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[apps/agl-service-windowmanager-2017.git] / doc / ApplicationGuide.md
index 25d87be..7888292 100644 (file)
@@ -1,10 +1,42 @@
 **Window Manager Application Guide**
 ====
 **Window Manager Application Guide**
 ====
-<div align="right">Revision: 0.2Beta</div>
+<div align="right">Revision: 0.2Final</div>
 <div align="right">TOYOTA MOTOR CORPORATION</div>
 <div align="right">TOYOTA MOTOR CORPORATION</div>
-<div align="right">30th/Sep/2017</div>
+<div align="right">23rd/Oct/2017</div>
 
 * * *
 
 * * *
+<div id="Table\ of\ content"></div>
+
+Table of content  
+============
+- [Introduction](#Introduction)
+       - [Intended audience](#Intended\ audience)
+       - [Scope of this Document](#Scope\ of\ this\ Document)
+       - [Known Issues](#Known\ Issues)
+       - [External libraries](#External\ libraries)
+       - [Client Library](#Client\ Library)
+- [Concepts](#Concepts)
+       - [Layers](#Layers)
+       - [Surfaces](#Surfaces)
+- [Configuration](#Configuration)
+       - [Configuration Items](#Configuration\ Items)
+- [Building and Running](#Building\ and\ Running)
+       - [Dependencies](#Dependencies)
+       - [Build Configuration](#Build\ Configuration)
+- [Implementation Notes](#Implementation\ Notes)
+       - [Binding code generation](#Binding\ code\ generation)
+       - [Structure](#Structure)
+- [Sequence](#Sequence)
+- [Binding API](#Binding\ API)
+       - [LibWindowmanager](#LibWindowmanager)
+       - [Methods](#Methods)
+       - [Errors](#Errors)
+       - [Usage](#Usage)
+       - [Events](#Events)
+- [Sample](#Sample)
+
+
+<div id="Introduction"></div>
 
 Introduction
 ============
 
 Introduction
 ============
@@ -12,12 +44,16 @@ Introduction
 This WindowManager implements simple layout switching of applications on
 multiple layers and with different layer layouts.
 
 This WindowManager implements simple layout switching of applications on
 multiple layers and with different layer layouts.
 
+<div id="Intended\ audience"></div>
+
 Intended audience
 -----------------
 
 This documentation is intended for developers and system integrators who
 need to know, how the window manager works and how it is to be used.
 
 Intended audience
 -----------------
 
 This documentation is intended for developers and system integrators who
 need to know, how the window manager works and how it is to be used.
 
+<div id="Scope\ of\ this\ Document"></div>
+
 Scope of this Document
 ----------------------
 
 Scope of this Document
 ----------------------
 
@@ -37,6 +73,8 @@ It does not include
 It is highly recommended to have a good understanding of these documents
 and projects before using the window manager.
 
 It is highly recommended to have a good understanding of these documents
 and projects before using the window manager.
 
+<div id="Known\ Issues"></div>
+
 Known Issues
 ------------
 
 Known Issues
 ------------
 
@@ -46,20 +84,23 @@ Currently there is a one known issues:
     libwindowmanager library. This is a limitation of how Qt creates surface
     IDs for the ivi-application interface.
 
     libwindowmanager library. This is a limitation of how Qt creates surface
     IDs for the ivi-application interface.
 
+<div id="External\ libraries"></div>
+
 External libraries
 ------------------
 
 This project includes a copy of version 2.1.1 the excellent [C++11 JSON
 library by Niels Lohmann](https://github.com/nlohmann/json).
 
 External libraries
 ------------------
 
 This project includes a copy of version 2.1.1 the excellent [C++11 JSON
 library by Niels Lohmann](https://github.com/nlohmann/json).
 
+<div id="Client\ Library"></div>
+
 Client Library
 --------------
 
 A client library implementation that internally uses the *libafbwsc*, is
 Client Library
 --------------
 
 A client library implementation that internally uses the *libafbwsc*, is
-provided in the subdirectory `libwindowmanager/` with its own documentation
-directory.
+provided in the `libwindowmanager`.
 
 
-The client library is built together with the window manager itself.
+<div id="Concepts"></div>
 
 Concepts
 ========
 
 Concepts
 ========
@@ -67,6 +108,8 @@ Concepts
 The window manager implements a couple of concepts in order to allow
 efficient implementation.
 
 The window manager implements a couple of concepts in order to allow
 efficient implementation.
 
+<div id="Layers"></div>
+
 Layers
 ------
 
 Layers
 ------
 
@@ -85,122 +128,29 @@ currently used layer.
 It is possible to deactivate these surfaces on lower layers explicitly
 using the `DeactivateSurface` API call.
 
 It is possible to deactivate these surfaces on lower layers explicitly
 using the `DeactivateSurface` API call.
 
+<div id="Surfaces"></div>
+
 Surfaces
 --------
 
 Surfaces are *placed* on layers according to their name. The surface
 Surfaces
 --------
 
 Surfaces are *placed* on layers according to their name. The surface
-will then be resized to dimensions, according to the layers layout
+will then be resized to dimensions, according to the layer's layout
 configuration.
 
 configuration.
 
-Binding API
-===========
-
-The binding API consists of a couple of AFB *verbs* - that is; function
-calls to the Window Manager.
-
-Verbs (Functions)
------------------
-
-Each function returns a reply containing at least a failed or successful
-result of the call, additionally, when calls return something, it is
-noted. The notation used has the following meaning:
-
-    FunctionName(argument_name: argument_type)[: function_return_type]
-
-Where the return type may be omitted if it is void.
-
--   `RequestSurface(drawing_name: string): int` Request a surface ID for
-    the given name. This name and ID association will live until the
-    surface is destroyed (or e.g. the application exits). Each surface
-    that is managed by the window manager needs to call this function
-    first!
-
--   `ActivateSurface(drawing_name: string)` This function requests the
-    activation of a surface. It usually is not called by the
-    application, but rather by the application framework or
-    the HomeScreen.
 
 
--   `DeactivateSurface(drawing_name: string)` Request deactivation of
-    a surface. This function is not usually called by applications
-    themselves, but rather by the application framework or
-    the HomeScreen.
-
--   `EndDraw(drawing_name: string)` Signals the window manager, that the
-    surface is finished drawing. This is useful for consistent
-    flicker-free layout switches, see the Architecture document
-    for details.
-
-There are a couple of non-essential (mostly for debugging and
-development) API calls:
-
--   `list_drawing_names(): json` List known surface *name* to
-    *ID* associations.
-
--   `ping()` Ping the window manager. Does also dispatch pending events
-    if any.
-
--   `debug_status(): json` Returns a json representation of the current
-    layers and surfaces known to the window manager. This represents the
-    wayland-ivi-extension object’s properties.
-
--   `debug_surfaces(): json` Returns a json representation of all
-    surfaces known to the window manager. This represents the
-    wayland-ivi-extension properties of the surfaces.
-
--   `debug_layers(): json` Returns the current layer configuration, as
-    configured through *layers.json*.
-
--   `debug_terminate()` Terminates the afb-daemon running the window
-    manager binding, if the environment variable
-    `WINMAN_DEBUG_TERMINATE` is set.
-
-Events
-------
-
-The window manager broadcasts certain events (to all applications) that
-signal information on the state of the surface regarding the current
-layout.
-
--   `Active(drawing_name: string)` Signal that the surface with the name
-    `drawing_name` is now active.
-
--   `Inactive(drawing_name: string)` Signal that the surface with the
-    name `drawing_name` is now inactive. This usually means, the layout
-    got changed, and the surface is now considered inactive
-    (or sleeping).
-
--   `Visible(drawing_name: string)` Signal applications, that the
-    surface with name `drawing_name` is now visible.
-
--   `Invisible(drawing_name: string)` Signal applications that the
-    surface with name `drawing_name` is now invisible.
-
--   `SyncDraw(drawing_name: string)` Signal applications, that the
-    surface with name `drawing_name` needs to redraw its content - this
-    usually is sent when the surface geometry changed.
-
--   `FlushDraw(drawing_name: string)` Signal to applications, that the
-    surface with name `drawing_name` can now be swapped to its newly
-    drawn content as the window manager is ready to activate a new
-    layout (i.e. a new surface geometry).
-
-Binding API Usage
------------------
-
-For a detailed description on how the binding API is supposed to be
-used, refer to the Architecture document.
+<div id="Configuration"></div>
 
 Configuration
 =============
 
 The window manager is configured with the *layers.json* configuration
 
 Configuration
 =============
 
 The window manager is configured with the *layers.json* configuration
-file, by default it is searched in `/etc/layers.json` but through the
-use of the environment variable `LAYERS_JSON` the WM can be instructed
-to use different file. Note, that the WM will not run unless this
-configuration is found and valid.
+file, by default it is searched in `${AFM_APP_INSTALL_DIR}/etc/layers.json`.
+Note, that the WM will not run unless this configuration is found and valid.
 
 A sample configuration is provided with the window manager
 
 A sample configuration is provided with the window manager
-implementation, this sample is installed to /etc/layers.json.
+implementation, this sample is installed to ${AFM_APP_INSTALL_DIR}/etc/layers.json.
+
+<div id="Configuration\ Items"></div>
 
 Configuration Items
 -------------------
 
 Configuration Items
 -------------------
@@ -231,30 +181,43 @@ This configuration item is a list of surface-name to layer mappings.
 #### surface to layer mapping
 
     "mappings": [
 #### surface to layer mapping
 
     "mappings": [
-       {
-          "role": "^HomeScreen$",
-          "name": "HomeScreen",
-          "layer_id": 1000,
-          "area": { "type": "full" },
-       },
-       {
-          "role": "MediaPlayer|Radio|Phone",
-          "name": "apps",
-          "layer_id": 1001,
-          "area": { "type": "rect",
-                    "rect": { "x": 0,
-                              "y": 100,
-                              "width": -1,
-                              "height": -201 } },
-          "split_layouts": []
-       }
+      {
+         "role": "^HomeScreen$",
+         "name": "HomeScreen",
+         "layer_id": 1000,
+         "area": { "type": "full" },
+         "comment": "Single layer map for the HomeScreen"
+      },
+      {
+         "role": "MediaPlayer|Radio|Phone|Navigation|HVAC|Settings|Dashboard|POI|Mixer",
+         "name": "apps",
+         "layer_id": 1001,
+         "area": { "type": "rect", "rect": { "x": 0, "y": 218, "width": -1, "height": -433 } },
+         "comment": "Range of IDs that will always be placed on layer 1001, negative rect values are interpreted as output_size.dimension - $value",
+
+         "split_layouts": [
+            {
+               "name": "Navigation",
+               "main_match": "Navigation",
+               "sub_match": "HVAC|MediaPlayer",
+               "priority": 1000
+            }
+         ]
+      },
+      {
+         "role": "^OnScreen.*",
+         "name": "popups",
+         "layer_id": 9999,
+         "area": { "type": "rect", "rect": { "x": 0, "y": 760, "width": -1, "height": 400 } },
+         "comment": "Range of IDs that will always be placed on the popup layer, that gets a very high 'dummy' id of 9999"
+      }
     ]
 
 Each mapping defines the following items to map corresponding surfaces
 to a layer.
 
 -   `role` defines a regular expression that application drawing names
     ]
 
 Each mapping defines the following items to map corresponding surfaces
 to a layer.
 
 -   `role` defines a regular expression that application drawing names
-    are matched against. If applications match tis regular expression,
+    are matched against. If applications match this regular expression,
     the surface will be visible on this layer.
 
 -   `name` is just a name definition for this layer, it has no
     the surface will be visible on this layer.
 
 -   `name` is just a name definition for this layer, it has no
@@ -317,9 +280,9 @@ activated).
 
     "split_layouts": [
        {
 
     "split_layouts": [
        {
-          "name": "Media Player",
-          "main_match": "^App MPlayer Main$",
-          "sub_match": "^App MPlayer Sub",
+           "name": "Navigation",
+           "main_match": "Navigation",
+           "sub_match": "HVAC|MediaPlayer",
        }
     ]
 
        }
     ]
 
@@ -335,15 +298,19 @@ A split layout object has the following attributes:
     surface of this layout.
 
 In the above example only the surface with drawing name
     surface of this layout.
 
 In the above example only the surface with drawing name
-`App MPlayer Main` will be used as the *main* surface, but all surfaces
-that begin with `App MPlayer Sub` can be used as a *sub* surface for
+`Navigation` will be used as the *main* surface, and the surfaces
+with drawing name `HVAC` or `MediaPlayer` can be used as a *sub* surface for
 this layout.
 
 this layout.
 
-The names must still match the layer’s role match!
+The names must still match the layer's role match!
+
+<div id="Building\ and\ Running"></div>
 
 Building and Running
 ====================
 
 
 Building and Running
 ====================
 
+<div id="Dependencies"></div>
+
 Dependencies
 ------------
 
 Dependencies
 ------------
 
@@ -359,43 +326,47 @@ Build dependencies are as follows:
 
 -   cmake &gt;= 3.6.1
 
 
 -   cmake &gt;= 3.6.1
 
+<div id="Supported environment"></div>
+
+Supported environment
+-------------------
+
+| Item        | Description                       |
+|:------------|:----------------------------------|
+| AGL version | Electric Eel                      |
+| Hardware    | Renesas R-Car Starter Kit Pro(M3) |
+
+
+<div id="Build\ Configuration"></div>
+
 Build Configuration
 -------------------
 
 **Download recipe**
 If repo is already done, please start with git clone
 Build Configuration
 -------------------
 
 **Download recipe**
 If repo is already done, please start with git clone
+
 ```
 $ mkdir WORK
 $ cd WORK
 ```
 $ mkdir WORK
 $ cd WORK
-$ repo init -b dab -m dab_4.0.0_xml -u https://gerrit.automotivelinux.org/gerrit/AGL/AGL-repo
+$ repo init -u https://gerrit.automotivelinux.org/gerrit/AGL/AGL-repo
 $ repo sync
 $ repo sync
-$ git clone https://gerrit.automotivelinux.org/gerrit/staging/meta-hmi-framework
 
 ```
 
 Then you can get the following recipe.
 
 ```
 
 Then you can get the following recipe.
-* `meta-hmi-framework/windowmanager`
 
 
+* `meta-agl-devel/meta-hmi-framework/recipes-graphics/agl-service-windowmanager-2017`
+
+* `meta-agl-devel/meta-hmi-framework/recipes-graphics/libwindowmanager`
 
 **Bitbake**
 
 **Bitbake**
+
 ```
 $ source meta-agl/scripts/aglsetup.sh -m m3ulcb agl-demo agl-devel agl-appfw-smack agl-hmi-framework
 ```
 $ source meta-agl/scripts/aglsetup.sh -m m3ulcb agl-demo agl-devel agl-appfw-smack agl-hmi-framework
-$ bitbake agl-service-windowmanager-2017
+$ bitbake agl-demo-platform
 ```
 
 ```
 
-
-A couple of build options to configure the build are available:
-
--   `ENABLE_DEBUG_OUTPUT:BOOL` Compiles including very verbose debug
-    output from the window manager, use --verbose three times on an
-    afb-daemon instance to see the debug messages.
-
--   `ENABLE_SCOPE_TRACING:BOOL` Enables a simple scope tracing mechanism
-    used for a rather small portion of the window manager code. However,
-    it is used quite extensively in the libwindowmanager implementation.
-
-By default these options will be disabled.
-
+<div id="Implementation\ Notes"></div>
 
 Implementation Notes
 ====================
 
 Implementation Notes
 ====================
@@ -404,6 +375,8 @@ The window manager is implemented as a app-framework-binder binding.
 That means, the build produces one shared object that exports a binding
 interface.
 
 That means, the build produces one shared object that exports a binding
 interface.
 
+<div id="Binding\ code\ generation"></div>
+
 Binding code generation
 -----------------------
 
 Binding code generation
 -----------------------
 
@@ -441,6 +414,8 @@ exception is thrown and not handled inside the afb\_binding\_call, that
 internal state of the window manager might be broken at this time (hence
 the talkative error log).
 
 internal state of the window manager might be broken at this time (hence
 the talkative error log).
 
+<div id="Structure"></div>
+
 Structure
 ---------
 
 Structure
 ---------
 
@@ -494,4 +469,266 @@ The implementation is loosely split across the following source files:
     libwayland-client wrapper. It is instanced in `main.cpp` and handles
     all our wayland needs.
 
     libwayland-client wrapper. It is instanced in `main.cpp` and handles
     all our wayland needs.
 
+<div id="Sequence"></div>
+
+Sequence
+===============
+
+To understand the sequence between application and window manager, refer to the [spec documentation](https://wiki.automotivelinux.org/windowmanager).
+
+
+<div id="Binding\ API"></div>
+
+Binding API
+===============
+
+Each function returns a reply containing at least a failed or successful
+result of the call, additionally, when calls return something, it is
+noted.
+
+<div id="LibWindowmanager"></div>
+
+LibWindowmanager
+------
+
+This is the public interface of the class `LibWindowmanager`.
+
+    class LibWindowmanager
+    {
+    public:
+        LibWindowmanager();
+        ~LibWindowmanager();
+
+        enum EventType {
+           Event_Active = 0,
+           Event_Inactive,
+
+           Event_Visible,
+           Event_Invisible,
+
+           Event_SyncDraw,
+           Event_FlushDraw,
+        };
+
+        int init(int port, char const *token);
+
+        // WM API
+        int requestSurface(json_object *object);
+        int activateSurface(json_object *object);
+        int deactivateSurface(json_object *object);
+        int endDraw(json_object *object);
+
+        void set_event_handler(enum EventType et, handler_fun f);
+
+    };
+
+<div id="Methods"></div>
+
+Methods
+-------
+
+### init(int port, char const *token)
+
+Initialize the Binding communication.
+
+The `token` parameter is a string consisting of only alphanumeric characters.
+If these conditions are not met, the LibWindowmanager instance will not initialize, 
+i.e. this call will return `-EINVAL`.
+
+The `port` parameter is the port the afb daemon is listening on, an
+invalid port will lead to a failure of the call and return `-EINVAL`.
+
+### requestSurface(json_object *object)
+
+**args: `{ 'kKeyDrawingName': 'application name' }`**  
+This method requests a surface with the label given from the *Window Manager*.
+It will return `surface id` a client application can use, and
+`-errno` on failure. Additionally, on the standard error, messages are
+logged to help debgging the issue.
+
+### activateSurface(json_object *object)
+
+**args: `{ 'kKeyDrawingName': 'application name', 'kKeyDrawingArea': 'layout'  }`**  
+This method is mainly intended for *manager* applications that control
+other applications (think an application manager or the *HomeScreen*).
+It instructs the window manager to activate the surface with the given
+*label*.
+
+This method only is effective after the actual window or surface was
+created by the application.
+
+### deactivateSurface(json_object *object)
+
+**args: `{ 'kKeyDrawingName': 'application name' }`**  
+This method is mainly intended for *manager* applications that control
+other applications. It instructs the window manager to deactivate the
+surface associated with the given label. Note, that deactivating a
+surface also means to implicitly activate another (the last active or if
+not available *main surface* or *HomeScreen*.)
+
+This method only is effective after the actual window or surface was
+created by the application.
+
+### endDraw(json_object *object)
+
+**args: `{ 'kKeyDrawingName': 'application name' }`**  
+This function is called from a client application when it is done
+drawing its surface content.
+
+It is not crucial to make this call at every time a drawing is finished
+- it is mainly intended to allow the window manager to synchronize
+drawing in case of layout switch. The exact semantics are explained in
+the next [Events](#_events) Section.
+
+### set\_event\_handler(enum EventType et, handler_fun f)
+
+This method needs to be used to register event handlers for the WM
+events described in the EventType enum. Only one hendler for each
+EventType is possible, i.e. if it is called multiple times with the same
+EventType the previous handler will be replaced.
+
+The `func` handler functions will receive the label of the surface this
+event is targeted at.
+
+See Section [Events](#_events) for mor detailed information about event
+delivery to client applications.
+
+<div id="Errors"></div>
+
+Errors
+------
+
+Methods returning an `int` signal successful operation when returning
+`0`. In case of an error, an error value is returned as a negative errno
+value. E.g. `-EINVAL` to signal that some input value was invalid.
+
+Additionally, logging of error messages is done on the standard error
+file descriptor to help debugging the issue.
+
+<div id="Usage"></div>
+
+Usage
+-----
+
+### Initialization of LibWindowmanager
+
+Before usage of the LibWindowmanager, the method `init()` must be
+called once, it will return `-errno` in case of en error and log
+diagnostic messages to stderr.
+
+### Request a surface
+
+When creating a surface with *Qt* - it is necessary to request a surface
+from the WM, internally this will communicate with the window manager
+binding. Only after `requestSurface()` was successful, a surface should
+be created.
+
+This is also true for *QML* applications, where only after the
+`requestSurface()` should the load of the resource be done. The method
+returns `surface id` a client application can use
+after the surface was requested successfully.
+
+#### Workings of requestSurface()
+
+`LibWindowmanager::requestSurface()` calls the AFB binding verb
+`requestsurface` of the `windowmanager` API. This API call will return a
+numeric ID to be used when creating the surface. This ID is never
+explicitly returned to the client application, instead, it is set in the
+application environment in order for *Qt* to then use it when creating
+the surface.
+
+With the current *Qt* implementation this means, that only one surface
+will be available to client applications, as subsequent windows will
+increment this numeric ID internally - which then will lead to IDs that
+cannot be known by the window manager as there is no direct
+communication from *Qt* to the WM.
+
+<div id="Events"></div>
+
+Events
+------
+
+Events are a way for the *Window Manager* to propagate information to
+client applications. It was vital for the project to implement a number
+of events, that mirror functionality that is already present in the
+wayland protocol.
+
+All events have the surface label as argument - a way to enable future
+multi-surface applications.
+
+As already stated above, this is currently not possible with the way
+*Qt* implements its surface ID setting.
+
+### Active and Inactive Events
+
+These events signal an application that it was activated or deactivated
+respectively. Usually this means it was switched visible - which means
+the surface will now be on the screen and therefor continue to render.
+
+-   `Active(json_object *object)`  
+    args: { 'kKeyDrawingName': 'application name' }  
+    Signal that the surface with the name
+    `kKeyDrawingName` is now active.
+
+-   `Inactive(json_object *object)`  
+    args: { 'kKeyDrawingName': 'application name' }  
+    Signal that the surface with the
+    name `kKeyDrawingName` is now inactive. This usually means, the layout
+    got changed, and the surface is now considered inactive
+    (or sleeping).
+
+### Visible and Invisible
+
+These events signal an application that it was switched to be visible or
+invisible respectively. These events also are handled implicitly through
+the wayland protocol by means of `wl_surface::enter` and
+`wl_surface::leave` events to the client.
+
+-   `Visible(json_object *object)`  
+    args: { 'kKeyDrawingName': 'application name' }  
+    Signal applications, that the
+    surface with name `kKeyDrawingName` is now visible.
+
+-   `Invisible(json_object *object)`  
+    args: { 'kKeyDrawingName': 'application name' }  
+    Signal applications that the
+    surface with name `kKeyDrawingName` is now invisible.
+
+### SyncDraw and FlushDraw
+
+These events instruct applications that they should redraw their surface
+contents - again, this is handled implicitly by the wayland protocol.
+
+`SyncDraw` is sent to the application when it has to redraw its surface.
+
+`FlushDraw` is sent to the application when it should swap its buffers,
+that is *signal* the compositor that its surface contains new content.
+
+-   `SyncDraw(json_object *object)`  
+    args: { 'kKeyDrawingName': 'application name', 'kKeyDrawingArea': 'layout'  }  
+    Signal applications, that the
+    surface with name `kKeyDrawingArea` needs to redraw its content
+    in the layout with name `kKeyDrawingArea` - this
+    usually is sent when the surface geometry changed.
+
+-   `FlushDraw(json_object *object)`  
+    args: { 'kKeyDrawingName': 'application name' }  
+    Signal applications, that the
+    surface with name `kKeyDrawingArea` can now be swapped to its newly
+    drawn content as the window manager is ready to activate a new
+    layout (i.e. a new surface geometry).
+
+<div id="Sample"></div>
+
+Sample
+============
+
+In order to enable application to use the `WM` surface registration
+function the above described steps need to be implemented.
+
+As a minimal example the usage and initialization can look like the
+following.
+
+Repo: `apps/agl-service-homescreen-2017`  
+Path: `sample/template/main.c`