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

Comparing ray/src/rt/ambient.c (file contents):
Revision 2.14 by greg, Tue Nov 3 21:29:52 1992 UTC vs.
Revision 2.50 by schorsch, Thu Jun 5 19:29:34 2003 UTC

# Line 1 | Line 1
1 – /* Copyright (c) 1992 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 < *     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"
13 <
12 > #include  "platform.h"
13 > #include  "ray.h"
14   #include  "otypes.h"
18 –
15   #include  "ambient.h"
20 –
16   #include  "random.h"
17  
18 < #define  OCTSCALE       0.5     /* ceil((valid rad.)/(cube size)) */
18 > #ifndef  OCTSCALE
19 > #define  OCTSCALE       1.0     /* ceil((valid rad.)/(cube size)) */
20 > #endif
21  
22 < typedef struct ambtree {
26 <        AMBVAL  *alist;         /* ambient value list */
27 <        struct ambtree  *kid;   /* 8 child nodes */
28 < }  AMBTREE;                     /* ambient octree */
22 > extern char  *shm_boundary;     /* memory sharing boundary */
23  
30 – extern CUBE  thescene;          /* contains space boundaries */
31 –
24   #define  MAXASET        511     /* maximum number of elements in ambient set */
25   OBJECT  ambset[MAXASET+1]={0};  /* ambient include/exclude set */
26  
# Line 38 | Line 30 | double minarad;                /* minimum ambient radius */
30   static AMBTREE  atrunk;         /* our ambient trunk node */
31  
32   static FILE  *ambfp = NULL;     /* ambient file pointer */
33 + static int  nunflshed = 0;      /* number of unflushed ambient values */
34  
35 < #define  AMBFLUSH       (BUFSIZ/AMBVALSIZ)
35 > #ifndef SORT_THRESH
36 > #ifdef SMLMEM
37 > #define SORT_THRESH     ((3L<<20)/sizeof(AMBVAL))
38 > #else
39 > #define SORT_THRESH     ((9L<<20)/sizeof(AMBVAL))
40 > #endif
41 > #endif
42 > #ifndef SORT_INTVL
43 > #define SORT_INTVL      (SORT_THRESH<<1)
44 > #endif
45 > #ifndef MAX_SORT_INTVL
46 > #define MAX_SORT_INTVL  (SORT_INTVL<<6)
47 > #endif
48  
49 < #define  newambval()    (AMBVAL *)bmalloc(sizeof(AMBVAL))
49 > static double  avsum = 0.;              /* computed ambient value sum (log) */
50 > static unsigned int  navsum = 0;        /* number of values in avsum */
51 > static unsigned int  nambvals = 0;      /* total number of indirect values */
52 > static unsigned int  nambshare = 0;     /* number of values from file */
53 > static unsigned long  ambclock = 0;     /* ambient access clock */
54 > static unsigned long  lastsort = 0;     /* time of last value sort */
55 > static long  sortintvl = SORT_INTVL;    /* time until next sort */
56 > static FILE  *ambinp = NULL;            /* auxiliary file for input */
57 > static long  lastpos = -1;              /* last flush position */
58  
59 < #define  newambtree()   (AMBTREE *)calloc(8, sizeof(AMBTREE))
59 > #define MAXACLOCK       (1L<<30)        /* clock turnover value */
60 >        /*
61 >         * Track access times unless we are sharing ambient values
62 >         * through memory on a multiprocessor, when we want to avoid
63 >         * claiming our own memory (copy on write).  Go ahead anyway
64 >         * if more than two thirds of our values are unshared.
65 >         * Compile with -Dtracktime=0 to turn this code off.
66 >         */
67 > #ifndef tracktime
68 > #define tracktime       (shm_boundary == NULL || nambvals > 3*nambshare)
69 > #endif
70  
71 < extern long  ftell(), lseek();
49 < static int  initambfile(), avsave(), avinsert(), ambsync();
71 > #define  AMBFLUSH       (BUFSIZ/AMBVALSIZ)
72  
73 + #define  newambval()    (AMBVAL *)malloc(sizeof(AMBVAL))
74 + #define  freeav(av)     free((void *)av);
75  
76 + static void  initambfile(), avsave(), avinsert(), sortambvals(), unloadatree();
77 + static int  avlmemi();
78 + static AMBVAL  *avstore();
79 + #ifdef  F_SETLKW
80 + static void  aflock();
81 + #endif
82 +
83 +
84 + void
85   setambres(ar)                           /* set ambient resolution */
86   int  ar;
87   {
88 +        ambres = ar < 0 ? 0 : ar;               /* may be done already */
89                                                  /* set min & max radii */
90          if (ar <= 0) {
91 <                minarad = 0.0;
91 >                minarad = 0;
92                  maxarad = thescene.cusize / 2.0;
93          } else {
94                  minarad = thescene.cusize / ar;
95 <                maxarad = 16.0 * minarad;               /* heuristic */
95 >                maxarad = 64 * minarad;                 /* heuristic */
96                  if (maxarad > thescene.cusize / 2.0)
97                          maxarad = thescene.cusize / 2.0;
98          }
99 <        if (maxarad <= FTINY)
100 <                maxarad = .001;
99 >        if (minarad <= FTINY)
100 >                minarad = 10*FTINY;
101 >        if (maxarad <= minarad)
102 >                maxarad = 64 * minarad;
103   }
104  
105  
106 < setambient(afile)                       /* initialize calculation */
107 < char  *afile;
106 > void
107 > setambacc(newa)                         /* set ambient accuracy */
108 > double  newa;
109   {
110 <        long  headlen;
110 >        double  ambdiff;
111 >
112 >        if (newa < 0.0)
113 >                newa = 0.0;
114 >        ambdiff = fabs(newa - ambacc);
115 >        if (ambdiff >= .01 && (ambacc = newa) > FTINY && nambvals > 0)
116 >                sortambvals(1);                 /* rebuild tree */
117 > }
118 >
119 >
120 > void
121 > setambient()                            /* initialize calculation */
122 > {
123 >        int     readonly = 0;
124 >        long  pos, flen;
125          AMBVAL  amb;
126 +                                                /* make sure we're fresh */
127 +        ambdone();
128                                                  /* init ambient limits */
129          setambres(ambres);
130 +        setambacc(ambacc);
131 +        if (ambfile == NULL || !ambfile[0])
132 +                return;
133 +        if (ambacc <= FTINY) {
134 +                sprintf(errmsg, "zero ambient accuracy so \"%s\" not opened",
135 +                                ambfile);
136 +                error(WARNING, errmsg);
137 +                return;
138 +        }
139                                                  /* open ambient file */
140 <        if (afile != NULL)
141 <                if ((ambfp = fopen(afile, "r+")) != NULL) {
142 <                        initambfile(0);
143 <                        headlen = ftell(ambfp);
144 <                        while (readambval(&amb, ambfp))
145 <                                avinsert(&amb, &atrunk, thescene.cuorg,
146 <                                                thescene.cusize);
147 <                                                        /* align */
148 <                        fseek(ambfp, -((ftell(ambfp)-headlen)%AMBVALSIZ), 1);
149 <                } else if ((ambfp = fopen(afile, "w+")) != NULL)
150 <                        initambfile(1);
151 <                else {
152 <                        sprintf(errmsg, "cannot open ambient file \"%s\"",
153 <                                        afile);
154 <                        error(SYSTEM, errmsg);
140 >        if ((ambfp = fopen(ambfile, "r+")) == NULL)
141 >                readonly = (ambfp = fopen(ambfile, "r")) != NULL;
142 >        if (ambfp != NULL) {
143 >                initambfile(0);                 /* file exists */
144 >                pos = ftell(ambfp);
145 >                while (readambval(&amb, ambfp))
146 >                        avinsert(avstore(&amb));
147 >                nambshare = nambvals;           /* share loaded values */
148 >                if (readonly) {
149 >                        sprintf(errmsg,
150 >                                "loaded %u values from read-only ambient file",
151 >                                        nambvals);
152 >                        error(WARNING, errmsg);
153 >                        fclose(ambfp);          /* close file so no writes */
154 >                        ambfp = NULL;
155 >                        return;                 /* avoid ambsync() */
156                  }
157 +                                                /* align file pointer */
158 +                pos += (long)nambvals*AMBVALSIZ;
159 +                flen = lseek(fileno(ambfp), (off_t)0L, 2);
160 +                if (flen != pos) {
161 +                        sprintf(errmsg,
162 +                        "ignoring last %ld values in ambient file (corrupted)",
163 +                                        (flen - pos)/AMBVALSIZ);
164 +                        error(WARNING, errmsg);
165 +                        fseek(ambfp, pos, 0);
166 +                        ftruncate(fileno(ambfp), (off_t)pos);
167 +                }
168 +        } else if ((ambfp = fopen(ambfile, "w+")) != NULL) {
169 +                initambfile(1);                 /* else create new file */
170 +        } else {
171 +                sprintf(errmsg, "cannot open ambient file \"%s\"", ambfile);
172 +                error(SYSTEM, errmsg);
173 +        }
174 +        nunflshed++;    /* lie */
175 +        ambsync();
176   }
177  
178  
179 + void
180 + ambdone()                       /* close ambient file and free memory */
181 + {
182 +        if (ambfp != NULL) {            /* close ambient file */
183 +                ambsync();
184 +                fclose(ambfp);
185 +                ambfp = NULL;
186 +                if (ambinp != NULL) {  
187 +                        fclose(ambinp);
188 +                        ambinp = NULL;
189 +                }
190 +                lastpos = -1;
191 +        }
192 +                                        /* free ambient tree */
193 +        unloadatree(&atrunk, free);
194 +                                        /* reset state variables */
195 +        avsum = 0.;
196 +        navsum = 0;
197 +        nambvals = 0;
198 +        nambshare = 0;
199 +        ambclock = 0;
200 +        lastsort = 0;
201 +        sortintvl = SORT_INTVL;
202 + }
203 +
204 +
205 + void
206   ambnotify(obj)                  /* record new modifier */
207   OBJECT  obj;
208   {
209          static int  hitlimit = 0;
210 <        register OBJREC  *o = objptr(obj);
210 >        register OBJREC  *o;
211          register char  **amblp;
212  
213 +        if (obj == OVOID) {             /* starting over */
214 +                ambset[0] = 0;
215 +                hitlimit = 0;
216 +                return;
217 +        }
218 +        o = objptr(obj);
219          if (hitlimit || !ismodifier(o->otype))
220                  return;
221          for (amblp = amblist; *amblp != NULL; amblp++)
# Line 116 | Line 231 | OBJECT obj;
231   }
232  
233  
234 < ambient(acol, r)                /* compute ambient component for ray */
234 > void
235 > ambient(acol, r, nrm)           /* compute ambient component for ray */
236   COLOR  acol;
237   register RAY  *r;
238 + FVECT  nrm;
239   {
240          static int  rdepth = 0;                 /* ambient recursion */
241 <        double  d;
241 >        double  d, l;
242  
243          if (ambdiv <= 0)                        /* no ambient calculation */
244                  goto dumbamb;
# Line 137 | Line 254 | register RAY  *r;
254                  rdepth++;
255                  d = doambient(acol, r, r->rweight, NULL, NULL);
256                  rdepth--;
257 <                if (d == 0.0)
257 >                if (d <= FTINY)
258                          goto dumbamb;
259                  return;
260          }
261 +
262 +        if (tracktime)                          /* sort to minimize thrashing */
263 +                sortambvals(0);
264                                                  /* get ambient value */
265          setcolor(acol, 0.0, 0.0, 0.0);
266 <        d = sumambient(acol, r, rdepth,
266 >        d = sumambient(acol, r, nrm, rdepth,
267                          &atrunk, thescene.cuorg, thescene.cusize);
268 <        if (d > FTINY)
268 >        if (d > FTINY) {
269                  scalecolor(acol, 1.0/d);
270 <        else {
151 <                d = makeambient(acol, r, rdepth++);
152 <                rdepth--;
270 >                return;
271          }
272 +        rdepth++;                               /* need to cache new value */
273 +        d = makeambient(acol, r, nrm, rdepth-1);
274 +        rdepth--;
275          if (d > FTINY)
276                  return;
277   dumbamb:                                        /* return global value */
278          copycolor(acol, ambval);
279 +        if (ambvwt <= 0 | navsum == 0)
280 +                return;
281 +        l = bright(ambval);                     /* average in computations */
282 +        if (l > FTINY) {
283 +                d = (log(l)*(double)ambvwt + avsum) /
284 +                                (double)(ambvwt + navsum);
285 +                d = exp(d) / l;
286 +                scalecolor(acol, d);            /* apply color of ambval */
287 +        } else {
288 +                d = exp( avsum / (double)navsum );
289 +                setcolor(acol, d, d, d);        /* neutral color */
290 +        }
291   }
292  
293  
294   double
295 < sumambient(acol, r, al, at, c0, s)      /* get interpolated ambient value */
295 > sumambient(acol, r, rn, al, at, c0, s)  /* get interpolated ambient value */
296   COLOR  acol;
297   register RAY  *r;
298 + FVECT  rn;
299   int  al;
300   AMBTREE  *at;
301   FVECT  c0;
# Line 173 | Line 307 | double s;
307          int  i;
308          register int  j;
309          register AMBVAL  *av;
310 <                                        /* do this node */
310 >
311          wsum = 0.0;
312 +                                        /* do this node */
313          for (av = at->alist; av != NULL; av = av->next) {
314 +                double  rn_dot = -2.0;
315 +                if (tracktime)
316 +                        av->latick = ambclock;
317                  /*
318                   *  Ambient level test.
319                   */
320 <                if (av->lvl > al || av->weight < r->rweight-FTINY)
320 >                if (av->lvl > al)       /* list sorted, so this works */
321 >                        break;
322 >                if (av->weight < r->rweight-FTINY)
323                          continue;
324                  /*
325                   *  Ambient radius test.
326                   */
327 <                e1 = 0.0;
328 <                for (j = 0; j < 3; j++) {
329 <                        d = av->pos[j] - r->rop[j];
330 <                        e1 += d * d;
331 <                }
327 >                d = av->pos[0] - r->rop[0];
328 >                e1 = d * d;
329 >                d = av->pos[1] - r->rop[1];
330 >                e1 += d * d;
331 >                d = av->pos[2] - r->rop[2];
332 >                e1 += d * d;
333                  e1 /= av->rad * av->rad;
334                  if (e1 > ambacc*ambacc*1.21)
335                          continue;
336                  /*
337 <                 *  Normal direction test.
337 >                 *  Direction test using closest normal.
338                   */
339 <                e2 = (1.0 - DOT(av->dir, r->ron)) * r->rweight;
339 >                d = DOT(av->dir, r->ron);
340 >                if (rn != r->ron) {
341 >                        rn_dot = DOT(av->dir, rn);
342 >                        if (rn_dot > 1.0-FTINY)
343 >                                rn_dot = 1.0-FTINY;
344 >                        if (rn_dot >= d-FTINY) {
345 >                                d = rn_dot;
346 >                                rn_dot = -2.0;
347 >                        }
348 >                }
349 >                e2 = (1.0 - d) * r->rweight;
350                  if (e2 < 0.0) e2 = 0.0;
351                  if (e1 + e2 > ambacc*ambacc*1.21)
352                          continue;
# Line 211 | Line 362 | double s;
362                  /*
363                   *  Jittering final test reduces image artifacts.
364                   */
365 <                wt = sqrt(e1) + sqrt(e2);
366 <                wt *= .9 + .2*urand(9015+samplendx);
367 <                if (wt > ambacc)
365 >                e1 = sqrt(e1);
366 >                e2 = sqrt(e2);
367 >                wt = e1 + e2;
368 >                if (wt > ambacc*(.9+.2*urand(9015+samplendx)))
369                          continue;
370 +                /*
371 +                 *  Recompute directional error using perturbed normal
372 +                 */
373 +                if (rn_dot > 0.0) {
374 +                        e2 = sqrt((1.0 - rn_dot)*r->rweight);
375 +                        wt = e1 + e2;
376 +                }
377                  if (wt <= 1e-3)
378                          wt = 1e3;
379                  else
380                          wt = 1.0 / wt;
381                  wsum += wt;
382 <                extambient(ct, av, r->rop, r->ron);
382 >                extambient(ct, av, r->rop, rn);
383                  scalecolor(ct, wt);
384                  addcolor(acol, ct);
385          }
# Line 239 | Line 398 | double s;
398                                  break;
399                  }
400                  if (j == 3)
401 <                        wsum += sumambient(acol, r, al, at->kid+i, ck0, s);
401 >                        wsum += sumambient(acol, r, rn, al, at->kid+i, ck0, s);
402          }
403          return(wsum);
404   }
405  
406  
407   double
408 < makeambient(acol, r, al)        /* make a new ambient value */
408 > makeambient(acol, r, rn, al)    /* make a new ambient value */
409   COLOR  acol;
410   register RAY  *r;
411 + FVECT  rn;
412   int  al;
413   {
414          AMBVAL  amb;
415          FVECT   gp, gd;
416                                                  /* compute weight */
417          amb.weight = pow(AVGREFL, (double)al);
418 <        if (r->rweight < 0.2*amb.weight)        /* heuristic */
418 >        if (r->rweight < 0.1*amb.weight)        /* heuristic */
419                  amb.weight = r->rweight;
420                                                  /* compute ambient */
421          amb.rad = doambient(acol, r, amb.weight, gp, gd);
422 <        if (amb.rad == 0.0)
422 >        if (amb.rad <= FTINY)
423                  return(0.0);
424                                                  /* store it */
425          VCOPY(amb.pos, r->rop);
# Line 270 | Line 430 | int  al;
430          VCOPY(amb.gdir, gd);
431                                                  /* insert into tree */
432          avsave(&amb);                           /* and save to file */
433 +        if (rn != r->ron)
434 +                extambient(acol, &amb, r->rop, rn);     /* texture */
435          return(amb.rad);
436   }
437  
438  
439 + void
440   extambient(cr, ap, pv, nv)              /* extrapolate value at pv, nv */
441   COLOR  cr;
442   register AMBVAL  *ap;
443   FVECT  pv, nv;
444   {
445 <        FVECT  v1, v2;
445 >        FVECT  v1;
446          register int  i;
447          double  d;
448  
# Line 288 | Line 451 | FVECT  pv, nv;
451          for (i = 0; i < 3; i++)
452                  d += ap->gpos[i]*(pv[i]-ap->pos[i]);
453                                          /* gradient due to rotation */
454 <        VCOPY(v1, ap->dir);
455 <        fcross(v2, v1, nv);
293 <        d += DOT(ap->gdir, v2);
454 >        VCROSS(v1, ap->dir, nv);
455 >        d += DOT(ap->gdir, v1);
456          if (d <= 0.0) {
457                  setcolor(cr, 0.0, 0.0, 0.0);
458                  return;
# Line 300 | Line 462 | FVECT  pv, nv;
462   }
463  
464  
465 < static
465 > static void
466   initambfile(creat)              /* initialize ambient file */
467   int  creat;
468   {
469 <        extern char  *progname, *octname, VersionID[];
469 >        extern char  *progname, *octname;
470 >        static char  *mybuf = NULL;
471  
472 < #ifdef MSDOS
473 <        setmode(fileno(ambfp), O_BINARY);
472 > #ifdef  F_SETLKW
473 >        aflock(creat ? F_WRLCK : F_RDLCK);
474   #endif
475 <        setbuf(ambfp, bmalloc(BUFSIZ));
475 >        SET_FILE_BINARY(ambfp);
476 >        if (mybuf == NULL)
477 >                mybuf = (char *)bmalloc(BUFSIZ+8);
478 >        setbuf(ambfp, mybuf);
479          if (creat) {                    /* new file */
480 <                fprintf(ambfp, "%s -av %g %g %g -ab %d -aa %g ",
480 >                newheader("RADIANCE", ambfp);
481 >                fprintf(ambfp, "%s -av %g %g %g -aw %d -ab %d -aa %g ",
482                                  progname, colval(ambval,RED),
483                                  colval(ambval,GRN), colval(ambval,BLU),
484 <                                ambounce, ambacc);
485 <                fprintf(ambfp, "-ad %d -as %d -ar %d %s\n",
486 <                                ambdiv, ambssamp, ambres,
487 <                                octname==NULL ? "" : octname);
484 >                                ambvwt, ambounce, ambacc);
485 >                fprintf(ambfp, "-ad %d -as %d -ar %d ",
486 >                                ambdiv, ambssamp, ambres);
487 >                if (octname != NULL)
488 >                        printargs(1, &octname, ambfp);
489 >                else
490 >                        fputc('\n', ambfp);
491                  fprintf(ambfp, "SOFTWARE= %s\n", VersionID);
492 +                fputnow(ambfp);
493                  fputformat(AMBFMT, ambfp);
494                  putc('\n', ambfp);
495                  putambmagic(ambfp);
325 –                fflush(ambfp);
326 – #ifndef  NIX
327 –                sync();                 /* protect against NFS buffering */
328 – #endif
496          } else if (checkheader(ambfp, AMBFMT, NULL) < 0 || !hasambmagic(ambfp))
497                  error(USER, "bad ambient file");
498   }
499  
500  
501 < static
501 > static void
502   avsave(av)                              /* insert and save an ambient value */
503   AMBVAL  *av;
504   {
505 <        static int  nunflshed = 0;
339 <
340 <        avinsert(av, &atrunk, thescene.cuorg, thescene.cusize);
505 >        avinsert(avstore(av));
506          if (ambfp == NULL)
507                  return;
508          if (writambval(av, ambfp) < 0)
509                  goto writerr;
510 <        if (++nunflshed >= AMBFLUSH) {
510 >        if (++nunflshed >= AMBFLUSH)
511                  if (ambsync() == EOF)
512                          goto writerr;
348 –                nunflshed = 0;
349 –        }
513          return;
514   writerr:
515 <        error(SYSTEM, "error writing ambient file");
515 >        error(SYSTEM, "error writing to ambient file");
516   }
517  
518  
519 < static
520 < avinsert(aval, at, c0, s)               /* insert ambient value in a tree */
521 < AMBVAL  *aval;
359 < register AMBTREE  *at;
360 < FVECT  c0;
361 < double  s;
519 > static AMBVAL *
520 > avstore(aval)                           /* allocate memory and store aval */
521 > register AMBVAL  *aval;
522   {
523 +        register AMBVAL  *av;
524 +        double  d;
525 +
526 +        if ((av = newambval()) == NULL)
527 +                error(SYSTEM, "out of memory in avstore");
528 +        copystruct(av, aval);
529 +        av->latick = ambclock;
530 +        av->next = NULL;
531 +        nambvals++;
532 +        d = bright(av->val);
533 +        if (d > FTINY) {                /* add to log sum for averaging */
534 +                avsum += log(d);
535 +                navsum++;
536 +        }
537 +        return(av);
538 + }
539 +
540 +
541 + #define ATALLOCSZ       512             /* #/8 trees to allocate at once */
542 +
543 + static AMBTREE  *atfreelist = NULL;     /* free ambient tree structures */
544 +
545 +
546 + static AMBTREE *
547 + newambtree()                            /* allocate 8 ambient tree structs */
548 + {
549 +        register AMBTREE  *atp, *upperlim;
550 +
551 +        if (atfreelist == NULL) {       /* get more nodes */
552 +                atfreelist = (AMBTREE *)malloc(ATALLOCSZ*8*sizeof(AMBTREE));
553 +                if (atfreelist == NULL)
554 +                        return(NULL);
555 +                                        /* link new free list */
556 +                upperlim = atfreelist + 8*(ATALLOCSZ-1);
557 +                for (atp = atfreelist; atp < upperlim; atp += 8)
558 +                        atp->kid = atp + 8;
559 +                atp->kid = NULL;
560 +        }
561 +        atp = atfreelist;
562 +        atfreelist = atp->kid;
563 +        bzero((char *)atp, 8*sizeof(AMBTREE));
564 +        return(atp);
565 + }
566 +
567 +
568 + static void
569 + freeambtree(atp)                        /* free 8 ambient tree structs */
570 + AMBTREE  *atp;
571 + {
572 +        atp->kid = atfreelist;
573 +        atfreelist = atp;
574 + }
575 +
576 +
577 + static void
578 + avinsert(av)                            /* insert ambient value in our tree */
579 + register AMBVAL  *av;
580 + {
581 +        register AMBTREE  *at;
582 +        register AMBVAL  *ap;
583 +        AMBVAL  avh;
584          FVECT  ck0;
585 +        double  s;
586          int  branch;
365 –        register AMBVAL  *av;
587          register int  i;
588  
589 <        if ((av = newambval()) == NULL)
590 <                goto memerr;
591 <        copystruct(av, aval);
592 <        VCOPY(ck0, c0);
589 >        if (av->rad <= FTINY)
590 >                error(CONSISTENCY, "zero ambient radius in avinsert");
591 >        at = &atrunk;
592 >        VCOPY(ck0, thescene.cuorg);
593 >        s = thescene.cusize;
594          while (s*(OCTSCALE/2) > av->rad*ambacc) {
595                  if (at->kid == NULL)
596                          if ((at->kid = newambtree()) == NULL)
597 <                                goto memerr;
597 >                                error(SYSTEM, "out of memory in avinsert");
598                  s *= 0.5;
599                  branch = 0;
600                  for (i = 0; i < 3; i++)
# Line 382 | Line 604 | double s;
604                          }
605                  at = at->kid + branch;
606          }
607 <        av->next = at->alist;
608 <        at->alist = av;
609 <        return;
610 < memerr:
611 <        error(SYSTEM, "out of memory in avinsert");
607 >        avh.next = at->alist;           /* order by increasing level */
608 >        for (ap = &avh; ap->next != NULL; ap = ap->next)
609 >                if (ap->next->lvl >= av->lvl)
610 >                        break;
611 >        av->next = ap->next;
612 >        ap->next = av;
613 >        at->alist = avh.next;
614   }
615  
616  
617 < #ifdef  NIX
617 > static void
618 > unloadatree(at, f)                      /* unload an ambient value tree */
619 > register AMBTREE  *at;
620 > void    (*f)();
621 > {
622 >        register AMBVAL  *av;
623 >        register int  i;
624 >                                        /* transfer values at this node */
625 >        for (av = at->alist; av != NULL; av = at->alist) {
626 >                at->alist = av->next;
627 >                (*f)(av);
628 >        }
629 >        if (at->kid == NULL)
630 >                return;
631 >        for (i = 0; i < 8; i++)         /* transfer and free children */
632 >                unloadatree(at->kid+i, f);
633 >        freeambtree(at->kid);
634 >        at->kid = NULL;
635 > }
636  
637 < static
638 < ambsync()                       /* flush ambient file */
637 >
638 > static struct avl {
639 >        AMBVAL  *p;
640 >        unsigned long   t;
641 > }       *avlist1;                       /* ambient value list with ticks */
642 > static AMBVAL   **avlist2;              /* memory positions for sorting */
643 > static int      i_avlist;               /* index for lists */
644 >
645 >
646 > static int
647 > av2list(av)
648 > register AMBVAL *av;
649   {
650 <        return(fflush(ambfp));
650 > #ifdef DEBUG
651 >        if (i_avlist >= nambvals)
652 >                error(CONSISTENCY, "too many ambient values in av2list1");
653 > #endif
654 >        avlist1[i_avlist].p = avlist2[i_avlist] = av;
655 >        avlist1[i_avlist++].t = av->latick;
656   }
657  
658 +
659 + static int
660 + alatcmp(av1, av2)                       /* compare ambient values for MRA */
661 + struct avl      *av1, *av2;
662 + {
663 +        register long  lc = av2->t - av1->t;
664 +        return(lc<0 ? -1 : lc>0 ? 1 : 0);
665 + }
666 +
667 +
668 + /* GW NOTE 2002/10/3:
669 + * I used to compare AMBVAL pointers, but found that this was the
670 + * cause of a serious consistency error with gcc, since the optimizer
671 + * uses some dangerous trick in pointer subtraction that
672 + * assumes pointers differ by exact struct size increments.
673 + */
674 + static int
675 + aposcmp(avp1, avp2)                     /* compare ambient value positions */
676 + const void      *avp1, *avp2;
677 + {
678 +        register long   diff = *(char * const *)avp1 - *(char * const *)avp2;
679 +        if (diff < 0)
680 +                return(-1);
681 +        return(diff > 0);
682 + }
683 +
684 + #if 1
685 + static int
686 + avlmemi(avaddr)                         /* find list position from address */
687 + AMBVAL  *avaddr;
688 + {
689 +        register AMBVAL  **avlpp;
690 +
691 +        avlpp = (AMBVAL **)bsearch((char *)&avaddr, (char *)avlist2,
692 +                        nambvals, sizeof(AMBVAL *), aposcmp);
693 +        if (avlpp == NULL)
694 +                error(CONSISTENCY, "address not found in avlmemi");
695 +        return(avlpp - avlist2);
696 + }
697   #else
698 + #define avlmemi(avaddr) ((AMBVAL **)bsearch((char *)&avaddr,(char *)avlist2, \
699 +                                nambvals,sizeof(AMBVAL *),aposcmp) - avlist2)
700 + #endif
701  
403 – #include  <sys/types.h>
404 – #include  <sys/stat.h>
702  
703 < static
703 > static void
704 > sortambvals(always)                     /* resort ambient values */
705 > int     always;
706 > {
707 >        AMBTREE  oldatrunk;
708 >        AMBVAL  tav, *tap, *pnext;
709 >        register int    i, j;
710 >                                        /* see if it's time yet */
711 >        if (!always && (ambclock++ < lastsort+sortintvl ||
712 >                        nambvals < SORT_THRESH))
713 >                return;
714 >        /*
715 >         * The idea here is to minimize memory thrashing
716 >         * in VM systems by improving reference locality.
717 >         * We do this by periodically sorting our stored ambient
718 >         * values in memory in order of most recently to least
719 >         * recently accessed.  This ordering was chosen so that new
720 >         * ambient values (which tend to be less important) go into
721 >         * higher memory with the infrequently accessed values.
722 >         *      Since we expect our values to need sorting less
723 >         * frequently as the process continues, we double our
724 >         * waiting interval after each call.
725 >         *      This routine is also called by setambacc() with
726 >         * the "always" parameter set to 1 so that the ambient
727 >         * tree will be rebuilt with the new accuracy parameter.
728 >         */
729 >        if (tracktime) {                /* allocate pointer arrays to sort */
730 >                avlist2 = (AMBVAL **)malloc(nambvals*sizeof(AMBVAL *));
731 >                avlist1 = (struct avl *)malloc(nambvals*sizeof(struct avl));
732 >        } else {
733 >                avlist2 = NULL;
734 >                avlist1 = NULL;
735 >        }
736 >        if (avlist1 == NULL) {          /* no time tracking -- rebuild tree? */
737 >                if (avlist2 != NULL)
738 >                        free((void *)avlist2);
739 >                if (always) {           /* rebuild without sorting */
740 >                        copystruct(&oldatrunk, &atrunk);
741 >                        atrunk.alist = NULL;
742 >                        atrunk.kid = NULL;
743 >                        unloadatree(&oldatrunk, avinsert);
744 >                }
745 >        } else {                        /* sort memory by last access time */
746 >                /*
747 >                 * Sorting memory is tricky because it isn't contiguous.
748 >                 * We have to sort an array of pointers by MRA and also
749 >                 * by memory position.  We then copy values in "loops"
750 >                 * to minimize memory hits.  Nevertheless, we will visit
751 >                 * everyone at least twice, and this is an expensive process
752 >                 * when we're thrashing, which is when we need to do it.
753 >                 */
754 > #ifdef DEBUG
755 >                sprintf(errmsg, "sorting %u ambient values at ambclock=%lu...",
756 >                                nambvals, ambclock);
757 >                eputs(errmsg);
758 > #endif
759 >                i_avlist = 0;
760 >                unloadatree(&atrunk, av2list);  /* empty current tree */
761 > #ifdef DEBUG
762 >                if (i_avlist < nambvals)
763 >                        error(CONSISTENCY, "missing ambient values in sortambvals");
764 > #endif
765 >                qsort((char *)avlist1, nambvals, sizeof(struct avl), alatcmp);
766 >                qsort((char *)avlist2, nambvals, sizeof(AMBVAL *), aposcmp);
767 >                for (i = 0; i < nambvals; i++) {
768 >                        if (avlist1[i].p == NULL)
769 >                                continue;
770 >                        tap = avlist2[i];
771 >                        copystruct(&tav, tap);
772 >                        for (j = i; (pnext = avlist1[j].p) != tap;
773 >                                        j = avlmemi(pnext)) {
774 >                                copystruct(avlist2[j], pnext);
775 >                                avinsert(avlist2[j]);
776 >                                avlist1[j].p = NULL;
777 >                        }
778 >                        copystruct(avlist2[j], &tav);
779 >                        avinsert(avlist2[j]);
780 >                        avlist1[j].p = NULL;
781 >                }
782 >                free((void *)avlist1);
783 >                free((void *)avlist2);
784 >                                                /* compute new sort interval */
785 >                sortintvl = ambclock - lastsort;
786 >                if (sortintvl >= MAX_SORT_INTVL/2)
787 >                        sortintvl = MAX_SORT_INTVL;
788 >                else
789 >                        sortintvl <<= 1;        /* wait twice as long next */
790 > #ifdef DEBUG
791 >                eputs("done\n");
792 > #endif
793 >        }
794 >        if (ambclock >= MAXACLOCK)
795 >                ambclock = MAXACLOCK/2;
796 >        lastsort = ambclock;
797 > }
798 >
799 >
800 > #ifdef  F_SETLKW
801 >
802 > static void
803 > aflock(typ)                     /* lock/unlock ambient file */
804 > int  typ;
805 > {
806 >        static struct flock  fls;       /* static so initialized to zeroes */
807 >
808 >        fls.l_type = typ;
809 >        if (fcntl(fileno(ambfp), F_SETLKW, &fls) < 0)
810 >                error(SYSTEM, "cannot (un)lock ambient file");
811 > }
812 >
813 >
814 > int
815   ambsync()                       /* synchronize ambient file */
816   {
817 <        static FILE  *ambinp = NULL;
410 <        struct flock  fls;
411 <        struct stat  sts;
412 < #define flen    sts.st_size
817 >        long  flen;
818          AMBVAL  avs;
414 –        long  lastpos;
819          register int  n;
820 +
821 +        if (nunflshed == 0)
822 +                return(0);
823 +        if (lastpos < 0)        /* initializing (locked in initambfile) */
824 +                goto syncend;
825                                  /* gain exclusive access */
826 <        fls.l_type = F_WRLCK;
418 <        fls.l_whence = 0;
419 <        fls.l_start = 0L;
420 <        fls.l_len = 0L;
421 <        if (fcntl(fileno(ambfp), F_SETLKW, &fls) < 0)
422 <                error(SYSTEM, "cannot lock ambient file");
826 >        aflock(F_WRLCK);
827                                  /* see if file has grown */
828 <        lastpos = lseek(fileno(ambfp), 0L, 1);  /* get previous position */
829 <        if (fstat(fileno(ambfp), &sts) < 0)     /* get current length */
830 <                error(SYSTEM, "cannot stat ambient file");
831 <        if (n = (flen - lastpos)/AMBVALSIZ) {   /* file has grown */
428 <                if (ambinp == NULL) {           /* use duplicate file */
828 >        if ((flen = lseek(fileno(ambfp), (off_t)0L, 2)) < 0)
829 >                goto seekerr;
830 >        if (n = flen - lastpos) {               /* file has grown */
831 >                if (ambinp == NULL) {           /* use duplicate filedes */
832                          ambinp = fdopen(dup(fileno(ambfp)), "r");
833                          if (ambinp == NULL)
834                                  error(SYSTEM, "fdopen failed in ambsync");
835                  }
836 <                while (n--) {                   /* load contributed values */
837 <                        readambval(&avs, ambinp);
838 <                        avinsert(&avs,&atrunk,thescene.cuorg,thescene.cusize);
839 <                }                               /* moves shared file pointer */
840 <                if (n = (flen - lastpos)%AMBVALSIZ)     /* alignment */
841 <                        lseek(fileno(ambfp), flen-n, 0);
836 >                if (fseek(ambinp, lastpos, 0) < 0)
837 >                        goto seekerr;
838 >                while (n >= AMBVALSIZ) {        /* load contributed values */
839 >                        if (!readambval(&avs, ambinp)) {
840 >                                sprintf(errmsg,
841 >                        "ambient file \"%s\" corrupted near character %ld",
842 >                                                ambfile, flen - n);
843 >                                error(WARNING, errmsg);
844 >                                break;
845 >                        }
846 >                        avinsert(avstore(&avs));
847 >                        n -= AMBVALSIZ;
848 >                }
849 >                /*** seek always as safety measure
850 >                if (n) ***/                     /* alignment */
851 >                        if (lseek(fileno(ambfp), (off_t)(flen-n), 0) < 0)
852 >                                goto seekerr;
853          }
854 + #ifdef  DEBUG
855 +        if (ambfp->_ptr - ambfp->_base != nunflshed*AMBVALSIZ) {
856 +                sprintf(errmsg, "ambient file buffer at %d rather than %d",
857 +                                ambfp->_ptr - ambfp->_base,
858 +                                nunflshed*AMBVALSIZ);
859 +                error(CONSISTENCY, errmsg);
860 +        }
861 + #endif
862 + syncend:
863          n = fflush(ambfp);                      /* calls write() at last */
864 <        fls.l_type = F_UNLCK;                   /* release file */
865 <        fcntl(fileno(ambfp), F_SETLKW, &fls);
864 >        if ((lastpos = lseek(fileno(ambfp), (off_t)0L, 1)) < 0)
865 >                goto seekerr;
866 >        aflock(F_UNLCK);                        /* release file */
867 >        nunflshed = 0;
868          return(n);
869 + seekerr:
870 +        error(SYSTEM, "seek failed in ambsync");
871 + }
872 +
873 + #else
874 +
875 + int
876 + ambsync()                       /* flush ambient file */
877 + {
878 +        if (nunflshed == 0)
879 +                return(0);
880 +        nunflshed = 0;
881 +        return(fflush(ambfp));
882   }
883  
884   #endif

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