
 334 static const struct wl_compositor_listener compositor_listener = {
 335         handle_acknowledge,
 336         handle_frame,
 337 };
 338
 339 static struct gears *
 340 gears_create(struct wl_display *display, int fd)
 341 {
 342         const int x = 200, y = 200, width = 450, height = 500;
 343         EGLint major, minor, count;
 344         EGLConfig configs[64];
 345         struct udev *udev;
 346         struct udev_device *device;
 347         struct gears *gears;
 348         int i;
 349
 350         udev = udev_new();
 351         device = udev_device_new_from_syspath(udev, "/sys/class/drm/card0");
 352
 353         gears = malloc(sizeof *gears);
 354         memset(gears, 0, sizeof *gears);
 355         gears->wl_display = display;
 356         gears->window = window_create(display, fd, "Wayland Gears",
 357                                       x, y, width, height);
 358
 359         gears->display = eglCreateDisplayNative(device);
 360         if (gears->display == NULL)
 361                 die("failed to create egl display\n");
 362
 363         if (!eglInitialize(gears->display, &major, &minor))
 364                 die("failed to initialize display\n");
 365
 366         if (!eglGetConfigs(gears->display, configs, 64, &count))
 367                 die("failed to get configs\n");
 368
 369         gears->config = configs[24];
 370         gears->context = eglCreateContext(gears->display, gears->config, NULL, NULL);
 371         if (gears->context == NULL)
 372                 die("failed to create context\n");
 373
 374         resize_window(gears);
 375
 376         for (i = 0; i < 3; i++) {
 377                 gears->gear_list[i] = glGenLists(1);
 378                 glNewList(gears->gear_list[i], GL_COMPILE);
 379                 make_gear(&gear_templates[i]);
 380                 glEndList();
 381         }
 382
 383         glEnable(GL_NORMALIZE);
 384
 385         glMatrixMode(GL_PROJECTION);
 386         glLoadIdentity();
 387         glFrustum(-1.0, 1.0, -1.0, 1.0, 5.0, 200.0);
 388         glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
 389
 390         glLightfv(GL_LIGHT0, GL_POSITION, light_pos);
 391         glEnable(GL_CULL_FACE);
 392         glEnable(GL_LIGHTING);
 393         glEnable(GL_LIGHT0);
 394         glEnable(GL_DEPTH_TEST);
 395         glClearColor(0, 0, 0, 0.92);
 396
 397         gears->compositor = wl_display_get_compositor(display);
 398
 399         draw_gears(gears);
 400
 401         handle_frame(gears, gears->compositor, 0, 0);
 402
 403         window_set_resize_handler(gears->window, resize_handler, gears);
 404
 405         wl_compositor_add_listener(gears->compositor,
 406                                    &compositor_listener, gears);
 407
 408         return gears;
 409 }
 410
 411 int main(int argc, char *argv[])
 412 {
 413         struct wl_display *display;
 414         int fd;
 415         GMainLoop *loop;
 416         GSource *source;
 417         struct gears *gears;
 418
 419         fd = open(gem_device, O_RDWR);
 420         if (fd < 0) {
 421                 fprintf(stderr, "drm open failed: %m\n");
 422                 return -1;
 423         }
 424
 425         display = wl_display_create(socket_name, sizeof socket_name);
 426         if (display == NULL) {
 427                 fprintf(stderr, "failed to create display: %m\n");
 428                 return -1;
 429         }
 430
 431         loop = g_main_loop_new(NULL, FALSE);
 432         source = wl_glib_source_new(display);
 433         g_source_attach(source, NULL);
 434
 435         gears = gears_create(display, fd);
 436
 437         g_main_loop_run(loop);
 438
 439         return 0;
 440 }