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

Comparing ray/src/rt/ambient.c (file contents):
Revision 1.14 by greg, Fri Jun 7 10:04:29 1991 UTC vs.
Revision 2.46 by gwlarson, Sun Jan 10 12:45:19 1999 UTC

# Line 1 | Line 1
1 < /* Copyright (c) 1991 Regents of the University of California */
1 > /* Copyright (c) 1996 Regents of the University of California */
2  
3   #ifndef lint
4   static char SCCSid[] = "$SunId$ LBL";
# Line 6 | Line 6 | static char SCCSid[] = "$SunId$ LBL";
6  
7   /*
8   *  ambient.c - routines dealing with ambient (inter-reflected) component.
9 – *
10 – *  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
9   */
10  
11   #include  "ray.h"
# Line 23 | Line 18 | static char SCCSid[] = "$SunId$ LBL";
18  
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 {
26 <        AMBVAL  *alist;         /* ambient value list */
27 <        struct ambtree  *kid;   /* 8 child nodes */
26 >        AMBVAL  *alist;         /* ambient value list */
27 >        struct ambtree  *kid;   /* 8 child nodes */
28   }  AMBTREE;                     /* ambient octree */
29  
30   extern CUBE  thescene;          /* contains space boundaries */
31  
32 < #define  MAXASET        511     /* maximum number of elements in ambient set */
36 < OBJECT  ambset[MAXASET+1]={0};  /* ambient include/exclude set */
32 > extern char  *shm_boundary;     /* memory sharing boundary */
33  
34 < double  maxarad;                /* maximum ambient radius */
35 < double  minarad;                /* minimum ambient radius */
34 > #define  MAXASET        511     /* maximum number of elements in ambient set */
35 > OBJECT  ambset[MAXASET+1]={0};  /* ambient include/exclude set */
36  
37 < static AMBTREE  atrunk;         /* our ambient trunk node */
37 > double  maxarad;                /* maximum ambient radius */
38 > double  minarad;                /* minimum ambient radius */
39  
40 + static AMBTREE  atrunk;         /* our ambient trunk node */
41 +
42   static FILE  *ambfp = NULL;     /* ambient file pointer */
43 + static int  nunflshed = 0;      /* number of unflushed ambient values */
44  
45 < #define  newambval()    (AMBVAL *)bmalloc(sizeof(AMBVAL))
45 > #ifndef SORT_THRESH
46 > #ifdef BIGMEM
47 > #define SORT_THRESH     ((9L<<20)/sizeof(AMBVAL))
48 > #else
49 > #define SORT_THRESH     ((3L<<20)/sizeof(AMBVAL))
50 > #endif
51 > #endif
52 > #ifndef SORT_INTVL
53 > #define SORT_INTVL      (SORT_THRESH<<1)
54 > #endif
55 > #ifndef MAX_SORT_INTVL
56 > #define MAX_SORT_INTVL  (SORT_INTVL<<6)
57 > #endif
58  
59 < #define  newambtree()   (AMBTREE *)calloc(8, sizeof(AMBTREE))
59 > static double  avsum = 0.;              /* computed ambient value sum (log) */
60 > static unsigned int  navsum = 0;        /* number of values in avsum */
61 > static unsigned int  nambvals = 0;      /* total number of indirect values */
62 > static unsigned int  nambshare = 0;     /* number of values from file */
63 > static unsigned long  ambclock = 0;     /* ambient access clock */
64 > static unsigned long  lastsort = 0;     /* time of last value sort */
65 > static long  sortintvl = SORT_INTVL;    /* time until next sort */
66  
67 + #define MAXACLOCK       (1L<<30)        /* clock turnover value */
68 +        /*
69 +         * Track access times unless we are sharing ambient values
70 +         * through memory on a multiprocessor, when we want to avoid
71 +         * claiming our own memory (copy on write).  Go ahead anyway
72 +         * if more than two thirds of our values are unshared.
73 +         * Compile with -Dtracktime=0 to turn this code off.
74 +         */
75 + #ifndef tracktime
76 + #define tracktime       (shm_boundary == NULL || nambvals > 3*nambshare)
77 + #endif
78  
79 < setambient(afile)                       /* initialize calculation */
80 < char  *afile;
79 > #define  AMBFLUSH       (BUFSIZ/AMBVALSIZ)
80 >
81 > #define  newambval()    (AMBVAL *)bmalloc(sizeof(AMBVAL))
82 >
83 > static int  initambfile(), avsave(), avinsert(), sortambvals(), avlmemi();
84 > static AMBVAL  *avstore();
85 > #ifdef  F_SETLKW
86 > static  aflock();
87 > #endif
88 >
89 >
90 > setambres(ar)                           /* set ambient resolution */
91 > int  ar;
92   {
93 <        long  ftell();
94 <        AMBVAL  amb;
93 >        ambres = ar < 0 ? 0 : ar;               /* may be done already */
94 >                                                /* set min & max radii */
95 >        if (ar <= 0) {
96 >                minarad = 0;
97 >                maxarad = thescene.cusize / 2.0;
98 >        } else {
99 >                minarad = thescene.cusize / ar;
100 >                maxarad = 64 * minarad;                 /* heuristic */
101 >                if (maxarad > thescene.cusize / 2.0)
102 >                        maxarad = thescene.cusize / 2.0;
103 >        }
104 >        if (minarad <= FTINY)
105 >                minarad = 10*FTINY;
106 >        if (maxarad <= minarad)
107 >                maxarad = 64 * minarad;
108 > }
109  
56 –        maxarad = thescene.cusize / 2.0;                /* maximum radius */
57 –                                                        /* minimum radius */
58 –        minarad = ambres > 0 ? thescene.cusize/ambres : 0.0;
110  
111 <                                        /* open ambient file */
112 <        if (afile != NULL)
113 <                if ((ambfp = fopen(afile, "r+")) != NULL) {
114 <                        while (fread((char *)&amb,sizeof(AMBVAL),1,ambfp) == 1)
115 <                                avinsert(&amb, &atrunk, thescene.cuorg,
116 <                                                thescene.cusize);
117 <                                                        /* align */
118 <                        fseek(ambfp, -(ftell(ambfp)%sizeof(AMBVAL)), 1);
119 <                } else if ((ambfp = fopen(afile, "w")) == NULL) {
120 <                        sprintf(errmsg, "cannot open ambient file \"%s\"",
121 <                                        afile);
122 <                        error(SYSTEM, errmsg);
111 > setambacc(newa)                         /* set ambient accuracy */
112 > double  newa;
113 > {
114 >        double  ambdiff;
115 >
116 >        if (newa < 0.0)
117 >                newa = 0.0;
118 >        ambdiff = fabs(newa - ambacc);
119 >        if (ambdiff >= .01 && (ambacc = newa) > FTINY && nambvals > 0)
120 >                sortambvals(1);                 /* rebuild tree */
121 > }
122 >
123 >
124 > setambient(afile)                       /* initialize calculation */
125 > char  *afile;
126 > {
127 >        int     readonly = 0;
128 >        long  pos, flen;
129 >        AMBVAL  amb;
130 >                                                /* init ambient limits */
131 >        setambres(ambres);
132 >        setambacc(ambacc);
133 >        if (afile == NULL)
134 >                return;
135 >        if (ambacc <= FTINY) {
136 >                sprintf(errmsg, "zero ambient accuracy so \"%s\" not opened",
137 >                                afile);
138 >                error(WARNING, errmsg);
139 >                return;
140 >        }
141 >                                                /* open ambient file */
142 >        if ((ambfp = fopen(afile, "r+")) == NULL)
143 >                readonly = (ambfp = fopen(afile, "r")) != NULL;
144 >        if (ambfp != NULL) {
145 >                initambfile(0);                 /* file exists */
146 >                pos = ftell(ambfp);
147 >                while (readambval(&amb, ambfp))
148 >                        avinsert(avstore(&amb));
149 >                nambshare = nambvals;           /* share loaded values */
150 >                if (readonly) {
151 >                        sprintf(errmsg,
152 >                                "loaded %u values from read-only ambient file",
153 >                                        nambvals);
154 >                        error(WARNING, errmsg);
155 >                        fclose(ambfp);          /* close file so no writes */
156 >                        ambfp = NULL;
157 >                        return;                 /* avoid ambsync() */
158                  }
159 +                                                /* align file pointer */
160 +                pos += (long)nambvals*AMBVALSIZ;
161 +                flen = lseek(fileno(ambfp), 0L, 2);
162 +                if (flen != pos) {
163 +                        sprintf(errmsg,
164 +                        "ignoring last %ld values in ambient file (corrupted)",
165 +                                        (flen - pos)/AMBVALSIZ);
166 +                        error(WARNING, errmsg);
167 +                        fseek(ambfp, pos, 0);
168 +                        ftruncate(fileno(ambfp), pos);
169 +                }
170 +        } else if ((ambfp = fopen(afile, "w+")) != NULL) {
171 +                initambfile(1);                 /* else create new file */
172 +        } else {
173 +                sprintf(errmsg, "cannot open ambient file \"%s\"", afile);
174 +                error(SYSTEM, errmsg);
175 +        }
176 +        nunflshed++;    /* lie */
177 +        ambsync();
178   }
179  
180  
181   ambnotify(obj)                  /* record new modifier */
182 < OBJECT  obj;
182 > OBJECT  obj;
183   {
184          static int  hitlimit = 0;
185 <        register OBJREC  *o = objptr(obj);
185 >        register OBJREC  *o = objptr(obj);
186          register char  **amblp;
187  
188          if (hitlimit || !ismodifier(o->otype))
# Line 95 | Line 200 | OBJECT  obj;
200   }
201  
202  
203 < ambient(acol, r)                /* compute ambient component for ray */
203 > ambient(acol, r, nrm)           /* compute ambient component for ray */
204   COLOR  acol;
205   register RAY  *r;
206 + FVECT  nrm;
207   {
208          static int  rdepth = 0;                 /* ambient recursion */
209 <        double  wsum;
209 >        double  d, l;
210  
105 –        rdepth++;                               /* increment level */
106 –
211          if (ambdiv <= 0)                        /* no ambient calculation */
212                  goto dumbamb;
213                                                  /* check number of bounces */
214 <        if (rdepth > ambounce)
214 >        if (rdepth >= ambounce)
215                  goto dumbamb;
216                                                  /* check ambient list */
217          if (ambincl != -1 && r->ro != NULL &&
# Line 115 | Line 219 | register RAY  *r;
219                  goto dumbamb;
220  
221          if (ambacc <= FTINY) {                  /* no ambient storage */
222 <                if (doambient(acol, r, NULL, NULL) == 0.0)
222 >                rdepth++;
223 >                d = doambient(acol, r, r->rweight, NULL, NULL);
224 >                rdepth--;
225 >                if (d <= FTINY)
226                          goto dumbamb;
227 <                goto done;
227 >                return;
228          }
229 +
230 +        if (tracktime)                          /* sort to minimize thrashing */
231 +                sortambvals(0);
232                                                  /* get ambient value */
233          setcolor(acol, 0.0, 0.0, 0.0);
234 <        wsum = sumambient(acol, r, &atrunk, thescene.cuorg, thescene.cusize);
235 <        if (wsum > FTINY)
236 <                scalecolor(acol, 1.0/wsum);
237 <        else if (makeambient(acol, r) == 0.0)
238 <                goto dumbamb;
239 <        goto done;
240 <
234 >        d = sumambient(acol, r, nrm, rdepth,
235 >                        &atrunk, thescene.cuorg, thescene.cusize);
236 >        if (d > FTINY) {
237 >                scalecolor(acol, 1.0/d);
238 >                return;
239 >        }
240 >        rdepth++;                               /* need to cache new value */
241 >        d = makeambient(acol, r, nrm, rdepth-1);
242 >        rdepth--;
243 >        if (d > FTINY)
244 >                return;
245   dumbamb:                                        /* return global value */
246          copycolor(acol, ambval);
247 < done:                                           /* must finish here! */
248 <        rdepth--;
247 >        if (ambvwt <= 0 | navsum == 0)
248 >                return;
249 >        l = bright(ambval);                     /* average in computations */
250 >        if (l > FTINY) {
251 >                d = (log(l)*(double)ambvwt + avsum) /
252 >                                (double)(ambvwt + navsum);
253 >                d = exp(d) / l;
254 >                scalecolor(acol, d);            /* apply color of ambval */
255 >        } else {
256 >                d = exp( avsum / (double)navsum );
257 >                setcolor(acol, d, d, d);        /* neutral color */
258 >        }
259   }
260  
261  
262   double
263 < sumambient(acol, r, at, c0, s)          /* get interpolated ambient value */
263 > sumambient(acol, r, rn, al, at, c0, s)  /* get interpolated ambient value */
264   COLOR  acol;
265   register RAY  *r;
266 < AMBTREE  *at;
266 > FVECT  rn;
267 > int  al;
268 > AMBTREE  *at;
269   FVECT  c0;
270 < double  s;
270 > double  s;
271   {
272 <        extern double  sqrt();
147 <        double  d, e1, e2, wt, wsum;
272 >        double  d, e1, e2, wt, wsum;
273          COLOR  ct;
274          FVECT  ck0;
275          int  i;
276          register int  j;
277 <        register AMBVAL  *av;
278 <                                        /* do this node */
277 >        register AMBVAL  *av;
278 >
279          wsum = 0.0;
280 +                                        /* do this node */
281          for (av = at->alist; av != NULL; av = av->next) {
282 +                if (tracktime)
283 +                        av->latick = ambclock;
284                  /*
285 <                 *  Ray strength test.
285 >                 *  Ambient level test.
286                   */
287 <                if (av->lvl > r->rlvl || av->weight < r->rweight-FTINY)
287 >                if (av->lvl > al)       /* list sorted, so this works */
288 >                        break;
289 >                if (av->weight < r->rweight-FTINY)
290                          continue;
291                  /*
292                   *  Ambient radius test.
293                   */
294 <                e1 = 0.0;
295 <                for (j = 0; j < 3; j++) {
296 <                        d = av->pos[j] - r->rop[j];
297 <                        e1 += d * d;
298 <                }
294 >                d = av->pos[0] - r->rop[0];
295 >                e1 = d * d;
296 >                d = av->pos[1] - r->rop[1];
297 >                e1 += d * d;
298 >                d = av->pos[2] - r->rop[2];
299 >                e1 += d * d;
300                  e1 /= av->rad * av->rad;
301                  if (e1 > ambacc*ambacc*1.21)
302                          continue;
# Line 183 | Line 314 | double  s;
314                  for (j = 0; j < 3; j++)
315                          d += (r->rop[j] - av->pos[j]) *
316                                          (av->dir[j] + r->ron[j]);
317 <                if (d*0.5 < -minarad*ambacc)
317 >                if (d*0.5 < -minarad*ambacc-.001)
318                          continue;
319                  /*
320                   *  Jittering final test reduces image artifacts.
321                   */
322                  wt = sqrt(e1) + sqrt(e2);
323 <                wt *= .9 + .2*frandom();
193 <                if (wt > ambacc)
323 >                if (wt > ambacc*(.9+.2*urand(9015+samplendx)))
324                          continue;
325                  if (wt <= 1e-3)
326                          wt = 1e3;
327                  else
328                          wt = 1.0 / wt;
329                  wsum += wt;
330 <                copycolor(ct, av->val);
330 >                extambient(ct, av, r->rop, rn);
331                  scalecolor(ct, wt);
332                  addcolor(acol, ct);
333          }
# Line 216 | Line 346 | double  s;
346                                  break;
347                  }
348                  if (j == 3)
349 <                        wsum += sumambient(acol, r, at->kid+i, ck0, s);
349 >                        wsum += sumambient(acol, r, rn, al, at->kid+i, ck0, s);
350          }
351          return(wsum);
352   }
353  
354  
355   double
356 < makeambient(acol, r)            /* make a new ambient value */
356 > makeambient(acol, r, rn, al)    /* make a new ambient value */
357   COLOR  acol;
358   register RAY  *r;
359 + FVECT  rn;
360 + int  al;
361   {
362 <        AMBVAL  amb;
362 >        AMBVAL  amb;
363          FVECT   gp, gd;
364 <
365 <        amb.rad = doambient(acol, r, gp, gd);   /* compute ambient */
366 <        if (amb.rad == 0.0)
364 >                                                /* compute weight */
365 >        amb.weight = pow(AVGREFL, (double)al);
366 >        if (r->rweight < 0.1*amb.weight)        /* heuristic */
367 >                amb.weight = r->rweight;
368 >                                                /* compute ambient */
369 >        amb.rad = doambient(acol, r, amb.weight, gp, gd);
370 >        if (amb.rad <= FTINY)
371                  return(0.0);
372                                                  /* store it */
373          VCOPY(amb.pos, r->rop);
374          VCOPY(amb.dir, r->ron);
375 <        amb.lvl = r->rlvl;
240 <        amb.weight = r->rweight;
375 >        amb.lvl = al;
376          copycolor(amb.val, acol);
377          VCOPY(amb.gpos, gp);
378          VCOPY(amb.gdir, gd);
379                                                  /* insert into tree */
380 <        avinsert(&amb, &atrunk, thescene.cuorg, thescene.cusize);
381 <        avsave(&amb);                           /* write to file */
380 >        avsave(&amb);                           /* and save to file */
381 >        if (rn != r->ron)
382 >                extambient(acol, &amb, r->rop, rn);     /* texture */
383          return(amb.rad);
384   }
385  
386  
387 + extambient(cr, ap, pv, nv)              /* extrapolate value at pv, nv */
388 + COLOR  cr;
389 + register AMBVAL  *ap;
390 + FVECT  pv, nv;
391 + {
392 +        FVECT  v1;
393 +        register int  i;
394 +        double  d;
395 +
396 +        d = 1.0;                        /* zeroeth order */
397 +                                        /* gradient due to translation */
398 +        for (i = 0; i < 3; i++)
399 +                d += ap->gpos[i]*(pv[i]-ap->pos[i]);
400 +                                        /* gradient due to rotation */
401 +        VCROSS(v1, ap->dir, nv);
402 +        d += DOT(ap->gdir, v1);
403 +        if (d <= 0.0) {
404 +                setcolor(cr, 0.0, 0.0, 0.0);
405 +                return;
406 +        }
407 +        copycolor(cr, ap->val);
408 +        scalecolor(cr, d);
409 + }
410 +
411 +
412   static
413 < avsave(av)                              /* save an ambient value */
414 < AMBVAL  *av;
413 > initambfile(creat)              /* initialize ambient file */
414 > int  creat;
415   {
416 < #ifdef  AMBFLUSH
417 <        static int  nunflshed = 0;
416 >        extern char  *progname, *octname, VersionID[];
417 >
418 > #ifdef  F_SETLKW
419 >        aflock(creat ? F_WRLCK : F_RDLCK);
420   #endif
421 + #ifdef MSDOS
422 +        setmode(fileno(ambfp), O_BINARY);
423 + #endif
424 +        setbuf(ambfp, bmalloc(BUFSIZ+8));
425 +        if (creat) {                    /* new file */
426 +                newheader("RADIANCE", ambfp);
427 +                fprintf(ambfp, "%s -av %g %g %g -aw %d -ab %d -aa %g ",
428 +                                progname, colval(ambval,RED),
429 +                                colval(ambval,GRN), colval(ambval,BLU),
430 +                                ambvwt, ambounce, ambacc);
431 +                fprintf(ambfp, "-ad %d -as %d -ar %d %s\n",
432 +                                ambdiv, ambssamp, ambres,
433 +                                octname==NULL ? "" : octname);
434 +                fprintf(ambfp, "SOFTWARE= %s\n", VersionID);
435 +                fputformat(AMBFMT, ambfp);
436 +                putc('\n', ambfp);
437 +                putambmagic(ambfp);
438 +        } else if (checkheader(ambfp, AMBFMT, NULL) < 0 || !hasambmagic(ambfp))
439 +                error(USER, "bad ambient file");
440 + }
441 +
442 +
443 + static
444 + avsave(av)                              /* insert and save an ambient value */
445 + AMBVAL  *av;
446 + {
447 +        avinsert(avstore(av));
448          if (ambfp == NULL)
449                  return;
450 <        if (fwrite((char *)av, sizeof(AMBVAL), 1, ambfp) != 1)
450 >        if (writambval(av, ambfp) < 0)
451                  goto writerr;
452 < #ifdef  AMBFLUSH
453 <        if (++nunflshed >= AMBFLUSH) {
264 <                if (fflush(ambfp) == EOF)
452 >        if (++nunflshed >= AMBFLUSH)
453 >                if (ambsync() == EOF)
454                          goto writerr;
266 –                nunflshed = 0;
267 –        }
268 – #endif
455          return;
456   writerr:
457          error(SYSTEM, "error writing ambient file");
458   }
459  
460  
461 + static AMBVAL *
462 + avstore(aval)                           /* allocate memory and store aval */
463 + register AMBVAL  *aval;
464 + {
465 +        register AMBVAL  *av;
466 +        double  d;
467 +
468 +        if ((av = newambval()) == NULL)
469 +                error(SYSTEM, "out of memory in avstore");
470 +        copystruct(av, aval);
471 +        av->latick = ambclock;
472 +        av->next = NULL;
473 +        nambvals++;
474 +        d = bright(av->val);
475 +        if (d > FTINY) {                /* add to log sum for averaging */
476 +                avsum += log(d);
477 +                navsum++;
478 +        }
479 +        return(av);
480 + }
481 +
482 +
483 + #define ATALLOCSZ       512             /* #/8 trees to allocate at once */
484 +
485 + static AMBTREE  *atfreelist = NULL;     /* free ambient tree structures */
486 +
487 +
488   static
489 < avinsert(aval, at, c0, s)               /* insert ambient value in a tree */
490 < AMBVAL  *aval;
278 < register AMBTREE  *at;
279 < FVECT  c0;
280 < double  s;
489 > AMBTREE *
490 > newambtree()                            /* allocate 8 ambient tree structs */
491   {
492 +        register AMBTREE  *atp, *upperlim;
493 +
494 +        if (atfreelist == NULL) {       /* get more nodes */
495 +                atfreelist = (AMBTREE *)bmalloc(ATALLOCSZ*8*sizeof(AMBTREE));
496 +                if (atfreelist == NULL)
497 +                        return(NULL);
498 +                                        /* link new free list */
499 +                upperlim = atfreelist + 8*(ATALLOCSZ-1);
500 +                for (atp = atfreelist; atp < upperlim; atp += 8)
501 +                        atp->kid = atp + 8;
502 +                atp->kid = NULL;
503 +        }
504 +        atp = atfreelist;
505 +        atfreelist = atp->kid;
506 +        bzero((char *)atp, 8*sizeof(AMBTREE));
507 +        return(atp);
508 + }
509 +
510 +
511 + static
512 + freeambtree(atp)                        /* free 8 ambient tree structs */
513 + AMBTREE  *atp;
514 + {
515 +        atp->kid = atfreelist;
516 +        atfreelist = atp;
517 + }
518 +
519 +
520 + static
521 + avinsert(av)                            /* insert ambient value in our tree */
522 + register AMBVAL  *av;
523 + {
524 +        register AMBTREE  *at;
525 +        register AMBVAL  *ap;
526 +        AMBVAL  avh;
527          FVECT  ck0;
528 +        double  s;
529          int  branch;
284 –        register AMBVAL  *av;
530          register int  i;
531  
532 <        if ((av = newambval()) == NULL)
533 <                goto memerr;
534 <        copystruct(av, aval);
535 <        VCOPY(ck0, c0);
532 >        if (av->rad <= 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*ambacc) {
538                  if (at->kid == NULL)
539                          if ((at->kid = newambtree()) == NULL)
540 <                                goto memerr;
540 >                                error(SYSTEM, "out of memory in avinsert");
541                  s *= 0.5;
542                  branch = 0;
543                  for (i = 0; i < 3; i++)
# Line 301 | Line 547 | double  s;
547                          }
548                  at = at->kid + branch;
549          }
550 <        av->next = at->alist;
551 <        at->alist = av;
552 <        return;
553 < memerr:
554 <        error(SYSTEM, "out of memory in avinsert");
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 = av;
556 >        at->alist = avh.next;
557   }
558 +
559 +
560 + static
561 + unloadatree(at, f)                      /* unload an ambient value tree */
562 + register AMBTREE  *at;
563 + int     (*f)();
564 + {
565 +        register AMBVAL  *av;
566 +        register int  i;
567 +                                        /* transfer values at this node */
568 +        for (av = at->alist; av != NULL; av = at->alist) {
569 +                at->alist = av->next;
570 +                (*f)(av);
571 +        }
572 +        if (at->kid == NULL)
573 +                return;
574 +        for (i = 0; i < 8; i++)         /* transfer and free children */
575 +                unloadatree(at->kid+i, f);
576 +        freeambtree(at->kid);
577 +        at->kid = NULL;
578 + }
579 +
580 +
581 + static struct avl {
582 +        AMBVAL  *p;
583 +        unsigned long   t;
584 + }       *avlist1;                       /* ambient value list with ticks */
585 + static AMBVAL   **avlist2;              /* memory positions for sorting */
586 + static int      i_avlist;               /* index for lists */
587 +
588 +
589 + static
590 + av2list(av)
591 + register AMBVAL *av;
592 + {
593 + #ifdef DEBUG
594 +        if (i_avlist >= nambvals)
595 +                error(CONSISTENCY, "too many ambient values in av2list1");
596 + #endif
597 +        avlist1[i_avlist].p = avlist2[i_avlist] = av;
598 +        avlist1[i_avlist++].t = av->latick;
599 + }
600 +
601 +
602 + static int
603 + alatcmp(av1, av2)                       /* compare ambient values for MRA */
604 + struct avl      *av1, *av2;
605 + {
606 +        register long  lc = av2->t - av1->t;
607 +        return(lc<0 ? -1 : lc>0 ? 1 : 0);
608 + }
609 +
610 +
611 + static int
612 + aposcmp(avp1, avp2)                     /* compare ambient value positions */
613 + AMBVAL  **avp1, **avp2;
614 + {
615 +        return(*avp1 - *avp2);
616 + }
617 +
618 +
619 + #if 1
620 + static int
621 + avlmemi(avaddr)                         /* find list position from address */
622 + AMBVAL  *avaddr;
623 + {
624 +        register AMBVAL  **avlpp;
625 +
626 +        avlpp = (AMBVAL **)bsearch((char *)&avaddr, (char *)avlist2,
627 +                        nambvals, sizeof(AMBVAL *), aposcmp);
628 +        if (avlpp == NULL)
629 +                error(CONSISTENCY, "address not found in avlmemi");
630 +        return(avlpp - avlist2);
631 + }
632 + #else
633 + #define avlmemi(avaddr) ((AMBVAL **)bsearch((char *)&avaddr,(char *)avlist2, \
634 +                                nambvals,sizeof(AMBVAL *),aposcmp) - avlist2)
635 + #endif
636 +
637 +
638 + static
639 + sortambvals(always)                     /* resort ambient values */
640 + int     always;
641 + {
642 +        AMBTREE  oldatrunk;
643 +        AMBVAL  tav, *tap, *pnext;
644 +        register int    i, j;
645 +                                        /* see if it's time yet */
646 +        if (!always && (ambclock++ < lastsort+sortintvl ||
647 +                        nambvals < SORT_THRESH))
648 +                return;
649 +        /*
650 +         * The idea here is to minimize memory thrashing
651 +         * in VM systems by improving reference locality.
652 +         * We do this by periodically sorting our stored ambient
653 +         * values in memory in order of most recently to least
654 +         * recently accessed.  This ordering was chosen so that new
655 +         * ambient values (which tend to be less important) go into
656 +         * higher memory with the infrequently accessed values.
657 +         *      Since we expect our values to need sorting less
658 +         * frequently as the process continues, we double our
659 +         * waiting interval after each call.
660 +         *      This routine is also called by setambacc() with
661 +         * the "always" parameter set to 1 so that the ambient
662 +         * tree will be rebuilt with the new accuracy parameter.
663 +         */
664 +        if (tracktime) {                /* allocate pointer arrays to sort */
665 +                avlist2 = (AMBVAL **)malloc(nambvals*sizeof(AMBVAL *));
666 +                avlist1 = (struct avl *)malloc(nambvals*sizeof(struct avl));
667 +        } else {
668 +                avlist2 = NULL;
669 +                avlist1 = NULL;
670 +        }
671 +        if (avlist1 == NULL) {          /* no time tracking -- rebuild tree? */
672 +                if (avlist2 != NULL)
673 +                        free((char *)avlist2);
674 +                if (always) {           /* rebuild without sorting */
675 +                        copystruct(&oldatrunk, &atrunk);
676 +                        atrunk.alist = NULL;
677 +                        atrunk.kid = NULL;
678 +                        unloadatree(&oldatrunk, avinsert);
679 +                }
680 +        } else {                        /* sort memory by last access time */
681 +                /*
682 +                 * Sorting memory is tricky because it isn't contiguous.
683 +                 * We have to sort an array of pointers by MRA and also
684 +                 * by memory position.  We then copy values in "loops"
685 +                 * to minimize memory hits.  Nevertheless, we will visit
686 +                 * everyone at least twice, and this is an expensive process
687 +                 * when we're thrashing, which is when we need to do it.
688 +                 */
689 + #ifdef DEBUG
690 +                sprintf(errmsg, "sorting %u ambient values at ambclock=%lu...",
691 +                                nambvals, ambclock);
692 +                eputs(errmsg);
693 + #endif
694 +                i_avlist = 0;
695 +                unloadatree(&atrunk, av2list);  /* empty current tree */
696 + #ifdef DEBUG
697 +                if (i_avlist < nambvals)
698 +                        error(CONSISTENCY, "missing ambient values in sortambvals");
699 + #endif
700 +                qsort((char *)avlist1, nambvals, sizeof(struct avl), alatcmp);
701 +                qsort((char *)avlist2, nambvals, sizeof(AMBVAL *), aposcmp);
702 +                for (i = 0; i < nambvals; i++) {
703 +                        if (avlist1[i].p == NULL)
704 +                                continue;
705 +                        tap = avlist2[i];
706 +                        copystruct(&tav, tap);
707 +                        for (j = i; (pnext = avlist1[j].p) != tap;
708 +                                        j = avlmemi(pnext)) {
709 +                                copystruct(avlist2[j], pnext);
710 +                                avinsert(avlist2[j]);
711 +                                avlist1[j].p = NULL;
712 +                        }
713 +                        copystruct(avlist2[j], &tav);
714 +                        avinsert(avlist2[j]);
715 +                        avlist1[j].p = NULL;
716 +                }
717 +                free((char *)avlist1);
718 +                free((char *)avlist2);
719 +                                                /* compute new sort interval */
720 +                sortintvl = ambclock - lastsort;
721 +                if (sortintvl >= MAX_SORT_INTVL/2)
722 +                        sortintvl = MAX_SORT_INTVL;
723 +                else
724 +                        sortintvl <<= 1;        /* wait twice as long next */
725 + #ifdef DEBUG
726 +                eputs("done\n");
727 + #endif
728 +        }
729 +        if (ambclock >= MAXACLOCK)
730 +                ambclock = MAXACLOCK/2;
731 +        lastsort = ambclock;
732 + }
733 +
734 +
735 + #ifdef  F_SETLKW
736 +
737 + static
738 + aflock(typ)                     /* lock/unlock ambient file */
739 + int  typ;
740 + {
741 +        static struct flock  fls;       /* static so initialized to zeroes */
742 +
743 +        fls.l_type = typ;
744 +        if (fcntl(fileno(ambfp), F_SETLKW, &fls) < 0)
745 +                error(SYSTEM, "cannot (un)lock ambient file");
746 + }
747 +
748 +
749 + int
750 + ambsync()                       /* synchronize ambient file */
751 + {
752 +        static FILE  *ambinp = NULL;
753 +        static long  lastpos = -1;
754 +        long  flen;
755 +        AMBVAL  avs;
756 +        register int  n;
757 +
758 +        if (nunflshed == 0)
759 +                return(0);
760 +        if (lastpos < 0)        /* initializing (locked in initambfile) */
761 +                goto syncend;
762 +                                /* gain exclusive access */
763 +        aflock(F_WRLCK);
764 +                                /* see if file has grown */
765 +        if ((flen = lseek(fileno(ambfp), 0L, 2)) < 0)
766 +                goto seekerr;
767 +        if (n = flen - lastpos) {               /* file has grown */
768 +                if (ambinp == NULL) {           /* use duplicate filedes */
769 +                        ambinp = fdopen(dup(fileno(ambfp)), "r");
770 +                        if (ambinp == NULL)
771 +                                error(SYSTEM, "fdopen failed in ambsync");
772 +                }
773 +                if (fseek(ambinp, lastpos, 0) < 0)
774 +                        goto seekerr;
775 +                while (n >= AMBVALSIZ) {        /* load contributed values */
776 +                        if (!readambval(&avs, ambinp)) {
777 +                                sprintf(errmsg,
778 +                                "ambient file corrupted near character %ld",
779 +                                                flen - n);
780 +                                error(WARNING, errmsg);
781 +                                break;
782 +                        }
783 +                        avinsert(avstore(&avs));
784 +                        n -= AMBVALSIZ;
785 +                }
786 +                /*** seek always as safety measure
787 +                if (n) ***/                     /* alignment */
788 +                        if (lseek(fileno(ambfp), flen-n, 0) < 0)
789 +                                goto seekerr;
790 +        }
791 + #ifdef  DEBUG
792 +        if (ambfp->_ptr - ambfp->_base != nunflshed*AMBVALSIZ) {
793 +                sprintf(errmsg, "ambient file buffer at %d rather than %d",
794 +                                ambfp->_ptr - ambfp->_base,
795 +                                nunflshed*AMBVALSIZ);
796 +                error(CONSISTENCY, errmsg);
797 +        }
798 + #endif
799 + syncend:
800 +        n = fflush(ambfp);                      /* calls write() at last */
801 +        if ((lastpos = lseek(fileno(ambfp), 0L, 1)) < 0)
802 +                goto seekerr;
803 +        aflock(F_UNLCK);                        /* release file */
804 +        nunflshed = 0;
805 +        return(n);
806 + seekerr:
807 +        error(SYSTEM, "seek failed in ambsync");
808 + }
809 +
810 + #else
811 +
812 + int
813 + ambsync()                       /* flush ambient file */
814 + {
815 +        if (nunflshed == 0)
816 +                return(0);
817 +        nunflshed = 0;
818 +        return(fflush(ambfp));
819 + }
820 +
821 + #endif

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