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[h316.git] / lib / hachti / src / matrix.asm
index 2bd09c61fd5a604056852cc6bc56157853a70642..34c42fb9903b7148e2ee050293c000e84c359d86 100644 (file)
-*
-*
-*
-*    MATRIX FORMAT:
-*
-*      a11  a12
-*
-*      a21  a22
-*
-*    a11-a22 are single precision float variables (2 word).
-*
-*
-*    IN MEMORY LAYOUT:
-*
-*    a11
-*    a11
-*    a12
-*    a12
-*    a21
-*    a21
-*    a22
-*    a22
-*
-*
-*    JST M$INIT                   INITIALIZE MATRIX TO IDENTITY
-*    DAC MATRIX      ADDRESS
-*
-*
+* MATRIX - AFFINE TRANSFORM SUPPORT PACKAGE
+*
+* 
+* AUTHOR:
+* 
+*       PHILIPP HACHTMANN
+* 
+* VERSIONS:
+*               0.1 - INITIAL REVISION (22.12.2007
+* 
+*
+* PURPOSE:
+* 
+* THIS LIBRARY PROVIDES AFFINE TRANSFORMATION ROUTINES TO
+* PLOTTING ROUTINES AND OTHER SOFTWARE.
+* 
+* 
+* DATA REPRESENTATION:
+* 
+* 
+* MATRIX FORMAT:        | A11 A12 |
+*                    M= |         |
+*                       | A21 A22 |
+*
+* A11-A22 ARE SINGLE PRECISION FLOAT VALUES COMPLIANT TO THE
+* HONEYWELL MATHEMATICAL LIBARAY. EVERY VALUE USES TWO 
+* 16 BIT MACHINE WORDS.
+* IF A MATRIX IS USED AS A DAC ARGUMENT, A POINTER TO THE FIRST
+* ELEMENT, A11, HAS TO BE USED.
+* 
+* 
+* VECTOR FORMAT:        | A1 |
+*                    V= |    |
+*                       | A2 |
+* 
+* A1 AND A2 ARE SIGNED INTEGER VALUES. EVERY VALUE USES ONE
+* 16 BIT MACHINE WORD.
+* IF A VECTOR IS USED AS A DAC ARGUMENT, A POINTER TO THE FIRST
+* ELEMENT, A1, HAS TO BE USED.
+* 
+* 
+* AFFINE TRANSFORM FORMAT:
+* 
+* AN AFFINE TRANSFORM CONSISTS OF A MATRIX FOR ROTATING AND SCALING
+* AND A VECTOR VOR RELOCATION OF THE RESULT.
+* A VECTOR IS TRANSFORMED BY FIRST MULTIPLYING THE MATRIX WITH IT
+* AND THEN ADDING THE RELOCATION VECTOR:
+* 
+*                       | A11 A12 |   | VI1 |   | VT1 |
+* VO = MT * VI + VT  =  |         | * |     | + |     |
+*                       | A21 A22 |   | VI2 |   | VT2 |
+* 
+*       | VI1*A11 + VI2*A12 + VT1 |
+*    =  |                         |
+*       | VI1*A21 + VI2*A22 + VT2 |
+* 
+* MT AND VT ARE THE TRANSFORMATION MATRIX AND VECTOR, VI THE INPUT
+* VECTOR, VO THE RESULT VECTOR.
+* 
+* AN AFFINE TRANSFORM IS STORED AS A CONCATENATION OF A MATRIX AND
+* A VECTOR. HERE IS THE MEMORY LAYOUT:
+* 
+* '000 : MT11 UPPER
+* '001 : MT11 LOWER
+* '002 : MT12 UPPER
+* '003 : MT12 LOWER
+* '004 : MT21 UPPER
+* '005 : MT21 LOWER
+* '006 : MT22 UPPER
+* '007 : MT22 LOWER
+* '010 : VT1
+* '011 : VT2
+* 
+* FOR EVERY TRANSFORMATION, '12 WORDS HAVE TO BE RESERVED.
+* IN AN APPLICATION, A TRANFORMATION VARIABLE COULD BE 
+* DECLARED WITH:
+* 
+*       TRANS   BSS     '12
+* 
+* 
+* 
+*********************************************************************************  
+* 
+* 
+* 
+* M$INIT: INITIALISE MATRIX TO IDENTITY
+* 
+* THE MATRIX ARGUMENT IS SET TO 
+* 
+*                      | 1.0  0.0 |
+*                    M= |          |
+*                       | 0.0  1.0 |
+* 
+* WICH RESULTS TO THE IDENTITY TRANSFORMATION.
+* 
+*               JST     M$INIT
+*               DAC     MATRIX  POINTER TO A MATRIX
+*  
+* 
+* 
+* M$MUL: MATRIX MULTIPLICATION
+* 
+*               JST     M$MUL
+*               DAC     TARGET  POINTER TO TARGET MATRIX
+*               DAC     MATRIX1 POINTER TO LEFT MATRIX
+*               DAC     MATRIX2 POINTER TO RIGHT MATRIX
+*               DAC     0       FOR FORTRAN IV COMPATIBILITY
+* 
+*  
+* 
+* M$APLI: APPLY MATRIX TO VECTOR
+* 
+* THIS ROUTINE CONVERTS THE VECTOR ELEMENTS TO FLOATING POINT VALUES,
+* APPLIES THE TRANSFORMATION TO THEM AND ROUNDS THE RESULTS BACK TO
+* INTEGER VALUES. THEN IT  SAVES THE NEW VECTOR IN THE PLACE OF THE 
+* OLD VECTOR.
+*
+*               JST     M$APLI
+*               DAC     MATRIX  MATRIX TO APPLY
+*               DAC     VECTOR  VECTOR TO TRANSFORM
+*               DAC     0       FOR FORTRAN IV COMPATIBILITY
+* 
+* 
+* M$APII: APPLY MATRIX TO PAIR OF INTEGERS AS VECTOR
+* 
+* THIS ROUTINE USES TWO DISTINCT INTEGER POINTERS INSTEAD OF ONE VECTOR
+* POINTER. THE REST OF THE BEHAVIOR IS EXACTLY LIKE M$APL.
+* 
+*               JST     M$APLI
+*               DAC     MATRIX  MATRIX TO APPLY
+*               DAC     X       X COORDINATE OF ARGUMENT VECTOR
+*               DAC     Y       Y COORDINATE OF ARGUMENT VECTOR
+* 
+* 
+* M$ROT: ROTATE MATRIX
+* 
+* THIS ROUTINE TAKES A MATRIX AND ADDS A ROTATION TO IT.
+* INTERNALLY, THE ROUTINE CREATES A ROTATION MATRIX AND THEN
+* MULTIPLIES IT WITH THE ARGUMENT MATRIX. THE ROTATION IS SPECIFIED
+* COUNTERCLOCKWISE FORWARD, ANGLE IN RADIANT.
+* THE ANGLE ARGUMENT IS A SINGLE PRECISION FLOATING POINT NUMER
+* TAKING TWO WORDS TO STORE.
+* 
+*               JST     M$ROT
+*               DAC     MATRIX  MATRIX TO MODIFY
+*               DAC     ANGLE   RADIANT ANGLE
+* 
+* 
+* M$SCLE: SCALE MATRIX
+* 
+* THIS ROUTINE WORKS SIMILAR TO M$ROT BUT SCALES THE ARGUMENT MATRIX.
+* THE SCALE FACTOR IS A FLOATING POINT NUMBER. LIKE THE ROTATION ANGLE.
+* 
+*               JST     M$SCLE
+*               DAC     MATRIX  MATRIX TO MODIFY
+*               DAC     SCALE   SCALE FACTOR
+* 
+*                
 ********************************************************************************
 *
-       SUBR    M$INIT,INIT     INITIALIZE MATRIX
+**** EXPORTED SYMBOLS
+* 
+       SUBR    MATRIX,INIT     JUST A FANCY LABEL
+       SUBR    M$INIT,INIT     INITIALISE MATRIX
        SUBR    M$MUL,MUL       MATRIX MULTIPLICATION
        SUBR    M$APLI,APLI     APPLY MATRIX TO INTEGER VECTOR
        SUBR    M$APII,APII     APPLY MATRIX TO PAIR OF INTEGERS
-       SUBR    M$ROT,XXX       ADD ROTATION TO MATRIX ARGUMENT
+       SUBR    M$ROT,ROT       ADD ROTATION TO MATRIX
        SUBR    M$SCLE,SCLE     SCALE MATRIX
 *
-       REL
-       ORG     '0
-*
-*
-*
-*
-*
+       SUBR    A$INIT,AFIN     INITIALISE AFFINE TRANSFORMATION
+* 
+*  
+********************************************************************************
+* 
+* 
+       REL                     RELOCATEABLE MODE
+* 
+* 
 ********************************************************************************
 *
+* 
+**** INITIALIZE AFFINE TRANSFORMATION
+* 
+AFIN   DAC     **
+       LDA*    AFIN
+       STA     AFI1    STORE ARGUMENT POINTER
+       LDX     AFIN    LOAD INTO INDEX REGISTER, TOO
+       IRS     AFIN    TALLY RETURN ADDRESS
+* 
+       JST     INIT    MATRIX INIT
+AFI1   DAC     **      
+* 
+       CRA
+       STA     8,1     CLEAR FIRST VECTOR ELEMENT
+       STA     9,1     CLEAR SECOND VECTOR ELEMENT
+* 
+       JMP*    AFIN    RETURN TO CALLER
+* 
+* 
+********************************************************************************
+* 
 *
+**** INITIALIZE MATRIX
+* 
+*       THIS ROUTINE SHOULD BE IMPROVED BY SUPPLYING
+*       A FLOATING POINT 1.0 CONSTANT! 
+* 
+****************************************
+* 
 INIT   DAC     **
-       LDX*    INIT
-*      
-       LDA*    INIT    GET MATRIX BASE ADDRESS
-       STA     IM11
-       ADD     =6
-       STA     IM22
-       IRS     INIT
-*
-       CRA
-       STA     2,1
-       STA     3,1
-       STA     4,1
-       STA     5,1
-       CALL    FLOAT
-       DAC     ONE
-       CALL    H$22
+       LDX*    INIT    LOAD INDEX REGISTER WITH ADDRESS OF MATRIX
+       LDA*    INIT    LOAD MATRIX ADDRESS
+       STA     IM11    STORE POINTER TO FIRST ELEMENT (A11)
+       ADD     =6      IM12,IM21 ARE NOT TO BE INITIALISED WITH FP DATA
+       STA     IM22    STORE POINTER TO FOURTH ELEMENT (A22)
+       IRS     INIT    CORRECT RETURN ADDRESS
+*
+       CRA             INITIALISE
+       STA     2,1     A12
+       STA     3,1               
+       STA     4,1     A21
+       STA     5,1     
+       CALL    FLOAT   GENERATE FLOATING POINT 1.0
+       DAC     ONE     CONSTANT INTEGER 1
+       CALL    H$22    STORE FLOATING POINT    
 IM11   DEC     0
        CALL    H$22
 IM22   DEC     0
 *
-       JMP*    INIT
-ONE    DEC     1
-*
-*
+       JMP*    INIT    RETURN.
+* 
+* 
 ********************************************************************************
+* 
+* 
+**** MATRIX MULTIPLICATION
+* 
+*     C =      A      *      B
+*
+*         | a11 a12 |   | b11 b12 |
+*       = |         | * |         |
+*         | a21 a22 |   | b21 b22 |   
+*
+*         | (a11*b11) (a21*b12) |
+*       = |                     |
+*         | (a12*b21) (a22*b22) |
+* 
+* CALL:
+*       JST MUL
+*       DAC MC
+*       DAC MA
+*       DAC MB
 *
-*  C=A*B
-*
-*  a11 a12  b11 b12   a11*b11 a21*b12
-*  a21 a22  b21 b22   a12*b21 a22*b22
-*
-*  JST MUL
-*  DAC MC
-*  DAC MA
-*  DAC MB
-*
+****************************************
+* 
 MUL    DAC     **
        LDX*    MUL
 *
@@ -120,7 +292,6 @@ MUL DAC     **
        IRS     MUL
        IRS     MUL
 *
-*
 *  a11 a12  b11 b12   a11*b11 a21*b12
 *  a21 a22  b21 b22   a12*b21 a22*b22
 *
@@ -153,11 +324,14 @@ PB22      DEC     0
 PC22   DEC     0
 *
 *
-       JMP*    MUL
+       JMP*    MUL     RETURN.
 *
+* 
 ********************************************************************************
 *
 *
+**** SCALE MATRIX
+* 
 SCLE   DAC     **      SCALE MATRIX
        LDX*    SCLE
 *      
@@ -190,18 +364,36 @@ TM22      DAC     0
        JMP*    SCLE
 *
 *
-*
-*
+********************************************************************************
+* 
+* 
+**** ROTATE MATRIX
+* 
+*       THIS ROUTINE IS NOT YET FINISHED!
+* 
+****************************************
+* 
+ROT    DAC     **      ENTRY
+       IRS     ROT     TALLY RETURN ADDRESS
+       JMP*    ROT     EXIT
+* 
+* 
 ********************************************************************************
 *
 *
-* Apply Pair of integers and round
+**** APPLY MATRIX TO PAIR OF INTEGERS
 *
-*      JST     M$APII
-*      DAC     MATRIX
-*      DAC     X       
-*      DAC     Y
-*       DAC    0       
+*       SETS UP MATRIX POINTERS AND VECTOR POINTERS. 
+*       THEN IT CALLS APL, THE REAL WORKING ROUTINE.
+* 
+* CALL:
+*       JST     M$APII
+*       DAC     MATRIX
+*       DAC     X      
+*       DAC     Y
+*       DAC     0       DON'T FORGET!
+* 
+****************************************
 *
 APII   DAC     **
 *
@@ -230,14 +422,21 @@ APII      DAC     **
 ********************************************************************************
 *
 *
-* Apply to integer vector and round
+**** APPLY MATRIX TO VECTOR
+* 
+* SETS UP MATRIX POINTERS AND VECTOR POINTERS. THEN IT CALLS APL,
+* THE REAL WORKING ROUTINE.
 *
-*      JST     M$APLI
-*      DAC     MATRIX
-*      DAC     X       Y MUST FOLLOW IN NEXT LOCATION!
+* CALL:
+*       JST     M$APLI
+*       DAC     MATRIX
+*       DAC     VECTOR
+*       DAC     0       DON'T FORGET!
+* 
+****************************************
 *
 APLI   DAC     **
-*
+* 
        LDA*    APLI
        STA     MP11
        ADD     =2
@@ -256,14 +455,20 @@ APLI      DAC     **
        STA     YP2
        IRS     APLI
        IRS     APLI
-       JST     APL
-       JMP*    APLI
+       JST     APL     CALL INTERNAL ROUTINE
+       JMP*    APLI    RETURN.
 *
 *
-****************************************
+********************************************************************************
 *
 *
-APL    DAC     **      REAL APPLY ROUTINE
+**** INTERNAL ROUTINE OF M$APL AND M$APII.
+* 
+* ALL DATA IS SET UP BY THE BOTH USER ROUTINES ABOVE.
+* 
+****************************************
+* 
+APL    DAC     **      
 *
        CALL    FLOAT   LOAD SINGLE PRECISION FLOAT FROM 1-WORD INTEGER
 XP1    DAC     0
@@ -300,218 +505,50 @@ MP22     DAC     0
        STA*    XP1
        JMP*    APL     RETURN TO CALLER.
 *
-****************************************
+* 
+********************************************************************************
 *
-RND    DAC     **      ROUND A/B AND RETURN WITH INTEGER IN A
-       CALL    A$22    ADD 0.5
-       DAC     HLF
-       CALL    C$21    CONVERT TO INTEGER
+* 
+**** ROUND FLOAT TO INTEGER ROUTINE
+* 
+* THERE IS NO CORRECTLY WORKING ROUNDING ROUTINE IN THE LIBRARY.
+* SO THIS IS A WORKAROUND. ADDS 0.5 TO THE VALUE AND USES ONE
+* ONE OF THE TRUNCATE AND CONVERT ROUTINES.
+* THE ARGUMENT IS IN REGISTERS A/B, THE RESULT IS PUT INTO A.
+* 
+****************************************
+* 
+RND    DAC     **      
+       CALL    A$22    ADD 
+       DAC     HLF         0.5
+       CALL    C$21    TRUNCATE TO INTEGER
        NOP
        JMP*    RND
+* 
+* 
+********************************************************************************
+* 
+* 
+**** CONSTANTS
+* 
+ONE    DEC     1
 HLF    OCT     '040100 CONSTANT 0.5    
        OCT     '000000
-*
-****************************************
-*
-TMP    BSS     2
-*
-*
+* 
+* 
 ********************************************************************************
-*
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+* 
+**** VARIABLES
+* 
+TMP    BSS     '10     SOME SPACE
 *
 *
 ********************************************************************************
 *
+* 
+**** END OF THE LINE
+* 
        END
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+* 
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