include/maths.h

   1 /* Maths.h library header file */
   2
   3 #ifndef _MATHS_H
   4 #define _MATHS_H
   5
   6 #define NO_FIX_INLINE 1
   7
   8 #include <stdlib.h>
   9 #include "pstypes.h"
  10
  11
  12
  13 #define D_RAND_MAX 32767
  14
  15 void d_srand (unsigned int seed);
  16 int d_rand ();                  // Random number function which returns in the range 0-0x7FFF
  17
  18
  19 //=============================== FIXED POINT ===============================
  20
  21 typedef int32_t fix;            //16 bits int, 16 bits frac
  22 typedef int16_t fixang;         //angles
  23
  24 typedef struct quad
  25   {
  26     u_int32_t low;
  27     int32_t high;
  28   }
  29 quad;
  30
  31
  32 //Convert an int to a fix
  33 #define i2f(i) ((i)<<16)
  34
  35 //Get the int part of a fix
  36 #define f2i(f) ((f)>>16)
  37
  38 //Get the int part of a fix, with rounding
  39 #define f2ir(f) (((f)+f0_5)>>16)
  40
  41 //Convert fix to float and float to fix
  42 #define f2fl(f) (((float)  (f)) / 65536.0)
  43 #define f2db(f) (((double) (f)) / 65536.0)
  44 #define fl2f(f) ((fix) ((f) * 65536))
  45
  46 //Some handy constants
  47 #define f0_0    0
  48 #define f1_0    0x10000
  49 #define f2_0    0x20000
  50 #define f3_0    0x30000
  51 #define f10_0   0xa0000
  52
  53 #define f0_5 0x8000
  54 #define f0_1 0x199a
  55
  56 #define F0_0    f0_0
  57 #define F1_0    f1_0
  58 #define F2_0    f2_0
  59 #define F3_0    f3_0
  60 #define F10_0   f10_0
  61
  62 #define F0_5    f0_5
  63 #define F0_1    f0_1
  64
  65 //#if defined(NO_FIX_INLINE) || (!defined(__GNUC__) && !defined(__WATCOMC__))
  66 //multiply two fixes, return a fix
  67 fix fixmul (fix a, fix b);
  68
  69 //divide two fixes, return a fix
  70 fix fixdiv (fix a, fix b);
  71
  72 //multiply two fixes, then divide by a third, return a fix
  73 fix fixmuldiv (fix a, fix b, fix c);
  74 #if 0
  75
  76 //#else
  77
  78 //#ifdef __WATCOMC__
  79 fix fixmul (fix a, fix b);
  80
  81 #pragma aux fixmul parm [eax] [edx] = \
  82 "imul   edx" \
  83 "shrd   eax,edx,16";
  84
  85
  86
  87 fix fixdiv (fix a, fix b);
  88
  89 #pragma aux fixdiv parm [eax] [ebx] modify exact [eax edx] = \
  90 "mov    edx,eax" \
  91 "sar    edx,16" \
  92 "shl    eax,16" \
  93 "idiv   ebx";
  94
  95
  96 fix fixmuldiv (fix a, fix b, fix c);
  97
  98 #pragma aux fixmuldiv parm [eax] [edx] [ebx] modify exact [eax edx] = \
  99 "imul   edx" \
 100 "idiv   ebx";
 101
 102 //#elif defined (__GNUC__)
 103 /*
 104 static inline fix
 105 fixmul (fix a, fix b)
 106 {
 107
 108     fix __retval;
 109
 110     asm (" imul   %2;"
 111          " shrd   $16,%%edx,%%eax"
 112 : "=a" (__retval): "a" (a), "d" (b):"%edx");
 113
 114     return __retval;
 115
 116 } */
 117
 118 //multiply two fixes, return a fix
 119 fix fixmul (fix a, fix b);
 120
 121
 122 //divide two fixes, return a fix
 123 fix fixdiv (fix a, fix b);
 124
 125 //multiply two fixes, then divide by a third, return a fix
 126 fix fixmuldiv (fix a, fix b, fix c);
 127
 128 //#if 0
 129 static inline fix
 130 fixdiv (fix a, fix b)
 131 {
 132
 133     register fix __retval;
 134
 135     asm (" mov %%eax,%%edx;"
 136          " sar $16,%%edx;"
 137          " shl $16,%%eax;"
 138          " idiv %%ecx" /* adb: how to make this %0 w/o chance of edx? */
 139 : "=a" (__retval): "a" (a), "c" (b):"%edx");
 140
 141     return __retval;
 142
 143 }
 144
 145 static inline fix
 146 fixmuldiv (fix a, fix b, fix c)
 147 {
 148
 149     register fix __retval;
 150
 151     asm (" imul   %0;"
 152          " idiv   %%ecx" /* adb: how to make this %0 w/o chance of edx? */
 153 : "=a" (__retval): "a" (a), "r" (b), "c" (c):"%edx");
 154
 155     return __retval;
 156
 157 }
 158 //#endif
 159
 160 //#endif // __GNUC__ / __WATCOMC__
 161 //#endif /* defined NO_FIX_INLINE || (!defined __GNUC__ && !defined __WATCOMC__) */
 162
 163 #endif
 164
 165 //multiply two fixes, and add 64-bit product to a quad
 166 void fixmulaccum (quad * q, fix a, fix b);
 167
 168 //extract a fix from a quad product
 169 fix fixquadadjust (quad * q);
 170
 171 //divide a quad by a long
 172 int32_t fixdivquadlong (u_int32_t qlow, u_int32_t qhigh, u_int32_t d);
 173
 174 //negate a quad
 175 void fixquadnegate (quad * q);
 176
 177 //computes the square root of a long, returning a short
 178 ushort long_sqrt (int32_t a);
 179
 180 //computes the square root of a quad, returning a long
 181 u_int32_t quad_sqrt (u_int32_t low, int32_t high);
 182 //ulong quad_sqrt (long low, long high);
 183
 184 //computes the square root of a fix, returning a fix
 185 fix fix_sqrt (fix a);
 186
 187 //compute sine and cosine of an angle, filling in the variables
 188 //either of the pointers can be NULL
 189 void fix_sincos (fix a, fix * s, fix * c);      //with interpolation
 190
 191 void fix_fastsincos (fix a, fix * s, fix * c);  //no interpolation
 192
 193 //compute inverse sine & cosine
 194 fixang fix_asin (fix v);
 195
 196 fixang fix_acos (fix v);
 197
 198 //given cos & sin of an angle, return that angle.
 199 //parms need not be normalized, that is, the ratio of the parms cos/sin must
 200 //equal the ratio of the actual cos & sin for the result angle, but the parms
 201 //need not be the actual cos & sin.
 202 //NOTE: this is different from the standard C atan2, since it is left-handed.
 203 fixang fix_atan2 (fix cos, fix sin);
 204
 205 //for passed value a, returns 1/sqrt(a)
 206 fix fix_isqrt (fix a);
 207
 208 #endif