plugins/game/game.c

   1 #include <stdio.h>
   2 #include <stdlib.h>
   3 #include <unistd.h>
   4 #include <assert.h>
   5 #include <ctype.h>
   6 #include <signal.h>
   7 #include <termios.h>
   8 #include <math.h>
   9 #include <pthread.h>
  10 #include <string.h>
  11 #include "game.h"
  12
  13 /* Shared variables */
  14
  15 struct color black = {0};
  16
  17 struct material wall;
  18 struct material air;
  19 struct material outside;
  20
  21 struct node map[MAP_WIDTH][MAP_HEIGHT];
  22
  23 struct list *entities = & (struct list) {
  24         .element = &player,
  25         .next = NULL,
  26 };
  27
  28 /* Private variables */
  29
  30 struct entity *entity_collision_map[MAP_WIDTH][MAP_HEIGHT] = {{NULL}};
  31
  32 static bool running = true;
  33 static double damage_overlay = 0.0;
  34 static struct color damage_overlay_color;
  35
  36 static struct list *air_functions = NULL;
  37 static struct input_handler *input_handlers[256] = {NULL};
  38 static struct entity *render_entities[LIGHT * 2 + 1][LIGHT * 2 + 1];
  39 static struct list *render_components = NULL;
  40 static struct list *globalsteps = NULL;
  41
  42 /* Helper functions */
  43
  44 struct color get_color(const char *str)
  45 {
  46         unsigned int r, g, b;
  47         sscanf(str, "#%2x%2x%2x", &r, &g, &b);
  48         return (struct color) {r, g, b};
  49 }
  50
  51 void set_color(struct color color, bool bg)
  52 {
  53         printf("\e[%u;2;%u;%u;%um", bg ? 48 : 38, color.r, color.g, color.b);
  54 }
  55
  56 void light_color(struct color *color, double light)
  57 {
  58         color->r *= light;
  59         color->g *= light;
  60         color->b *= light;
  61 }
  62
  63 void mix_color(struct color *color, struct color other, double ratio)
  64 {
  65         double ratio_total = ratio + 1;
  66
  67         color->r = (color->r + other.r * ratio) / ratio_total;
  68         color->g = (color->g + other.g * ratio) / ratio_total;
  69         color->b = (color->b + other.b * ratio) / ratio_total;
  70 }
  71
  72 void dir_to_xy(enum direction dir, int *x, int *y)
  73 {
  74         switch (dir) {
  75                 case UP:
  76                         (*y)--;
  77                         break;
  78                 case LEFT:
  79                         (*x)--;
  80                         break;
  81                 case DOWN:
  82                         (*y)++;
  83                         break;
  84                 case RIGHT:
  85                         (*x)++;
  86                         break;
  87         }
  88 }
  89
  90 struct list *add_element(struct list *list, void *element)
  91 {
  92         struct list **ptr;
  93
  94         for (ptr = &list; *ptr != NULL; ptr = &(*ptr)->next)
  95                 ;
  96
  97         *ptr = malloc(sizeof(struct list));
  98         (*ptr)->element = element;
  99         (*ptr)->next = NULL;
 100
 101         return list;
 102 }
 103
 104 int clamp(int v, int min, int max)
 105 {
 106         return v < min ? min : v > max ? max : v;
 107 }
 108
 109 int max(int a, int b)
 110 {
 111         return a > b ? a : b;
 112 }
 113
 114 int min(int a, int b)
 115 {
 116         return a < b ? a : b;
 117 }
 118
 119 void *make_buffer(void *ptr, size_t size)
 120 {
 121         void *buf = malloc(size);
 122         memcpy(buf, ptr, size);
 123
 124         return buf;
 125 }
 126
 127 double calculate_dtime(struct timespec from, struct timespec to)
 128 {
 129         return (double) (to.tv_sec - from.tv_sec) + (double) (to.tv_nsec - from.tv_nsec) / 1000000000.0;
 130 }
 131
 132 static struct
 133 {
 134         int number;
 135         const char *symbol;
 136 } roman_ct[13] = {
 137         {1000, "M"},
 138         {900, "CM"},
 139         {500, "D"},
 140         {400, "CD"},
 141         {100, "C"},
 142         {90, "XC"},
 143         {50, "L"},
 144         {40, "XL"},
 145         {10, "X"},
 146         {9, "IX"},
 147         {5, "V"},
 148         {4, "IV"},
 149         {1, "I"}
 150 };
 151
 152 void get_roman_numeral(int number, char **ptr, size_t *len)
 153 {
 154         *ptr = NULL;
 155         *len = 0;
 156
 157         for (int i = 0; i < 13; i++) {
 158                 while (number >= roman_ct[i].number) {
 159                         number -= roman_ct[i].number;
 160                         size_t old_len = *len;
 161                         *len += 1 + i % 2;
 162                         *ptr = realloc(*ptr, *len + 1);
 163                         strcpy(*ptr + old_len, roman_ct[i].symbol);
 164                 }
 165         }
 166 }
 167
 168 /* Game-related utility functions */
 169
 170 void quit()
 171 {
 172         running = false;
 173 }
 174
 175 bool player_dead()
 176 {
 177         return player.health <= 0;
 178 }
 179
 180 /* Map functions */
 181
 182 struct node get_node(int x, int y)
 183 {
 184         return is_outside(x, y) ? (struct node) {&outside} : map[x][y];
 185 }
 186
 187 bool is_outside(int x, int y)
 188 {
 189         return x >= MAP_WIDTH || x < 0 || y >= MAP_HEIGHT || y < 0;
 190 }
 191
 192 bool is_solid(int x, int y)
 193 {
 194         return get_node(x, y).material->solid;
 195 }
 196
 197 /* Entity functions */
 198
 199 bool spawn(struct entity def, int x, int y, void *data)
 200 {
 201         if (is_solid(x, y))
 202                 return false;
 203
 204         if (def.collide_with_entities && entity_collision_map[x][y])
 205                 return false;
 206
 207         def.x = x;
 208         def.y = y;
 209
 210         struct entity *entity = malloc(sizeof(struct entity));
 211         *entity = def;
 212
 213         add_element(entities, entity);
 214
 215         if (entity->collide_with_entities)
 216                 entity_collision_map[x][y] = entity;
 217
 218         if (entity->on_spawn)
 219                 entity->on_spawn(entity, data);
 220
 221         return true;
 222 }
 223
 224 bool move(struct entity *entity, int xoff, int yoff)
 225 {
 226         int x, y;
 227
 228         x = entity->x + xoff;
 229         y = entity->y + yoff;
 230
 231         if (is_solid(x, y)) {
 232                 if (entity->on_collide)
 233                         entity->on_collide(entity, x, y);
 234                 return false;
 235         } else if (entity->collide_with_entities && entity_collision_map[x][y]) {
 236                 if (entity->on_collide_with_entity)
 237                         entity->on_collide_with_entity(entity, entity_collision_map[x][y]);
 238                 return false;
 239         } else {
 240                 entity_collision_map[entity->x][entity->y] = NULL;
 241                 entity->x = x;
 242                 entity->y = y;
 243                 entity_collision_map[entity->x][entity->y] = entity;
 244                 return true;
 245         }
 246 }
 247
 248 void add_health(struct entity *entity, int health)
 249 {
 250         bool was_alive = entity->health > 0;
 251
 252         entity->health += health;
 253
 254         if (health < 0 && entity->on_damage)
 255                 entity->on_damage(entity, -health);
 256
 257         if (entity->health > entity->max_health)
 258                 entity->health = entity->max_health;
 259         else if (entity->health <= 0 && was_alive && entity->on_death)
 260                 entity->on_death(entity);
 261 }
 262
 263 /* Register callback functions */
 264
 265 void register_air_function(struct generator_function func)
 266 {
 267         air_functions = add_element(air_functions, make_buffer(&func, sizeof(struct generator_function)));
 268 }
 269
 270 void register_input_handler(unsigned char c, struct input_handler handler)
 271 {
 272         if (input_handlers[c])
 273                 return;
 274
 275         input_handlers[c] = make_buffer(&handler, sizeof(struct input_handler));
 276 }
 277
 278 void register_render_component(void (*callback)(struct winsize ws))
 279 {
 280         render_components = add_element(render_components, callback);
 281 };
 282
 283 void register_globalstep(struct globalstep step)
 284 {
 285         globalsteps = add_element(globalsteps, make_buffer(&step, sizeof(struct globalstep)));
 286 }
 287
 288 /* Player */
 289
 290 static void player_death(struct entity *self)
 291 {
 292         self->texture = "☠ ";
 293 }
 294
 295 static void player_damage(struct entity *self, int damage)
 296 {
 297         damage_overlay += (double) damage * 0.5;
 298 }
 299
 300 struct entity player = {
 301         .name = "player",
 302         .x = MAP_WIDTH / 2,
 303         .y = MAP_HEIGHT / 2,
 304         .color = {0},
 305         .use_color = false,
 306         .texture = "🙂",
 307         .remove = false,
 308         .meta = NULL,
 309         .health = 10,
 310         .max_health = 10,
 311         .collide_with_entities = true,
 312
 313         .on_step = NULL,
 314         .on_collide = NULL,
 315         .on_collide_with_entity = NULL,
 316         .on_spawn = NULL,
 317         .on_remove = NULL,
 318         .on_death = &player_death,
 319         .on_damage = &player_damage,
 320 };
 321
 322 /* Mapgen */
 323
 324 static void mapgen_set_air(int x, int y, enum mg_context ctx)
 325 {
 326         if (is_outside(x, y))
 327                 return;
 328
 329         if (map[x][y].material == &air)
 330                 return;
 331
 332         map[x][y] = (struct node) {&air};
 333
 334         for (struct list *ptr = air_functions; ptr != NULL; ptr = ptr->next) {
 335                 struct generator_function *func = ptr->element;
 336
 337                 if (rand() % func->chance == 0)
 338                         func->callback(x, y, ctx);
 339         }
 340 }
 341
 342 static void generate_room(int origin_x, int origin_y)
 343 {
 344         int left = 5 + rand() % 10;
 345         int right = 5 + rand() % 10;
 346
 347         int up = 0;
 348         int down = 0;
 349
 350         for (int x = -left; x <= right; x++) {
 351                 if (x < 0) {
 352                         up += rand() % 2;
 353                         down += rand() % 2;
 354                 } else {
 355                         up -= rand() % 2;
 356                         down -= rand() % 2;
 357                 }
 358
 359                 for (int y = -up; y <= down; y++)
 360                         mapgen_set_air(origin_x + x, origin_y + y, MG_CTX_ROOM);
 361         }
 362 }
 363
 364 static bool check_direction(int x, int y, enum direction dir)
 365 {
 366         if (dir % 2 == 0)
 367                 return is_solid(x + 1, y) && is_solid(x - 1, y) && (is_solid(x, y + 1) || rand() % 3 > 1) && (is_solid(x, y - 1) || rand() % 3 > 1);
 368         else
 369                 return is_solid(x, y + 1) && is_solid(x, y - 1) && (is_solid(x + 1, y) || rand() % 3 > 1) && (is_solid(x - 1, y) || rand() % 3 > 1);
 370 }
 371
 372 static void generate_corridor(int lx, int ly, enum direction ldir)
 373 {
 374         if (is_outside(lx, ly))
 375                 return;
 376
 377         if (rand() % 200 == 0) {
 378                 generate_room(lx, ly);
 379                 return;
 380         }
 381
 382         mapgen_set_air(lx, ly, MG_CTX_CORRIDOR);
 383
 384         int x, y;
 385
 386         enum direction dir;
 387         enum direction ret = (ldir + 2) % 4;
 388
 389         int limit = 50;
 390
 391         do {
 392                 x = lx;
 393                 y = ly;
 394
 395                 if (rand() % 3 > 1)
 396                         dir = ldir;
 397                 else
 398                         dir = rand() % 4;
 399
 400                 dir_to_xy(dir, &x, &y);
 401         } while (dir == ret || (! check_direction(x, y, dir) && --limit));
 402
 403         if (limit)
 404                 generate_corridor(x, y, dir);
 405
 406         if (rand() % 20 == 0)
 407                 generate_corridor(lx, ly, ldir);
 408 }
 409
 410 static void generate_corridor_random(int x, int y)
 411 {
 412         enum direction dir = rand() % 4;
 413
 414         generate_corridor(x, y, dir);
 415         generate_corridor(x, y, (dir + 2) % 4);
 416 }
 417
 418 /* Rendering */
 419
 420 static bool render_color(struct color color, double light, bool bg, bool use_color)
 421 {
 422         if (light <= 0.0) {
 423                 set_color(black, bg);
 424                 return false;
 425         } else if (use_color) {
 426                 if (damage_overlay > 0.0)
 427                         mix_color(&color, damage_overlay_color, damage_overlay * 2.0);
 428
 429                 light_color(&color, light);
 430
 431                 set_color(color, bg);
 432                 return true;
 433         } else {
 434                 return true;
 435         }
 436 }
 437
 438 static void render_map(struct winsize ws)
 439 {
 440         int cols = ws.ws_col / 2 - LIGHT * 2;
 441         int rows = ws.ws_row / 2 - LIGHT;
 442
 443         int cols_left = ws.ws_col - cols - (LIGHT * 2 + 1) * 2;
 444         int rows_left = ws.ws_row - rows - (LIGHT * 2 + 1);
 445
 446         for (int i = 0; i < rows; i++)
 447                 for (int i = 0; i < ws.ws_col; i++)
 448                         printf(" ");
 449
 450         for (int y = -LIGHT; y <= LIGHT; y++) {
 451                 for (int i = 0; i < cols; i++)
 452                         printf(" ");
 453
 454                 for (int x = -LIGHT; x <= LIGHT; x++) {
 455                         int map_x, map_y;
 456
 457                         map_x = x + player.x;
 458                         map_y = y + player.y;
 459
 460                         struct node node = get_node(map_x, map_y);
 461
 462                         double dist = sqrt(x * x + y * y);
 463                         double light = 1.0 - (double) dist / (double) LIGHT;
 464
 465                         render_color(node.material->color, light, true, true);
 466
 467                         struct entity *entity = render_entities[x + LIGHT][y + LIGHT];
 468                         render_entities[x + LIGHT][y + LIGHT] = NULL;
 469
 470                         if (entity && render_color(entity->color, light, false, entity->use_color))
 471                                 printf("%s", entity->texture);
 472                         else
 473                                 printf("  ");
 474                 }
 475
 476                 set_color(black, true);
 477
 478                 for (int i = 0; i < cols_left; i++)
 479                         printf(" ");
 480         }
 481
 482         for (int i = 0; i < rows_left; i++)
 483                 for (int i = 0; i < ws.ws_col; i++)
 484                         printf(" ");
 485 }
 486
 487 static void render()
 488 {
 489         printf("\e[2J");
 490
 491         struct winsize ws;
 492         ioctl(STDIN_FILENO, TIOCGWINSZ, &ws);
 493
 494         for (struct list *ptr = render_components; ptr != NULL; ptr = ptr->next) {
 495                 printf("\e[0m\e[0;0H");
 496                 set_color(black, true);
 497
 498                 ((void (*)(struct winsize ws)) ptr->element)(ws);
 499         }
 500
 501         fflush(stdout);
 502 }
 503
 504 /* Input */
 505
 506 static void handle_interrupt(int signal)
 507 {
 508         quit();
 509 }
 510
 511 static void handle_input(unsigned char c)
 512 {
 513         struct input_handler *handler = input_handlers[c];
 514
 515         if (handler && (handler->run_if_dead || ! player_dead()))
 516                 handler->callback();
 517 }
 518
 519 static void *input_thread(void *unused)
 520 {
 521         while (running)
 522                 handle_input(tolower(fgetc(stdin)));
 523
 524         return NULL;
 525 }
 526
 527 /* Main Game */
 528
 529 void game()
 530 {
 531         struct sigaction sa;
 532         sa.sa_handler = &handle_interrupt;
 533         sigaction(SIGINT, &sa, NULL);
 534
 535         generate_corridor_random(player.x, player.y);
 536
 537         for (int i = 0; i < 50; i++)
 538                 generate_corridor_random(rand() % MAP_WIDTH, rand() % MAP_HEIGHT);
 539
 540         struct termios oldtio, newtio;
 541         tcgetattr(STDIN_FILENO, &oldtio);
 542         newtio = oldtio;
 543         newtio.c_lflag &= ~(ICANON | ECHO);
 544         tcsetattr(STDIN_FILENO, TCSANOW, &newtio);
 545
 546         printf("\e[?1049h\e[?25l");
 547
 548         pthread_t input_thread_id;
 549         pthread_create(&input_thread_id, NULL, &input_thread, NULL);
 550
 551         struct timespec ts, ts_old;
 552         clock_gettime(CLOCK_REALTIME, &ts_old);
 553
 554         while (running) {
 555                 clock_gettime(CLOCK_REALTIME, &ts);
 556                 double dtime = calculate_dtime(ts_old, ts);
 557                 ts_old = ts;
 558
 559                 bool dead = player_dead();
 560
 561                 for (struct list *ptr = globalsteps; ptr != NULL; ptr = ptr->next) {
 562                         struct globalstep *step = ptr->element;
 563
 564                         if (step->run_if_dead || ! dead)
 565                                 step->callback(dtime);
 566                 }
 567
 568                 if (! dead && damage_overlay > 0.0) {
 569                         damage_overlay -= dtime;
 570
 571                         if (damage_overlay < 0.0)
 572                                 damage_overlay = 0.0;
 573                 }
 574
 575                 for (struct list **ptr = &entities; *ptr != NULL; ) {
 576                         struct entity *entity = (*ptr)->element;
 577
 578                         if (entity->remove) {
 579                                 assert(entity != &player);
 580                                 struct list *next = (*ptr)->next;
 581
 582                                 if (entity->on_remove)
 583                                         entity->on_remove(entity);
 584
 585                                 if (entity->meta)
 586                                         free(entity->meta);
 587
 588                                 if (entity->collide_with_entities)
 589                                         entity_collision_map[entity->x][entity->y] = NULL;
 590
 591                                 free(entity);
 592                                 free(*ptr);
 593
 594                                 *ptr = next;
 595                                 continue;
 596                         }
 597
 598                         int dx, dy;
 599
 600                         dx = entity->x - player.x;
 601                         dy = entity->y - player.y;
 602
 603                         bool visible = abs(dx) <= LIGHT && abs(dy) <= LIGHT;
 604
 605                         if (visible)
 606                                 render_entities[dx + LIGHT][dy + LIGHT] = entity;
 607
 608                         if (! dead && entity->on_step)
 609                                 entity->on_step(entity, (struct entity_step_data) {
 610                                         .dtime = dtime,
 611                                         .visible = visible,
 612                                         .dx = dx,
 613                                         .dy = dy,
 614                                 });
 615
 616                         ptr = &(*ptr)->next;
 617                 }
 618
 619                 render();
 620
 621                 // there is no such thing as glfwSwapBuffers, so we just wait 1 / 60 seconds to prevent artifacts
 622                 usleep(1000000 / 60);
 623         }
 624
 625         printf("\e[?1049l\e[?25h");
 626         tcsetattr(STDIN_FILENO, TCSANOW, &oldtio);
 627 }
 628
 629 /* Initializer function */
 630
 631 __attribute__ ((constructor)) static void init()
 632 {
 633         srand(time(0));
 634
 635         wall = (struct material) {
 636                 .solid = true,
 637                 .color = get_color("#5B2F00"),
 638         };
 639
 640         air = (struct material) {
 641                 .solid = false,
 642                 .color = get_color("#FFE027"),
 643         };
 644
 645         outside = (struct material) {
 646                 .solid = true,
 647                 .color = black,
 648         };
 649
 650         entity_collision_map[player.x][player.y] = &player;
 651
 652         for (int x = 0; x < MAP_WIDTH; x++)
 653                 for (int y = 0; y < MAP_HEIGHT; y++)
 654                         map[x][y] = (struct node) {&wall};
 655
 656         register_input_handler('q', (struct input_handler) {
 657                 .run_if_dead = true,
 658                 .callback = &quit,
 659         });
 660
 661         register_render_component(&render_map);
 662
 663         damage_overlay_color = get_color("#F20000");
 664 }
 665
 666 /* Use later */
 667
 668 /*
 669 get_box_char(is_solid(x, y - 1), is_solid(x, y + 1), is_solid(x - 1, y), is_solid(x + 1, y));
 670
 671 const char *get_box_char(bool up, bool down, bool left, bool right)
 672 {
 673         if (left && right && ! up && ! down)
 674                 return "\u2501\u2501";
 675         else if (up && down && ! right && ! left)
 676                 return "\u2503 ";
 677         else if (down && right && ! up && ! left)
 678                 return "\u250F\u2501";
 679         else if (down && left && ! up && ! right)
 680                 return "\u2513 ";
 681         else if (up && right && ! down && ! left)
 682                 return "\u2517\u2501";
 683         else if (up && left && ! down && ! right)
 684                 return "\u251B ";
 685         else if (up && down && right && ! left)
 686                 return "\u2523\u2501";
 687         else if (up && down && left && ! right)
 688                 return "\u252B ";
 689         else if (down && left && right && ! up)
 690                 return "\u2533\u2501";
 691         else if (up && left && right && ! down)
 692                 return "\u253B\u2501";
 693         else if (up && down && left && right)
 694                 return "\u254b\u2501";
 695         else if (left && ! up && ! down && ! right)
 696                 return "\u2578 ";
 697         else if (up && ! down && ! left && ! right)
 698                 return "\u2579 ";
 699         else if (right && ! up && ! down && ! left)
 700                 return "\u257A\u2501";
 701         else if (down && ! up && ! left && ! right)
 702                 return "\u257B ";
 703         else if (! up && ! down && ! left && ! right)
 704                 return "\u25AA ";
 705         else
 706                 return "??";
 707 }
 708 */