| [eef8dfb] | 1 | // | 
|---|
|  | 2 | // Cforall Version 1.0.0 Copyright (C) 2021 University of Waterloo | 
|---|
|  | 3 | // | 
|---|
|  | 4 | // The contents of this file are covered under the licence agreement in the | 
|---|
|  | 5 | // file "LICENCE" distributed with Cforall. | 
|---|
|  | 6 | // | 
|---|
|  | 7 | // io/types.hfa -- | 
|---|
|  | 8 | // | 
|---|
|  | 9 | // Author           : Dimitry Kobets | 
|---|
|  | 10 | // Created On       : | 
|---|
|  | 11 | // Last Modified By : | 
|---|
|  | 12 | // Last Modified On : | 
|---|
|  | 13 | // Update Count     : | 
|---|
|  | 14 | // | 
|---|
|  | 15 |  | 
|---|
| [746157e] | 16 | #pragma once | 
|---|
|  | 17 |  | 
|---|
|  | 18 | #include <iostream.hfa> | 
|---|
|  | 19 | #include "vec.hfa" | 
|---|
|  | 20 |  | 
|---|
| [fd54fef] | 21 | forall (T) { | 
|---|
| [746157e] | 22 | struct vec4 { | 
|---|
|  | 23 | T x, y, z, w; | 
|---|
|  | 24 | }; | 
|---|
|  | 25 | } | 
|---|
|  | 26 |  | 
|---|
| [fd54fef] | 27 | forall (T) { | 
|---|
| [746157e] | 28 | static inline { | 
|---|
|  | 29 |  | 
|---|
|  | 30 | void ?{}(vec4(T)& v, T x, T y, T z, T w) { | 
|---|
|  | 31 | v.[x, y, z, w] = [x, y, z, w]; | 
|---|
|  | 32 | } | 
|---|
|  | 33 |  | 
|---|
|  | 34 | forall(| zero_assign(T)) | 
|---|
|  | 35 | void ?{}(vec4(T)& vec, zero_t) with (vec) { | 
|---|
|  | 36 | x = y = z = w = 0; | 
|---|
|  | 37 | } | 
|---|
|  | 38 |  | 
|---|
|  | 39 | void ?{}(vec4(T)& vec, T val) with (vec) { | 
|---|
|  | 40 | x = y = z = w = val; | 
|---|
|  | 41 | } | 
|---|
|  | 42 |  | 
|---|
|  | 43 | void ?{}(vec4(T)& vec, vec4(T) other) with (vec) { | 
|---|
|  | 44 | [x,y,z,w] = other.[x,y,z,w]; | 
|---|
|  | 45 | } | 
|---|
|  | 46 |  | 
|---|
|  | 47 | void ?=?(vec4(T)& vec, vec4(T) other) with (vec) { | 
|---|
|  | 48 | [x,y,z,w] = other.[x,y,z,w]; | 
|---|
|  | 49 | } | 
|---|
|  | 50 | forall(| zero_assign(T)) | 
|---|
|  | 51 | void ?=?(vec4(T)& vec, zero_t) with (vec) { | 
|---|
|  | 52 | x = y = z = w = 0; | 
|---|
|  | 53 | } | 
|---|
|  | 54 |  | 
|---|
|  | 55 | // Primitive mathematical operations | 
|---|
|  | 56 |  | 
|---|
| [94df8de] | 57 | // - | 
|---|
| [746157e] | 58 | forall(| subtract(T)) { | 
|---|
| [250dbae] | 59 | vec4(T) ?-?(vec4(T) u, vec4(T) v) { | 
|---|
| [746157e] | 60 | return [u.x - v.x, u.y - v.y, u.z - v.z, u.w - v.w]; | 
|---|
|  | 61 | } | 
|---|
|  | 62 | vec4(T)& ?-=?(vec4(T)& u, vec4(T) v) { | 
|---|
|  | 63 | u = u - v; | 
|---|
|  | 64 | return u; | 
|---|
|  | 65 | } | 
|---|
|  | 66 | } | 
|---|
|  | 67 | forall(| negate(T)) { | 
|---|
|  | 68 | vec4(T) -?(vec4(T) v) with (v) { | 
|---|
|  | 69 | return [-x, -y, -z, -w]; | 
|---|
|  | 70 | } | 
|---|
|  | 71 | } | 
|---|
| [94df8de] | 72 | forall(| { T --?(T&); }) { | 
|---|
|  | 73 | vec4(T)& --?(vec4(T)& v) { | 
|---|
|  | 74 | --v.x; | 
|---|
|  | 75 | --v.y; | 
|---|
|  | 76 | --v.z; | 
|---|
|  | 77 | --v.w; | 
|---|
|  | 78 | return v; | 
|---|
|  | 79 | } | 
|---|
|  | 80 | vec4(T) ?--(vec4(T)& v) { | 
|---|
|  | 81 | vec4(T) copy = v; | 
|---|
|  | 82 | --v; | 
|---|
|  | 83 | return copy; | 
|---|
|  | 84 | } | 
|---|
|  | 85 | } | 
|---|
|  | 86 |  | 
|---|
|  | 87 | // + | 
|---|
| [746157e] | 88 | forall(| add(T)) { | 
|---|
| [94df8de] | 89 | vec4(T) ?+?(vec4(T) u, vec4(T) v) { | 
|---|
| [746157e] | 90 | return [u.x + v.x, u.y + v.y, u.z + v.z, u.w + v.w]; | 
|---|
|  | 91 | } | 
|---|
|  | 92 | vec4(T)& ?+=?(vec4(T)& u, vec4(T) v) { | 
|---|
|  | 93 | u = u + v; | 
|---|
|  | 94 | return u; | 
|---|
|  | 95 | } | 
|---|
|  | 96 | } | 
|---|
|  | 97 |  | 
|---|
| [94df8de] | 98 | forall(| { T ++?(T&); }) { | 
|---|
|  | 99 | vec4(T)& ++?(vec4(T)& v) { | 
|---|
|  | 100 | ++v.x; | 
|---|
|  | 101 | ++v.y; | 
|---|
|  | 102 | ++v.z; | 
|---|
|  | 103 | ++v.w; | 
|---|
|  | 104 | return v; | 
|---|
|  | 105 | } | 
|---|
|  | 106 | vec4(T) ?++(vec4(T)& v) { | 
|---|
|  | 107 | vec4(T) copy = v; | 
|---|
|  | 108 | ++v; | 
|---|
|  | 109 | return copy; | 
|---|
|  | 110 | } | 
|---|
|  | 111 | } | 
|---|
|  | 112 |  | 
|---|
|  | 113 | // * | 
|---|
| [746157e] | 114 | forall(| multiply(T)) { | 
|---|
| [250dbae] | 115 | vec4(T) ?*?(vec4(T) v, T scalar) with (v) { | 
|---|
| [746157e] | 116 | return [x * scalar, y * scalar, z * scalar, w * scalar]; | 
|---|
|  | 117 | } | 
|---|
| [250dbae] | 118 | vec4(T) ?*?(T scalar, vec4(T) v) { | 
|---|
| [746157e] | 119 | return v * scalar; | 
|---|
|  | 120 | } | 
|---|
| [94df8de] | 121 | vec4(T) ?*?(vec4(T) u, vec4(T) v) { | 
|---|
|  | 122 | return [u.x * v.x, u.y * v.y, u.z * v.z, u.w * v.w]; | 
|---|
|  | 123 | } | 
|---|
| [746157e] | 124 | vec4(T)& ?*=?(vec4(T)& v, T scalar) { | 
|---|
|  | 125 | v = v * scalar; | 
|---|
|  | 126 | return v; | 
|---|
|  | 127 | } | 
|---|
| [94df8de] | 128 | vec4(T)& ?*=?(vec4(T)& u, vec4(T) v) { | 
|---|
|  | 129 | u = u * v; | 
|---|
|  | 130 | return u; | 
|---|
|  | 131 | } | 
|---|
| [746157e] | 132 | } | 
|---|
|  | 133 |  | 
|---|
| [250dbae] | 134 | // / | 
|---|
| [746157e] | 135 | forall(| divide(T)) { | 
|---|
|  | 136 | vec4(T) ?/?(vec4(T) v, T scalar) with (v) { | 
|---|
|  | 137 | return [x / scalar, y / scalar, z / scalar, w / scalar]; | 
|---|
|  | 138 | } | 
|---|
| [94df8de] | 139 | vec4(T) ?/?(vec4(T) u, vec4(T) v) { | 
|---|
|  | 140 | return [u.x / v.x, u.y / v.y, u.z / v.z, u.w / v.w]; | 
|---|
|  | 141 | } | 
|---|
| [250dbae] | 142 | vec4(T)& ?/=?(vec4(T)& v, T scalar) { | 
|---|
| [746157e] | 143 | v = v / scalar; | 
|---|
|  | 144 | return v; | 
|---|
|  | 145 | } | 
|---|
| [94df8de] | 146 | vec4(T)& ?/=?(vec4(T)& u, vec4(T) v) { | 
|---|
|  | 147 | u = u / v; | 
|---|
|  | 148 | return u; | 
|---|
|  | 149 | } | 
|---|
|  | 150 | } | 
|---|
|  | 151 |  | 
|---|
|  | 152 | // % | 
|---|
|  | 153 | forall(| { T ?%?(T,T); }) { | 
|---|
|  | 154 | vec4(T) ?%?(vec4(T) v, T scalar) with (v) { | 
|---|
|  | 155 | return [x % scalar, y % scalar, z % scalar, w % scalar]; | 
|---|
|  | 156 | } | 
|---|
|  | 157 | vec4(T)& ?%=?(vec4(T)& u, T scalar) { | 
|---|
|  | 158 | u = u % scalar; | 
|---|
|  | 159 | return u; | 
|---|
|  | 160 | } | 
|---|
|  | 161 | vec4(T) ?%?(vec4(T) u, vec4(T) v) { | 
|---|
|  | 162 | return [u.x % v.x, u.y % v.y, u.z % v.z, u.w % v.w]; | 
|---|
|  | 163 | } | 
|---|
|  | 164 | vec4(T)& ?%=?(vec4(T)& u, vec4(T) v) { | 
|---|
|  | 165 | u = u % v; | 
|---|
|  | 166 | return u; | 
|---|
|  | 167 | } | 
|---|
|  | 168 | } | 
|---|
|  | 169 |  | 
|---|
|  | 170 | // & | 
|---|
|  | 171 | forall(| { T ?&?(T,T); }) { | 
|---|
|  | 172 | vec4(T) ?&?(vec4(T) v, T scalar) with (v) { | 
|---|
|  | 173 | return [x & scalar, y & scalar, z & scalar, w & scalar]; | 
|---|
|  | 174 | } | 
|---|
|  | 175 | vec4(T)& ?&=?(vec4(T)& u, T scalar) { | 
|---|
|  | 176 | u = u & scalar; | 
|---|
|  | 177 | return u; | 
|---|
|  | 178 | } | 
|---|
|  | 179 | vec4(T) ?&?(vec4(T) u, vec4(T) v) { | 
|---|
|  | 180 | return [u.x & v.x, u.y & v.y, u.z & v.z, u.w & v.w]; | 
|---|
|  | 181 | } | 
|---|
|  | 182 | vec4(T)& ?&=?(vec4(T)& u, vec4(T) v) { | 
|---|
|  | 183 | u = u & v; | 
|---|
|  | 184 | return u; | 
|---|
|  | 185 | } | 
|---|
|  | 186 | } | 
|---|
|  | 187 |  | 
|---|
|  | 188 | // | | 
|---|
|  | 189 | forall(| { T ?|?(T,T); }) { | 
|---|
|  | 190 | vec4(T) ?|?(vec4(T) v, T scalar) with (v) { | 
|---|
|  | 191 | return [x | scalar, y | scalar, z | scalar, w | scalar]; | 
|---|
|  | 192 | } | 
|---|
|  | 193 | vec4(T)& ?|=?(vec4(T)& u, T scalar) { | 
|---|
|  | 194 | u = u | scalar; | 
|---|
|  | 195 | return u; | 
|---|
|  | 196 | } | 
|---|
|  | 197 | vec4(T) ?|?(vec4(T) u, vec4(T) v) { | 
|---|
|  | 198 | return [u.x | v.x, u.y | v.y, u.z | v.z, u.w | v.w]; | 
|---|
|  | 199 | } | 
|---|
|  | 200 | vec4(T)& ?|=?(vec4(T)& u, vec4(T) v) { | 
|---|
|  | 201 | u = u | v; | 
|---|
|  | 202 | return u; | 
|---|
|  | 203 | } | 
|---|
|  | 204 | } | 
|---|
|  | 205 |  | 
|---|
|  | 206 | // ^ | 
|---|
|  | 207 | forall(| { T ?^?(T,T); }) { | 
|---|
|  | 208 | vec4(T) ?^?(vec4(T) v, T scalar) with (v) { | 
|---|
|  | 209 | return [x ^ scalar, y ^ scalar, z ^ scalar, w ^ scalar]; | 
|---|
|  | 210 | } | 
|---|
|  | 211 | vec4(T)& ?^=?(vec4(T)& u, T scalar) { | 
|---|
|  | 212 | u = u ^ scalar; | 
|---|
|  | 213 | return u; | 
|---|
|  | 214 | } | 
|---|
|  | 215 | vec4(T) ?^?(vec4(T) u, vec4(T) v) { | 
|---|
|  | 216 | return [u.x ^ v.x, u.y ^ v.y, u.z ^ v.z, u.w ^ v.w]; | 
|---|
|  | 217 | } | 
|---|
|  | 218 | vec4(T)& ?^=?(vec4(T)& u, vec4(T) v) { | 
|---|
|  | 219 | u = u ^ v; | 
|---|
|  | 220 | return u; | 
|---|
|  | 221 | } | 
|---|
|  | 222 | } | 
|---|
|  | 223 |  | 
|---|
|  | 224 | // << | 
|---|
|  | 225 | forall(| { T ?<<?(T,T); }) { | 
|---|
|  | 226 | vec4(T) ?<<?(vec4(T) v, T scalar) with (v) { | 
|---|
|  | 227 | return [x << scalar, y << scalar, z << scalar, w << scalar]; | 
|---|
|  | 228 | } | 
|---|
|  | 229 | vec4(T)& ?<<=?(vec4(T)& u, T scalar) { | 
|---|
|  | 230 | u = u << scalar; | 
|---|
|  | 231 | return u; | 
|---|
|  | 232 | } | 
|---|
|  | 233 | vec4(T) ?<<?(vec4(T) u, vec4(T) v) { | 
|---|
|  | 234 | return [u.x << v.x, u.y << v.y, u.z << v.z, u.w << v.w]; | 
|---|
|  | 235 | } | 
|---|
|  | 236 | vec4(T)& ?<<=?(vec4(T)& u, vec4(T) v) { | 
|---|
|  | 237 | u = u << v; | 
|---|
|  | 238 | return u; | 
|---|
|  | 239 | } | 
|---|
|  | 240 | } | 
|---|
|  | 241 |  | 
|---|
|  | 242 | // >> | 
|---|
|  | 243 | forall(| { T ?>>?(T,T); }) { | 
|---|
|  | 244 | vec4(T) ?>>?(vec4(T) v, T scalar) with (v) { | 
|---|
|  | 245 | return [x >> scalar, y >> scalar, z >> scalar, w >> scalar]; | 
|---|
|  | 246 | } | 
|---|
|  | 247 | vec4(T)& ?>>=?(vec4(T)& u, T scalar) { | 
|---|
|  | 248 | u = u >> scalar; | 
|---|
|  | 249 | return u; | 
|---|
|  | 250 | } | 
|---|
|  | 251 | vec4(T) ?>>?(vec4(T) u, vec4(T) v) { | 
|---|
|  | 252 | return [u.x >> v.x, u.y >> v.y, u.z >> v.z, u.w >> v.w]; | 
|---|
|  | 253 | } | 
|---|
|  | 254 | vec4(T)& ?>>=?(vec4(T)& u, vec4(T) v) { | 
|---|
|  | 255 | u = u >> v; | 
|---|
|  | 256 | return u; | 
|---|
|  | 257 | } | 
|---|
|  | 258 | } | 
|---|
|  | 259 |  | 
|---|
|  | 260 | // ~ | 
|---|
|  | 261 | forall(| { T ~?(T); }) | 
|---|
|  | 262 | vec4(T) ~?(vec4(T) v) with (v) { | 
|---|
|  | 263 | return [~x, ~y, ~z, ~w]; | 
|---|
| [746157e] | 264 | } | 
|---|
|  | 265 |  | 
|---|
| [250dbae] | 266 | // relational | 
|---|
| [746157e] | 267 | forall(| equality(T)) { | 
|---|
|  | 268 | bool ?==?(vec4(T) u, vec4(T) v) with (u) { | 
|---|
|  | 269 | return x == v.x && y == v.y && z == v.z && w == v.w; | 
|---|
|  | 270 | } | 
|---|
|  | 271 | bool ?!=?(vec4(T) u, vec4(T) v) { | 
|---|
|  | 272 | return !(u == v); | 
|---|
|  | 273 | } | 
|---|
|  | 274 | } | 
|---|
|  | 275 |  | 
|---|
|  | 276 | // Geometric functions | 
|---|
|  | 277 | forall(| add(T) | multiply(T)) | 
|---|
|  | 278 | T dot(vec4(T) u, vec4(T) v) { | 
|---|
|  | 279 | return u.x * v.x + u.y * v.y + u.z * v.z + u.w * v.w; | 
|---|
|  | 280 | } | 
|---|
|  | 281 |  | 
|---|
|  | 282 | } // static inline | 
|---|
|  | 283 | } | 
|---|
|  | 284 |  | 
|---|
| [fd54fef] | 285 | forall(ostype &, T | writeable(T, ostype)) { | 
|---|
| [746157e] | 286 | ostype & ?|?(ostype & os, vec4(T) v) with (v) { | 
|---|
|  | 287 | return os | '<' | x | ',' | y | ',' | z | ',' | w | '>'; | 
|---|
|  | 288 | } | 
|---|
|  | 289 | void ?|?(ostype & os, vec4(T) v ) with (v) { | 
|---|
|  | 290 | (ostype &)(os | v); ends(os); | 
|---|
|  | 291 | } | 
|---|
|  | 292 | } | 
|---|
|  | 293 |  | 
|---|