Initial
This commit is contained in:
commit
27a47446b6
3
.gitmodules
vendored
Normal file
3
.gitmodules
vendored
Normal file
@ -0,0 +1,3 @@
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[submodule "glm"]
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path = glm
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url = https://github.com/g-truc/glm
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19
CMakeLists.txt
Normal file
19
CMakeLists.txt
Normal file
@ -0,0 +1,19 @@
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cmake_minimum_required(VERSION 3.10)
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project(verlet CUDA CXX)
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set(CMAKE_CUDA_STANDARD 17)
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set(CMAKE_CUDA_ARCHITECTURES 75)
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find_package(SDL2 REQUIRED)
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add_subdirectory(glm)
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set(CMAKE_CUDA_FLAGS ${CMAKE_CUDA_FLAGS} "-G")
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add_executable(cudagravity main.cu particle.cu particle.cuh definitions.cuh cudaMemory.cuh sdlHelper.cu sdlHelper.cuh)
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target_link_libraries(cudagravity PUBLIC glm::glm SDL2::SDL2)
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set_target_properties(cudagravity PROPERTIES
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CUDA_SEPARABLE_COMPILATION ON)
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62
cudaMemory.cuh
Normal file
62
cudaMemory.cuh
Normal file
@ -0,0 +1,62 @@
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//
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// Created by kai on 02/02/23.
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//
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#pragma once
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#ifndef VERLET_CUDAMEMORY_CUH
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#define VERLET_CUDAMEMORY_CUH
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#include "definitions.cuh"
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#include <cstdio>
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template<typename T>
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class CudaMemory {
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public:
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explicit CudaMemory(size_t array_length) {
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CUDA_CALL(cudaMalloc(&this->devPtr, sizeof(T) * array_length));
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|
this->hostPtr = (T*)(malloc(sizeof(T) * array_length));
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memset(this->hostPtr, 0, array_length);
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this->N = array_length;
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}
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CudaMemory() {
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CUDA_CALL(cudaMallocManaged(&this->devPtr, sizeof(T)));
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|
this->hostPtr = (T*)malloc(sizeof(T));
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||||||
|
memset(this->hostPtr, 0, 1);
|
||||||
|
this->N = 1;
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|
}
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~CudaMemory() {
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CUDA_CALL(cudaFree(this->devPtr))
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|
free(this->hostPtr);
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}
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T* getPointer() {
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return this->hostPtr;
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}
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T* getDevicePointer() {
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return this->devPtr;
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}
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void send() {
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CUDA_CALL(cudaMemcpy(this->devPtr, this->hostPtr, sizeof(T) * this->N, cudaMemcpyHostToDevice));
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|
}
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|
void sync() {
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|
CUDA_CALL(cudaMemcpy(this->hostPtr, this->devPtr, sizeof(T) * this->N, cudaMemcpyDeviceToHost));
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|
}
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||||||
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||||||
|
T& operator[](size_t idx) {
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return this->hostPtr[idx];
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}
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|
private:
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|
T* hostPtr;
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|
T* devPtr;
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|
size_t N;
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|
};
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||||||
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|
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|
#endif //VERLET_CUDAMEMORY_CUH
|
4
definitions.cuh
Normal file
4
definitions.cuh
Normal file
@ -0,0 +1,4 @@
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|
#include <glm/vec2.hpp>
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typedef glm::vec<2, float, glm::defaultp> vec2;
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#define CUDA_CALL(CALL) if (CALL != cudaSuccess) { printf("CUDA call failed at %s:%i\n", __FILE__,__LINE__); exit(-1); }
|
1
glm
Submodule
1
glm
Submodule
@ -0,0 +1 @@
|
|||||||
|
Subproject commit efec5db081e3aad807d0731e172ac597f6a39447
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118
main.cu
Normal file
118
main.cu
Normal file
@ -0,0 +1,118 @@
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|||||||
|
#include <iostream>
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#include "definitions.cuh"
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#include "particle.cuh"
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#include "cudaMemory.cuh"
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#include "sdlHelper.cuh"
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#include <glm/glm.hpp>
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#include <random>
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|
__constant__ const float G_CONSTANT = 1;
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__constant__ float dt = 0.1;
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|
__constant__ const float softening = 0.0000;
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||||||
|
__constant__ const dim3 threadsPerBlock_gpu = dim3(1024);
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|
const dim3 threadsPerBlock_cpu = dim3(1024);
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|
__constant__ dim3 n_blocksPerGridGpu;
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|
__global__ void getAccels(Particle* particles, vec2* accels, size_t N, size_t i) {
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size_t id = blockIdx.x * blockDim.x + threadIdx.x;
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if (id < N) {
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size_t j = id;
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if (j == i) {
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return;
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}
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Particle particle = particles[i];
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Particle other_particle = particles[j];
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vec2 d = {
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|
other_particle.position.x - particle.position.x,
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|
other_particle.position.y - particle.position.y
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};
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float dist = glm::distance(particle.position, other_particle.position);
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vec2 f = -G_CONSTANT * ((particle.mass * other_particle.mass) / (dist * dist)) * glm::normalize(other_particle.position - particle.position);
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vec2 accel = f / particle.mass;
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|
atomicAdd(&(accels[i].x), accel.x);
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|
atomicAdd(&(accels[i].y), accel.y);
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}
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}
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|
__global__ void run_step(Particle* particles, vec2* accels, size_t N) {
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|
size_t id = blockIdx.x * blockDim.x + threadIdx.x;
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if (id < N) {
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|
Particle& cur_particle = particles[id];
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|
cur_particle.velocity.x += accels[id].x * dt / 2.0f;
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||||||
|
cur_particle.velocity.y += accels[id].y * dt / 2.0f;
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||||||
|
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||||||
|
cur_particle.position.x += cur_particle.velocity.x * dt;
|
||||||
|
cur_particle.position.y += cur_particle.velocity.y * dt;
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||||||
|
getAccels<<<n_blocksPerGridGpu, threadsPerBlock_gpu>>>(particles, accels, N, id);
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||||||
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__syncthreads();
|
||||||
|
|
||||||
|
cur_particle.velocity.x += accels[id].x * dt / 2.0f;
|
||||||
|
cur_particle.velocity.y += accels[id].y * dt / 2.0f;
|
||||||
|
}
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|
}
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int main() {
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sdlHelper sdlHelper;
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size_t N = 20000;
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CudaMemory<Particle> particles = CudaMemory<Particle>(N);
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CudaMemory<vec2> accelerations = CudaMemory<vec2>(N);
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std::default_random_engine generator(std::random_device{}());
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|
std::uniform_real_distribution<float> mass_distribution(1.0, 100000.0);
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||||||
|
std::uniform_real_distribution<float> pos_distribution(-0.1, 0.1);
|
||||||
|
std::uniform_real_distribution<float> vel_distribution(-2.0, 2.0);
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||||||
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||||||
|
for (size_t i = 0; i < N; i++) {
|
||||||
|
accelerations[i] = {0, 0};
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||||||
|
particles[i] = {
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||||||
|
mass_distribution(generator),
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||||||
|
{pos_distribution(generator), pos_distribution(generator)},
|
||||||
|
{vel_distribution(generator), vel_distribution(generator)}
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||||||
|
};
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||||||
|
}
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||||||
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|
cudaDeviceGetAttribute((int*)(&threadsPerBlock_cpu.x), cudaDevAttrMaxThreadsPerBlock, 0);
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dim3 n_blocksPerGrid = dim3(
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|
((N) + threadsPerBlock_cpu.x - 1) / threadsPerBlock_cpu.x
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);
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||||||
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printf("n_blocksPerGrid: %i\n", n_blocksPerGrid.x);
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|
printf("threadsPerBlock: %i\n", threadsPerBlock_cpu.x);
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||||||
|
cudaMemcpyToSymbol(n_blocksPerGridGpu, &n_blocksPerGrid, sizeof(dim3));
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||||||
|
cudaMemcpyToSymbol(threadsPerBlock_gpu, &threadsPerBlock_cpu, sizeof(dim3));
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||||||
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||||||
|
particles.send();
|
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|
accelerations.send();
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for (int i = 0; i < 2; i++) {
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run_step<<<n_blocksPerGrid, threadsPerBlock_cpu>>>(particles.getDevicePointer(), accelerations.getDevicePointer(), N);
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cudaDeviceSynchronize();
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particles.sync();
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accelerations.send();
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if (!sdlHelper.drawParticles(particles.getPointer(), N)) {
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break;
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}
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}
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|
cudaDeviceSynchronize();
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|
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||||||
|
return 0;
|
||||||
|
}
|
0
objects.def
Normal file
0
objects.def
Normal file
5
particle.cu
Normal file
5
particle.cu
Normal file
@ -0,0 +1,5 @@
|
|||||||
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//
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||||||
|
// Created by kai on 02/02/23.
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//
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|
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||||||
|
#include "particle.cuh"
|
16
particle.cuh
Normal file
16
particle.cuh
Normal file
@ -0,0 +1,16 @@
|
|||||||
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||||||
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|
#ifndef VERLET_PARTICLE_CUH
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#define VERLET_PARTICLE_CUH
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#include "definitions.cuh"
|
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class Particle {
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public:
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float mass;
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|
vec2 position;
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||||||
|
vec2 velocity;
|
||||||
|
};
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
#endif //VERLET_PARTICLE_CUH
|
88
sdlHelper.cu
Normal file
88
sdlHelper.cu
Normal file
@ -0,0 +1,88 @@
|
|||||||
|
//
|
||||||
|
// Created by kai on 05/02/23.
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//
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|
#include "sdlHelper.cuh"
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sdlHelper::sdlHelper() {
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if (getenv("NO_DISPLAY") != nullptr) {
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|
this->displaying = false;
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|
return;
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|
}
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|
if (instance == nullptr) {
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instance = this;
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this->renderThread = std::thread(&sdlHelper::renderThreadFunc, this);
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}
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}
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|
sdlHelper::~sdlHelper() {
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if (instance == this) {
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running = false;
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|
this->renderThread.join();
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|
SDL_Quit();
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}
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|
}
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|
bool sdlHelper::drawParticles(Particle* particles, size_t particleCount) {
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|
if (!this->displaying) return this->running;
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|
this->particleRects.clear();
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|
this->particleRects.reserve(particleCount);
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|
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float maxDistance = 0;
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||||||
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|
for (int i = 0; i < particleCount; i++) {
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|
maxDistance = std::max(maxDistance, particles[i].position.x);
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|
maxDistance = std::max(maxDistance, particles[i].position.y);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
for (int i = 0; i < particleCount; i++) {
|
||||||
|
SDL_Rect rect;
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||||||
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||||||
|
vec2 pos = particles[i].position;
|
||||||
|
pos /= (maxDistance * 1.1);
|
||||||
|
pos *= 512;
|
||||||
|
pos += vec2(512, 512);
|
||||||
|
|
||||||
|
rect.x = pos.x - 1;
|
||||||
|
rect.y = pos.y - 1;
|
||||||
|
rect.w = 2;
|
||||||
|
rect.h = 2;
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|
this->particleRects.push_back(rect);
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|
}
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return this->running;
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}
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sdlHelper *sdlHelper::getInstance() {
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return this->instance;
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}
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|
void sdlHelper::renderThreadFunc() {
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this->window = SDL_CreateWindow("cudaGravity", SDL_WINDOWPOS_CENTERED, SDL_WINDOWPOS_CENTERED, 1024, 1024, SDL_WINDOW_VULKAN);
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||||||
|
this->renderer = SDL_CreateRenderer(this->window, -1, SDL_RENDERER_ACCELERATED | SDL_RENDERER_PRESENTVSYNC);
|
||||||
|
|
||||||
|
while (running) {
|
||||||
|
SDL_Event e;
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||||||
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|
||||||
|
while (SDL_PollEvent(&e)) {
|
||||||
|
if (e.type == SDL_QUIT) {
|
||||||
|
running = false;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
SDL_SetRenderDrawColor(this->renderer, 0, 0, 0, 255);
|
||||||
|
SDL_RenderClear(this->renderer);
|
||||||
|
SDL_SetRenderDrawColor(this->renderer, 255, 255, 255, 255);
|
||||||
|
|
||||||
|
for (auto & particleRect : particleRects) {
|
||||||
|
SDL_RenderFillRect(this->renderer, &particleRect);
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||||||
|
}
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|
|
||||||
|
SDL_RenderPresent(this->renderer);
|
||||||
|
}
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||||||
|
|
||||||
|
SDL_DestroyRenderer(this->renderer);
|
||||||
|
SDL_DestroyWindow(this->window);
|
||||||
|
}
|
35
sdlHelper.cuh
Normal file
35
sdlHelper.cuh
Normal file
@ -0,0 +1,35 @@
|
|||||||
|
//
|
||||||
|
// Created by kai on 05/02/23.
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||||||
|
//
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|
#ifndef VERLET_SDLHELPER_CUH
|
||||||
|
#define VERLET_SDLHELPER_CUH
|
||||||
|
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||||||
|
#include <SDL2/SDL.h>
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||||||
|
#include <vector>
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|
#include <thread>
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||||||
|
#include "particle.cuh"
|
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|
class sdlHelper {
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||||||
|
public:
|
||||||
|
sdlHelper();
|
||||||
|
~sdlHelper();
|
||||||
|
|
||||||
|
bool drawParticles(Particle* particles, size_t particleCount);
|
||||||
|
sdlHelper* getInstance();
|
||||||
|
private:
|
||||||
|
void renderThreadFunc();
|
||||||
|
|
||||||
|
sdlHelper* instance = nullptr;
|
||||||
|
SDL_Window* window = nullptr;
|
||||||
|
SDL_Renderer* renderer = nullptr;
|
||||||
|
bool running = true;
|
||||||
|
bool displaying = true;
|
||||||
|
|
||||||
|
std::thread renderThread;
|
||||||
|
|
||||||
|
std::vector<SDL_Rect> particleRects;
|
||||||
|
};
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
#endif //VERLET_SDLHELPER_CUH
|
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