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

Comparing ray/src/rt/ambient.c (file contents):
Revision 2.20 by greg, Thu Aug 5 10:02:00 1993 UTC vs.
Revision 2.49 by greg, Thu May 15 05:13:35 2003 UTC

# Line 1 | Line 1
1 – /* Copyright (c) 1993 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 + *  Declarations of external symbols in ambient.h
8   */
9  
10 + #include "copyright.h"
11 +
12   #include  "ray.h"
13  
13 – #include  "octree.h"
14 –
14   #include  "otypes.h"
15  
16   #include  "ambient.h"
17  
18   #include  "random.h"
19  
20 < #define  OCTSCALE       0.5     /* ceil((valid rad.)/(cube size)) */
20 > #ifndef  OCTSCALE
21 > #define  OCTSCALE       1.0     /* ceil((valid rad.)/(cube size)) */
22 > #endif
23  
24 < typedef struct ambtree {
24 <        AMBVAL  *alist;         /* ambient value list */
25 <        struct ambtree  *kid;   /* 8 child nodes */
26 < }  AMBTREE;                     /* ambient octree */
24 > extern char  *shm_boundary;     /* memory sharing boundary */
25  
28 – extern CUBE  thescene;          /* contains space boundaries */
29 –
26   #define  MAXASET        511     /* maximum number of elements in ambient set */
27   OBJECT  ambset[MAXASET+1]={0};  /* ambient include/exclude set */
28  
# Line 38 | Line 34 | static AMBTREE atrunk;         /* our ambient trunk node */
34   static FILE  *ambfp = NULL;     /* ambient file pointer */
35   static int  nunflshed = 0;      /* number of unflushed ambient values */
36  
37 < #define  AMBFLUSH       (BUFSIZ/AMBVALSIZ)
37 > #ifndef SORT_THRESH
38 > #ifdef SMLMEM
39 > #define SORT_THRESH     ((3L<<20)/sizeof(AMBVAL))
40 > #else
41 > #define SORT_THRESH     ((9L<<20)/sizeof(AMBVAL))
42 > #endif
43 > #endif
44 > #ifndef SORT_INTVL
45 > #define SORT_INTVL      (SORT_THRESH<<1)
46 > #endif
47 > #ifndef MAX_SORT_INTVL
48 > #define MAX_SORT_INTVL  (SORT_INTVL<<6)
49 > #endif
50  
51 < #define  newambval()    (AMBVAL *)bmalloc(sizeof(AMBVAL))
51 > static double  avsum = 0.;              /* computed ambient value sum (log) */
52 > static unsigned int  navsum = 0;        /* number of values in avsum */
53 > static unsigned int  nambvals = 0;      /* total number of indirect values */
54 > static unsigned int  nambshare = 0;     /* number of values from file */
55 > static unsigned long  ambclock = 0;     /* ambient access clock */
56 > static unsigned long  lastsort = 0;     /* time of last value sort */
57 > static long  sortintvl = SORT_INTVL;    /* time until next sort */
58 > static FILE  *ambinp = NULL;            /* auxiliary file for input */
59 > static long  lastpos = -1;              /* last flush position */
60  
61 < #define  newambtree()   (AMBTREE *)calloc(8, sizeof(AMBTREE))
62 < #define  freeambtree(t) free((char *)(t))
61 > #define MAXACLOCK       (1L<<30)        /* clock turnover value */
62 >        /*
63 >         * Track access times unless we are sharing ambient values
64 >         * through memory on a multiprocessor, when we want to avoid
65 >         * claiming our own memory (copy on write).  Go ahead anyway
66 >         * if more than two thirds of our values are unshared.
67 >         * Compile with -Dtracktime=0 to turn this code off.
68 >         */
69 > #ifndef tracktime
70 > #define tracktime       (shm_boundary == NULL || nambvals > 3*nambshare)
71 > #endif
72  
73 < extern long  ftell(), lseek();
74 < static int  initambfile(), avsave(), avinsert(), loadtree();
73 > #define  AMBFLUSH       (BUFSIZ/AMBVALSIZ)
74 >
75 > #define  newambval()    (AMBVAL *)malloc(sizeof(AMBVAL))
76 > #define  freeav(av)     free((void *)av);
77 >
78 > static void  initambfile(), avsave(), avinsert(), sortambvals(), unloadatree();
79 > static int  avlmemi();
80   static AMBVAL  *avstore();
81   #ifdef  F_SETLKW
82 < static  aflock();
82 > static void  aflock();
83   #endif
84  
85  
86 + void
87   setambres(ar)                           /* set ambient resolution */
88   int  ar;
89   {
90 <        ambres = ar;                    /* may be done already */
90 >        ambres = ar < 0 ? 0 : ar;               /* may be done already */
91                                                  /* set min & max radii */
92          if (ar <= 0) {
93 <                minarad = 0.0;
93 >                minarad = 0;
94                  maxarad = thescene.cusize / 2.0;
95          } else {
96                  minarad = thescene.cusize / ar;
97 <                maxarad = 16.0 * minarad;               /* heuristic */
97 >                maxarad = 64 * minarad;                 /* heuristic */
98                  if (maxarad > thescene.cusize / 2.0)
99                          maxarad = thescene.cusize / 2.0;
100          }
101 <        if (maxarad <= FTINY)
102 <                maxarad = .001;
101 >        if (minarad <= FTINY)
102 >                minarad = 10*FTINY;
103 >        if (maxarad <= minarad)
104 >                maxarad = 64 * minarad;
105   }
106  
107  
108 < resetambacc(newa)                       /* change ambient accuracy setting */
108 > void
109 > setambacc(newa)                         /* set ambient accuracy */
110   double  newa;
111   {
112 <        AMBTREE  oldatrunk;
112 >        double  ambdiff;
113  
114 <        if (fabs(newa - ambacc) < 0.01)
115 <                return;                 /* insignificant -- don't bother */
116 <        ambacc = newa;
117 <        if (ambacc <= FTINY)
118 <                return;                 /* cannot build new tree */
85 <                                        /* else need to rebuild tree */
86 <        copystruct(&oldatrunk, &atrunk);
87 <        atrunk.alist = NULL;
88 <        atrunk.kid = NULL;
89 <        loadtree(&oldatrunk);
114 >        if (newa < 0.0)
115 >                newa = 0.0;
116 >        ambdiff = fabs(newa - ambacc);
117 >        if (ambdiff >= .01 && (ambacc = newa) > FTINY && nambvals > 0)
118 >                sortambvals(1);                 /* rebuild tree */
119   }
120  
121  
122 < setambient(afile)                       /* initialize calculation */
123 < char  *afile;
122 > void
123 > setambient()                            /* initialize calculation */
124   {
125 <        long  headlen;
125 >        int     readonly = 0;
126 >        long  pos, flen;
127          AMBVAL  amb;
128 +                                                /* make sure we're fresh */
129 +        ambdone();
130                                                  /* init ambient limits */
131          setambres(ambres);
132 <        if (afile == NULL)
132 >        setambacc(ambacc);
133 >        if (ambfile == NULL || !ambfile[0])
134                  return;
135          if (ambacc <= FTINY) {
136 <                sprintf(errmsg, "zero ambient accuracy so \"%s\" not loaded",
137 <                                afile);
136 >                sprintf(errmsg, "zero ambient accuracy so \"%s\" not opened",
137 >                                ambfile);
138                  error(WARNING, errmsg);
139                  return;
140          }
141                                                  /* open ambient file */
142 <        if ((ambfp = fopen(afile, "r+")) != NULL) {
143 <                initambfile(0);
144 <                headlen = ftell(ambfp);
142 >        if ((ambfp = fopen(ambfile, "r+")) == NULL)
143 >                readonly = (ambfp = fopen(ambfile, "r")) != NULL;
144 >        if (ambfp != NULL) {
145 >                initambfile(0);                 /* file exists */
146 >                pos = ftell(ambfp);
147                  while (readambval(&amb, ambfp))
148 <                        avinsert(avstore(&amb), &atrunk,
149 <                                        thescene.cuorg, thescene.cusize);
150 <                                                /* align */
151 <                fseek(ambfp, -((ftell(ambfp)-headlen)%AMBVALSIZ), 1);
152 <        } else if ((ambfp = fopen(afile, "w+")) != NULL)
153 <                initambfile(1);
154 <        else {
155 <                sprintf(errmsg, "cannot open ambient file \"%s\"", afile);
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), (off_t)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), (off_t)pos);
169 >                }
170 >        } else if ((ambfp = fopen(ambfile, "w+")) != NULL) {
171 >                initambfile(1);                 /* else create new file */
172 >        } else {
173 >                sprintf(errmsg, "cannot open ambient file \"%s\"", ambfile);
174                  error(SYSTEM, errmsg);
175          }
176          nunflshed++;    /* lie */
# Line 125 | Line 178 | char  *afile;
178   }
179  
180  
181 + void
182 + ambdone()                       /* close ambient file and free memory */
183 + {
184 +        if (ambfp != NULL) {            /* close ambient file */
185 +                ambsync();
186 +                fclose(ambfp);
187 +                ambfp = NULL;
188 +                if (ambinp != NULL) {  
189 +                        fclose(ambinp);
190 +                        ambinp = NULL;
191 +                }
192 +                lastpos = -1;
193 +        }
194 +                                        /* free ambient tree */
195 +        unloadatree(&atrunk, free);
196 +                                        /* reset state variables */
197 +        avsum = 0.;
198 +        navsum = 0;
199 +        nambvals = 0;
200 +        nambshare = 0;
201 +        ambclock = 0;
202 +        lastsort = 0;
203 +        sortintvl = SORT_INTVL;
204 + }
205 +
206 +
207 + void
208   ambnotify(obj)                  /* record new modifier */
209   OBJECT  obj;
210   {
211          static int  hitlimit = 0;
212 <        register OBJREC  *o = objptr(obj);
212 >        register OBJREC  *o;
213          register char  **amblp;
214  
215 +        if (obj == OVOID) {             /* starting over */
216 +                ambset[0] = 0;
217 +                hitlimit = 0;
218 +                return;
219 +        }
220 +        o = objptr(obj);
221          if (hitlimit || !ismodifier(o->otype))
222                  return;
223          for (amblp = amblist; *amblp != NULL; amblp++)
# Line 147 | Line 233 | OBJECT obj;
233   }
234  
235  
236 < ambient(acol, r)                /* compute ambient component for ray */
236 > void
237 > ambient(acol, r, nrm)           /* compute ambient component for ray */
238   COLOR  acol;
239   register RAY  *r;
240 + FVECT  nrm;
241   {
242          static int  rdepth = 0;                 /* ambient recursion */
243 <        double  d;
243 >        double  d, l;
244  
245          if (ambdiv <= 0)                        /* no ambient calculation */
246                  goto dumbamb;
# Line 168 | Line 256 | register RAY  *r;
256                  rdepth++;
257                  d = doambient(acol, r, r->rweight, NULL, NULL);
258                  rdepth--;
259 <                if (d == 0.0)
259 >                if (d <= FTINY)
260                          goto dumbamb;
261                  return;
262          }
263 +
264 +        if (tracktime)                          /* sort to minimize thrashing */
265 +                sortambvals(0);
266                                                  /* get ambient value */
267          setcolor(acol, 0.0, 0.0, 0.0);
268 <        d = sumambient(acol, r, rdepth,
268 >        d = sumambient(acol, r, nrm, rdepth,
269                          &atrunk, thescene.cuorg, thescene.cusize);
270 <        if (d > FTINY)
270 >        if (d > FTINY) {
271                  scalecolor(acol, 1.0/d);
272 <        else {
182 <                d = makeambient(acol, r, rdepth++);
183 <                rdepth--;
272 >                return;
273          }
274 +        rdepth++;                               /* need to cache new value */
275 +        d = makeambient(acol, r, nrm, rdepth-1);
276 +        rdepth--;
277          if (d > FTINY)
278                  return;
279   dumbamb:                                        /* return global value */
280          copycolor(acol, ambval);
281 +        if (ambvwt <= 0 | navsum == 0)
282 +                return;
283 +        l = bright(ambval);                     /* average in computations */
284 +        if (l > FTINY) {
285 +                d = (log(l)*(double)ambvwt + avsum) /
286 +                                (double)(ambvwt + navsum);
287 +                d = exp(d) / l;
288 +                scalecolor(acol, d);            /* apply color of ambval */
289 +        } else {
290 +                d = exp( avsum / (double)navsum );
291 +                setcolor(acol, d, d, d);        /* neutral color */
292 +        }
293   }
294  
295  
296   double
297 < sumambient(acol, r, al, at, c0, s)      /* get interpolated ambient value */
297 > sumambient(acol, r, rn, al, at, c0, s)  /* get interpolated ambient value */
298   COLOR  acol;
299   register RAY  *r;
300 + FVECT  rn;
301   int  al;
302   AMBTREE  *at;
303   FVECT  c0;
# Line 204 | Line 309 | double s;
309          int  i;
310          register int  j;
311          register AMBVAL  *av;
312 <                                        /* do this node */
312 >
313          wsum = 0.0;
314 +                                        /* do this node */
315          for (av = at->alist; av != NULL; av = av->next) {
316 +                double  rn_dot = -2.0;
317 +                if (tracktime)
318 +                        av->latick = ambclock;
319                  /*
320                   *  Ambient level test.
321                   */
322 <                if (av->lvl > al || av->weight < r->rweight-FTINY)
322 >                if (av->lvl > al)       /* list sorted, so this works */
323 >                        break;
324 >                if (av->weight < r->rweight-FTINY)
325                          continue;
326                  /*
327                   *  Ambient radius test.
328                   */
329 <                e1 = 0.0;
330 <                for (j = 0; j < 3; j++) {
331 <                        d = av->pos[j] - r->rop[j];
332 <                        e1 += d * d;
333 <                }
329 >                d = av->pos[0] - r->rop[0];
330 >                e1 = d * d;
331 >                d = av->pos[1] - r->rop[1];
332 >                e1 += d * d;
333 >                d = av->pos[2] - r->rop[2];
334 >                e1 += d * d;
335                  e1 /= av->rad * av->rad;
336                  if (e1 > ambacc*ambacc*1.21)
337                          continue;
338                  /*
339 <                 *  Normal direction test.
339 >                 *  Direction test using closest normal.
340                   */
341 <                e2 = (1.0 - DOT(av->dir, r->ron)) * r->rweight;
341 >                d = DOT(av->dir, r->ron);
342 >                if (rn != r->ron) {
343 >                        rn_dot = DOT(av->dir, rn);
344 >                        if (rn_dot > 1.0-FTINY)
345 >                                rn_dot = 1.0-FTINY;
346 >                        if (rn_dot >= d-FTINY) {
347 >                                d = rn_dot;
348 >                                rn_dot = -2.0;
349 >                        }
350 >                }
351 >                e2 = (1.0 - d) * r->rweight;
352                  if (e2 < 0.0) e2 = 0.0;
353                  if (e1 + e2 > ambacc*ambacc*1.21)
354                          continue;
# Line 242 | Line 364 | double s;
364                  /*
365                   *  Jittering final test reduces image artifacts.
366                   */
367 <                wt = sqrt(e1) + sqrt(e2);
368 <                wt *= .9 + .2*urand(9015+samplendx);
369 <                if (wt > ambacc)
367 >                e1 = sqrt(e1);
368 >                e2 = sqrt(e2);
369 >                wt = e1 + e2;
370 >                if (wt > ambacc*(.9+.2*urand(9015+samplendx)))
371                          continue;
372 +                /*
373 +                 *  Recompute directional error using perturbed normal
374 +                 */
375 +                if (rn_dot > 0.0) {
376 +                        e2 = sqrt((1.0 - rn_dot)*r->rweight);
377 +                        wt = e1 + e2;
378 +                }
379                  if (wt <= 1e-3)
380                          wt = 1e3;
381                  else
382                          wt = 1.0 / wt;
383                  wsum += wt;
384 <                extambient(ct, av, r->rop, r->ron);
384 >                extambient(ct, av, r->rop, rn);
385                  scalecolor(ct, wt);
386                  addcolor(acol, ct);
387          }
# Line 270 | Line 400 | double s;
400                                  break;
401                  }
402                  if (j == 3)
403 <                        wsum += sumambient(acol, r, al, at->kid+i, ck0, s);
403 >                        wsum += sumambient(acol, r, rn, al, at->kid+i, ck0, s);
404          }
405          return(wsum);
406   }
407  
408  
409   double
410 < makeambient(acol, r, al)        /* make a new ambient value */
410 > makeambient(acol, r, rn, al)    /* make a new ambient value */
411   COLOR  acol;
412   register RAY  *r;
413 + FVECT  rn;
414   int  al;
415   {
416          AMBVAL  amb;
417          FVECT   gp, gd;
418                                                  /* compute weight */
419          amb.weight = pow(AVGREFL, (double)al);
420 <        if (r->rweight < 0.2*amb.weight)        /* heuristic */
420 >        if (r->rweight < 0.1*amb.weight)        /* heuristic */
421                  amb.weight = r->rweight;
422                                                  /* compute ambient */
423          amb.rad = doambient(acol, r, amb.weight, gp, gd);
424 <        if (amb.rad == 0.0)
424 >        if (amb.rad <= FTINY)
425                  return(0.0);
426                                                  /* store it */
427          VCOPY(amb.pos, r->rop);
# Line 301 | Line 432 | int  al;
432          VCOPY(amb.gdir, gd);
433                                                  /* insert into tree */
434          avsave(&amb);                           /* and save to file */
435 +        if (rn != r->ron)
436 +                extambient(acol, &amb, r->rop, rn);     /* texture */
437          return(amb.rad);
438   }
439  
440  
441 + void
442   extambient(cr, ap, pv, nv)              /* extrapolate value at pv, nv */
443   COLOR  cr;
444   register AMBVAL  *ap;
445   FVECT  pv, nv;
446   {
447 <        FVECT  v1, v2;
447 >        FVECT  v1;
448          register int  i;
449          double  d;
450  
# Line 319 | Line 453 | FVECT  pv, nv;
453          for (i = 0; i < 3; i++)
454                  d += ap->gpos[i]*(pv[i]-ap->pos[i]);
455                                          /* gradient due to rotation */
456 <        VCOPY(v1, ap->dir);
457 <        fcross(v2, v1, nv);
324 <        d += DOT(ap->gdir, v2);
456 >        VCROSS(v1, ap->dir, nv);
457 >        d += DOT(ap->gdir, v1);
458          if (d <= 0.0) {
459                  setcolor(cr, 0.0, 0.0, 0.0);
460                  return;
# Line 331 | Line 464 | FVECT  pv, nv;
464   }
465  
466  
467 < static
467 > static void
468   initambfile(creat)              /* initialize ambient file */
469   int  creat;
470   {
471 <        extern char  *progname, *octname, VersionID[];
471 >        extern char  *progname, *octname;
472 >        static char  *mybuf = NULL;
473  
474   #ifdef  F_SETLKW
475          aflock(creat ? F_WRLCK : F_RDLCK);
# Line 343 | Line 477 | int  creat;
477   #ifdef MSDOS
478          setmode(fileno(ambfp), O_BINARY);
479   #endif
480 <        setbuf(ambfp, bmalloc(BUFSIZ));
480 >        if (mybuf == NULL)
481 >                mybuf = (char *)bmalloc(BUFSIZ+8);
482 >        setbuf(ambfp, mybuf);
483          if (creat) {                    /* new file */
484 <                fprintf(ambfp, "%s -av %g %g %g -ab %d -aa %g ",
484 >                newheader("RADIANCE", ambfp);
485 >                fprintf(ambfp, "%s -av %g %g %g -aw %d -ab %d -aa %g ",
486                                  progname, colval(ambval,RED),
487                                  colval(ambval,GRN), colval(ambval,BLU),
488 <                                ambounce, ambacc);
489 <                fprintf(ambfp, "-ad %d -as %d -ar %d %s\n",
490 <                                ambdiv, ambssamp, ambres,
491 <                                octname==NULL ? "" : octname);
488 >                                ambvwt, ambounce, ambacc);
489 >                fprintf(ambfp, "-ad %d -as %d -ar %d ",
490 >                                ambdiv, ambssamp, ambres);
491 >                if (octname != NULL)
492 >                        printargs(1, &octname, ambfp);
493 >                else
494 >                        fputc('\n', ambfp);
495                  fprintf(ambfp, "SOFTWARE= %s\n", VersionID);
496 +                fputnow(ambfp);
497                  fputformat(AMBFMT, ambfp);
498                  putc('\n', ambfp);
499                  putambmagic(ambfp);
# Line 361 | Line 502 | int  creat;
502   }
503  
504  
505 < static
505 > static void
506   avsave(av)                              /* insert and save an ambient value */
507   AMBVAL  *av;
508   {
509 <        avinsert(avstore(av), &atrunk, thescene.cuorg, thescene.cusize);
509 >        avinsert(avstore(av));
510          if (ambfp == NULL)
511                  return;
512          if (writambval(av, ambfp) < 0)
# Line 375 | Line 516 | AMBVAL *av;
516                          goto writerr;
517          return;
518   writerr:
519 <        error(SYSTEM, "error writing ambient file");
519 >        error(SYSTEM, "error writing to ambient file");
520   }
521  
522  
# Line 384 | Line 525 | avstore(aval)                          /* allocate memory and store aval */
525   register AMBVAL  *aval;
526   {
527          register AMBVAL  *av;
528 +        double  d;
529  
530          if ((av = newambval()) == NULL)
531                  error(SYSTEM, "out of memory in avstore");
532          copystruct(av, aval);
533 +        av->latick = ambclock;
534 +        av->next = NULL;
535 +        nambvals++;
536 +        d = bright(av->val);
537 +        if (d > FTINY) {                /* add to log sum for averaging */
538 +                avsum += log(d);
539 +                navsum++;
540 +        }
541          return(av);
542   }
543  
544  
545 < static
546 < avinsert(av, at, c0, s)                 /* insert ambient value in a tree */
545 > #define ATALLOCSZ       512             /* #/8 trees to allocate at once */
546 >
547 > static AMBTREE  *atfreelist = NULL;     /* free ambient tree structures */
548 >
549 >
550 > static AMBTREE *
551 > newambtree()                            /* allocate 8 ambient tree structs */
552 > {
553 >        register AMBTREE  *atp, *upperlim;
554 >
555 >        if (atfreelist == NULL) {       /* get more nodes */
556 >                atfreelist = (AMBTREE *)malloc(ATALLOCSZ*8*sizeof(AMBTREE));
557 >                if (atfreelist == NULL)
558 >                        return(NULL);
559 >                                        /* link new free list */
560 >                upperlim = atfreelist + 8*(ATALLOCSZ-1);
561 >                for (atp = atfreelist; atp < upperlim; atp += 8)
562 >                        atp->kid = atp + 8;
563 >                atp->kid = NULL;
564 >        }
565 >        atp = atfreelist;
566 >        atfreelist = atp->kid;
567 >        bzero((char *)atp, 8*sizeof(AMBTREE));
568 >        return(atp);
569 > }
570 >
571 >
572 > static void
573 > freeambtree(atp)                        /* free 8 ambient tree structs */
574 > AMBTREE  *atp;
575 > {
576 >        atp->kid = atfreelist;
577 >        atfreelist = atp;
578 > }
579 >
580 >
581 > static void
582 > avinsert(av)                            /* insert ambient value in our tree */
583   register AMBVAL  *av;
398 – register AMBTREE  *at;
399 – FVECT  c0;
400 – double  s;
584   {
585 +        register AMBTREE  *at;
586 +        register AMBVAL  *ap;
587 +        AMBVAL  avh;
588          FVECT  ck0;
589 +        double  s;
590          int  branch;
591          register int  i;
592  
593          if (av->rad <= FTINY)
594                  error(CONSISTENCY, "zero ambient radius in avinsert");
595 <        VCOPY(ck0, c0);
595 >        at = &atrunk;
596 >        VCOPY(ck0, thescene.cuorg);
597 >        s = thescene.cusize;
598          while (s*(OCTSCALE/2) > av->rad*ambacc) {
599                  if (at->kid == NULL)
600                          if ((at->kid = newambtree()) == NULL)
# Line 419 | Line 608 | double s;
608                          }
609                  at = at->kid + branch;
610          }
611 <        av->next = at->alist;
612 <        at->alist = av;
611 >        avh.next = at->alist;           /* order by increasing level */
612 >        for (ap = &avh; ap->next != NULL; ap = ap->next)
613 >                if (ap->next->lvl >= av->lvl)
614 >                        break;
615 >        av->next = ap->next;
616 >        ap->next = av;
617 >        at->alist = avh.next;
618   }
619  
620  
621 < static
622 < loadtree(at)                            /* move tree to main store */
621 > static void
622 > unloadatree(at, f)                      /* unload an ambient value tree */
623   register AMBTREE  *at;
624 + void    (*f)();
625   {
626          register AMBVAL  *av;
627          register int  i;
628                                          /* transfer values at this node */
629          for (av = at->alist; av != NULL; av = at->alist) {
630                  at->alist = av->next;
631 <                avinsert(av, &atrunk, thescene.cuorg, thescene.cusize);
631 >                (*f)(av);
632          }
633 +        if (at->kid == NULL)
634 +                return;
635          for (i = 0; i < 8; i++)         /* transfer and free children */
636 <                loadtree(at->kid+i);
636 >                unloadatree(at->kid+i, f);
637          freeambtree(at->kid);
638 +        at->kid = NULL;
639   }
640  
641  
642 + static struct avl {
643 +        AMBVAL  *p;
644 +        unsigned long   t;
645 + }       *avlist1;                       /* ambient value list with ticks */
646 + static AMBVAL   **avlist2;              /* memory positions for sorting */
647 + static int      i_avlist;               /* index for lists */
648 +
649 +
650 + static int
651 + av2list(av)
652 + register AMBVAL *av;
653 + {
654 + #ifdef DEBUG
655 +        if (i_avlist >= nambvals)
656 +                error(CONSISTENCY, "too many ambient values in av2list1");
657 + #endif
658 +        avlist1[i_avlist].p = avlist2[i_avlist] = av;
659 +        avlist1[i_avlist++].t = av->latick;
660 + }
661 +
662 +
663 + static int
664 + alatcmp(av1, av2)                       /* compare ambient values for MRA */
665 + struct avl      *av1, *av2;
666 + {
667 +        register long  lc = av2->t - av1->t;
668 +        return(lc<0 ? -1 : lc>0 ? 1 : 0);
669 + }
670 +
671 +
672 + /* GW NOTE 2002/10/3:
673 + * I used to compare AMBVAL pointers, but found that this was the
674 + * cause of a serious consistency error with gcc, since the optimizer
675 + * uses some dangerous trick in pointer subtraction that
676 + * assumes pointers differ by exact struct size increments.
677 + */
678 + static int
679 + aposcmp(avp1, avp2)                     /* compare ambient value positions */
680 + const void      *avp1, *avp2;
681 + {
682 +        register long   diff = *(char * const *)avp1 - *(char * const *)avp2;
683 +        if (diff < 0)
684 +                return(-1);
685 +        return(diff > 0);
686 + }
687 +
688 + #if 1
689 + static int
690 + avlmemi(avaddr)                         /* find list position from address */
691 + AMBVAL  *avaddr;
692 + {
693 +        register AMBVAL  **avlpp;
694 +
695 +        avlpp = (AMBVAL **)bsearch((char *)&avaddr, (char *)avlist2,
696 +                        nambvals, sizeof(AMBVAL *), aposcmp);
697 +        if (avlpp == NULL)
698 +                error(CONSISTENCY, "address not found in avlmemi");
699 +        return(avlpp - avlist2);
700 + }
701 + #else
702 + #define avlmemi(avaddr) ((AMBVAL **)bsearch((char *)&avaddr,(char *)avlist2, \
703 +                                nambvals,sizeof(AMBVAL *),aposcmp) - avlist2)
704 + #endif
705 +
706 +
707 + static void
708 + sortambvals(always)                     /* resort ambient values */
709 + int     always;
710 + {
711 +        AMBTREE  oldatrunk;
712 +        AMBVAL  tav, *tap, *pnext;
713 +        register int    i, j;
714 +                                        /* see if it's time yet */
715 +        if (!always && (ambclock++ < lastsort+sortintvl ||
716 +                        nambvals < SORT_THRESH))
717 +                return;
718 +        /*
719 +         * The idea here is to minimize memory thrashing
720 +         * in VM systems by improving reference locality.
721 +         * We do this by periodically sorting our stored ambient
722 +         * values in memory in order of most recently to least
723 +         * recently accessed.  This ordering was chosen so that new
724 +         * ambient values (which tend to be less important) go into
725 +         * higher memory with the infrequently accessed values.
726 +         *      Since we expect our values to need sorting less
727 +         * frequently as the process continues, we double our
728 +         * waiting interval after each call.
729 +         *      This routine is also called by setambacc() with
730 +         * the "always" parameter set to 1 so that the ambient
731 +         * tree will be rebuilt with the new accuracy parameter.
732 +         */
733 +        if (tracktime) {                /* allocate pointer arrays to sort */
734 +                avlist2 = (AMBVAL **)malloc(nambvals*sizeof(AMBVAL *));
735 +                avlist1 = (struct avl *)malloc(nambvals*sizeof(struct avl));
736 +        } else {
737 +                avlist2 = NULL;
738 +                avlist1 = NULL;
739 +        }
740 +        if (avlist1 == NULL) {          /* no time tracking -- rebuild tree? */
741 +                if (avlist2 != NULL)
742 +                        free((void *)avlist2);
743 +                if (always) {           /* rebuild without sorting */
744 +                        copystruct(&oldatrunk, &atrunk);
745 +                        atrunk.alist = NULL;
746 +                        atrunk.kid = NULL;
747 +                        unloadatree(&oldatrunk, avinsert);
748 +                }
749 +        } else {                        /* sort memory by last access time */
750 +                /*
751 +                 * Sorting memory is tricky because it isn't contiguous.
752 +                 * We have to sort an array of pointers by MRA and also
753 +                 * by memory position.  We then copy values in "loops"
754 +                 * to minimize memory hits.  Nevertheless, we will visit
755 +                 * everyone at least twice, and this is an expensive process
756 +                 * when we're thrashing, which is when we need to do it.
757 +                 */
758 + #ifdef DEBUG
759 +                sprintf(errmsg, "sorting %u ambient values at ambclock=%lu...",
760 +                                nambvals, ambclock);
761 +                eputs(errmsg);
762 + #endif
763 +                i_avlist = 0;
764 +                unloadatree(&atrunk, av2list);  /* empty current tree */
765 + #ifdef DEBUG
766 +                if (i_avlist < nambvals)
767 +                        error(CONSISTENCY, "missing ambient values in sortambvals");
768 + #endif
769 +                qsort((char *)avlist1, nambvals, sizeof(struct avl), alatcmp);
770 +                qsort((char *)avlist2, nambvals, sizeof(AMBVAL *), aposcmp);
771 +                for (i = 0; i < nambvals; i++) {
772 +                        if (avlist1[i].p == NULL)
773 +                                continue;
774 +                        tap = avlist2[i];
775 +                        copystruct(&tav, tap);
776 +                        for (j = i; (pnext = avlist1[j].p) != tap;
777 +                                        j = avlmemi(pnext)) {
778 +                                copystruct(avlist2[j], pnext);
779 +                                avinsert(avlist2[j]);
780 +                                avlist1[j].p = NULL;
781 +                        }
782 +                        copystruct(avlist2[j], &tav);
783 +                        avinsert(avlist2[j]);
784 +                        avlist1[j].p = NULL;
785 +                }
786 +                free((void *)avlist1);
787 +                free((void *)avlist2);
788 +                                                /* compute new sort interval */
789 +                sortintvl = ambclock - lastsort;
790 +                if (sortintvl >= MAX_SORT_INTVL/2)
791 +                        sortintvl = MAX_SORT_INTVL;
792 +                else
793 +                        sortintvl <<= 1;        /* wait twice as long next */
794 + #ifdef DEBUG
795 +                eputs("done\n");
796 + #endif
797 +        }
798 +        if (ambclock >= MAXACLOCK)
799 +                ambclock = MAXACLOCK/2;
800 +        lastsort = ambclock;
801 + }
802 +
803 +
804   #ifdef  F_SETLKW
805  
806 < static
806 > static void
807   aflock(typ)                     /* lock/unlock ambient file */
808   int  typ;
809   {
# Line 458 | Line 818 | int  typ;
818   int
819   ambsync()                       /* synchronize ambient file */
820   {
461 –        static FILE  *ambinp = NULL;
462 –        static long  lastpos = -1;
821          long  flen;
822          AMBVAL  avs;
823          register int  n;
# Line 471 | Line 829 | ambsync()                      /* synchronize ambient file */
829                                  /* gain exclusive access */
830          aflock(F_WRLCK);
831                                  /* see if file has grown */
832 <        if ((flen = lseek(fileno(ambfp), 0L, 2)) < 0)
833 <                error(SYSTEM, "cannot seek on ambient file");
832 >        if ((flen = lseek(fileno(ambfp), (off_t)0L, 2)) < 0)
833 >                goto seekerr;
834          if (n = flen - lastpos) {               /* file has grown */
835                  if (ambinp == NULL) {           /* use duplicate filedes */
836                          ambinp = fdopen(dup(fileno(ambfp)), "r");
# Line 480 | Line 838 | ambsync()                      /* synchronize ambient file */
838                                  error(SYSTEM, "fdopen failed in ambsync");
839                  }
840                  if (fseek(ambinp, lastpos, 0) < 0)
841 <                        error(SYSTEM, "fseek failed in ambsync");
841 >                        goto seekerr;
842                  while (n >= AMBVALSIZ) {        /* load contributed values */
843 <                        readambval(&avs, ambinp);
844 <                        avinsert(avstore(&avs), &atrunk,
845 <                                        thescene.cuorg, thescene.cusize);
843 >                        if (!readambval(&avs, ambinp)) {
844 >                                sprintf(errmsg,
845 >                        "ambient file \"%s\" corrupted near character %ld",
846 >                                                ambfile, flen - n);
847 >                                error(WARNING, errmsg);
848 >                                break;
849 >                        }
850 >                        avinsert(avstore(&avs));
851                          n -= AMBVALSIZ;
852                  }
853 <                if (n)                          /* alignment */
854 <                        lseek(fileno(ambfp), flen-n, 0);
853 >                /*** seek always as safety measure
854 >                if (n) ***/                     /* alignment */
855 >                        if (lseek(fileno(ambfp), (off_t)(flen-n), 0) < 0)
856 >                                goto seekerr;
857          }
858 + #ifdef  DEBUG
859 +        if (ambfp->_ptr - ambfp->_base != nunflshed*AMBVALSIZ) {
860 +                sprintf(errmsg, "ambient file buffer at %d rather than %d",
861 +                                ambfp->_ptr - ambfp->_base,
862 +                                nunflshed*AMBVALSIZ);
863 +                error(CONSISTENCY, errmsg);
864 +        }
865 + #endif
866   syncend:
867          n = fflush(ambfp);                      /* calls write() at last */
868 <        lastpos = lseek(fileno(ambfp), 0L, 1);
868 >        if ((lastpos = lseek(fileno(ambfp), (off_t)0L, 1)) < 0)
869 >                goto seekerr;
870          aflock(F_UNLCK);                        /* release file */
871          nunflshed = 0;
872          return(n);
873 + seekerr:
874 +        error(SYSTEM, "seek failed in ambsync");
875   }
876  
877   #else

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