mandelsim.c

   1 #include <stdio.h>
   2 #include <SDL/SDL.h>
   3
   4 #define XRES 640
   5 #define YRES 480
   6 #define MAX_ITER 66
   7 #define MAXNUM 0x8000
   8
   9 /* be sure to change the number of bits in the multiplier when doing this
  10  * bits > 14 need extension of num_t to unsigned int */
  11 #define BITS 14
  12 #define BAIL (1 << (BITS + 1))
  13 #define BAIL_A (1 << BITS)
  14
  15 SDL_Surface *screen;
  16 typedef unsigned short num_t;
  17
  18 typedef struct {
  19         num_t mag;
  20         num_t sig;
  21 } sigmag_t;
  22
  23 typedef struct {
  24         sigmag_t r;
  25         sigmag_t i;
  26 } cplx_t;
  27
  28 static inline cplx_t convert(num_t x, num_t y)
  29 {
  30         sigmag_t r, i;
  31         r.mag = x > MAXNUM ? -x : x;
  32         r.sig = x > MAXNUM ? 1 : 0;
  33         i.mag = y > MAXNUM ? -y : y;
  34         i.sig = y > MAXNUM ? 1 : 0;
  35         cplx_t res = {r, i};
  36 //      printf("convert: output: x = %d, y = %d\n", res.r.mag, res.i.mag);
  37         return res;
  38 }
  39
  40 static inline sigmag_t mul(sigmag_t x, sigmag_t y)
  41 {
  42         num_t xm = x.mag;
  43         num_t ym = y.mag;
  44         num_t mag =
  45                     (ym & 0x2000 ? xm       : 0) +
  46                     (ym & 0x1000 ? xm >> 1  : 0) +
  47                     (ym & 0x0800 ? xm >> 2  : 0) +
  48                     (ym & 0x0400 ? xm >> 3  : 0) +
  49                     (ym & 0x0200 ? xm >> 4  : 0) +
  50                     (ym & 0x0100 ? xm >> 5  : 0) +
  51                     (ym & 0x0080 ? xm >> 6  : 0) +
  52                     (ym & 0x0040 ? xm >> 7  : 0) +
  53                     (ym & 0x0020 ? xm >> 8  : 0) +
  54                     (ym & 0x0010 ? xm >> 9  : 0) +
  55                     (ym & 0x0008 ? xm >> 10 : 0) +
  56                     (ym & 0x0004 ? xm >> 11 : 0) +
  57                     (ym & 0x0002 ? xm >> 12 : 0) +
  58                     (ym & 0x0001 ? xm >> 13 : 0);
  59
  60         num_t sig = x.sig ^ y.sig;
  61         sigmag_t res = {mag, sig};
  62         return res;
  63 }
  64
  65 static inline unsigned int calc_piqsl(num_t x, num_t y)
  66 {
  67 //      printf("calc_piqsl: x = %d, y = %d ############################ \n", x, y);
  68         unsigned int i;
  69         cplx_t c = convert(x, y);
  70         cplx_t z = c;
  71 //      printf("xmag = %d, xsig = %d, ymag = %d, ysig = %d\n", c.r.mag, c.r.sig, c.i.mag, c.i.sig);
  72         for(i = 0; i < MAX_ITER; i++) {
  73                 sigmag_t r2 = mul(z.r, z.r);
  74                 sigmag_t i2 = mul(z.i, z.i);
  75                 sigmag_t ri = mul(z.r, z.i);
  76 //              printf("r2mag: %d  i2mag: %d  i: %d\n", r2.mag, i2.mag, i);
  77                 if((r2.mag + i2.mag) & BAIL || z.r.mag & BAIL   || z.i.mag & BAIL
  78                                             || z.r.mag & BAIL_A || z.i.mag & BAIL_A) {
  79                         break;
  80                 }
  81                 num_t rmag = r2.mag - i2.mag + (c.r.sig ? -c.r.mag : c.r.mag);
  82                 num_t imag = (ri.sig ? -ri.mag << 1 : ri.mag << 1) + (c.i.sig ? -c.i.mag : c.i.mag);
  83                 z = convert(rmag, imag);
  84         }
  85
  86 //      printf("bailed at %d\n", i);
  87         return (i == MAX_ITER ? 0 : i);
  88 }
  89
  90 void run_mandel()
  91 {
  92         num_t i, j;
  93         int dick = 160;
  94         int zoom = 4;
  95         unsigned int res, *p;
  96
  97         SDL_LockSurface(screen);
  98         p = screen->pixels;
  99
 100         for(i = 0; i < XRES; i++) {
 101                 for(j = 0; j <3 *dick; j++) {
 102                         res = calc_piqsl((i - XRES/2) << zoom, (j - YRES/2) << zoom);
 103                         res = res == 0 ? 0 : MAX_ITER - res - 3;
 104                         p[i+j*XRES] = ((res & 0x1) << 23) | ((res & 0x8)  << 18) | ((res & 0x40) << 13) |
 105                                       ((res & 0x2) << 14) | ((res & 0x10) <<  9) | ((res & 0x80) << 4) |
 106                                       ((res & 0x4) <<  5) | ((res & 0x20));
 107
 108                 }
 109         }
 110
 111         SDL_UnlockSurface(screen);
 112         SDL_Flip(screen);
 113 }
 114
 115 int main()
 116 {
 117         SDL_Event ev;
 118         screen = NULL;
 119         if(SDL_Init(SDL_INIT_VIDEO) < 0) {
 120                 printf("Video init failed.\n");
 121                 return 1;
 122         }
 123
 124         screen = SDL_SetVideoMode(XRES, YRES, 32, SDL_SWSURFACE);
 125         if(!screen) {
 126                 printf("Screen init failed.\n");
 127                 return 1;
 128         }
 129         atexit(SDL_Quit);
 130
 131         run_mandel();
 132         while(SDL_WaitEvent(&ev)) {
 133                 switch(ev.type) {
 134                 case SDL_QUIT: exit(0);
 135                 default: break;
 136                 }
 137         }
 138
 139         return 0;
 140 }