removal of various id386 junk
[divverent/darkplaces.git] / mathlib.c
1 /*
2 Copyright (C) 1996-1997 Id Software, Inc.
3
4 This program is free software; you can redistribute it and/or
5 modify it under the terms of the GNU General Public License
6 as published by the Free Software Foundation; either version 2
7 of the License, or (at your option) any later version.
8
9 This program is distributed in the hope that it will be useful,
10 but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
11 MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  
12
13 See the GNU General Public License for more details.
14
15 You should have received a copy of the GNU General Public License
16 along with this program; if not, write to the Free Software
17 Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA  02111-1307, USA.
18
19 */
20 // mathlib.c -- math primitives
21
22 #include <math.h>
23 #include "quakedef.h"
24
25 void Sys_Error (char *error, ...);
26
27 vec3_t vec3_origin = {0,0,0};
28 int nanmask = 255<<23;
29
30 /*-----------------------------------------------------------------*/
31
32 #define DEG2RAD( a ) ( a * M_PI ) / 180.0F
33
34 void ProjectPointOnPlane( vec3_t dst, const vec3_t p, const vec3_t normal )
35 {
36         float d;
37         vec3_t n;
38         float inv_denom;
39
40         inv_denom = 1.0F / DotProduct( normal, normal );
41
42         d = DotProduct( normal, p ) * inv_denom;
43
44         n[0] = normal[0] * inv_denom;
45         n[1] = normal[1] * inv_denom;
46         n[2] = normal[2] * inv_denom;
47
48         dst[0] = p[0] - d * n[0];
49         dst[1] = p[1] - d * n[1];
50         dst[2] = p[2] - d * n[2];
51 }
52
53 /*
54 ** assumes "src" is normalized
55 */
56 void PerpendicularVector( vec3_t dst, const vec3_t src )
57 {
58         int     pos;
59         int i;
60         float minelem = 1.0F;
61         vec3_t tempvec;
62
63         /*
64         ** find the smallest magnitude axially aligned vector
65         */
66         for ( pos = 0, i = 0; i < 3; i++ )
67         {
68                 if ( fabs( src[i] ) < minelem )
69                 {
70                         pos = i;
71                         minelem = fabs( src[i] );
72                 }
73         }
74         tempvec[0] = tempvec[1] = tempvec[2] = 0.0F;
75         tempvec[pos] = 1.0F;
76
77         /*
78         ** project the point onto the plane defined by src
79         */
80         ProjectPointOnPlane( dst, tempvec, src );
81
82         /*
83         ** normalize the result
84         */
85         VectorNormalize( dst );
86 }
87
88 #ifdef _WIN32
89 #pragma optimize( "", off )
90 #endif
91
92
93 void RotatePointAroundVector( vec3_t dst, const vec3_t dir, const vec3_t point, float degrees )
94 {
95         float   m[3][3];
96         float   im[3][3];
97         float   zrot[3][3];
98         float   tmpmat[3][3];
99         float   rot[3][3];
100         int     i;
101         vec3_t vr, vup, vf;
102
103         vf[0] = dir[0];
104         vf[1] = dir[1];
105         vf[2] = dir[2];
106
107         PerpendicularVector( vr, dir );
108         CrossProduct( vr, vf, vup );
109
110         m[0][0] = vr[0];
111         m[1][0] = vr[1];
112         m[2][0] = vr[2];
113
114         m[0][1] = vup[0];
115         m[1][1] = vup[1];
116         m[2][1] = vup[2];
117
118         m[0][2] = vf[0];
119         m[1][2] = vf[1];
120         m[2][2] = vf[2];
121
122         memcpy( im, m, sizeof( im ) );
123
124         im[0][1] = m[1][0];
125         im[0][2] = m[2][0];
126         im[1][0] = m[0][1];
127         im[1][2] = m[2][1];
128         im[2][0] = m[0][2];
129         im[2][1] = m[1][2];
130
131         memset( zrot, 0, sizeof( zrot ) );
132         zrot[0][0] = zrot[1][1] = zrot[2][2] = 1.0F;
133
134         zrot[0][0] = cos( DEG2RAD( degrees ) );
135         zrot[0][1] = sin( DEG2RAD( degrees ) );
136         zrot[1][0] = -sin( DEG2RAD( degrees ) );
137         zrot[1][1] = cos( DEG2RAD( degrees ) );
138
139         R_ConcatRotations( m, zrot, tmpmat );
140         R_ConcatRotations( tmpmat, im, rot );
141
142         for ( i = 0; i < 3; i++ )
143         {
144                 dst[i] = rot[i][0] * point[0] + rot[i][1] * point[1] + rot[i][2] * point[2];
145         }
146 }
147
148 #ifdef _WIN32
149 #pragma optimize( "", on )
150 #endif
151
152 /*-----------------------------------------------------------------*/
153
154
155 float   anglemod(float a)
156 {
157 #if 0
158         if (a >= 0)
159                 a -= 360*(int)(a/360);
160         else
161                 a += 360*( 1 + (int)(-a/360) );
162 #endif
163         a = (360.0/65536) * ((int)(a*(65536/360.0)) & 65535);
164         return a;
165 }
166
167 int BoxOnPlaneSide0 (vec3_t emins, vec3_t emaxs, mplane_t *p) {return (((p->normal[0]*emaxs[0] + p->normal[1]*emaxs[1] + p->normal[2]*emaxs[2]) >= p->dist) | (((p->normal[0]*emins[0] + p->normal[1]*emins[1] + p->normal[2]*emins[2]) < p->dist) << 1));}
168 int BoxOnPlaneSide1 (vec3_t emins, vec3_t emaxs, mplane_t *p) {return (((p->normal[0]*emins[0] + p->normal[1]*emaxs[1] + p->normal[2]*emaxs[2]) >= p->dist) | (((p->normal[0]*emaxs[0] + p->normal[1]*emins[1] + p->normal[2]*emins[2]) < p->dist) << 1));}
169 int BoxOnPlaneSide2 (vec3_t emins, vec3_t emaxs, mplane_t *p) {return (((p->normal[0]*emaxs[0] + p->normal[1]*emins[1] + p->normal[2]*emaxs[2]) >= p->dist) | (((p->normal[0]*emins[0] + p->normal[1]*emaxs[1] + p->normal[2]*emins[2]) < p->dist) << 1));}
170 int BoxOnPlaneSide3 (vec3_t emins, vec3_t emaxs, mplane_t *p) {return (((p->normal[0]*emins[0] + p->normal[1]*emins[1] + p->normal[2]*emaxs[2]) >= p->dist) | (((p->normal[0]*emaxs[0] + p->normal[1]*emaxs[1] + p->normal[2]*emins[2]) < p->dist) << 1));}
171 int BoxOnPlaneSide4 (vec3_t emins, vec3_t emaxs, mplane_t *p) {return (((p->normal[0]*emaxs[0] + p->normal[1]*emaxs[1] + p->normal[2]*emins[2]) >= p->dist) | (((p->normal[0]*emins[0] + p->normal[1]*emins[1] + p->normal[2]*emaxs[2]) < p->dist) << 1));}
172 int BoxOnPlaneSide5 (vec3_t emins, vec3_t emaxs, mplane_t *p) {return (((p->normal[0]*emins[0] + p->normal[1]*emaxs[1] + p->normal[2]*emins[2]) >= p->dist) | (((p->normal[0]*emaxs[0] + p->normal[1]*emins[1] + p->normal[2]*emaxs[2]) < p->dist) << 1));}
173 int BoxOnPlaneSide6 (vec3_t emins, vec3_t emaxs, mplane_t *p) {return (((p->normal[0]*emaxs[0] + p->normal[1]*emins[1] + p->normal[2]*emins[2]) >= p->dist) | (((p->normal[0]*emins[0] + p->normal[1]*emaxs[1] + p->normal[2]*emaxs[2]) < p->dist) << 1));}
174 int BoxOnPlaneSide7 (vec3_t emins, vec3_t emaxs, mplane_t *p) {return (((p->normal[0]*emins[0] + p->normal[1]*emins[1] + p->normal[2]*emins[2]) >= p->dist) | (((p->normal[0]*emaxs[0] + p->normal[1]*emaxs[1] + p->normal[2]*emaxs[2]) < p->dist) << 1));}
175
176 void BoxOnPlaneSideClassify(mplane_t *p)
177 {
178         if (p->normal[2] < 0) // 4
179         {
180                 if (p->normal[1] < 0) // 2
181                 {
182                         if (p->normal[0] < 0) // 1
183                                 p->BoxOnPlaneSideFunc = BoxOnPlaneSide7;
184                         else
185                                 p->BoxOnPlaneSideFunc = BoxOnPlaneSide6;
186                 }
187                 else
188                 {
189                         if (p->normal[0] < 0) // 1
190                                 p->BoxOnPlaneSideFunc = BoxOnPlaneSide5;
191                         else
192                                 p->BoxOnPlaneSideFunc = BoxOnPlaneSide4;
193                 }
194         }
195         else
196         {
197                 if (p->normal[1] < 0) // 2
198                 {
199                         if (p->normal[0] < 0) // 1
200                                 p->BoxOnPlaneSideFunc = BoxOnPlaneSide3;
201                         else
202                                 p->BoxOnPlaneSideFunc = BoxOnPlaneSide2;
203                 }
204                 else
205                 {
206                         if (p->normal[0] < 0) // 1
207                                 p->BoxOnPlaneSideFunc = BoxOnPlaneSide1;
208                         else
209                                 p->BoxOnPlaneSideFunc = BoxOnPlaneSide0;
210                 }
211         }
212 }
213
214 void AngleVectors (vec3_t angles, vec3_t forward, vec3_t right, vec3_t up)
215 {
216         float           angle;
217         float           sr, sp, sy, cr, cp, cy;
218         
219         angle = angles[YAW] * (M_PI*2 / 360);
220         sy = sin(angle);
221         cy = cos(angle);
222         angle = angles[PITCH] * (M_PI*2 / 360);
223         sp = sin(angle);
224         cp = cos(angle);
225         angle = angles[ROLL] * (M_PI*2 / 360);
226         sr = sin(angle);
227         cr = cos(angle);
228
229         forward[0] = cp*cy;
230         forward[1] = cp*sy;
231         forward[2] = -sp;
232         right[0] = (-1*sr*sp*cy+-1*cr*-sy);
233         right[1] = (-1*sr*sp*sy+-1*cr*cy);
234         right[2] = -1*sr*cp;
235         up[0] = (cr*sp*cy+-sr*-sy);
236         up[1] = (cr*sp*sy+-sr*cy);
237         up[2] = cr*cp;
238 }
239
240 int VectorCompare (vec3_t v1, vec3_t v2)
241 {
242         int             i;
243         
244         for (i=0 ; i<3 ; i++)
245                 if (v1[i] != v2[i])
246                         return 0;
247                         
248         return 1;
249 }
250
251 void VectorMA (vec3_t veca, float scale, vec3_t vecb, vec3_t vecc)
252 {
253         vecc[0] = veca[0] + scale*vecb[0];
254         vecc[1] = veca[1] + scale*vecb[1];
255         vecc[2] = veca[2] + scale*vecb[2];
256 }
257
258
259 vec_t _DotProduct (vec3_t v1, vec3_t v2)
260 {
261         return v1[0]*v2[0] + v1[1]*v2[1] + v1[2]*v2[2];
262 }
263
264 void _VectorSubtract (vec3_t veca, vec3_t vecb, vec3_t out)
265 {
266         out[0] = veca[0]-vecb[0];
267         out[1] = veca[1]-vecb[1];
268         out[2] = veca[2]-vecb[2];
269 }
270
271 void _VectorAdd (vec3_t veca, vec3_t vecb, vec3_t out)
272 {
273         out[0] = veca[0]+vecb[0];
274         out[1] = veca[1]+vecb[1];
275         out[2] = veca[2]+vecb[2];
276 }
277
278 void _VectorCopy (vec3_t in, vec3_t out)
279 {
280         out[0] = in[0];
281         out[1] = in[1];
282         out[2] = in[2];
283 }
284
285 // LordHavoc: changed CrossProduct to a #define
286 /*
287 void CrossProduct (vec3_t v1, vec3_t v2, vec3_t cross)
288 {
289         cross[0] = v1[1]*v2[2] - v1[2]*v2[1];
290         cross[1] = v1[2]*v2[0] - v1[0]*v2[2];
291         cross[2] = v1[0]*v2[1] - v1[1]*v2[0];
292 }
293 */
294
295 double sqrt(double x);
296
297 vec_t Length(vec3_t v)
298 {
299         int             i;
300         float   length;
301         
302         length = 0;
303         for (i=0 ; i< 3 ; i++)
304                 length += v[i]*v[i];
305         length = sqrt (length);         // FIXME
306
307         return length;
308 }
309
310 // LordHavoc: renamed these to Length, and made the normal ones #define
311 float VectorNormalizeLength (vec3_t v)
312 {
313         float   length, ilength;
314
315         length = v[0]*v[0] + v[1]*v[1] + v[2]*v[2];
316         length = sqrt (length);         // FIXME
317
318         if (length)
319         {
320                 ilength = 1/length;
321                 v[0] *= ilength;
322                 v[1] *= ilength;
323                 v[2] *= ilength;
324         }
325                 
326         return length;
327
328 }
329
330 float VectorNormalizeLength2 (vec3_t v, vec3_t dest) // LordHavoc: added to allow copying while doing the calculation...
331 {
332         float   length, ilength;
333
334         length = v[0]*v[0] + v[1]*v[1] + v[2]*v[2];
335         length = sqrt (length);         // FIXME
336
337         if (length)
338         {
339                 ilength = 1/length;
340                 dest[0] = v[0] * ilength;
341                 dest[1] = v[1] * ilength;
342                 dest[2] = v[2] * ilength;
343         }
344         else
345                 dest[0] = dest[1] = dest[2] = 0;
346                 
347         return length;
348
349 }
350
351 void VectorInverse (vec3_t v)
352 {
353         v[0] = -v[0];
354         v[1] = -v[1];
355         v[2] = -v[2];
356 }
357
358 void VectorScale (vec3_t in, vec_t scale, vec3_t out)
359 {
360         out[0] = in[0]*scale;
361         out[1] = in[1]*scale;
362         out[2] = in[2]*scale;
363 }
364
365
366 int Q_log2(int val)
367 {
368         int answer=0;
369         while (val>>=1)
370                 answer++;
371         return answer;
372 }
373
374
375 /*
376 ================
377 R_ConcatRotations
378 ================
379 */
380 void R_ConcatRotations (float in1[3][3], float in2[3][3], float out[3][3])
381 {
382         out[0][0] = in1[0][0] * in2[0][0] + in1[0][1] * in2[1][0] + in1[0][2] * in2[2][0];
383         out[0][1] = in1[0][0] * in2[0][1] + in1[0][1] * in2[1][1] + in1[0][2] * in2[2][1];
384         out[0][2] = in1[0][0] * in2[0][2] + in1[0][1] * in2[1][2] + in1[0][2] * in2[2][2];
385         out[1][0] = in1[1][0] * in2[0][0] + in1[1][1] * in2[1][0] + in1[1][2] * in2[2][0];
386         out[1][1] = in1[1][0] * in2[0][1] + in1[1][1] * in2[1][1] + in1[1][2] * in2[2][1];
387         out[1][2] = in1[1][0] * in2[0][2] + in1[1][1] * in2[1][2] + in1[1][2] * in2[2][2];
388         out[2][0] = in1[2][0] * in2[0][0] + in1[2][1] * in2[1][0] + in1[2][2] * in2[2][0];
389         out[2][1] = in1[2][0] * in2[0][1] + in1[2][1] * in2[1][1] + in1[2][2] * in2[2][1];
390         out[2][2] = in1[2][0] * in2[0][2] + in1[2][1] * in2[1][2] + in1[2][2] * in2[2][2];
391 }
392
393
394 /*
395 ================
396 R_ConcatTransforms
397 ================
398 */
399 void R_ConcatTransforms (float in1[3][4], float in2[3][4], float out[3][4])
400 {
401         out[0][0] = in1[0][0] * in2[0][0] + in1[0][1] * in2[1][0] + in1[0][2] * in2[2][0];
402         out[0][1] = in1[0][0] * in2[0][1] + in1[0][1] * in2[1][1] + in1[0][2] * in2[2][1];
403         out[0][2] = in1[0][0] * in2[0][2] + in1[0][1] * in2[1][2] + in1[0][2] * in2[2][2];
404         out[0][3] = in1[0][0] * in2[0][3] + in1[0][1] * in2[1][3] + in1[0][2] * in2[2][3] + in1[0][3];
405         out[1][0] = in1[1][0] * in2[0][0] + in1[1][1] * in2[1][0] + in1[1][2] * in2[2][0];
406         out[1][1] = in1[1][0] * in2[0][1] + in1[1][1] * in2[1][1] + in1[1][2] * in2[2][1];
407         out[1][2] = in1[1][0] * in2[0][2] + in1[1][1] * in2[1][2] + in1[1][2] * in2[2][2];
408         out[1][3] = in1[1][0] * in2[0][3] + in1[1][1] * in2[1][3] + in1[1][2] * in2[2][3] + in1[1][3];
409         out[2][0] = in1[2][0] * in2[0][0] + in1[2][1] * in2[1][0] + in1[2][2] * in2[2][0];
410         out[2][1] = in1[2][0] * in2[0][1] + in1[2][1] * in2[1][1] + in1[2][2] * in2[2][1];
411         out[2][2] = in1[2][0] * in2[0][2] + in1[2][1] * in2[1][2] + in1[2][2] * in2[2][2];
412         out[2][3] = in1[2][0] * in2[0][3] + in1[2][1] * in2[1][3] + in1[2][2] * in2[2][3] + in1[2][3];
413 }
414
415
416 /*
417 ===================
418 FloorDivMod
419
420 Returns mathematically correct (floor-based) quotient and remainder for
421 numer and denom, both of which should contain no fractional part. The
422 quotient must fit in 32 bits.
423 ====================
424 */
425
426 void FloorDivMod (double numer, double denom, int *quotient,
427                 int *rem)
428 {
429         int             q, r;
430         double  x;
431
432 #ifndef PARANOID
433         if (denom <= 0.0)
434                 Sys_Error ("FloorDivMod: bad denominator %d\n", denom);
435
436 //      if ((floor(numer) != numer) || (floor(denom) != denom))
437 //              Sys_Error ("FloorDivMod: non-integer numer or denom %f %f\n",
438 //                              numer, denom);
439 #endif
440
441         if (numer >= 0.0)
442         {
443
444                 x = floor(numer / denom);
445                 q = (int)x;
446                 r = (int)floor(numer - (x * denom));
447         }
448         else
449         {
450         //
451         // perform operations with positive values, and fix mod to make floor-based
452         //
453                 x = floor(-numer / denom);
454                 q = -(int)x;
455                 r = (int)floor(-numer - (x * denom));
456                 if (r != 0)
457                 {
458                         q--;
459                         r = (int)denom - r;
460                 }
461         }
462
463         *quotient = q;
464         *rem = r;
465 }
466
467
468 /*
469 ===================
470 GreatestCommonDivisor
471 ====================
472 */
473 int GreatestCommonDivisor (int i1, int i2)
474 {
475         if (i1 > i2)
476         {
477                 if (i2 == 0)
478                         return (i1);
479                 return GreatestCommonDivisor (i2, i1 % i2);
480         }
481         else
482         {
483                 if (i1 == 0)
484                         return (i2);
485                 return GreatestCommonDivisor (i1, i2 % i1);
486         }
487 }