Added old `random` function back as `fastrand`.

[vvhitespace] / stdlib / math.pvvs

diff --git a/stdlib/math.pvvs b/stdlib/math.pvvs
index 3876c6e..eac0181 100644 (file)
--- a/stdlib/math.pvvs
+++ b/stdlib/math.pvvs
@@ -1,3 +1,6 @@
+@ (c) 2020 Aaron Taylor <ataylor at subgeniuskitty dot com>
+@ See LICENSE.txt file for copyright and license details.
+

 #ifndef VVS_STDLIB_MATH
 #define VVS_STDLIB_MATH
 
 #ifndef VVS_STDLIB_MATH
 #define VVS_STDLIB_MATH
 


@@ -5,15 +8,61 @@
 @ Name:
 @   random (10000)
 @ Description:
 @ Name:
 @   random (10000)
 @ Description:

-@   Returns a kinda-random number.
-@   Before using for the first time, seed heap[0] with a value.
+@   Returns a pseudo-random number.
+@   Before using for the first time, seed heap[0] with a non-zero value.
+@   This PRNG was taken from: https://en.wikipedia.org/wiki/Xorshift

 @ Call Stack:
 @   empty
 @ Return Stack:
 @   random number  <-- TOS
 @@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@
 @ Call Stack:
 @   empty
 @ Return Stack:
 @   random number  <-- TOS
 @@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@

+#include <logic.pvvs>

 NSSVTSSSSN              | Mark: 10000 (random)
 
 NSSVTSSSSN              | Mark: 10000 (random)
 

+@ Fetch seed from heap[0].
+SSSSN                   | PUSH 0 (ptr)
+TTT                     | LOAD
+
+@ Set TOS ^= TOS << 13
+SNS                     | DUP
+SSSTTSTN                | PUSH +13
+NSTTSTTSTN              | JSR > 101101 (lshift)
+NSTTSTSTTN              | JSR > 101011 (xor)
+
+@ Set TOS ^= TOS >> 7
+SNS                     | DUP
+SSSTTTN                 | PUSH +7
+NSTTSTTSSN              | JSR > 101100 (rshift)
+NSTTSTSTTN              | JSR > 101011 (xor)
+ 
+@ Set TOS ^= TOS << 17
+SNS                     | DUP
+SSSTSSSTN               | PUSH +17
+NSTTSTTSTN              | JSR > 101101 (lshift)
+NSTTSTSTTN              | JSR > 101011 (xor)
+
+@ Store a copy of the new seed at heap[0] and return.
+SNS                     | DUP
+SSSSN                   | PUSH 0 (ptr)
+SNT                     | SWAP
+TTS                     | STORE
+NTN                     | RTS
+
+@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@
+@ Name:
+@   fastrand (10011)
+@ Description:
+@   Returns a pseudo-random number.
+@   Probably not as good as `random`, but much faster since it doesn't use XOR.
+@   Based on the POSIX.1-2001 example for random().
+@   Before using for the first time, seed heap[0] with a value.
+@ Call Stack:
+@   empty
+@ Return Stack:
+@   random number  <-- TOS
+@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@
+NSSVTSSTTN              | Mark: 10011 (fastrand)
+

 @ Generate the next seed value
 SSSSN                   | PUSH 0 (ptr)
 TTT                     | LOAD
 @ Generate the next seed value
 SSSSN                   | PUSH 0 (ptr)
 TTT                     | LOAD


@@ -72,4 +121,64 @@ SNN                     | DROP
 SSSSN                   | PUSH 0
 NTN                     | RTS
 
 SSSSN                   | PUSH 0
 NTN                     | RTS
 

+@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@
+@ Name:
+@   gcd (10010)
+@ Description:
+@   Returns greatest common divisor of X and Y.
+@ Call Stack:
+@   Y
+@   X  <-- TOS
+@ Return Stack:
+@   gcd(X,Y)  <-- TOS
+@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@
+#include <stack.pvvs>
+NSSVTSSTSN              | Mark: 10010 (gcd)
+
+@ Since 1 > -1, transform problem into gcd(abs(X),abs(Y)).
+SNT                     | SWAP
+NSTTSSSTN               | JSR > 10001 (abs)
+SNT                     | SWAP
+NSTTSSSTN               | JSR > 10001 (abs)
+
+@ Verify neither operand is zero.
+SNT                     | SWAP
+SNS                     | DUP
+NTSSSSTSSTSSSSSSSSSN    | BRZ > 00010010 00000000 (gcd:zero input)
+SNT                     | SWAP
+SNS                     | DUP
+NTSSSSTSSTSSSSSSSSSN    | BRZ > 00010010 00000000 (gcd:zero input)
+
+@ Verify X != Y and sort X,Y so the smaller is TOS.
+SNS                     | DUP
+SSSTTN                  | PUSH 3
+NSTTTSSN                | JSR > 1100 (deepdup)
+SNT                     | SWAP
+TSST                    | SUBTRACT
+@ TOS> Y-X, X, Y
+NTTSSSTSSTSSSSSSSSTN    | BMI > 00010010 00000001 (gcd:swap inputs)
+NSNSSSTSSTSSSSSSSTSN    | JMP > 00010010 00000010 (gcd:main loop)
+NSSVSSSTSSTSSSSSSSSTN   | MARK: 00010010 00000001 (gcd:swap inputs)
+SNT                     | SWAP
+
+@ Main gcd loop.
+@ Euclidean algorithm.
+NSSVSSSTSSTSSSSSSSTSN   | MARK: 00010010 00000010 (gcd:main loop)
+SNS                     | DUP
+SSSTTN                  | PUSH 3
+NSTTSTSN                | JSR > 1010 (stackrotate)
+TSTT                    | MODULO
+SNS                     | DUP
+NTSSSSTSSTSSSSSSSTTN    | BRZ > 00010010 00000011 (gcd:loop termination)
+NSNSSSTSSTSSSSSSSTSN    | JMP > 00010010 00000010 (gcd:main loop)
+NSSVSSSTSSTSSSSSSSTTN   | MARK: 00010010 00000011 (gcd:loop termination)
+SNN                     | DROP
+NTN                     | RTS
+
+@ At least one operand was zero.
+@ Since we define gcd(a,0) = a, return the other operand.
+NSSVSSSTSSTSSSSSSSSSN   | MARK: 00010010 00000000 (gcd:zero input)
+SNN                     | DROP
+NTN                     | RTS
+

 #endif
 #endif