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| 2 | // Cforall Version 1.0.0 Copyright (C) 2021 University of Waterloo | 
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| 4 | // The contents of this file are covered under the licence agreement in the | 
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| 5 | // file "LICENCE" distributed with Cforall. | 
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| 6 | // | 
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| 7 | // io/types.hfa -- | 
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| 9 | // Author           : Dimitry Kobets | 
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| 10 | // Created On       : | 
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| 11 | // Last Modified By : | 
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| 12 | // Last Modified On : | 
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| 13 | // Update Count     : | 
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| 16 | #pragma once | 
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| 17 |  | 
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| 18 | #include <iostream.hfa> | 
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| 19 | #include "vec.hfa" | 
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| 20 |  | 
|---|
| 21 | forall (T) { | 
|---|
| 22 | struct vec4 { | 
|---|
| 23 | T x, y, z, w; | 
|---|
| 24 | }; | 
|---|
| 25 | } | 
|---|
| 26 |  | 
|---|
| 27 | forall (T) { | 
|---|
| 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 |  | 
|---|
| 57 | // - | 
|---|
| 58 | forall(| subtract(T)) { | 
|---|
| 59 | vec4(T) ?-?(vec4(T) u, vec4(T) v) { | 
|---|
| 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 | } | 
|---|
| 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 | // + | 
|---|
| 88 | forall(| add(T)) { | 
|---|
| 89 | vec4(T) ?+?(vec4(T) u, vec4(T) v) { | 
|---|
| 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 |  | 
|---|
| 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 | // * | 
|---|
| 114 | forall(| multiply(T)) { | 
|---|
| 115 | vec4(T) ?*?(vec4(T) v, T scalar) with (v) { | 
|---|
| 116 | return [x * scalar, y * scalar, z * scalar, w * scalar]; | 
|---|
| 117 | } | 
|---|
| 118 | vec4(T) ?*?(T scalar, vec4(T) v) { | 
|---|
| 119 | return v * scalar; | 
|---|
| 120 | } | 
|---|
| 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 | } | 
|---|
| 124 | vec4(T)& ?*=?(vec4(T)& v, T scalar) { | 
|---|
| 125 | v = v * scalar; | 
|---|
| 126 | return v; | 
|---|
| 127 | } | 
|---|
| 128 | vec4(T)& ?*=?(vec4(T)& u, vec4(T) v) { | 
|---|
| 129 | u = u * v; | 
|---|
| 130 | return u; | 
|---|
| 131 | } | 
|---|
| 132 | } | 
|---|
| 133 |  | 
|---|
| 134 | // / | 
|---|
| 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 | } | 
|---|
| 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 | } | 
|---|
| 142 | vec4(T)& ?/=?(vec4(T)& v, T scalar) { | 
|---|
| 143 | v = v / scalar; | 
|---|
| 144 | return v; | 
|---|
| 145 | } | 
|---|
| 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]; | 
|---|
| 264 | } | 
|---|
| 265 |  | 
|---|
| 266 | // relational | 
|---|
| 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 |  | 
|---|
| 285 | forall(ostype &, T | writeable(T, ostype)) { | 
|---|
| 286 | ostype & ?|?(ostype & os, vec4(T) v) with (v) { | 
|---|
| 287 | return os | '<' | x | ',' | y | ',' | z | ',' | w | '>'; | 
|---|
| 288 | } | 
|---|
| 289 | OSTYPE_VOID_IMPL( vec4(T) ) | 
|---|
| 290 | } | 
|---|
| 291 |  | 
|---|