add comment and sim build rule
[mandelfpga.git] / 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 }
This page took 0.024626 seconds and 4 git commands to generate.