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root/radiance/ray/src/rt/ambient.c
(Generate patch)

Comparing ray/src/rt/ambient.c (file contents):
Revision 2.9 by greg, Thu Jul 16 15:53:42 1992 UTC vs.
Revision 2.76 by greg, Wed Apr 23 06:04:18 2014 UTC

# Line 1 | Line 1
1 /* Copyright (c) 1991 Regents of the University of California */
2
1   #ifndef lint
2 < static char SCCSid[] = "$SunId$ LBL";
2 > static const char       RCSid[] = "$Id$";
3   #endif
6
4   /*
5   *  ambient.c - routines dealing with ambient (inter-reflected) component.
6   *
7 < *  The macro AMBFLUSH (if defined) is the number of ambient values
11 < *      to wait before flushing to the ambient file.
12 < *
13 < *     5/9/86
7 > *  Declarations of external symbols in ambient.h
8   */
9  
10 < #include  "ray.h"
10 > #include "copyright.h"
11  
12 < #include  "octree.h"
12 > #include <string.h>
13  
14 + #include  "platform.h"
15 + #include  "ray.h"
16   #include  "otypes.h"
17 <
17 > #include  "resolu.h"
18   #include  "ambient.h"
23
19   #include  "random.h"
20  
21 < #define  OCTSCALE       0.5     /* ceil((valid rad.)/(cube size)) */
21 > #ifndef  OCTSCALE
22 > #define  OCTSCALE       1.0     /* ceil((valid rad.)/(cube size)) */
23 > #endif
24  
25 < typedef struct ambtree {
29 <        AMBVAL  *alist;         /* ambient value list */
30 <        struct ambtree  *kid;   /* 8 child nodes */
31 < }  AMBTREE;                     /* ambient octree */
25 > extern char  *shm_boundary;     /* memory sharing boundary */
26  
27 < extern CUBE  thescene;          /* contains space boundaries */
27 > #ifndef  MAXASET
28 > #define  MAXASET        4095    /* maximum number of elements in ambient set */
29 > #endif
30 > OBJECT  ambset[MAXASET+1]={0};  /* ambient include/exclude set */
31  
32 < #define  MAXASET        511     /* maximum number of elements in ambient set */
33 < OBJECT  ambset[MAXASET+1]={0};  /* ambient include/exclude set */
32 > double  maxarad;                /* maximum ambient radius */
33 > double  minarad;                /* minimum ambient radius */
34  
35 < double  maxarad;                /* maximum ambient radius */
39 < double  minarad;                /* minimum ambient radius */
35 > static AMBTREE  atrunk;         /* our ambient trunk node */
36  
41 static AMBTREE  atrunk;         /* our ambient trunk node */
42
37   static FILE  *ambfp = NULL;     /* ambient file pointer */
38 < static char  *afname;           /* ambient file name */
38 > static int  nunflshed = 0;      /* number of unflushed ambient values */
39  
40 < #define  AMBFLUSH       (BUFSIZ/AMBVALSIZ)
40 > #ifndef SORT_THRESH
41 > #ifdef SMLMEM
42 > #define SORT_THRESH     ((16L<<20)/sizeof(AMBVAL))
43 > #else
44 > #define SORT_THRESH     ((64L<<20)/sizeof(AMBVAL))
45 > #endif
46 > #endif
47 > #ifndef SORT_INTVL
48 > #define SORT_INTVL      (SORT_THRESH<<1)
49 > #endif
50 > #ifndef MAX_SORT_INTVL
51 > #define MAX_SORT_INTVL  (SORT_INTVL<<6)
52 > #endif
53  
48 #define  newambval()    (AMBVAL *)bmalloc(sizeof(AMBVAL))
54  
55 < #define  newambtree()   (AMBTREE *)calloc(8, sizeof(AMBTREE))
55 > static double  qambacc = 0.;            /* ambient accuracy to the 1/4 power */
56 > static double  avsum = 0.;              /* computed ambient value sum (log) */
57 > static unsigned int  navsum = 0;        /* number of values in avsum */
58 > static unsigned int  nambvals = 0;      /* total number of indirect values */
59 > static unsigned int  nambshare = 0;     /* number of values from file */
60 > static unsigned long  ambclock = 0;     /* ambient access clock */
61 > static unsigned long  lastsort = 0;     /* time of last value sort */
62 > static long  sortintvl = SORT_INTVL;    /* time until next sort */
63 > static FILE  *ambinp = NULL;            /* auxiliary file for input */
64 > static long  lastpos = -1;              /* last flush position */
65  
66 < extern long  ftell(), lseek();
66 > #define MAXACLOCK       (1L<<30)        /* clock turnover value */
67 >        /*
68 >         * Track access times unless we are sharing ambient values
69 >         * through memory on a multiprocessor, when we want to avoid
70 >         * claiming our own memory (copy on write).  Go ahead anyway
71 >         * if more than two thirds of our values are unshared.
72 >         * Compile with -Dtracktime=0 to turn this code off.
73 >         */
74 > #ifndef tracktime
75 > #define tracktime       (shm_boundary == NULL || nambvals > 3*nambshare)
76 > #endif
77  
78 + #define  AMBFLUSH       (BUFSIZ/AMBVALSIZ)
79  
80 < setambres(ar)                           /* set ambient resolution */
81 < int  ar;
80 > #define  newambval()    (AMBVAL *)malloc(sizeof(AMBVAL))
81 > #define  freeav(av)     free((void *)av);
82 >
83 > static void initambfile(int creat);
84 > static void avsave(AMBVAL *av);
85 > static AMBVAL *avstore(AMBVAL  *aval);
86 > static AMBTREE *newambtree(void);
87 > static void freeambtree(AMBTREE  *atp);
88 >
89 > typedef void unloadtf_t(AMBVAL *);
90 > static unloadtf_t avinsert;
91 > static unloadtf_t av2list;
92 > static unloadtf_t avfree;
93 > static void unloadatree(AMBTREE  *at, unloadtf_t *f);
94 >
95 > static int aposcmp(const void *avp1, const void *avp2);
96 > static int avlmemi(AMBVAL *avaddr);
97 > static void sortambvals(int always);
98 >
99 > #ifdef  F_SETLKW
100 > static void aflock(int  typ);
101 > #endif
102 >
103 >
104 > void
105 > setambres(                              /* set ambient resolution */
106 >        int  ar
107 > )
108   {
109 +        ambres = ar < 0 ? 0 : ar;               /* may be done already */
110                                                  /* set min & max radii */
111          if (ar <= 0) {
112 <                minarad = 0.0;
112 >                minarad = 0;
113                  maxarad = thescene.cusize / 2.0;
114          } else {
115                  minarad = thescene.cusize / ar;
116 <                maxarad = 16.0 * minarad;               /* heuristic */
116 >                maxarad = 64 * minarad;                 /* heuristic */
117                  if (maxarad > thescene.cusize / 2.0)
118                          maxarad = thescene.cusize / 2.0;
119          }
120 <        if (maxarad <= FTINY)
121 <                maxarad = .001;
120 >        if (minarad <= FTINY)
121 >                minarad = 10*FTINY;
122 >        if (maxarad <= minarad)
123 >                maxarad = 64 * minarad;
124   }
125  
126  
127 < setambient(afile)                       /* initialize calculation */
128 < char  *afile;
127 > void
128 > setambacc(                              /* set ambient accuracy */
129 >        double  newa
130 > )
131   {
132 <        long  headlen;
133 <        AMBVAL  amb;
132 >        double  ambdiff;
133 >
134 >        if (newa < 0.0)
135 >                newa = 0.0;
136 >        ambdiff = fabs(newa - ambacc);
137 >        if (ambdiff >= .01 && (ambacc = newa) > FTINY) {
138 >                qambacc = sqrt(sqrt(ambacc));
139 >                if (nambvals > 0)
140 >                        sortambvals(1);         /* rebuild tree */
141 >        }
142 > }
143 >
144 >
145 > void
146 > setambient(void)                                /* initialize calculation */
147 > {
148 >        int     readonly = 0;
149 >        long    flen;
150 >        AMBVAL  amb;
151 >                                                /* make sure we're fresh */
152 >        ambdone();
153                                                  /* init ambient limits */
154          setambres(ambres);
155 +        setambacc(ambacc);
156 +        if (ambfile == NULL || !ambfile[0])
157 +                return;
158 +        if (ambacc <= FTINY) {
159 +                sprintf(errmsg, "zero ambient accuracy so \"%s\" not opened",
160 +                                ambfile);
161 +                error(WARNING, errmsg);
162 +                return;
163 +        }
164                                                  /* open ambient file */
165 <        if ((afname = afile) != NULL)
166 <                if ((ambfp = fopen(afile, "r+")) != NULL) {
167 <                        initambfile(0);
168 <                        headlen = ftell(ambfp);
169 <                        while (readambval(&amb, ambfp))
170 <                                avinsert(&amb, &atrunk, thescene.cuorg,
171 <                                                thescene.cusize);
172 <                                                        /* align */
173 <                        fseek(ambfp, -((ftell(ambfp)-headlen)%AMBVALSIZ), 1);
174 <                } else if ((ambfp = fopen(afile, "w")) != NULL)
175 <                        initambfile(1);
176 <                else {
177 <                        sprintf(errmsg, "cannot open ambient file \"%s\"",
178 <                                        afile);
179 <                        error(SYSTEM, errmsg);
165 >        if ((ambfp = fopen(ambfile, "r+")) == NULL)
166 >                readonly = (ambfp = fopen(ambfile, "r")) != NULL;
167 >        if (ambfp != NULL) {
168 >                initambfile(0);                 /* file exists */
169 >                lastpos = ftell(ambfp);
170 >                while (readambval(&amb, ambfp))
171 >                        avinsert(avstore(&amb));
172 >                nambshare = nambvals;           /* share loaded values */
173 >                if (readonly) {
174 >                        sprintf(errmsg,
175 >                                "loaded %u values from read-only ambient file",
176 >                                        nambvals);
177 >                        error(WARNING, errmsg);
178 >                        fclose(ambfp);          /* close file so no writes */
179 >                        ambfp = NULL;
180 >                        return;                 /* avoid ambsync() */
181                  }
182 +                                                /* align file pointer */
183 +                lastpos += (long)nambvals*AMBVALSIZ;
184 +                flen = lseek(fileno(ambfp), (off_t)0, SEEK_END);
185 +                if (flen != lastpos) {
186 +                        sprintf(errmsg,
187 +                        "ignoring last %ld values in ambient file (corrupted)",
188 +                                        (flen - lastpos)/AMBVALSIZ);
189 +                        error(WARNING, errmsg);
190 +                        fseek(ambfp, lastpos, SEEK_SET);
191 + #ifndef _WIN32 /* XXX we need a replacement for that one */
192 +                        ftruncate(fileno(ambfp), (off_t)lastpos);
193 + #endif
194 +                }
195 +        } else if ((ambfp = fopen(ambfile, "w+")) != NULL) {
196 +                initambfile(1);                 /* else create new file */
197 +                fflush(ambfp);
198 +                lastpos = ftell(ambfp);
199 +        } else {
200 +                sprintf(errmsg, "cannot open ambient file \"%s\"", ambfile);
201 +                error(SYSTEM, errmsg);
202 +        }
203 + #ifdef getc_unlocked
204 +        flockfile(ambfp);                       /* application-level lock */
205 + #endif
206 + #ifdef  F_SETLKW
207 +        aflock(F_UNLCK);                        /* release file */
208 + #endif
209   }
210  
211  
212 < ambnotify(obj)                  /* record new modifier */
213 < OBJECT  obj;
212 > void
213 > ambdone(void)                   /* close ambient file and free memory */
214   {
215 +        if (ambfp != NULL) {            /* close ambient file */
216 +                ambsync();
217 +                fclose(ambfp);
218 +                ambfp = NULL;
219 +                if (ambinp != NULL) {  
220 +                        fclose(ambinp);
221 +                        ambinp = NULL;
222 +                }
223 +                lastpos = -1;
224 +        }
225 +                                        /* free ambient tree */
226 +        unloadatree(&atrunk, &avfree);
227 +                                        /* reset state variables */
228 +        avsum = 0.;
229 +        navsum = 0;
230 +        nambvals = 0;
231 +        nambshare = 0;
232 +        ambclock = 0;
233 +        lastsort = 0;
234 +        sortintvl = SORT_INTVL;
235 + }
236 +
237 +
238 + void
239 + ambnotify(                      /* record new modifier */
240 +        OBJECT  obj
241 + )
242 + {
243          static int  hitlimit = 0;
244 <        register OBJREC  *o = objptr(obj);
245 <        register char  **amblp;
244 >        OBJREC   *o;
245 >        char  **amblp;
246  
247 +        if (obj == OVOID) {             /* starting over */
248 +                ambset[0] = 0;
249 +                hitlimit = 0;
250 +                return;
251 +        }
252 +        o = objptr(obj);
253          if (hitlimit || !ismodifier(o->otype))
254                  return;
255          for (amblp = amblist; *amblp != NULL; amblp++)
# Line 118 | Line 264 | OBJECT  obj;
264                  }
265   }
266  
267 + /************ THE FOLLOWING ROUTINES DIFFER BETWEEN NEW & OLD ***************/
268  
269 < ambient(acol, r)                /* compute ambient component for ray */
270 < COLOR  acol;
271 < register RAY  *r;
269 > #ifdef NEWAMB
270 >
271 > #define tfunc(lwr, x, upr)      (((x)-(lwr))/((upr)-(lwr)))
272 >
273 > static double   sumambient(COLOR acol, RAY *r, FVECT rn, int al,
274 >                                AMBTREE *at, FVECT c0, double s);
275 > static int      makeambient(COLOR acol, RAY *r, FVECT rn, int al);
276 > static void     extambient(COLOR cr, AMBVAL *ap, FVECT pv, FVECT nv,
277 >                                FVECT uvw[3]);
278 >
279 > void
280 > multambient(            /* compute ambient component & multiply by coef. */
281 >        COLOR  aval,
282 >        RAY  *r,
283 >        FVECT  nrm
284 > )
285   {
286          static int  rdepth = 0;                 /* ambient recursion */
287 <        double  d;
287 >        COLOR   acol;
288 >        int     ok;
289 >        double  d, l;
290  
291          if (ambdiv <= 0)                        /* no ambient calculation */
292                  goto dumbamb;
# Line 137 | Line 299 | register RAY  *r;
299                  goto dumbamb;
300  
301          if (ambacc <= FTINY) {                  /* no ambient storage */
302 +                copycolor(acol, aval);
303                  rdepth++;
304 <                d = doambient(acol, r, r->rweight, NULL, NULL);
304 >                ok = doambient(acol, r, r->rweight, NULL, NULL, NULL, NULL);
305                  rdepth--;
306 <                if (d == 0.0)
306 >                if (!ok)
307                          goto dumbamb;
308 +                copycolor(aval, acol);
309                  return;
310          }
311 <                                                /* get ambient value */
311 >
312 >        if (tracktime)                          /* sort to minimize thrashing */
313 >                sortambvals(0);
314 >                                                /* interpolate ambient value */
315          setcolor(acol, 0.0, 0.0, 0.0);
316 <        d = sumambient(acol, r, rdepth,
316 >        d = sumambient(acol, r, nrm, rdepth,
317                          &atrunk, thescene.cuorg, thescene.cusize);
318 <        if (d > FTINY)
319 <                scalecolor(acol, 1.0/d);
320 <        else {
321 <                d = makeambient(acol, r, rdepth++);
322 <                rdepth--;
318 >        if (d > FTINY) {
319 >                d = 1.0/d;
320 >                scalecolor(acol, d);
321 >                multcolor(aval, acol);
322 >                return;
323          }
324 <        if (d > FTINY)
324 >        rdepth++;                               /* need to cache new value */
325 >        ok = makeambient(acol, r, nrm, rdepth-1);
326 >        rdepth--;
327 >        if (ok) {
328 >                multcolor(aval, acol);          /* computed new value */
329                  return;
330 +        }
331   dumbamb:                                        /* return global value */
332 <        copycolor(acol, ambval);
332 >        if ((ambvwt <= 0) | (navsum == 0)) {
333 >                multcolor(aval, ambval);
334 >                return;
335 >        }
336 >        l = bright(ambval);                     /* average in computations */
337 >        if (l > FTINY) {
338 >                d = (log(l)*(double)ambvwt + avsum) /
339 >                                (double)(ambvwt + navsum);
340 >                d = exp(d) / l;
341 >                scalecolor(aval, d);
342 >                multcolor(aval, ambval);        /* apply color of ambval */
343 >        } else {
344 >                d = exp( avsum / (double)navsum );
345 >                scalecolor(aval, d);            /* neutral color */
346 >        }
347   }
348  
349  
350   double
351 < sumambient(acol, r, al, at, c0, s)      /* get interpolated ambient value */
352 < COLOR  acol;
353 < register RAY  *r;
354 < int  al;
355 < AMBTREE  *at;
356 < FVECT  c0;
357 < double  s;
351 > sumambient(             /* get interpolated ambient value */
352 >        COLOR  acol,
353 >        RAY  *r,
354 >        FVECT  rn,
355 >        int  al,
356 >        AMBTREE  *at,
357 >        FVECT  c0,
358 >        double  s
359 > )
360 > {                                       /* initial limit is ambacc radians */
361 >        const double    maxangle = (ambacc-PI/2.)*pow(r->rweight,0.13) + PI/2.;
362 >        double          wsum = 0.0;
363 >        FVECT           ck0;
364 >        int             i, j;
365 >        AMBVAL          *av;
366 >                                        /* sum this node */
367 >        for (av = at->alist; av != NULL; av = av->next) {
368 >                double  d, delta_r2, delta_t2;
369 >                COLOR   ct;
370 >                FVECT   uvw[3];
371 >                                        /* record access */
372 >                if (tracktime)
373 >                        av->latick = ambclock;
374 >                /*
375 >                 *  Ambient level test
376 >                 */
377 >                if (av->lvl > al)       /* list sorted, so this works */
378 >                        break;
379 >                if (av->weight < 0.9*r->rweight)
380 >                        continue;
381 >                /*
382 >                 *  Direction test using unperturbed normal
383 >                 */
384 >                decodedir(uvw[2], av->ndir);
385 >                d = DOT(uvw[2], r->ron);
386 >                if (d <= 0.0)           /* >= 90 degrees */
387 >                        continue;
388 >                delta_r2 = 2.0 - 2.0*d; /* approx. radians^2 */
389 >                if (delta_r2 >= maxangle*maxangle)
390 >                        continue;
391 >                /*
392 >                 *  Elliptical radii test based on Hessian
393 >                 */
394 >                decodedir(uvw[0], av->udir);
395 >                VCROSS(uvw[1], uvw[2], uvw[0]);
396 >                VSUB(ck0, av->pos, r->rop);
397 >                d = DOT(ck0, uvw[0]) / av->rad[0];
398 >                delta_t2 = d*d;
399 >                d = DOT(ck0, uvw[1]) / av->rad[1];
400 >                delta_t2 += d*d;
401 >                if (delta_t2 >= qambacc*qambacc)
402 >                        continue;
403 >                /*
404 >                 *  Intersection behind test
405 >                 */
406 >                d = 0.0;
407 >                for (j = 0; j < 3; j++)
408 >                        d += (r->rop[j] - av->pos[j])*(uvw[2][j] + r->ron[j]);
409 >                if (d*0.5 < -minarad*ambacc-.001)
410 >                        continue;
411 >                /*
412 >                 *  Extrapolate value and compute final weight (hat function)
413 >                 */
414 >                extambient(ct, av, r->rop, rn, uvw);
415 >                d = tfunc(maxangle, sqrt(delta_r2), 0.0) *
416 >                        tfunc(qambacc, sqrt(delta_t2), 0.0);
417 >                scalecolor(ct, d);
418 >                addcolor(acol, ct);
419 >                wsum += d;
420 >        }
421 >        if (at->kid == NULL)
422 >                return(wsum);
423 >                                        /* sum children */
424 >        s *= 0.5;
425 >        for (i = 0; i < 8; i++) {
426 >                for (j = 0; j < 3; j++) {
427 >                        ck0[j] = c0[j];
428 >                        if (1<<j & i)
429 >                                ck0[j] += s;
430 >                        if (r->rop[j] < ck0[j] - OCTSCALE*s)
431 >                                break;
432 >                        if (r->rop[j] > ck0[j] + (1.0+OCTSCALE)*s)
433 >                                break;
434 >                }
435 >                if (j == 3)
436 >                        wsum += sumambient(acol, r, rn, al,
437 >                                                at->kid+i, ck0, s);
438 >        }
439 >        return(wsum);
440 > }
441 >
442 >
443 > int
444 > makeambient(            /* make a new ambient value for storage */
445 >        COLOR  acol,
446 >        RAY  *r,
447 >        FVECT  rn,
448 >        int  al
449 > )
450   {
451 <        extern double  sqrt();
452 <        double  d, e1, e2, wt, wsum;
451 >        AMBVAL  amb;
452 >        FVECT   uvw[3];
453 >        int     i;
454 >
455 >        amb.weight = 1.0;                       /* compute weight */
456 >        for (i = al; i-- > 0; )
457 >                amb.weight *= AVGREFL;
458 >        if (r->rweight < 0.1*amb.weight)        /* heuristic override */
459 >                amb.weight = 1.25*r->rweight;
460 >        setcolor(acol, AVGREFL, AVGREFL, AVGREFL);
461 >                                                /* compute ambient */
462 >        i = doambient(acol, r, amb.weight, uvw, amb.rad, amb.gpos, amb.gdir);
463 >        scalecolor(acol, 1./AVGREFL);           /* undo assumed reflectance */
464 >        if (i <= 0 || amb.rad[0] <= FTINY)      /* no Hessian or zero radius */
465 >                return(i);
466 >                                                /* store value */
467 >        VCOPY(amb.pos, r->rop);
468 >        amb.ndir = encodedir(r->ron);
469 >        amb.udir = encodedir(uvw[0]);
470 >        amb.lvl = al;
471 >        copycolor(amb.val, acol);
472 >                                                /* insert into tree */
473 >        avsave(&amb);                           /* and save to file */
474 >        if (rn != r->ron) {                     /* texture */
475 >                VCOPY(uvw[2], r->ron);
476 >                extambient(acol, &amb, r->rop, rn, uvw);
477 >        }
478 >        return(1);
479 > }
480 >
481 >
482 > void
483 > extambient(             /* extrapolate value at pv, nv */
484 >        COLOR  cr,
485 >        AMBVAL   *ap,
486 >        FVECT  pv,
487 >        FVECT  nv,
488 >        FVECT  uvw[3]
489 > )
490 > {
491 >        static FVECT    my_uvw[3];
492 >        FVECT           v1;
493 >        int             i;
494 >        double          d = 1.0;        /* zeroeth order */
495 >
496 >        if (uvw == NULL) {              /* need local coordinates? */
497 >                decodedir(my_uvw[2], ap->ndir);
498 >                decodedir(my_uvw[0], ap->udir);
499 >                VCROSS(my_uvw[1], my_uvw[2], my_uvw[0]);
500 >                uvw = my_uvw;
501 >        }
502 >        for (i = 3; i--; )              /* gradient due to translation */
503 >                d += (pv[i] - ap->pos[i]) *
504 >                        (ap->gpos[0]*uvw[0][i] + ap->gpos[1]*uvw[1][i]);
505 >
506 >        VCROSS(v1, uvw[2], nv);         /* gradient due to rotation */
507 >        for (i = 3; i--; )
508 >                d += v1[i] * (ap->gdir[0]*uvw[0][i] + ap->gdir[1]*uvw[1][i]);
509 >        
510 >        if (d <= 0.0) {
511 >                setcolor(cr, 0.0, 0.0, 0.0);
512 >                return;
513 >        }
514 >        copycolor(cr, ap->val);
515 >        scalecolor(cr, d);
516 > }
517 >
518 >
519 > static void
520 > avinsert(                               /* insert ambient value in our tree */
521 >        AMBVAL *av
522 > )
523 > {
524 >        AMBTREE  *at;
525 >        AMBVAL  *ap;
526 >        AMBVAL  avh;
527 >        FVECT  ck0;
528 >        double  s;
529 >        int  branch;
530 >        int  i;
531 >
532 >        if (av->rad[0] <= FTINY)
533 >                error(CONSISTENCY, "zero ambient radius in avinsert");
534 >        at = &atrunk;
535 >        VCOPY(ck0, thescene.cuorg);
536 >        s = thescene.cusize;
537 >        while (s*(OCTSCALE/2) > av->rad[1]*qambacc) {
538 >                if (at->kid == NULL)
539 >                        if ((at->kid = newambtree()) == NULL)
540 >                                error(SYSTEM, "out of memory in avinsert");
541 >                s *= 0.5;
542 >                branch = 0;
543 >                for (i = 0; i < 3; i++)
544 >                        if (av->pos[i] > ck0[i] + s) {
545 >                                ck0[i] += s;
546 >                                branch |= 1 << i;
547 >                        }
548 >                at = at->kid + branch;
549 >        }
550 >        avh.next = at->alist;           /* order by increasing level */
551 >        for (ap = &avh; ap->next != NULL; ap = ap->next)
552 >                if (ap->next->lvl >= av->lvl)
553 >                        break;
554 >        av->next = ap->next;
555 >        ap->next = (AMBVAL*)av;
556 >        at->alist = avh.next;
557 > }
558 >
559 >
560 > #else /* ! NEWAMB */
561 >
562 > static double   sumambient(COLOR acol, RAY *r, FVECT rn, int al,
563 >                                AMBTREE *at, FVECT c0, double s);
564 > static double   makeambient(COLOR acol, RAY *r, FVECT rn, int al);
565 > static void     extambient(COLOR cr, AMBVAL *ap, FVECT pv, FVECT nv);
566 >
567 >
568 > void
569 > multambient(            /* compute ambient component & multiply by coef. */
570 >        COLOR  aval,
571 >        RAY  *r,
572 >        FVECT  nrm
573 > )
574 > {
575 >        static int  rdepth = 0;                 /* ambient recursion */
576 >        COLOR   acol;
577 >        double  d, l;
578 >
579 >        if (ambdiv <= 0)                        /* no ambient calculation */
580 >                goto dumbamb;
581 >                                                /* check number of bounces */
582 >        if (rdepth >= ambounce)
583 >                goto dumbamb;
584 >                                                /* check ambient list */
585 >        if (ambincl != -1 && r->ro != NULL &&
586 >                        ambincl != inset(ambset, r->ro->omod))
587 >                goto dumbamb;
588 >
589 >        if (ambacc <= FTINY) {                  /* no ambient storage */
590 >                copycolor(acol, aval);
591 >                rdepth++;
592 >                d = doambient(acol, r, r->rweight, NULL, NULL);
593 >                rdepth--;
594 >                if (d <= FTINY)
595 >                        goto dumbamb;
596 >                copycolor(aval, acol);
597 >                return;
598 >        }
599 >
600 >        if (tracktime)                          /* sort to minimize thrashing */
601 >                sortambvals(0);
602 >                                                /* interpolate ambient value */
603 >        setcolor(acol, 0.0, 0.0, 0.0);
604 >        d = sumambient(acol, r, nrm, rdepth,
605 >                        &atrunk, thescene.cuorg, thescene.cusize);
606 >        if (d > FTINY) {
607 >                d = 1.0/d;
608 >                scalecolor(acol, d);
609 >                multcolor(aval, acol);
610 >                return;
611 >        }
612 >        rdepth++;                               /* need to cache new value */
613 >        d = makeambient(acol, r, nrm, rdepth-1);
614 >        rdepth--;
615 >        if (d > FTINY) {
616 >                multcolor(aval, acol);          /* got new value */
617 >                return;
618 >        }
619 > dumbamb:                                        /* return global value */
620 >        if ((ambvwt <= 0) | (navsum == 0)) {
621 >                multcolor(aval, ambval);
622 >                return;
623 >        }
624 >        l = bright(ambval);                     /* average in computations */
625 >        if (l > FTINY) {
626 >                d = (log(l)*(double)ambvwt + avsum) /
627 >                                (double)(ambvwt + navsum);
628 >                d = exp(d) / l;
629 >                scalecolor(aval, d);
630 >                multcolor(aval, ambval);        /* apply color of ambval */
631 >        } else {
632 >                d = exp( avsum / (double)navsum );
633 >                scalecolor(aval, d);            /* neutral color */
634 >        }
635 > }
636 >
637 >
638 > static double
639 > sumambient(     /* get interpolated ambient value */
640 >        COLOR  acol,
641 >        RAY  *r,
642 >        FVECT  rn,
643 >        int  al,
644 >        AMBTREE  *at,
645 >        FVECT  c0,
646 >        double  s
647 > )
648 > {
649 >        double  d, e1, e2, wt, wsum;
650          COLOR  ct;
651          FVECT  ck0;
652          int  i;
653 <        register int  j;
654 <        register AMBVAL  *av;
655 <                                        /* do this node */
653 >        int  j;
654 >        AMBVAL   *av;
655 >
656          wsum = 0.0;
657 +                                        /* do this node */
658          for (av = at->alist; av != NULL; av = av->next) {
659 +                double  rn_dot = -2.0;
660 +                if (tracktime)
661 +                        av->latick = ambclock;
662                  /*
663                   *  Ambient level test.
664                   */
665 <                if (av->lvl > al || av->weight < r->rweight-FTINY)
665 >                if (av->lvl > al)       /* list sorted, so this works */
666 >                        break;
667 >                if (av->weight < 0.9*r->rweight)
668                          continue;
669                  /*
670                   *  Ambient radius test.
671                   */
672 <                e1 = 0.0;
673 <                for (j = 0; j < 3; j++) {
193 <                        d = av->pos[j] - r->rop[j];
194 <                        e1 += d * d;
195 <                }
196 <                e1 /= av->rad * av->rad;
672 >                VSUB(ck0, av->pos, r->rop);
673 >                e1 = DOT(ck0, ck0) / (av->rad * av->rad);
674                  if (e1 > ambacc*ambacc*1.21)
675                          continue;
676                  /*
677 <                 *  Normal direction test.
677 >                 *  Direction test using closest normal.
678                   */
679 <                e2 = (1.0 - DOT(av->dir, r->ron)) * r->rweight;
680 <                if (e2 < 0.0) e2 = 0.0;
681 <                if (e1 + e2 > ambacc*ambacc*1.21)
679 >                d = DOT(av->dir, r->ron);
680 >                if (rn != r->ron) {
681 >                        rn_dot = DOT(av->dir, rn);
682 >                        if (rn_dot > 1.0-FTINY)
683 >                                rn_dot = 1.0-FTINY;
684 >                        if (rn_dot >= d-FTINY) {
685 >                                d = rn_dot;
686 >                                rn_dot = -2.0;
687 >                        }
688 >                }
689 >                e2 = (1.0 - d) * r->rweight;
690 >                if (e2 < 0.0)
691 >                        e2 = 0.0;
692 >                else if (e1 + e2 > ambacc*ambacc*1.21)
693                          continue;
694                  /*
695                   *  Ray behind test.
# Line 215 | Line 703 | double  s;
703                  /*
704                   *  Jittering final test reduces image artifacts.
705                   */
706 <                wt = sqrt(e1) + sqrt(e2);
707 <                wt *= .9 + .2*urand(9015+samplendx);
708 <                if (wt > ambacc)
706 >                e1 = sqrt(e1);
707 >                e2 = sqrt(e2);
708 >                wt = e1 + e2;
709 >                if (wt > ambacc*(.9+.2*urand(9015+samplendx)))
710                          continue;
711 +                /*
712 +                 *  Recompute directional error using perturbed normal
713 +                 */
714 +                if (rn_dot > 0.0) {
715 +                        e2 = sqrt((1.0 - rn_dot)*r->rweight);
716 +                        wt = e1 + e2;
717 +                }
718                  if (wt <= 1e-3)
719                          wt = 1e3;
720                  else
721                          wt = 1.0 / wt;
722                  wsum += wt;
723 <                extambient(ct, av, r->rop, r->ron);
723 >                extambient(ct, av, r->rop, rn);
724                  scalecolor(ct, wt);
725                  addcolor(acol, ct);
726          }
# Line 243 | Line 739 | double  s;
739                                  break;
740                  }
741                  if (j == 3)
742 <                        wsum += sumambient(acol, r, al, at->kid+i, ck0, s);
742 >                        wsum += sumambient(acol, r, rn, al,
743 >                                                at->kid+i, ck0, s);
744          }
745          return(wsum);
746   }
747  
748  
749 < double
750 < makeambient(acol, r, al)        /* make a new ambient value */
751 < COLOR  acol;
752 < register RAY  *r;
753 < int  al;
749 > static double
750 > makeambient(            /* make a new ambient value for storage */
751 >        COLOR  acol,
752 >        RAY  *r,
753 >        FVECT  rn,
754 >        int  al
755 > )
756   {
757 <        AMBVAL  amb;
757 >        AMBVAL  amb;
758          FVECT   gp, gd;
759 <                                                /* compute weight */
760 <        amb.weight = pow(AVGREFL, (double)al);
761 <        if (r->rweight < 0.2*amb.weight)        /* heuristic */
762 <                amb.weight = r->rweight;
759 >        int     i;
760 >
761 >        amb.weight = 1.0;                       /* compute weight */
762 >        for (i = al; i-- > 0; )
763 >                amb.weight *= AVGREFL;
764 >        if (r->rweight < 0.1*amb.weight)        /* heuristic override */
765 >                amb.weight = 1.25*r->rweight;
766 >        setcolor(acol, AVGREFL, AVGREFL, AVGREFL);
767                                                  /* compute ambient */
768          amb.rad = doambient(acol, r, amb.weight, gp, gd);
769 <        if (amb.rad == 0.0)
769 >        if (amb.rad <= FTINY) {
770 >                setcolor(acol, 0.0, 0.0, 0.0);
771                  return(0.0);
772 <                                                /* store it */
772 >        }
773 >        scalecolor(acol, 1./AVGREFL);           /* undo assumed reflectance */
774 >                                                /* store value */
775          VCOPY(amb.pos, r->rop);
776          VCOPY(amb.dir, r->ron);
777          amb.lvl = al;
# Line 274 | Line 780 | int  al;
780          VCOPY(amb.gdir, gd);
781                                                  /* insert into tree */
782          avsave(&amb);                           /* and save to file */
783 +        if (rn != r->ron)
784 +                extambient(acol, &amb, r->rop, rn);     /* texture */
785          return(amb.rad);
786   }
787  
788  
789 < extambient(cr, ap, pv, nv)              /* extrapolate value at pv, nv */
790 < COLOR  cr;
791 < register AMBVAL  *ap;
792 < FVECT  pv, nv;
789 > static void
790 > extambient(             /* extrapolate value at pv, nv */
791 >        COLOR  cr,
792 >        AMBVAL   *ap,
793 >        FVECT  pv,
794 >        FVECT  nv
795 > )
796   {
797 <        FVECT  v1, v2;
798 <        register int  i;
799 <        double  d;
797 >        FVECT  v1;
798 >        int  i;
799 >        double  d;
800  
801          d = 1.0;                        /* zeroeth order */
802                                          /* gradient due to translation */
803          for (i = 0; i < 3; i++)
804                  d += ap->gpos[i]*(pv[i]-ap->pos[i]);
805                                          /* gradient due to rotation */
806 <        VCOPY(v1, ap->dir);
807 <        fcross(v2, v1, nv);
297 <        d += DOT(ap->gdir, v2);
806 >        VCROSS(v1, ap->dir, nv);
807 >        d += DOT(ap->gdir, v1);
808          if (d <= 0.0) {
809                  setcolor(cr, 0.0, 0.0, 0.0);
810                  return;
# Line 304 | Line 814 | FVECT  pv, nv;
814   }
815  
816  
817 < static
818 < initambfile(creat)              /* initialize ambient file */
819 < int  creat;
817 > static void
818 > avinsert(                               /* insert ambient value in our tree */
819 >        AMBVAL *av
820 > )
821   {
822 <        extern char  *progname, *octname, VersionID[];
822 >        AMBTREE  *at;
823 >        AMBVAL  *ap;
824 >        AMBVAL  avh;
825 >        FVECT  ck0;
826 >        double  s;
827 >        int  branch;
828 >        int  i;
829  
830 <        setbuf(ambfp, bmalloc(BUFSIZ));
831 <        if (creat) {                    /* new file */
832 <                fprintf(ambfp, "%s -av %g %g %g -ab %d -aa %g ",
830 >        if (av->rad <= FTINY)
831 >                error(CONSISTENCY, "zero ambient radius in avinsert");
832 >        at = &atrunk;
833 >        VCOPY(ck0, thescene.cuorg);
834 >        s = thescene.cusize;
835 >        while (s*(OCTSCALE/2) > av->rad*ambacc) {
836 >                if (at->kid == NULL)
837 >                        if ((at->kid = newambtree()) == NULL)
838 >                                error(SYSTEM, "out of memory in avinsert");
839 >                s *= 0.5;
840 >                branch = 0;
841 >                for (i = 0; i < 3; i++)
842 >                        if (av->pos[i] > ck0[i] + s) {
843 >                                ck0[i] += s;
844 >                                branch |= 1 << i;
845 >                        }
846 >                at = at->kid + branch;
847 >        }
848 >        avh.next = at->alist;           /* order by increasing level */
849 >        for (ap = &avh; ap->next != NULL; ap = ap->next)
850 >                if (ap->next->lvl >= av->lvl)
851 >                        break;
852 >        av->next = ap->next;
853 >        ap->next = (AMBVAL*)av;
854 >        at->alist = avh.next;
855 > }
856 >
857 > #endif  /* ! NEWAMB */
858 >
859 > /************* FOLLOWING ROUTINES SAME FOR NEW & OLD METHODS ***************/
860 >
861 > static void
862 > initambfile(            /* initialize ambient file */
863 >        int  cre8
864 > )
865 > {
866 >        extern char  *progname, *octname;
867 >        static char  *mybuf = NULL;
868 >
869 > #ifdef  F_SETLKW
870 >        aflock(cre8 ? F_WRLCK : F_RDLCK);
871 > #endif
872 >        SET_FILE_BINARY(ambfp);
873 >        if (mybuf == NULL)
874 >                mybuf = (char *)bmalloc(BUFSIZ+8);
875 >        setbuf(ambfp, mybuf);
876 >        if (cre8) {                     /* new file */
877 >                newheader("RADIANCE", ambfp);
878 >                fprintf(ambfp, "%s -av %g %g %g -aw %d -ab %d -aa %g ",
879                                  progname, colval(ambval,RED),
880                                  colval(ambval,GRN), colval(ambval,BLU),
881 <                                ambounce, ambacc);
882 <                fprintf(ambfp, "-ad %d -as %d -ar %d %s\n",
883 <                                ambdiv, ambssamp, ambres,
884 <                                octname==NULL ? "" : octname);
881 >                                ambvwt, ambounce, ambacc);
882 >                fprintf(ambfp, "-ad %d -as %d -ar %d ",
883 >                                ambdiv, ambssamp, ambres);
884 >                if (octname != NULL)
885 >                        fputs(octname, ambfp);
886 >                fputc('\n', ambfp);
887                  fprintf(ambfp, "SOFTWARE= %s\n", VersionID);
888 +                fputnow(ambfp);
889                  fputformat(AMBFMT, ambfp);
890 <                putc('\n', ambfp);
890 >                fputc('\n', ambfp);
891                  putambmagic(ambfp);
892 <                fflush(ambfp);
893 <        } else if (checkheader(ambfp, AMBFMT, NULL) < 0
328 <                        || !hasambmagic(ambfp)) {
329 <                sprintf(errmsg, "\"%s\" is not an ambient file", afname);
330 <                error(USER, errmsg);
331 <        }
892 >        } else if (checkheader(ambfp, AMBFMT, NULL) < 0 || !hasambmagic(ambfp))
893 >                error(USER, "bad ambient file");
894   }
895  
896  
897 < static
898 < avsave(av)                              /* insert and save an ambient value */
899 < AMBVAL  *av;
897 > static void
898 > avsave(                         /* insert and save an ambient value */
899 >        AMBVAL  *av
900 > )
901   {
902 <        static int  nunflshed = 0;
340 <
341 <        avinsert(av, &atrunk, thescene.cuorg, thescene.cusize);
902 >        avinsert(avstore(av));
903          if (ambfp == NULL)
904                  return;
905          if (writambval(av, ambfp) < 0)
906                  goto writerr;
907 <        if (++nunflshed >= AMBFLUSH) {
907 >        if (++nunflshed >= AMBFLUSH)
908                  if (ambsync() == EOF)
909                          goto writerr;
349                nunflshed = 0;
350        }
910          return;
911   writerr:
912 <        error(SYSTEM, "error writing ambient file");
912 >        error(SYSTEM, "error writing to ambient file");
913   }
914  
915  
916 < static
917 < avinsert(aval, at, c0, s)               /* insert ambient value in a tree */
918 < AMBVAL  *aval;
919 < register AMBTREE  *at;
361 < FVECT  c0;
362 < double  s;
916 > static AMBVAL *
917 > avstore(                                /* allocate memory and store aval */
918 >        AMBVAL  *aval
919 > )
920   {
921 <        FVECT  ck0;
922 <        int  branch;
366 <        register AMBVAL  *av;
367 <        register int  i;
921 >        AMBVAL  *av;
922 >        double  d;
923  
924          if ((av = newambval()) == NULL)
925 <                goto memerr;
926 <        copystruct(av, aval);
927 <        VCOPY(ck0, c0);
928 <        while (s*(OCTSCALE/2) > av->rad*ambacc) {
929 <                if (at->kid == NULL)
930 <                        if ((at->kid = newambtree()) == NULL)
931 <                                goto memerr;
932 <                s *= 0.5;
933 <                branch = 0;
379 <                for (i = 0; i < 3; i++)
380 <                        if (av->pos[i] > ck0[i] + s) {
381 <                                ck0[i] += s;
382 <                                branch |= 1 << i;
383 <                        }
384 <                at = at->kid + branch;
925 >                error(SYSTEM, "out of memory in avstore");
926 >        *av = *aval;
927 >        av->latick = ambclock;
928 >        av->next = NULL;
929 >        nambvals++;
930 >        d = bright(av->val);
931 >        if (d > FTINY) {                /* add to log sum for averaging */
932 >                avsum += log(d);
933 >                navsum++;
934          }
935 <        av->next = at->alist;
387 <        at->alist = av;
388 <        return;
389 < memerr:
390 <        error(SYSTEM, "out of memory in avinsert");
935 >        return(av);
936   }
937  
938  
939 < #include  <fcntl.h>
939 > #define ATALLOCSZ       512             /* #/8 trees to allocate at once */
940  
941 + static AMBTREE  *atfreelist = NULL;     /* free ambient tree structures */
942  
943 < static
944 < ambsync()                       /* synchronize ambient file */
943 >
944 > static AMBTREE *
945 > newambtree(void)                                /* allocate 8 ambient tree structs */
946   {
947 <        static FILE  *ambinp = NULL;
948 <        struct flock  fls;
949 <        AMBVAL  avs;
950 <        long  lastpos, flen;
951 <        register int  n;
952 <                                /* gain exclusive access */
953 <        fls.l_type = F_WRLCK;
954 <        fls.l_whence = 0;
955 <        fls.l_start = 0L;
956 <        fls.l_len = 0L;
947 >        AMBTREE  *atp, *upperlim;
948 >
949 >        if (atfreelist == NULL) {       /* get more nodes */
950 >                atfreelist = (AMBTREE *)malloc(ATALLOCSZ*8*sizeof(AMBTREE));
951 >                if (atfreelist == NULL)
952 >                        return(NULL);
953 >                                        /* link new free list */
954 >                upperlim = atfreelist + 8*(ATALLOCSZ-1);
955 >                for (atp = atfreelist; atp < upperlim; atp += 8)
956 >                        atp->kid = atp + 8;
957 >                atp->kid = NULL;
958 >        }
959 >        atp = atfreelist;
960 >        atfreelist = atp->kid;
961 >        memset((char *)atp, '\0', 8*sizeof(AMBTREE));
962 >        return(atp);
963 > }
964 >
965 >
966 > static void
967 > freeambtree(                    /* free 8 ambient tree structs */
968 >        AMBTREE  *atp
969 > )
970 > {
971 >        atp->kid = atfreelist;
972 >        atfreelist = atp;
973 > }
974 >
975 >
976 > static void
977 > unloadatree(                    /* unload an ambient value tree */
978 >        AMBTREE  *at,
979 >        unloadtf_t *f
980 > )
981 > {
982 >        AMBVAL  *av;
983 >        int  i;
984 >                                        /* transfer values at this node */
985 >        for (av = at->alist; av != NULL; av = at->alist) {
986 >                at->alist = av->next;
987 >                (*f)(av);
988 >        }
989 >        if (at->kid == NULL)
990 >                return;
991 >        for (i = 0; i < 8; i++)         /* transfer and free children */
992 >                unloadatree(at->kid+i, f);
993 >        freeambtree(at->kid);
994 >        at->kid = NULL;
995 > }
996 >
997 >
998 > static struct avl {
999 >        AMBVAL  *p;
1000 >        unsigned long   t;
1001 > }       *avlist1;                       /* ambient value list with ticks */
1002 > static AMBVAL   **avlist2;              /* memory positions for sorting */
1003 > static int      i_avlist;               /* index for lists */
1004 >
1005 > static int alatcmp(const void *av1, const void *av2);
1006 >
1007 > static void
1008 > avfree(AMBVAL *av)
1009 > {
1010 >        free(av);
1011 > }
1012 >
1013 > static void
1014 > av2list(
1015 >        AMBVAL *av
1016 > )
1017 > {
1018 > #ifdef DEBUG
1019 >        if (i_avlist >= nambvals)
1020 >                error(CONSISTENCY, "too many ambient values in av2list1");
1021 > #endif
1022 >        avlist1[i_avlist].p = avlist2[i_avlist] = (AMBVAL*)av;
1023 >        avlist1[i_avlist++].t = av->latick;
1024 > }
1025 >
1026 >
1027 > static int
1028 > alatcmp(                        /* compare ambient values for MRA */
1029 >        const void *av1,
1030 >        const void *av2
1031 > )
1032 > {
1033 >        long  lc = ((struct avl *)av2)->t - ((struct avl *)av1)->t;
1034 >        return(lc<0 ? -1 : lc>0 ? 1 : 0);
1035 > }
1036 >
1037 >
1038 > /* GW NOTE 2002/10/3:
1039 > * I used to compare AMBVAL pointers, but found that this was the
1040 > * cause of a serious consistency error with gcc, since the optimizer
1041 > * uses some dangerous trick in pointer subtraction that
1042 > * assumes pointers differ by exact struct size increments.
1043 > */
1044 > static int
1045 > aposcmp(                        /* compare ambient value positions */
1046 >        const void      *avp1,
1047 >        const void      *avp2
1048 > )
1049 > {
1050 >        long    diff = *(char * const *)avp1 - *(char * const *)avp2;
1051 >        if (diff < 0)
1052 >                return(-1);
1053 >        return(diff > 0);
1054 > }
1055 >
1056 >
1057 > static int
1058 > avlmemi(                                /* find list position from address */
1059 >        AMBVAL  *avaddr
1060 > )
1061 > {
1062 >        AMBVAL  **avlpp;
1063 >
1064 >        avlpp = (AMBVAL **)bsearch((char *)&avaddr, (char *)avlist2,
1065 >                        nambvals, sizeof(AMBVAL *), &aposcmp);
1066 >        if (avlpp == NULL)
1067 >                error(CONSISTENCY, "address not found in avlmemi");
1068 >        return(avlpp - avlist2);
1069 > }
1070 >
1071 >
1072 > static void
1073 > sortambvals(                    /* resort ambient values */
1074 >        int     always
1075 > )
1076 > {
1077 >        AMBTREE  oldatrunk;
1078 >        AMBVAL  tav, *tap, *pnext;
1079 >        int     i, j;
1080 >                                        /* see if it's time yet */
1081 >        if (!always && (ambclock++ < lastsort+sortintvl ||
1082 >                        nambvals < SORT_THRESH))
1083 >                return;
1084 >        /*
1085 >         * The idea here is to minimize memory thrashing
1086 >         * in VM systems by improving reference locality.
1087 >         * We do this by periodically sorting our stored ambient
1088 >         * values in memory in order of most recently to least
1089 >         * recently accessed.  This ordering was chosen so that new
1090 >         * ambient values (which tend to be less important) go into
1091 >         * higher memory with the infrequently accessed values.
1092 >         *      Since we expect our values to need sorting less
1093 >         * frequently as the process continues, we double our
1094 >         * waiting interval after each call.
1095 >         *      This routine is also called by setambacc() with
1096 >         * the "always" parameter set to 1 so that the ambient
1097 >         * tree will be rebuilt with the new accuracy parameter.
1098 >         */
1099 >        if (tracktime) {                /* allocate pointer arrays to sort */
1100 >                avlist2 = (AMBVAL **)malloc(nambvals*sizeof(AMBVAL *));
1101 >                avlist1 = (struct avl *)malloc(nambvals*sizeof(struct avl));
1102 >        } else {
1103 >                avlist2 = NULL;
1104 >                avlist1 = NULL;
1105 >        }
1106 >        if (avlist1 == NULL) {          /* no time tracking -- rebuild tree? */
1107 >                if (avlist2 != NULL)
1108 >                        free((void *)avlist2);
1109 >                if (always) {           /* rebuild without sorting */
1110 >                        oldatrunk = atrunk;
1111 >                        atrunk.alist = NULL;
1112 >                        atrunk.kid = NULL;
1113 >                        unloadatree(&oldatrunk, &avinsert);
1114 >                }
1115 >        } else {                        /* sort memory by last access time */
1116 >                /*
1117 >                 * Sorting memory is tricky because it isn't contiguous.
1118 >                 * We have to sort an array of pointers by MRA and also
1119 >                 * by memory position.  We then copy values in "loops"
1120 >                 * to minimize memory hits.  Nevertheless, we will visit
1121 >                 * everyone at least twice, and this is an expensive process
1122 >                 * when we're thrashing, which is when we need to do it.
1123 >                 */
1124 > #ifdef DEBUG
1125 >                sprintf(errmsg, "sorting %u ambient values at ambclock=%lu...",
1126 >                                nambvals, ambclock);
1127 >                eputs(errmsg);
1128 > #endif
1129 >                i_avlist = 0;
1130 >                unloadatree(&atrunk, &av2list); /* empty current tree */
1131 > #ifdef DEBUG
1132 >                if (i_avlist < nambvals)
1133 >                        error(CONSISTENCY, "missing ambient values in sortambvals");
1134 > #endif
1135 >                qsort((char *)avlist1, nambvals, sizeof(struct avl), &alatcmp);
1136 >                qsort((char *)avlist2, nambvals, sizeof(AMBVAL *), &aposcmp);
1137 >                for (i = 0; i < nambvals; i++) {
1138 >                        if (avlist1[i].p == NULL)
1139 >                                continue;
1140 >                        tap = avlist2[i];
1141 >                        tav = *tap;
1142 >                        for (j = i; (pnext = avlist1[j].p) != tap;
1143 >                                        j = avlmemi(pnext)) {
1144 >                                *(avlist2[j]) = *pnext;
1145 >                                avinsert(avlist2[j]);
1146 >                                avlist1[j].p = NULL;
1147 >                        }
1148 >                        *(avlist2[j]) = tav;
1149 >                        avinsert(avlist2[j]);
1150 >                        avlist1[j].p = NULL;
1151 >                }
1152 >                free((void *)avlist1);
1153 >                free((void *)avlist2);
1154 >                                                /* compute new sort interval */
1155 >                sortintvl = ambclock - lastsort;
1156 >                if (sortintvl >= MAX_SORT_INTVL/2)
1157 >                        sortintvl = MAX_SORT_INTVL;
1158 >                else
1159 >                        sortintvl <<= 1;        /* wait twice as long next */
1160 > #ifdef DEBUG
1161 >                eputs("done\n");
1162 > #endif
1163 >        }
1164 >        if (ambclock >= MAXACLOCK)
1165 >                ambclock = MAXACLOCK/2;
1166 >        lastsort = ambclock;
1167 > }
1168 >
1169 >
1170 > #ifdef  F_SETLKW
1171 >
1172 > static void
1173 > aflock(                 /* lock/unlock ambient file */
1174 >        int  typ
1175 > )
1176 > {
1177 >        static struct flock  fls;       /* static so initialized to zeroes */
1178 >
1179 >        if (typ == fls.l_type)          /* already called? */
1180 >                return;
1181 >        fls.l_type = typ;
1182          if (fcntl(fileno(ambfp), F_SETLKW, &fls) < 0)
1183 <                error(SYSTEM, "cannot lock ambient file");
1183 >                error(SYSTEM, "cannot (un)lock ambient file");
1184 > }
1185 >
1186 >
1187 > int
1188 > ambsync(void)                   /* synchronize ambient file */
1189 > {
1190 >        long  flen;
1191 >        AMBVAL  avs;
1192 >        int  n;
1193 >
1194 >        if (ambfp == NULL)      /* no ambient file? */
1195 >                return(0);
1196 >                                /* gain appropriate access */
1197 >        aflock(nunflshed ? F_WRLCK : F_RDLCK);
1198                                  /* see if file has grown */
1199 <        lastpos = lseek(fileno(ambfp), 0L, 1);  /* get previous position */
1200 <        flen = lseek(fileno(ambfp), 0L, 2);     /* new(?) file length */
1201 <        if (n = (flen - lastpos)%AMBVALSIZ)     /* assure alignment */
1202 <                lseek(fileno(ambfp), (long)-n, 1);
1203 <        if (n = (flen - lastpos)/AMBVALSIZ) {   /* file has grown */
1204 <                if (ambinp == NULL && (ambinp = fopen(afname, "r")) == NULL)
1205 <                        error(SYSTEM, "cannot reopen ambient file");
420 <                fseek(ambinp, lastpos, 0);      /* go to previous position */
421 <                while (n--) {                   /* load contributed values */
422 <                        readambval(&avs, ambinp);
423 <                        avinsert(&avs,&atrunk,thescene.cuorg,thescene.cusize);
1199 >        if ((flen = lseek(fileno(ambfp), (off_t)0, SEEK_END)) < 0)
1200 >                goto seekerr;
1201 >        if ((n = flen - lastpos) > 0) {         /* file has grown */
1202 >                if (ambinp == NULL) {           /* use duplicate filedes */
1203 >                        ambinp = fdopen(dup(fileno(ambfp)), "r");
1204 >                        if (ambinp == NULL)
1205 >                                error(SYSTEM, "fdopen failed in ambsync");
1206                  }
1207 +                if (fseek(ambinp, lastpos, SEEK_SET) < 0)
1208 +                        goto seekerr;
1209 +                while (n >= AMBVALSIZ) {        /* load contributed values */
1210 +                        if (!readambval(&avs, ambinp)) {
1211 +                                sprintf(errmsg,
1212 +                        "ambient file \"%s\" corrupted near character %ld",
1213 +                                                ambfile, flen - n);
1214 +                                error(WARNING, errmsg);
1215 +                                break;
1216 +                        }
1217 +                        avinsert(avstore(&avs));
1218 +                        n -= AMBVALSIZ;
1219 +                }
1220 +                lastpos = flen - n;
1221 +                /*** seek always as safety measure
1222 +                if (n) ***/                     /* alignment */
1223 +                        if (lseek(fileno(ambfp), (off_t)lastpos, SEEK_SET) < 0)
1224 +                                goto seekerr;
1225          }
1226          n = fflush(ambfp);                      /* calls write() at last */
1227 <        fls.l_type = F_UNLCK;                   /* release file */
1228 <        fcntl(fileno(ambfp), F_SETLKW, &fls);
1227 >        if (n != EOF)
1228 >                lastpos += (long)nunflshed*AMBVALSIZ;
1229 >        else if ((lastpos = lseek(fileno(ambfp), (off_t)0, SEEK_CUR)) < 0)
1230 >                goto seekerr;
1231 >                
1232 >        aflock(F_UNLCK);                        /* release file */
1233 >        nunflshed = 0;
1234          return(n);
1235 + seekerr:
1236 +        error(SYSTEM, "seek failed in ambsync");
1237 +        return -1; /* pro forma return */
1238   }
1239 +
1240 + #else   /* ! F_SETLKW */
1241 +
1242 + int
1243 + ambsync(void)                   /* flush ambient file */
1244 + {
1245 +        if (ambfp == NULL)
1246 +                return(0);
1247 +        nunflshed = 0;
1248 +        return(fflush(ambfp));
1249 + }
1250 +
1251 + #endif  /* ! F_SETLKW */

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