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

Comparing ray/src/rt/ambient.c (file contents):
Revision 2.9 by greg, Thu Jul 16 15:53:42 1992 UTC vs.
Revision 2.54 by schorsch, Sun Jul 27 22:12:03 2003 UTC

# Line 1 | Line 1
1 – /* Copyright (c) 1991 Regents of the University of California */
2 –
1   #ifndef lint
2 < static char SCCSid[] = "$SunId$ LBL";
2 > static const char       RCSid[] = "$Id$";
3   #endif
6 –
4   /*
5   *  ambient.c - routines dealing with ambient (inter-reflected) component.
6   *
7 < *  The macro AMBFLUSH (if defined) is the number of ambient values
11 < *      to wait before flushing to the ambient file.
12 < *
13 < *     5/9/86
7 > *  Declarations of external symbols in ambient.h
8   */
9  
10 < #include  "ray.h"
10 > #include "copyright.h"
11  
12 < #include  "octree.h"
12 > #include <string.h>
13  
14 + #include  "platform.h"
15 + #include  "ray.h"
16   #include  "otypes.h"
21 –
17   #include  "ambient.h"
23 –
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 {
29 <        AMBVAL  *alist;         /* ambient value list */
30 <        struct ambtree  *kid;   /* 8 child nodes */
31 < }  AMBTREE;                     /* ambient octree */
24 > extern char  *shm_boundary;     /* memory sharing boundary */
25  
26 < extern CUBE  thescene;          /* contains space boundaries */
26 > #define  MAXASET        511     /* maximum number of elements in ambient set */
27 > OBJECT  ambset[MAXASET+1]={0};  /* ambient include/exclude set */
28  
29 < #define  MAXASET        511     /* maximum number of elements in ambient set */
30 < OBJECT  ambset[MAXASET+1]={0};  /* ambient include/exclude set */
29 > double  maxarad;                /* maximum ambient radius */
30 > double  minarad;                /* minimum ambient radius */
31  
32 < double  maxarad;                /* maximum ambient radius */
39 < double  minarad;                /* minimum ambient radius */
32 > static AMBTREE  atrunk;         /* our ambient trunk node */
33  
41 – static AMBTREE  atrunk;         /* our ambient trunk node */
42 –
34   static FILE  *ambfp = NULL;     /* ambient file pointer */
35 < static char  *afname;           /* ambient file name */
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))
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();
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 void  aflock();
83 + #endif
84 +
85 +
86 + void
87   setambres(ar)                           /* set ambient resolution */
88   int  ar;
89   {
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 < setambient(afile)                       /* initialize calculation */
109 < char  *afile;
108 > void
109 > setambacc(newa)                         /* set ambient accuracy */
110 > double  newa;
111   {
112 <        long  headlen;
113 <        AMBVAL  amb;
112 >        double  ambdiff;
113 >
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 > void
123 > setambient()                            /* initialize calculation */
124 > {
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 +        setambacc(ambacc);
133 +        if (ambfile == NULL || !ambfile[0])
134 +                return;
135 +        if (ambacc <= FTINY) {
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 ((afname = afile) != NULL)
143 <                if ((ambfp = fopen(afile, "r+")) != NULL) {
144 <                        initambfile(0);
145 <                        headlen = ftell(ambfp);
146 <                        while (readambval(&amb, ambfp))
147 <                                avinsert(&amb, &atrunk, thescene.cuorg,
148 <                                                thescene.cusize);
149 <                                                        /* align */
150 <                        fseek(ambfp, -((ftell(ambfp)-headlen)%AMBVALSIZ), 1);
151 <                } else if ((ambfp = fopen(afile, "w")) != NULL)
152 <                        initambfile(1);
153 <                else {
154 <                        sprintf(errmsg, "cannot open ambient file \"%s\"",
155 <                                        afile);
156 <                        error(SYSTEM, errmsg);
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));
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 + #ifndef _WIN32 /* XXX we need a replacement for that one */
169 +                        ftruncate(fileno(ambfp), (off_t)pos);
170 + #endif
171 +                }
172 +        } else if ((ambfp = fopen(ambfile, "w+")) != NULL) {
173 +                initambfile(1);                 /* else create new file */
174 +        } else {
175 +                sprintf(errmsg, "cannot open ambient file \"%s\"", ambfile);
176 +                error(SYSTEM, errmsg);
177 +        }
178 +        nunflshed++;    /* lie */
179 +        ambsync();
180   }
181  
182  
183 + void
184 + ambdone()                       /* close ambient file and free memory */
185 + {
186 +        if (ambfp != NULL) {            /* close ambient file */
187 +                ambsync();
188 +                fclose(ambfp);
189 +                ambfp = NULL;
190 +                if (ambinp != NULL) {  
191 +                        fclose(ambinp);
192 +                        ambinp = NULL;
193 +                }
194 +                lastpos = -1;
195 +        }
196 +                                        /* free ambient tree */
197 +        unloadatree(&atrunk, free);
198 +                                        /* reset state variables */
199 +        avsum = 0.;
200 +        navsum = 0;
201 +        nambvals = 0;
202 +        nambshare = 0;
203 +        ambclock = 0;
204 +        lastsort = 0;
205 +        sortintvl = SORT_INTVL;
206 + }
207 +
208 +
209 + void
210   ambnotify(obj)                  /* record new modifier */
211 < OBJECT  obj;
211 > OBJECT  obj;
212   {
213          static int  hitlimit = 0;
214 <        register OBJREC  *o = objptr(obj);
214 >        register OBJREC  *o;
215          register char  **amblp;
216  
217 +        if (obj == OVOID) {             /* starting over */
218 +                ambset[0] = 0;
219 +                hitlimit = 0;
220 +                return;
221 +        }
222 +        o = objptr(obj);
223          if (hitlimit || !ismodifier(o->otype))
224                  return;
225          for (amblp = amblist; *amblp != NULL; amblp++)
# Line 119 | Line 235 | OBJECT  obj;
235   }
236  
237  
238 < ambient(acol, r)                /* compute ambient component for ray */
238 > void
239 > ambient(acol, r, nrm)           /* compute ambient component for ray */
240   COLOR  acol;
241   register RAY  *r;
242 + FVECT  nrm;
243   {
244          static int  rdepth = 0;                 /* ambient recursion */
245 <        double  d;
245 >        double  d, l;
246  
247          if (ambdiv <= 0)                        /* no ambient calculation */
248                  goto dumbamb;
# Line 140 | Line 258 | register RAY  *r;
258                  rdepth++;
259                  d = doambient(acol, r, r->rweight, NULL, NULL);
260                  rdepth--;
261 <                if (d == 0.0)
261 >                if (d <= FTINY)
262                          goto dumbamb;
263                  return;
264          }
265 +
266 +        if (tracktime)                          /* sort to minimize thrashing */
267 +                sortambvals(0);
268                                                  /* get ambient value */
269          setcolor(acol, 0.0, 0.0, 0.0);
270 <        d = sumambient(acol, r, rdepth,
270 >        d = sumambient(acol, r, nrm, rdepth,
271                          &atrunk, thescene.cuorg, thescene.cusize);
272 <        if (d > FTINY)
272 >        if (d > FTINY) {
273                  scalecolor(acol, 1.0/d);
274 <        else {
154 <                d = makeambient(acol, r, rdepth++);
155 <                rdepth--;
274 >                return;
275          }
276 +        rdepth++;                               /* need to cache new value */
277 +        d = makeambient(acol, r, nrm, rdepth-1);
278 +        rdepth--;
279          if (d > FTINY)
280                  return;
281   dumbamb:                                        /* return global value */
282          copycolor(acol, ambval);
283 +        if ((ambvwt <= 0) | (navsum == 0))
284 +                return;
285 +        l = bright(ambval);                     /* average in computations */
286 +        if (l > FTINY) {
287 +                d = (log(l)*(double)ambvwt + avsum) /
288 +                                (double)(ambvwt + navsum);
289 +                d = exp(d) / l;
290 +                scalecolor(acol, d);            /* apply color of ambval */
291 +        } else {
292 +                d = exp( avsum / (double)navsum );
293 +                setcolor(acol, d, d, d);        /* neutral color */
294 +        }
295   }
296  
297  
298   double
299 < sumambient(acol, r, al, at, c0, s)      /* get interpolated ambient value */
299 > sumambient(acol, r, rn, al, at, c0, s)  /* get interpolated ambient value */
300   COLOR  acol;
301   register RAY  *r;
302 + FVECT  rn;
303   int  al;
304 < AMBTREE  *at;
304 > AMBTREE  *at;
305   FVECT  c0;
306 < double  s;
306 > double  s;
307   {
308 <        extern double  sqrt();
174 <        double  d, e1, e2, wt, wsum;
308 >        double  d, e1, e2, wt, wsum;
309          COLOR  ct;
310          FVECT  ck0;
311          int  i;
312          register int  j;
313 <        register AMBVAL  *av;
314 <                                        /* do this node */
313 >        register AMBVAL  *av;
314 >
315          wsum = 0.0;
316 +                                        /* do this node */
317          for (av = at->alist; av != NULL; av = av->next) {
318 +                double  rn_dot = -2.0;
319 +                if (tracktime)
320 +                        av->latick = ambclock;
321                  /*
322                   *  Ambient level test.
323                   */
324 <                if (av->lvl > al || av->weight < r->rweight-FTINY)
324 >                if (av->lvl > al)       /* list sorted, so this works */
325 >                        break;
326 >                if (av->weight < r->rweight-FTINY)
327                          continue;
328                  /*
329                   *  Ambient radius test.
330                   */
331 <                e1 = 0.0;
332 <                for (j = 0; j < 3; j++) {
333 <                        d = av->pos[j] - r->rop[j];
334 <                        e1 += d * d;
335 <                }
331 >                d = av->pos[0] - r->rop[0];
332 >                e1 = d * d;
333 >                d = av->pos[1] - r->rop[1];
334 >                e1 += d * d;
335 >                d = av->pos[2] - r->rop[2];
336 >                e1 += d * d;
337                  e1 /= av->rad * av->rad;
338                  if (e1 > ambacc*ambacc*1.21)
339                          continue;
340                  /*
341 <                 *  Normal direction test.
341 >                 *  Direction test using closest normal.
342                   */
343 <                e2 = (1.0 - DOT(av->dir, r->ron)) * r->rweight;
343 >                d = DOT(av->dir, r->ron);
344 >                if (rn != r->ron) {
345 >                        rn_dot = DOT(av->dir, rn);
346 >                        if (rn_dot > 1.0-FTINY)
347 >                                rn_dot = 1.0-FTINY;
348 >                        if (rn_dot >= d-FTINY) {
349 >                                d = rn_dot;
350 >                                rn_dot = -2.0;
351 >                        }
352 >                }
353 >                e2 = (1.0 - d) * r->rweight;
354                  if (e2 < 0.0) e2 = 0.0;
355                  if (e1 + e2 > ambacc*ambacc*1.21)
356                          continue;
# Line 215 | Line 366 | double  s;
366                  /*
367                   *  Jittering final test reduces image artifacts.
368                   */
369 <                wt = sqrt(e1) + sqrt(e2);
370 <                wt *= .9 + .2*urand(9015+samplendx);
371 <                if (wt > ambacc)
369 >                e1 = sqrt(e1);
370 >                e2 = sqrt(e2);
371 >                wt = e1 + e2;
372 >                if (wt > ambacc*(.9+.2*urand(9015+samplendx)))
373                          continue;
374 +                /*
375 +                 *  Recompute directional error using perturbed normal
376 +                 */
377 +                if (rn_dot > 0.0) {
378 +                        e2 = sqrt((1.0 - rn_dot)*r->rweight);
379 +                        wt = e1 + e2;
380 +                }
381                  if (wt <= 1e-3)
382                          wt = 1e3;
383                  else
384                          wt = 1.0 / wt;
385                  wsum += wt;
386 <                extambient(ct, av, r->rop, r->ron);
386 >                extambient(ct, av, r->rop, rn);
387                  scalecolor(ct, wt);
388                  addcolor(acol, ct);
389          }
# Line 243 | Line 402 | double  s;
402                                  break;
403                  }
404                  if (j == 3)
405 <                        wsum += sumambient(acol, r, al, at->kid+i, ck0, s);
405 >                        wsum += sumambient(acol, r, rn, al, at->kid+i, ck0, s);
406          }
407          return(wsum);
408   }
409  
410  
411   double
412 < makeambient(acol, r, al)        /* make a new ambient value */
412 > makeambient(acol, r, rn, al)    /* make a new ambient value */
413   COLOR  acol;
414   register RAY  *r;
415 + FVECT  rn;
416   int  al;
417   {
418 <        AMBVAL  amb;
418 >        AMBVAL  amb;
419          FVECT   gp, gd;
420                                                  /* compute weight */
421          amb.weight = pow(AVGREFL, (double)al);
422 <        if (r->rweight < 0.2*amb.weight)        /* heuristic */
422 >        if (r->rweight < 0.1*amb.weight)        /* heuristic */
423                  amb.weight = r->rweight;
424                                                  /* compute ambient */
425          amb.rad = doambient(acol, r, amb.weight, gp, gd);
426 <        if (amb.rad == 0.0)
426 >        if (amb.rad <= FTINY)
427                  return(0.0);
428                                                  /* store it */
429          VCOPY(amb.pos, r->rop);
# Line 274 | Line 434 | int  al;
434          VCOPY(amb.gdir, gd);
435                                                  /* insert into tree */
436          avsave(&amb);                           /* and save to file */
437 +        if (rn != r->ron)
438 +                extambient(acol, &amb, r->rop, rn);     /* texture */
439          return(amb.rad);
440   }
441  
442  
443 + void
444   extambient(cr, ap, pv, nv)              /* extrapolate value at pv, nv */
445   COLOR  cr;
446 < register AMBVAL  *ap;
446 > register AMBVAL  *ap;
447   FVECT  pv, nv;
448   {
449 <        FVECT  v1, v2;
449 >        FVECT  v1;
450          register int  i;
451 <        double  d;
451 >        double  d;
452  
453          d = 1.0;                        /* zeroeth order */
454                                          /* gradient due to translation */
455          for (i = 0; i < 3; i++)
456                  d += ap->gpos[i]*(pv[i]-ap->pos[i]);
457                                          /* gradient due to rotation */
458 <        VCOPY(v1, ap->dir);
459 <        fcross(v2, v1, nv);
297 <        d += DOT(ap->gdir, v2);
458 >        VCROSS(v1, ap->dir, nv);
459 >        d += DOT(ap->gdir, v1);
460          if (d <= 0.0) {
461                  setcolor(cr, 0.0, 0.0, 0.0);
462                  return;
# Line 304 | Line 466 | FVECT  pv, nv;
466   }
467  
468  
469 < static
469 > static void
470   initambfile(creat)              /* initialize ambient file */
471   int  creat;
472   {
473 <        extern char  *progname, *octname, VersionID[];
473 >        extern char  *progname, *octname;
474 >        static char  *mybuf = NULL;
475  
476 <        setbuf(ambfp, bmalloc(BUFSIZ));
476 > #ifdef  F_SETLKW
477 >        aflock(creat ? F_WRLCK : F_RDLCK);
478 > #endif
479 >        SET_FILE_BINARY(ambfp);
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);
500 <                fflush(ambfp);
501 <        } else if (checkheader(ambfp, AMBFMT, NULL) < 0
328 <                        || !hasambmagic(ambfp)) {
329 <                sprintf(errmsg, "\"%s\" is not an ambient file", afname);
330 <                error(USER, errmsg);
331 <        }
500 >        } else if (checkheader(ambfp, AMBFMT, NULL) < 0 || !hasambmagic(ambfp))
501 >                error(USER, "bad ambient file");
502   }
503  
504  
505 < static
505 > static void
506   avsave(av)                              /* insert and save an ambient value */
507 < AMBVAL  *av;
507 > AMBVAL  *av;
508   {
509 <        static int  nunflshed = 0;
340 <
341 <        avinsert(av, &atrunk, thescene.cuorg, thescene.cusize);
509 >        avinsert(avstore(av));
510          if (ambfp == NULL)
511                  return;
512          if (writambval(av, ambfp) < 0)
513                  goto writerr;
514 <        if (++nunflshed >= AMBFLUSH) {
514 >        if (++nunflshed >= AMBFLUSH)
515                  if (ambsync() == EOF)
516                          goto writerr;
349 –                nunflshed = 0;
350 –        }
517          return;
518   writerr:
519 <        error(SYSTEM, "error writing ambient file");
519 >        error(SYSTEM, "error writing to ambient file");
520   }
521  
522  
523 < static
524 < avinsert(aval, at, c0, s)               /* insert ambient value in a tree */
525 < AMBVAL  *aval;
360 < register AMBTREE  *at;
361 < FVECT  c0;
362 < double  s;
523 > static AMBVAL *
524 > 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 +        *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 + #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 +        memset((char *)atp, '\0', 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;
584 + {
585 +        register AMBTREE  *at;
586 +        register AMBVAL  *ap;
587 +        AMBVAL  avh;
588          FVECT  ck0;
589 +        double  s;
590          int  branch;
366 –        register AMBVAL  *av;
591          register int  i;
592  
593 <        if ((av = newambval()) == NULL)
594 <                goto memerr;
595 <        copystruct(av, aval);
596 <        VCOPY(ck0, c0);
593 >        if (av->rad <= FTINY)
594 >                error(CONSISTENCY, "zero ambient radius in avinsert");
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)
601 <                                goto memerr;
601 >                                error(SYSTEM, "out of memory in avinsert");
602                  s *= 0.5;
603                  branch = 0;
604                  for (i = 0; i < 3; i++)
# Line 383 | Line 608 | double  s;
608                          }
609                  at = at->kid + branch;
610          }
611 <        av->next = at->alist;
612 <        at->alist = av;
613 <        return;
614 < memerr:
615 <        error(SYSTEM, "out of memory in avinsert");
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 < #include  <fcntl.h>
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 >                (*f)(av);
632 >        }
633 >        if (at->kid == NULL)
634 >                return;
635 >        for (i = 0; i < 8; i++)         /* transfer and free children */
636 >                unloadatree(at->kid+i, f);
637 >        freeambtree(at->kid);
638 >        at->kid = NULL;
639 > }
640  
641  
642 < static
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 >                        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 >                        tav = *tap;
776 >                        for (j = i; (pnext = avlist1[j].p) != tap;
777 >                                        j = avlmemi(pnext)) {
778 >                                *(avlist2[j]) = *pnext;
779 >                                avinsert(avlist2[j]);
780 >                                avlist1[j].p = NULL;
781 >                        }
782 >                        *(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 void
807 > aflock(typ)                     /* lock/unlock ambient file */
808 > int  typ;
809 > {
810 >        static struct flock  fls;       /* static so initialized to zeroes */
811 >
812 >        fls.l_type = typ;
813 >        if (fcntl(fileno(ambfp), F_SETLKW, &fls) < 0)
814 >                error(SYSTEM, "cannot (un)lock ambient file");
815 > }
816 >
817 >
818 > int
819   ambsync()                       /* synchronize ambient file */
820   {
821 <        static FILE  *ambinp = NULL;
822 <        struct flock  fls;
402 <        AMBVAL  avs;
403 <        long  lastpos, flen;
821 >        long  flen;
822 >        AMBVAL  avs;
823          register int  n;
824 +
825 +        if (nunflshed == 0)
826 +                return(0);
827 +        if (lastpos < 0)        /* initializing (locked in initambfile) */
828 +                goto syncend;
829                                  /* gain exclusive access */
830 <        fls.l_type = F_WRLCK;
407 <        fls.l_whence = 0;
408 <        fls.l_start = 0L;
409 <        fls.l_len = 0L;
410 <        if (fcntl(fileno(ambfp), F_SETLKW, &fls) < 0)
411 <                error(SYSTEM, "cannot lock ambient file");
830 >        aflock(F_WRLCK);
831                                  /* see if file has grown */
832 <        lastpos = lseek(fileno(ambfp), 0L, 1);  /* get previous position */
833 <        flen = lseek(fileno(ambfp), 0L, 2);     /* new(?) file length */
834 <        if (n = (flen - lastpos)%AMBVALSIZ)     /* assure alignment */
835 <                lseek(fileno(ambfp), (long)-n, 1);
836 <        if (n = (flen - lastpos)/AMBVALSIZ) {   /* file has grown */
837 <                if (ambinp == NULL && (ambinp = fopen(afname, "r")) == NULL)
838 <                        error(SYSTEM, "cannot reopen ambient file");
420 <                fseek(ambinp, lastpos, 0);      /* go to previous position */
421 <                while (n--) {                   /* load contributed values */
422 <                        readambval(&avs, ambinp);
423 <                        avinsert(&avs,&atrunk,thescene.cuorg,thescene.cusize);
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");
837 >                        if (ambinp == NULL)
838 >                                error(SYSTEM, "fdopen failed in ambsync");
839                  }
840 +                if (fseek(ambinp, lastpos, 0) < 0)
841 +                        goto seekerr;
842 +                while (n >= AMBVALSIZ) {        /* load contributed values */
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 +                /*** 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 <        fls.l_type = F_UNLCK;                   /* release file */
869 <        fcntl(fileno(ambfp), F_SETLKW, &fls);
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
878 +
879 + int
880 + ambsync()                       /* flush ambient file */
881 + {
882 +        if (nunflshed == 0)
883 +                return(0);
884 +        nunflshed = 0;
885 +        return(fflush(ambfp));
886 + }
887 +
888 + #endif

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