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

Comparing ray/src/rt/ambient.c (file contents):
Revision 2.3 by greg, Wed Mar 4 16:52:13 1992 UTC vs.
Revision 2.98 by greg, Sun Aug 23 00:17:12 2015 UTC

# Line 1 | Line 1
1 < /* Copyright (c) 1991 Regents of the University of California */
2 <
3 < #ifndef lint
4 < static char SCCSid[] = "$SunId$ LBL";
5 < #endif
6 <
1 > static const char       RCSid[] = "$Id$";
2   /*
3   *  ambient.c - routines dealing with ambient (inter-reflected) component.
4   *
5 < *  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
5 > *  Declarations of external symbols in ambient.h
6   */
7  
8 < #include  "ray.h"
8 > #include "copyright.h"
9  
10 < #include  "octree.h"
10 > #include <string.h>
11  
12 + #include  "platform.h"
13 + #include  "ray.h"
14   #include  "otypes.h"
15 <
15 > #include  "resolu.h"
16   #include  "ambient.h"
23
17   #include  "random.h"
18 + #include  "pmapamb.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 > #ifndef  MAXASET
27 > #define  MAXASET        4095    /* maximum number of elements in ambient set */
28 > #endif
29 > OBJECT  ambset[MAXASET+1]={0};  /* ambient include/exclude set */
30  
31 < #define  MAXASET        511     /* maximum number of elements in ambient set */
32 < OBJECT  ambset[MAXASET+1]={0};  /* ambient include/exclude set */
31 > double  maxarad;                /* maximum ambient radius */
32 > double  minarad;                /* minimum ambient radius */
33  
34 < double  maxarad;                /* maximum ambient radius */
39 < double  minarad;                /* minimum ambient radius */
34 > static AMBTREE  atrunk;         /* our ambient trunk node */
35  
41 static AMBTREE  atrunk;         /* our ambient trunk node */
42
36   static FILE  *ambfp = NULL;     /* ambient file pointer */
37 + static int  nunflshed = 0;      /* number of unflushed ambient values */
38  
39 < #define  newambval()    (AMBVAL *)bmalloc(sizeof(AMBVAL))
39 > #ifndef SORT_THRESH
40 > #ifdef SMLMEM
41 > #define SORT_THRESH     ((16L<<20)/sizeof(AMBVAL))
42 > #else
43 > #define SORT_THRESH     ((64L<<20)/sizeof(AMBVAL))
44 > #endif
45 > #endif
46 > #ifndef SORT_INTVL
47 > #define SORT_INTVL      (SORT_THRESH<<1)
48 > #endif
49 > #ifndef MAX_SORT_INTVL
50 > #define MAX_SORT_INTVL  (SORT_INTVL<<6)
51 > #endif
52  
47 #define  newambtree()   (AMBTREE *)calloc(8, sizeof(AMBTREE))
53  
54 + static double  avsum = 0.;              /* computed ambient value sum (log) */
55 + static unsigned int  navsum = 0;        /* number of values in avsum */
56 + static unsigned int  nambvals = 0;      /* total number of indirect values */
57 + static unsigned int  nambshare = 0;     /* number of values from file */
58 + static unsigned long  ambclock = 0;     /* ambient access clock */
59 + static unsigned long  lastsort = 0;     /* time of last value sort */
60 + static long  sortintvl = SORT_INTVL;    /* time until next sort */
61 + static FILE  *ambinp = NULL;            /* auxiliary file for input */
62 + static long  lastpos = -1;              /* last flush position */
63  
64 < setambres(ar)                           /* set ambient resolution */
65 < int  ar;
64 > #define MAXACLOCK       (1L<<30)        /* clock turnover value */
65 >        /*
66 >         * Track access times unless we are sharing ambient values
67 >         * through memory on a multiprocessor, when we want to avoid
68 >         * claiming our own memory (copy on write).  Go ahead anyway
69 >         * if more than two thirds of our values are unshared.
70 >         * Compile with -Dtracktime=0 to turn this code off.
71 >         */
72 > #ifndef tracktime
73 > #define tracktime       (shm_boundary == NULL || nambvals > 3*nambshare)
74 > #endif
75 >
76 > #define  AMBFLUSH       (BUFSIZ/AMBVALSIZ)
77 >
78 > #define  newambval()    (AMBVAL *)malloc(sizeof(AMBVAL))
79 > #define  freeav(av)     free((void *)av);
80 >
81 > static void initambfile(int creat);
82 > static void avsave(AMBVAL *av);
83 > static AMBVAL *avstore(AMBVAL  *aval);
84 > static AMBTREE *newambtree(void);
85 > static void freeambtree(AMBTREE  *atp);
86 >
87 > typedef void unloadtf_t(AMBVAL *);
88 > static unloadtf_t avinsert;
89 > static unloadtf_t av2list;
90 > static unloadtf_t avfree;
91 > static void unloadatree(AMBTREE  *at, unloadtf_t *f);
92 >
93 > static int aposcmp(const void *avp1, const void *avp2);
94 > static int avlmemi(AMBVAL *avaddr);
95 > static void sortambvals(int always);
96 >
97 > #ifdef  F_SETLKW
98 > static void aflock(int  typ);
99 > #endif
100 >
101 >
102 > void
103 > setambres(                              /* set ambient resolution */
104 >        int  ar
105 > )
106   {
107 +        ambres = ar < 0 ? 0 : ar;               /* may be done already */
108                                                  /* set min & max radii */
109          if (ar <= 0) {
110 <                minarad = 0.0;
111 <                maxarad = thescene.cusize / 2.0;
110 >                minarad = 0;
111 >                maxarad = thescene.cusize*0.2;
112          } else {
113                  minarad = thescene.cusize / ar;
114 <                maxarad = 16.0 * minarad;               /* heuristic */
115 <                if (maxarad > thescene.cusize / 2.0)
116 <                        maxarad = thescene.cusize / 2.0;
114 >                maxarad = 64.0 * minarad;               /* heuristic */
115 >                if (maxarad > thescene.cusize*0.2)
116 >                        maxarad = thescene.cusize*0.2;
117          }
118 +        if (minarad <= FTINY)
119 +                minarad = 10.0*FTINY;
120 +        if (maxarad <= minarad)
121 +                maxarad = 64.0 * minarad;
122   }
123  
124  
125 < setambient(afile)                       /* initialize calculation */
126 < char  *afile;
125 > void
126 > setambacc(                              /* set ambient accuracy */
127 >        double  newa
128 > )
129   {
130 <        long  ftell();
131 <        AMBVAL  amb;
130 >        static double   olda;           /* remember previous setting here */
131 >        
132 >        newa *= (newa > 0);
133 >        if (fabs(newa - olda) >= .05*(newa + olda)) {
134 >                ambacc = newa;
135 >                if (nambvals > 0)
136 >                        sortambvals(1);         /* rebuild tree */
137 >        }
138 > }
139 >
140 >
141 > void
142 > setambient(void)                                /* initialize calculation */
143 > {
144 >        int     readonly = 0;
145 >        long    flen;
146 >        AMBVAL  amb;
147 >                                                /* make sure we're fresh */
148 >        ambdone();
149                                                  /* init ambient limits */
150          setambres(ambres);
151 +        setambacc(ambacc);
152 +        if (ambfile == NULL || !ambfile[0])
153 +                return;
154 +        if (ambacc <= FTINY) {
155 +                sprintf(errmsg, "zero ambient accuracy so \"%s\" not opened",
156 +                                ambfile);
157 +                error(WARNING, errmsg);
158 +                return;
159 +        }
160                                                  /* open ambient file */
161 <        if (afile != NULL)
162 <                if ((ambfp = fopen(afile, "r+")) != NULL) {
163 <                        while (fread((char *)&amb,sizeof(AMBVAL),1,ambfp) == 1)
164 <                                avinsert(&amb, &atrunk, thescene.cuorg,
165 <                                                thescene.cusize);
166 <                                                        /* align */
167 <                        fseek(ambfp, -(ftell(ambfp)%sizeof(AMBVAL)), 1);
168 <                } else if ((ambfp = fopen(afile, "w")) == NULL) {
169 <                        sprintf(errmsg, "cannot open ambient file \"%s\"",
170 <                                        afile);
171 <                        error(SYSTEM, errmsg);
161 >        if ((ambfp = fopen(ambfile, "r+")) == NULL)
162 >                readonly = (ambfp = fopen(ambfile, "r")) != NULL;
163 >        if (ambfp != NULL) {
164 >                initambfile(0);                 /* file exists */
165 >                lastpos = ftell(ambfp);
166 >                while (readambval(&amb, ambfp))
167 >                        avstore(&amb);
168 >                nambshare = nambvals;           /* share loaded values */
169 >                if (readonly) {
170 >                        sprintf(errmsg,
171 >                                "loaded %u values from read-only ambient file",
172 >                                        nambvals);
173 >                        error(WARNING, errmsg);
174 >                        fclose(ambfp);          /* close file so no writes */
175 >                        ambfp = NULL;
176 >                        return;                 /* avoid ambsync() */
177                  }
178 +                                                /* align file pointer */
179 +                lastpos += (long)nambvals*AMBVALSIZ;
180 +                flen = lseek(fileno(ambfp), (off_t)0, SEEK_END);
181 +                if (flen != lastpos) {
182 +                        sprintf(errmsg,
183 +                        "ignoring last %ld values in ambient file (corrupted)",
184 +                                        (flen - lastpos)/AMBVALSIZ);
185 +                        error(WARNING, errmsg);
186 +                        fseek(ambfp, lastpos, SEEK_SET);
187 + #ifndef _WIN32 /* XXX we need a replacement for that one */
188 +                        ftruncate(fileno(ambfp), (off_t)lastpos);
189 + #endif
190 +                }
191 +        } else if ((ambfp = fopen(ambfile, "w+")) != NULL) {
192 +                initambfile(1);                 /* else create new file */
193 +                fflush(ambfp);
194 +                lastpos = ftell(ambfp);
195 +        } else {
196 +                sprintf(errmsg, "cannot open ambient file \"%s\"", ambfile);
197 +                error(SYSTEM, errmsg);
198 +        }
199 + #ifdef  F_SETLKW
200 +        aflock(F_UNLCK);                        /* release file */
201 + #endif
202   }
203  
204  
205 < ambnotify(obj)                  /* record new modifier */
206 < OBJECT  obj;
205 > void
206 > ambdone(void)                   /* close ambient file and free memory */
207   {
208 +        if (ambfp != NULL) {            /* close ambient file */
209 +                ambsync();
210 +                fclose(ambfp);
211 +                ambfp = NULL;
212 +                if (ambinp != NULL) {  
213 +                        fclose(ambinp);
214 +                        ambinp = NULL;
215 +                }
216 +                lastpos = -1;
217 +        }
218 +                                        /* free ambient tree */
219 +        unloadatree(&atrunk, &avfree);
220 +                                        /* reset state variables */
221 +        avsum = 0.;
222 +        navsum = 0;
223 +        nambvals = 0;
224 +        nambshare = 0;
225 +        ambclock = 0;
226 +        lastsort = 0;
227 +        sortintvl = SORT_INTVL;
228 + }
229 +
230 +
231 + void
232 + ambnotify(                      /* record new modifier */
233 +        OBJECT  obj
234 + )
235 + {
236          static int  hitlimit = 0;
237 <        register OBJREC  *o = objptr(obj);
238 <        register char  **amblp;
237 >        OBJREC   *o;
238 >        char  **amblp;
239  
240 +        if (obj == OVOID) {             /* starting over */
241 +                ambset[0] = 0;
242 +                hitlimit = 0;
243 +                return;
244 +        }
245 +        o = objptr(obj);
246          if (hitlimit || !ismodifier(o->otype))
247                  return;
248          for (amblp = amblist; *amblp != NULL; amblp++)
# Line 107 | Line 257 | OBJECT  obj;
257                  }
258   }
259  
260 + /************ THE FOLLOWING ROUTINES DIFFER BETWEEN NEW & OLD ***************/
261  
262 < ambient(acol, r)                /* compute ambient component for ray */
263 < COLOR  acol;
264 < register RAY  *r;
262 > #ifndef OLDAMB
263 >
264 > #define tfunc(lwr, x, upr)      (((x)-(lwr))/((upr)-(lwr)))
265 >
266 > static int      plugaleak(RAY *r, AMBVAL *ap, FVECT anorm, double ang);
267 > static double   sumambient(COLOR acol, RAY *r, FVECT rn, int al,
268 >                                AMBTREE *at, FVECT c0, double s);
269 > static int      makeambient(COLOR acol, RAY *r, FVECT rn, int al);
270 > static int      extambient(COLOR cr, AMBVAL *ap, FVECT pv, FVECT nv,
271 >                                FVECT uvw[3]);
272 >
273 > void
274 > multambient(            /* compute ambient component & multiply by coef. */
275 >        COLOR  aval,
276 >        RAY  *r,
277 >        FVECT  nrm
278 > )
279   {
280          static int  rdepth = 0;                 /* ambient recursion */
281 <        double  d;
281 >        COLOR   acol, caustic;
282 >        int     ok;
283 >        double  d, l;
284  
285 +        /* PMAP: Factor in ambient from photon map, if enabled and ray is
286 +         * ambient. Return as all ambient components accounted for, else
287 +         * continue. */
288 +        if (ambPmap(aval, r, rdepth))
289 +                return;
290 +
291 +        /* PMAP: Factor in specular-diffuse ambient (caustics) from photon
292 +         * map, if enabled and ray is primary, else caustic is zero.  Continue
293 +         * with RADIANCE ambient calculation */
294 +        copycolor(caustic, aval);
295 +        ambPmapCaustic(caustic, r, rdepth);
296 +        
297          if (ambdiv <= 0)                        /* no ambient calculation */
298                  goto dumbamb;
299                                                  /* check number of bounces */
# Line 126 | Line 305 | register RAY  *r;
305                  goto dumbamb;
306  
307          if (ambacc <= FTINY) {                  /* no ambient storage */
308 +                copycolor(acol, aval);
309                  rdepth++;
310 <                d = doambient(acol, r, r->rweight, NULL, NULL);
310 >                ok = doambient(acol, r, r->rweight,
311 >                                NULL, NULL, NULL, NULL, NULL);
312                  rdepth--;
313 <                if (d == 0.0)
313 >                if (!ok)
314                          goto dumbamb;
315 +                copycolor(aval, acol);
316 +
317 +                /* PMAP: add in caustic */
318 +                addcolor(aval, caustic);
319                  return;
320          }
321 <                                                /* get ambient value */
321 >
322 >        if (tracktime)                          /* sort to minimize thrashing */
323 >                sortambvals(0);
324 >                                                /* interpolate ambient value */
325          setcolor(acol, 0.0, 0.0, 0.0);
326 <        d = sumambient(acol, r, rdepth,
326 >        d = sumambient(acol, r, nrm, rdepth,
327                          &atrunk, thescene.cuorg, thescene.cusize);
328 <        if (d > FTINY)
329 <                scalecolor(acol, 1.0/d);
330 <        else {
331 <                d = makeambient(acol, r, rdepth++);
328 >                        
329 >        if (d > FTINY) {
330 >                d = 1.0/d;
331 >                scalecolor(acol, d);
332 >                multcolor(aval, acol);
333 >
334 >                /* PMAP: add in caustic */
335 >                addcolor(aval, caustic);
336 >                return;
337 >        }
338 >        
339 >        rdepth++;                               /* need to cache new value */
340 >        ok = makeambient(acol, r, nrm, rdepth-1);
341 >        rdepth--;
342 >        
343 >        if (ok) {
344 >                multcolor(aval, acol);          /* computed new value */
345 >
346 >                /* PMAP: add in caustic */
347 >                addcolor(aval, caustic);
348 >                return;
349 >        }
350 >        
351 > dumbamb:                                        /* return global value */
352 >        if ((ambvwt <= 0) | (navsum == 0)) {
353 >                multcolor(aval, ambval);
354 >                
355 >                /* PMAP: add in caustic */
356 >                addcolor(aval, caustic);
357 >                return;
358 >        }
359 >        
360 >        l = bright(ambval);                     /* average in computations */  
361 >        if (l > FTINY) {
362 >                d = (log(l)*(double)ambvwt + avsum) /
363 >                                (double)(ambvwt + navsum);
364 >                d = exp(d) / l;
365 >                scalecolor(aval, d);
366 >                multcolor(aval, ambval);        /* apply color of ambval */
367 >        } else {
368 >                d = exp( avsum / (double)navsum );
369 >                scalecolor(aval, d);            /* neutral color */
370 >        }
371 > }
372 >
373 >
374 > /* Plug a potential leak where ambient cache value is occluded */
375 > static int
376 > plugaleak(RAY *r, AMBVAL *ap, FVECT anorm, double ang)
377 > {
378 >        const double    cost70sq = 0.1169778;   /* cos(70deg)^2 */
379 >        RAY             rtst;
380 >        FVECT           vdif;
381 >        double          normdot, ndotd, nadotd;
382 >        double          a, b, c, t[2];
383 >
384 >        ang += 2.*PI*(ang < 0);                 /* check direction flags */
385 >        if ( !(ap->corral>>(int)(ang*(16./PI)) & 1) )
386 >                return(0);
387 >        /*
388 >         * Generate test ray, targeting 20 degrees above sample point plane
389 >         * along surface normal from cache position.  This should be high
390 >         * enough to miss local geometry we don't really care about.
391 >         */
392 >        VSUB(vdif, ap->pos, r->rop);
393 >        normdot = DOT(anorm, r->ron);
394 >        ndotd = DOT(vdif, r->ron);
395 >        nadotd = DOT(vdif, anorm);
396 >        a = normdot*normdot - cost70sq;
397 >        b = 2.0*(normdot*ndotd - nadotd*cost70sq);
398 >        c = ndotd*ndotd - DOT(vdif,vdif)*cost70sq;
399 >        if (quadratic(t, a, b, c) != 2)
400 >                return(1);                      /* should rarely happen */
401 >        if (t[1] <= FTINY)
402 >                return(0);                      /* should fail behind test */
403 >        rayorigin(&rtst, SHADOW, r, NULL);
404 >        VSUM(rtst.rdir, vdif, anorm, t[1]);     /* further dist. > plane */
405 >        rtst.rmax = normalize(rtst.rdir);       /* short ray test */
406 >        while (localhit(&rtst, &thescene)) {    /* check for occluder */
407 >                if (rtst.ro->omod != OVOID &&
408 >                                (rtst.clipset == NULL ||
409 >                                        !inset(rtst.clipset, rtst.ro->omod)))
410 >                        return(1);              /* plug light leak */
411 >                VCOPY(rtst.rorg, rtst.rop);     /* skip invisible surface */
412 >                rtst.rmax -= rtst.rot;
413 >                rayclear(&rtst);
414 >        }
415 >        return(0);                              /* seems we're OK */
416 > }
417 >
418 >
419 > static double
420 > sumambient(             /* get interpolated ambient value */
421 >        COLOR  acol,
422 >        RAY  *r,
423 >        FVECT  rn,
424 >        int  al,
425 >        AMBTREE  *at,
426 >        FVECT  c0,
427 >        double  s
428 > )
429 > {                       /* initial limit is 10 degrees plus ambacc radians */
430 >        const double    minangle = 10.0 * PI/180.;
431 >        double          maxangle = minangle + ambacc;
432 >        double          wsum = 0.0;
433 >        FVECT           ck0;
434 >        int             i, j;
435 >        AMBVAL          *av;
436 >
437 >        if (at->kid != NULL) {          /* sum children first */                                
438 >                s *= 0.5;
439 >                for (i = 0; i < 8; i++) {
440 >                        for (j = 0; j < 3; j++) {
441 >                                ck0[j] = c0[j];
442 >                                if (1<<j & i)
443 >                                        ck0[j] += s;
444 >                                if (r->rop[j] < ck0[j] - OCTSCALE*s)
445 >                                        break;
446 >                                if (r->rop[j] > ck0[j] + (1.0+OCTSCALE)*s)
447 >                                        break;
448 >                        }
449 >                        if (j == 3)
450 >                                wsum += sumambient(acol, r, rn, al,
451 >                                                        at->kid+i, ck0, s);
452 >                }
453 >                                        /* good enough? */
454 >                if (wsum >= 0.05 && s > minarad*10.0)
455 >                        return(wsum);
456 >        }
457 >                                        /* adjust maximum angle */
458 >        if (at->alist != NULL && (at->alist->lvl <= al) & (r->rweight < 0.6))
459 >                maxangle = (maxangle - PI/2.)*pow(r->rweight,0.13) + PI/2.;
460 >                                        /* sum this node */
461 >        for (av = at->alist; av != NULL; av = av->next) {
462 >                double  u, v, d, delta_r2, delta_t2;
463 >                COLOR   ct;
464 >                FVECT   uvw[3];
465 >                                        /* record access */
466 >                if (tracktime)
467 >                        av->latick = ambclock;
468 >                /*
469 >                 *  Ambient level test
470 >                 */
471 >                if (av->lvl > al ||     /* list sorted, so this works */
472 >                                (av->lvl == al) & (av->weight < 0.9*r->rweight))
473 >                        break;
474 >                /*
475 >                 *  Direction test using unperturbed normal
476 >                 */
477 >                decodedir(uvw[2], av->ndir);
478 >                d = DOT(uvw[2], r->ron);
479 >                if (d <= 0.0)           /* >= 90 degrees */
480 >                        continue;
481 >                delta_r2 = 2.0 - 2.0*d; /* approx. radians^2 */
482 >                if (delta_r2 >= maxangle*maxangle)
483 >                        continue;
484 >                /*
485 >                 *  Modified ray behind test
486 >                 */
487 >                VSUB(ck0, r->rop, av->pos);
488 >                d = DOT(ck0, uvw[2]);
489 >                if (d < -minarad*ambacc-.001)
490 >                        continue;
491 >                d /= av->rad[0];
492 >                delta_t2 = d*d;
493 >                if (delta_t2 >= ambacc*ambacc)
494 >                        continue;
495 >                /*
496 >                 *  Elliptical radii test based on Hessian
497 >                 */
498 >                decodedir(uvw[0], av->udir);
499 >                VCROSS(uvw[1], uvw[2], uvw[0]);
500 >                d = (u = DOT(ck0, uvw[0])) / av->rad[0];
501 >                delta_t2 += d*d;
502 >                d = (v = DOT(ck0, uvw[1])) / av->rad[1];
503 >                delta_t2 += d*d;
504 >                if (delta_t2 >= ambacc*ambacc)
505 >                        continue;
506 >                /*
507 >                 *  Test for potential light leak
508 >                 */
509 >                if (av->corral && plugaleak(r, av, uvw[2], atan2a(v,u)))
510 >                        continue;
511 >                /*
512 >                 *  Extrapolate value and compute final weight (hat function)
513 >                 */
514 >                if (!extambient(ct, av, r->rop, rn, uvw))
515 >                        continue;
516 >                d = tfunc(maxangle, sqrt(delta_r2), 0.0) *
517 >                        tfunc(ambacc, sqrt(delta_t2), 0.0);
518 >                scalecolor(ct, d);
519 >                addcolor(acol, ct);
520 >                wsum += d;
521 >        }
522 >        return(wsum);
523 > }
524 >
525 >
526 > static int
527 > makeambient(            /* make a new ambient value for storage */
528 >        COLOR  acol,
529 >        RAY  *r,
530 >        FVECT  rn,
531 >        int  al
532 > )
533 > {
534 >        AMBVAL  amb;
535 >        FVECT   uvw[3];
536 >        int     i;
537 >
538 >        amb.weight = 1.0;                       /* compute weight */
539 >        for (i = al; i-- > 0; )
540 >                amb.weight *= AVGREFL;
541 >        if (r->rweight < 0.1*amb.weight)        /* heuristic override */
542 >                amb.weight = 1.25*r->rweight;
543 >        setcolor(acol, AVGREFL, AVGREFL, AVGREFL);
544 >                                                /* compute ambient */
545 >        i = doambient(acol, r, amb.weight,
546 >                        uvw, amb.rad, amb.gpos, amb.gdir, &amb.corral);
547 >        scalecolor(acol, 1./AVGREFL);           /* undo assumed reflectance */
548 >        if (i <= 0 || amb.rad[0] <= FTINY)      /* no Hessian or zero radius */
549 >                return(i);
550 >                                                /* store value */
551 >        VCOPY(amb.pos, r->rop);
552 >        amb.ndir = encodedir(r->ron);
553 >        amb.udir = encodedir(uvw[0]);
554 >        amb.lvl = al;
555 >        copycolor(amb.val, acol);
556 >                                                /* insert into tree */
557 >        avsave(&amb);                           /* and save to file */
558 >        if (rn != r->ron) {                     /* texture */
559 >                VCOPY(uvw[2], r->ron);
560 >                extambient(acol, &amb, r->rop, rn, uvw);
561 >        }
562 >        return(1);
563 > }
564 >
565 >
566 > static int
567 > extambient(             /* extrapolate value at pv, nv */
568 >        COLOR  cr,
569 >        AMBVAL   *ap,
570 >        FVECT  pv,
571 >        FVECT  nv,
572 >        FVECT  uvw[3]
573 > )
574 > {
575 >        const double    min_d = 0.05;
576 >        static FVECT    my_uvw[3];
577 >        FVECT           v1;
578 >        int             i;
579 >        double          d = 1.0;        /* zeroeth order */
580 >
581 >        if (uvw == NULL) {              /* need local coordinates? */
582 >                decodedir(my_uvw[2], ap->ndir);
583 >                decodedir(my_uvw[0], ap->udir);
584 >                VCROSS(my_uvw[1], my_uvw[2], my_uvw[0]);
585 >                uvw = my_uvw;
586 >        }
587 >        for (i = 3; i--; )              /* gradient due to translation */
588 >                d += (pv[i] - ap->pos[i]) *
589 >                        (ap->gpos[0]*uvw[0][i] + ap->gpos[1]*uvw[1][i]);
590 >
591 >        VCROSS(v1, uvw[2], nv);         /* gradient due to rotation */
592 >        for (i = 3; i--; )
593 >                d += v1[i] * (ap->gdir[0]*uvw[0][i] + ap->gdir[1]*uvw[1][i]);
594 >        
595 >        if (d < min_d)                  /* should not use if we can avoid it */
596 >                d = min_d;
597 >        copycolor(cr, ap->val);
598 >        scalecolor(cr, d);
599 >        return(d > min_d);
600 > }
601 >
602 >
603 > static void
604 > avinsert(                               /* insert ambient value in our tree */
605 >        AMBVAL *av
606 > )
607 > {
608 >        AMBTREE  *at;
609 >        AMBVAL  *ap;
610 >        AMBVAL  avh;
611 >        FVECT  ck0;
612 >        double  s;
613 >        int  branch;
614 >        int  i;
615 >
616 >        if (av->rad[0] <= FTINY)
617 >                error(CONSISTENCY, "zero ambient radius in avinsert");
618 >        at = &atrunk;
619 >        VCOPY(ck0, thescene.cuorg);
620 >        s = thescene.cusize;
621 >        while (s*(OCTSCALE/2) > av->rad[1]*ambacc) {
622 >                if (at->kid == NULL)
623 >                        if ((at->kid = newambtree()) == NULL)
624 >                                error(SYSTEM, "out of memory in avinsert");
625 >                s *= 0.5;
626 >                branch = 0;
627 >                for (i = 0; i < 3; i++)
628 >                        if (av->pos[i] > ck0[i] + s) {
629 >                                ck0[i] += s;
630 >                                branch |= 1 << i;
631 >                        }
632 >                at = at->kid + branch;
633 >        }
634 >        avh.next = at->alist;           /* order by increasing level */
635 >        for (ap = &avh; ap->next != NULL; ap = ap->next)
636 >                if ( ap->next->lvl > av->lvl ||
637 >                                (ap->next->lvl == av->lvl) &
638 >                                (ap->next->weight <= av->weight) )
639 >                        break;
640 >        av->next = ap->next;
641 >        ap->next = (AMBVAL*)av;
642 >        at->alist = avh.next;
643 > }
644 >
645 >
646 > #else /* ! NEWAMB */
647 >
648 > static double   sumambient(COLOR acol, RAY *r, FVECT rn, int al,
649 >                                AMBTREE *at, FVECT c0, double s);
650 > static double   makeambient(COLOR acol, RAY *r, FVECT rn, int al);
651 > static void     extambient(COLOR cr, AMBVAL *ap, FVECT pv, FVECT nv);
652 >
653 >
654 > void
655 > multambient(            /* compute ambient component & multiply by coef. */
656 >        COLOR  aval,
657 >        RAY  *r,
658 >        FVECT  nrm
659 > )
660 > {
661 >        static int  rdepth = 0;                 /* ambient recursion */
662 >        COLOR   acol, caustic;
663 >        double  d, l;
664 >
665 >        /* PMAP: Factor in ambient from global photon map (if enabled) and return
666 >         * as all ambient components accounted for */
667 >        if (ambPmap(aval, r, rdepth))
668 >                return;
669 >
670 >        /* PMAP: Otherwise factor in ambient from caustic photon map
671 >         * (ambPmapCaustic() returns zero if caustic photons disabled) and
672 >         * continue with RADIANCE ambient calculation */
673 >        copycolor(caustic, aval);
674 >        ambPmapCaustic(caustic, r, rdepth);
675 >        
676 >        if (ambdiv <= 0)                        /* no ambient calculation */
677 >                goto dumbamb;
678 >                                                /* check number of bounces */
679 >        if (rdepth >= ambounce)
680 >                goto dumbamb;
681 >                                                /* check ambient list */
682 >        if (ambincl != -1 && r->ro != NULL &&
683 >                        ambincl != inset(ambset, r->ro->omod))
684 >                goto dumbamb;
685 >
686 >        if (ambacc <= FTINY) {                  /* no ambient storage */
687 >                copycolor(acol, aval);
688 >                rdepth++;
689 >                d = doambient(acol, r, r->rweight, NULL, NULL);
690                  rdepth--;
691 +                if (d <= FTINY)
692 +                        goto dumbamb;
693 +                copycolor(aval, acol);          
694 +        
695 +           /* PMAP: add in caustic */
696 +                addcolor(aval, caustic);        
697 +                return;
698          }
699 <        if (d > FTINY)
699 >
700 >        if (tracktime)                          /* sort to minimize thrashing */
701 >                sortambvals(0);
702 >                                                /* interpolate ambient value */
703 >        setcolor(acol, 0.0, 0.0, 0.0);
704 >        d = sumambient(acol, r, nrm, rdepth,
705 >                        &atrunk, thescene.cuorg, thescene.cusize);
706 >                        
707 >        if (d > FTINY) {
708 >                d = 1.0/d;
709 >                scalecolor(acol, d);
710 >                multcolor(aval, acol);
711 >                
712 >                /* PMAP: add in caustic */
713 >                addcolor(aval, caustic);        
714                  return;
715 +        }
716 +        
717 +        rdepth++;                               /* need to cache new value */
718 +        d = makeambient(acol, r, nrm, rdepth-1);
719 +        rdepth--;
720 +        
721 +        if (d > FTINY) {
722 +                multcolor(aval, acol);          /* got new value */
723 +
724 +                /* PMAP: add in caustic */
725 +                addcolor(aval, caustic);                        
726 +                return;
727 +        }
728 +        
729   dumbamb:                                        /* return global value */
730 <        copycolor(acol, ambval);
730 >        if ((ambvwt <= 0) | (navsum == 0)) {
731 >                multcolor(aval, ambval);
732 >
733 >                /* PMAP: add in caustic */
734 >                addcolor(aval, caustic);        
735 >                return;
736 >        }
737 >        
738 >        l = bright(ambval);                     /* average in computations */
739 >        if (l > FTINY) {
740 >                d = (log(l)*(double)ambvwt + avsum) /
741 >                                (double)(ambvwt + navsum);
742 >                d = exp(d) / l;
743 >                scalecolor(aval, d);
744 >                multcolor(aval, ambval);        /* apply color of ambval */
745 >        } else {
746 >                d = exp( avsum / (double)navsum );
747 >                scalecolor(aval, d);            /* neutral color */
748 >        }
749   }
750  
751  
752 < double
753 < sumambient(acol, r, al, at, c0, s)      /* get interpolated ambient value */
754 < COLOR  acol;
755 < register RAY  *r;
756 < int  al;
757 < AMBTREE  *at;
758 < FVECT  c0;
759 < double  s;
752 > static double
753 > sumambient(     /* get interpolated ambient value */
754 >        COLOR  acol,
755 >        RAY  *r,
756 >        FVECT  rn,
757 >        int  al,
758 >        AMBTREE  *at,
759 >        FVECT  c0,
760 >        double  s
761 > )
762   {
763 <        extern double  sqrt();
163 <        double  d, e1, e2, wt, wsum;
763 >        double  d, e1, e2, wt, wsum;
764          COLOR  ct;
765          FVECT  ck0;
766          int  i;
767 <        register int  j;
768 <        register AMBVAL  *av;
769 <                                        /* do this node */
767 >        int  j;
768 >        AMBVAL   *av;
769 >
770          wsum = 0.0;
771 +                                        /* do this node */
772          for (av = at->alist; av != NULL; av = av->next) {
773 +                double  rn_dot = -2.0;
774 +                if (tracktime)
775 +                        av->latick = ambclock;
776                  /*
777                   *  Ambient level test.
778                   */
779 <                if (av->lvl > al || av->weight < r->rweight-FTINY)
780 <                        continue;
779 >                if (av->lvl > al ||     /* list sorted, so this works */
780 >                                (av->lvl == al) & (av->weight < 0.9*r->rweight))
781 >                        break;
782                  /*
783                   *  Ambient radius test.
784                   */
785 <                e1 = 0.0;
786 <                for (j = 0; j < 3; j++) {
182 <                        d = av->pos[j] - r->rop[j];
183 <                        e1 += d * d;
184 <                }
185 <                e1 /= av->rad * av->rad;
785 >                VSUB(ck0, av->pos, r->rop);
786 >                e1 = DOT(ck0, ck0) / (av->rad * av->rad);
787                  if (e1 > ambacc*ambacc*1.21)
788                          continue;
789                  /*
790 <                 *  Normal direction test.
790 >                 *  Direction test using closest normal.
791                   */
792 <                e2 = (1.0 - DOT(av->dir, r->ron)) * r->rweight;
793 <                if (e2 < 0.0) e2 = 0.0;
794 <                if (e1 + e2 > ambacc*ambacc*1.21)
792 >                d = DOT(av->dir, r->ron);
793 >                if (rn != r->ron) {
794 >                        rn_dot = DOT(av->dir, rn);
795 >                        if (rn_dot > 1.0-FTINY)
796 >                                rn_dot = 1.0-FTINY;
797 >                        if (rn_dot >= d-FTINY) {
798 >                                d = rn_dot;
799 >                                rn_dot = -2.0;
800 >                        }
801 >                }
802 >                e2 = (1.0 - d) * r->rweight;
803 >                if (e2 < 0.0)
804 >                        e2 = 0.0;
805 >                else if (e1 + e2 > ambacc*ambacc*1.21)
806                          continue;
807                  /*
808                   *  Ray behind test.
# Line 204 | Line 816 | double  s;
816                  /*
817                   *  Jittering final test reduces image artifacts.
818                   */
819 <                wt = sqrt(e1) + sqrt(e2);
820 <                wt *= .9 + .2*urand(9015+samplendx);
821 <                if (wt > ambacc)
819 >                e1 = sqrt(e1);
820 >                e2 = sqrt(e2);
821 >                wt = e1 + e2;
822 >                if (wt > ambacc*(.9+.2*urand(9015+samplendx)))
823                          continue;
824 +                /*
825 +                 *  Recompute directional error using perturbed normal
826 +                 */
827 +                if (rn_dot > 0.0) {
828 +                        e2 = sqrt((1.0 - rn_dot)*r->rweight);
829 +                        wt = e1 + e2;
830 +                }
831                  if (wt <= 1e-3)
832                          wt = 1e3;
833                  else
834                          wt = 1.0 / wt;
835                  wsum += wt;
836 <                extambient(ct, av, r->rop, r->ron);
836 >                extambient(ct, av, r->rop, rn);
837                  scalecolor(ct, wt);
838                  addcolor(acol, ct);
839          }
# Line 232 | Line 852 | double  s;
852                                  break;
853                  }
854                  if (j == 3)
855 <                        wsum += sumambient(acol, r, al, at->kid+i, ck0, s);
855 >                        wsum += sumambient(acol, r, rn, al,
856 >                                                at->kid+i, ck0, s);
857          }
858          return(wsum);
859   }
860  
861  
862 < double
863 < makeambient(acol, r, al)        /* make a new ambient value */
864 < COLOR  acol;
865 < register RAY  *r;
866 < int  al;
862 > static double
863 > makeambient(            /* make a new ambient value for storage */
864 >        COLOR  acol,
865 >        RAY  *r,
866 >        FVECT  rn,
867 >        int  al
868 > )
869   {
870 <        AMBVAL  amb;
870 >        AMBVAL  amb;
871          FVECT   gp, gd;
872 <                                                /* compute weight */
873 <        amb.weight = pow(AVGREFL, (double)al);
874 <        if (r->rweight < 0.2*amb.weight)        /* heuristic */
875 <                amb.weight = r->rweight;
872 >        int     i;
873 >
874 >        amb.weight = 1.0;                       /* compute weight */
875 >        for (i = al; i-- > 0; )
876 >                amb.weight *= AVGREFL;
877 >        if (r->rweight < 0.1*amb.weight)        /* heuristic override */
878 >                amb.weight = 1.25*r->rweight;
879 >        setcolor(acol, AVGREFL, AVGREFL, AVGREFL);
880                                                  /* compute ambient */
881          amb.rad = doambient(acol, r, amb.weight, gp, gd);
882 <        if (amb.rad == 0.0)
882 >        if (amb.rad <= FTINY) {
883 >                setcolor(acol, 0.0, 0.0, 0.0);
884                  return(0.0);
885 <                                                /* store it */
885 >        }
886 >        scalecolor(acol, 1./AVGREFL);           /* undo assumed reflectance */
887 >                                                /* store value */
888          VCOPY(amb.pos, r->rop);
889          VCOPY(amb.dir, r->ron);
890          amb.lvl = al;
# Line 262 | Line 892 | int  al;
892          VCOPY(amb.gpos, gp);
893          VCOPY(amb.gdir, gd);
894                                                  /* insert into tree */
895 <        avinsert(&amb, &atrunk, thescene.cuorg, thescene.cusize);
896 <        avsave(&amb);                           /* write to file */
895 >        avsave(&amb);                           /* and save to file */
896 >        if (rn != r->ron)
897 >                extambient(acol, &amb, r->rop, rn);     /* texture */
898          return(amb.rad);
899   }
900  
901  
902 < extambient(cr, ap, pv, nv)              /* extrapolate value at pv, nv */
903 < COLOR  cr;
904 < register AMBVAL  *ap;
905 < FVECT  pv, nv;
902 > static void
903 > extambient(             /* extrapolate value at pv, nv */
904 >        COLOR  cr,
905 >        AMBVAL   *ap,
906 >        FVECT  pv,
907 >        FVECT  nv
908 > )
909   {
910 <        FVECT  v1, v2;
911 <        register int  i;
912 <        double  d;
910 >        FVECT  v1;
911 >        int  i;
912 >        double  d;
913  
914          d = 1.0;                        /* zeroeth order */
915                                          /* gradient due to translation */
916          for (i = 0; i < 3; i++)
917                  d += ap->gpos[i]*(pv[i]-ap->pos[i]);
918                                          /* gradient due to rotation */
919 <        VCOPY(v1, ap->dir);
920 <        fcross(v2, v1, nv);
287 <        d += DOT(ap->gdir, v2);
919 >        VCROSS(v1, ap->dir, nv);
920 >        d += DOT(ap->gdir, v1);
921          if (d <= 0.0) {
922                  setcolor(cr, 0.0, 0.0, 0.0);
923                  return;
# Line 294 | Line 927 | FVECT  pv, nv;
927   }
928  
929  
930 < static
931 < avsave(av)                              /* save an ambient value */
932 < AMBVAL  *av;
930 > static void
931 > avinsert(                               /* insert ambient value in our tree */
932 >        AMBVAL *av
933 > )
934   {
935 < #ifdef  AMBFLUSH
936 <        static int  nunflshed = 0;
937 < #endif
304 <        if (ambfp == NULL)
305 <                return;
306 <        if (fwrite((char *)av, sizeof(AMBVAL), 1, ambfp) != 1)
307 <                goto writerr;
308 < #ifdef  AMBFLUSH
309 <        if (++nunflshed >= AMBFLUSH) {
310 <                if (fflush(ambfp) == EOF)
311 <                        goto writerr;
312 <                nunflshed = 0;
313 <        }
314 < #endif
315 <        return;
316 < writerr:
317 <        error(SYSTEM, "error writing ambient file");
318 < }
319 <
320 <
321 < static
322 < avinsert(aval, at, c0, s)               /* insert ambient value in a tree */
323 < AMBVAL  *aval;
324 < register AMBTREE  *at;
325 < FVECT  c0;
326 < double  s;
327 < {
935 >        AMBTREE  *at;
936 >        AMBVAL  *ap;
937 >        AMBVAL  avh;
938          FVECT  ck0;
939 +        double  s;
940          int  branch;
941 <        register AMBVAL  *av;
331 <        register int  i;
941 >        int  i;
942  
943 <        if ((av = newambval()) == NULL)
944 <                goto memerr;
945 <        copystruct(av, aval);
946 <        VCOPY(ck0, c0);
943 >        if (av->rad <= FTINY)
944 >                error(CONSISTENCY, "zero ambient radius in avinsert");
945 >        at = &atrunk;
946 >        VCOPY(ck0, thescene.cuorg);
947 >        s = thescene.cusize;
948          while (s*(OCTSCALE/2) > av->rad*ambacc) {
949                  if (at->kid == NULL)
950                          if ((at->kid = newambtree()) == NULL)
951 <                                goto memerr;
951 >                                error(SYSTEM, "out of memory in avinsert");
952                  s *= 0.5;
953                  branch = 0;
954                  for (i = 0; i < 3; i++)
# Line 347 | Line 958 | double  s;
958                          }
959                  at = at->kid + branch;
960          }
961 <        av->next = at->alist;
962 <        at->alist = av;
961 >        avh.next = at->alist;           /* order by increasing level */
962 >        for (ap = &avh; ap->next != NULL; ap = ap->next)
963 >                if ( ap->next->lvl > av->lvl ||
964 >                                (ap->next->lvl == av->lvl) &
965 >                                (ap->next->weight <= av->weight) )
966 >                        break;
967 >        av->next = ap->next;
968 >        ap->next = (AMBVAL*)av;
969 >        at->alist = avh.next;
970 > }
971 >
972 > #endif  /* ! NEWAMB */
973 >
974 > /************* FOLLOWING ROUTINES SAME FOR NEW & OLD METHODS ***************/
975 >
976 > static void
977 > initambfile(            /* initialize ambient file */
978 >        int  cre8
979 > )
980 > {
981 >        extern char  *progname, *octname;
982 >        static char  *mybuf = NULL;
983 >
984 > #ifdef  F_SETLKW
985 >        aflock(cre8 ? F_WRLCK : F_RDLCK);
986 > #endif
987 >        SET_FILE_BINARY(ambfp);
988 >        if (mybuf == NULL)
989 >                mybuf = (char *)bmalloc(BUFSIZ+8);
990 >        setbuf(ambfp, mybuf);
991 >        if (cre8) {                     /* new file */
992 >                newheader("RADIANCE", ambfp);
993 >                fprintf(ambfp, "%s -av %g %g %g -aw %d -ab %d -aa %g ",
994 >                                progname, colval(ambval,RED),
995 >                                colval(ambval,GRN), colval(ambval,BLU),
996 >                                ambvwt, ambounce, ambacc);
997 >                fprintf(ambfp, "-ad %d -as %d -ar %d ",
998 >                                ambdiv, ambssamp, ambres);
999 >                if (octname != NULL)
1000 >                        fputs(octname, ambfp);
1001 >                fputc('\n', ambfp);
1002 >                fprintf(ambfp, "SOFTWARE= %s\n", VersionID);
1003 >                fputnow(ambfp);
1004 >                fputformat(AMBFMT, ambfp);
1005 >                fputc('\n', ambfp);
1006 >                putambmagic(ambfp);
1007 >        } else if (checkheader(ambfp, AMBFMT, NULL) < 0 || !hasambmagic(ambfp))
1008 >                error(USER, "bad ambient file");
1009 > }
1010 >
1011 >
1012 > static void
1013 > avsave(                         /* insert and save an ambient value */
1014 >        AMBVAL  *av
1015 > )
1016 > {
1017 >        avstore(av);
1018 >        if (ambfp == NULL)
1019 >                return;
1020 >        if (writambval(av, ambfp) < 0)
1021 >                goto writerr;
1022 >        if (++nunflshed >= AMBFLUSH)
1023 >                if (ambsync() == EOF)
1024 >                        goto writerr;
1025          return;
1026 < memerr:
1027 <        error(SYSTEM, "out of memory in avinsert");
1026 > writerr:
1027 >        error(SYSTEM, "error writing to ambient file");
1028   }
1029 +
1030 +
1031 + static AMBVAL *
1032 + avstore(                                /* allocate memory and save aval */
1033 +        AMBVAL  *aval
1034 + )
1035 + {
1036 +        AMBVAL  *av;
1037 +        double  d;
1038 +
1039 +        if ((av = newambval()) == NULL)
1040 +                error(SYSTEM, "out of memory in avstore");
1041 +        *av = *aval;
1042 +        av->latick = ambclock;
1043 +        av->next = NULL;
1044 +        nambvals++;
1045 +        d = bright(av->val);
1046 +        if (d > FTINY) {                /* add to log sum for averaging */
1047 +                avsum += log(d);
1048 +                navsum++;
1049 +        }
1050 +        avinsert(av);                   /* insert in our cache tree */
1051 +        return(av);
1052 + }
1053 +
1054 +
1055 + #define ATALLOCSZ       512             /* #/8 trees to allocate at once */
1056 +
1057 + static AMBTREE  *atfreelist = NULL;     /* free ambient tree structures */
1058 +
1059 +
1060 + static AMBTREE *
1061 + newambtree(void)                                /* allocate 8 ambient tree structs */
1062 + {
1063 +        AMBTREE  *atp, *upperlim;
1064 +
1065 +        if (atfreelist == NULL) {       /* get more nodes */
1066 +                atfreelist = (AMBTREE *)malloc(ATALLOCSZ*8*sizeof(AMBTREE));
1067 +                if (atfreelist == NULL)
1068 +                        return(NULL);
1069 +                                        /* link new free list */
1070 +                upperlim = atfreelist + 8*(ATALLOCSZ-1);
1071 +                for (atp = atfreelist; atp < upperlim; atp += 8)
1072 +                        atp->kid = atp + 8;
1073 +                atp->kid = NULL;
1074 +        }
1075 +        atp = atfreelist;
1076 +        atfreelist = atp->kid;
1077 +        memset((char *)atp, '\0', 8*sizeof(AMBTREE));
1078 +        return(atp);
1079 + }
1080 +
1081 +
1082 + static void
1083 + freeambtree(                    /* free 8 ambient tree structs */
1084 +        AMBTREE  *atp
1085 + )
1086 + {
1087 +        atp->kid = atfreelist;
1088 +        atfreelist = atp;
1089 + }
1090 +
1091 +
1092 + static void
1093 + unloadatree(                    /* unload an ambient value tree */
1094 +        AMBTREE  *at,
1095 +        unloadtf_t *f
1096 + )
1097 + {
1098 +        AMBVAL  *av;
1099 +        int  i;
1100 +                                        /* transfer values at this node */
1101 +        for (av = at->alist; av != NULL; av = at->alist) {
1102 +                at->alist = av->next;
1103 +                (*f)(av);
1104 +        }
1105 +        if (at->kid == NULL)
1106 +                return;
1107 +        for (i = 0; i < 8; i++)         /* transfer and free children */
1108 +                unloadatree(at->kid+i, f);
1109 +        freeambtree(at->kid);
1110 +        at->kid = NULL;
1111 + }
1112 +
1113 +
1114 + static struct avl {
1115 +        AMBVAL  *p;
1116 +        unsigned long   t;
1117 + }       *avlist1;                       /* ambient value list with ticks */
1118 + static AMBVAL   **avlist2;              /* memory positions for sorting */
1119 + static int      i_avlist;               /* index for lists */
1120 +
1121 + static int alatcmp(const void *av1, const void *av2);
1122 +
1123 + static void
1124 + avfree(AMBVAL *av)
1125 + {
1126 +        free(av);
1127 + }
1128 +
1129 + static void
1130 + av2list(
1131 +        AMBVAL *av
1132 + )
1133 + {
1134 + #ifdef DEBUG
1135 +        if (i_avlist >= nambvals)
1136 +                error(CONSISTENCY, "too many ambient values in av2list1");
1137 + #endif
1138 +        avlist1[i_avlist].p = avlist2[i_avlist] = (AMBVAL*)av;
1139 +        avlist1[i_avlist++].t = av->latick;
1140 + }
1141 +
1142 +
1143 + static int
1144 + alatcmp(                        /* compare ambient values for MRA */
1145 +        const void *av1,
1146 +        const void *av2
1147 + )
1148 + {
1149 +        long  lc = ((struct avl *)av2)->t - ((struct avl *)av1)->t;
1150 +        return(lc<0 ? -1 : lc>0 ? 1 : 0);
1151 + }
1152 +
1153 +
1154 + /* GW NOTE 2002/10/3:
1155 + * I used to compare AMBVAL pointers, but found that this was the
1156 + * cause of a serious consistency error with gcc, since the optimizer
1157 + * uses some dangerous trick in pointer subtraction that
1158 + * assumes pointers differ by exact struct size increments.
1159 + */
1160 + static int
1161 + aposcmp(                        /* compare ambient value positions */
1162 +        const void      *avp1,
1163 +        const void      *avp2
1164 + )
1165 + {
1166 +        long    diff = *(char * const *)avp1 - *(char * const *)avp2;
1167 +        if (diff < 0)
1168 +                return(-1);
1169 +        return(diff > 0);
1170 + }
1171 +
1172 +
1173 + static int
1174 + avlmemi(                                /* find list position from address */
1175 +        AMBVAL  *avaddr
1176 + )
1177 + {
1178 +        AMBVAL  **avlpp;
1179 +
1180 +        avlpp = (AMBVAL **)bsearch((char *)&avaddr, (char *)avlist2,
1181 +                        nambvals, sizeof(AMBVAL *), &aposcmp);
1182 +        if (avlpp == NULL)
1183 +                error(CONSISTENCY, "address not found in avlmemi");
1184 +        return(avlpp - avlist2);
1185 + }
1186 +
1187 +
1188 + static void
1189 + sortambvals(                    /* resort ambient values */
1190 +        int     always
1191 + )
1192 + {
1193 +        AMBTREE  oldatrunk;
1194 +        AMBVAL  tav, *tap, *pnext;
1195 +        int     i, j;
1196 +                                        /* see if it's time yet */
1197 +        if (!always && (ambclock++ < lastsort+sortintvl ||
1198 +                        nambvals < SORT_THRESH))
1199 +                return;
1200 +        /*
1201 +         * The idea here is to minimize memory thrashing
1202 +         * in VM systems by improving reference locality.
1203 +         * We do this by periodically sorting our stored ambient
1204 +         * values in memory in order of most recently to least
1205 +         * recently accessed.  This ordering was chosen so that new
1206 +         * ambient values (which tend to be less important) go into
1207 +         * higher memory with the infrequently accessed values.
1208 +         *      Since we expect our values to need sorting less
1209 +         * frequently as the process continues, we double our
1210 +         * waiting interval after each call.
1211 +         *      This routine is also called by setambacc() with
1212 +         * the "always" parameter set to 1 so that the ambient
1213 +         * tree will be rebuilt with the new accuracy parameter.
1214 +         */
1215 +        if (tracktime) {                /* allocate pointer arrays to sort */
1216 +                avlist2 = (AMBVAL **)malloc(nambvals*sizeof(AMBVAL *));
1217 +                avlist1 = (struct avl *)malloc(nambvals*sizeof(struct avl));
1218 +        } else {
1219 +                avlist2 = NULL;
1220 +                avlist1 = NULL;
1221 +        }
1222 +        if (avlist1 == NULL) {          /* no time tracking -- rebuild tree? */
1223 +                if (avlist2 != NULL)
1224 +                        free((void *)avlist2);
1225 +                if (always) {           /* rebuild without sorting */
1226 +                        oldatrunk = atrunk;
1227 +                        atrunk.alist = NULL;
1228 +                        atrunk.kid = NULL;
1229 +                        unloadatree(&oldatrunk, &avinsert);
1230 +                }
1231 +        } else {                        /* sort memory by last access time */
1232 +                /*
1233 +                 * Sorting memory is tricky because it isn't contiguous.
1234 +                 * We have to sort an array of pointers by MRA and also
1235 +                 * by memory position.  We then copy values in "loops"
1236 +                 * to minimize memory hits.  Nevertheless, we will visit
1237 +                 * everyone at least twice, and this is an expensive process
1238 +                 * when we're thrashing, which is when we need to do it.
1239 +                 */
1240 + #ifdef DEBUG
1241 +                sprintf(errmsg, "sorting %u ambient values at ambclock=%lu...",
1242 +                                nambvals, ambclock);
1243 +                eputs(errmsg);
1244 + #endif
1245 +                i_avlist = 0;
1246 +                unloadatree(&atrunk, &av2list); /* empty current tree */
1247 + #ifdef DEBUG
1248 +                if (i_avlist < nambvals)
1249 +                        error(CONSISTENCY, "missing ambient values in sortambvals");
1250 + #endif
1251 +                qsort((char *)avlist1, nambvals, sizeof(struct avl), alatcmp);
1252 +                qsort((char *)avlist2, nambvals, sizeof(AMBVAL *), aposcmp);
1253 +                for (i = 0; i < nambvals; i++) {
1254 +                        if (avlist1[i].p == NULL)
1255 +                                continue;
1256 +                        tap = avlist2[i];
1257 +                        tav = *tap;
1258 +                        for (j = i; (pnext = avlist1[j].p) != tap;
1259 +                                        j = avlmemi(pnext)) {
1260 +                                *(avlist2[j]) = *pnext;
1261 +                                avinsert(avlist2[j]);
1262 +                                avlist1[j].p = NULL;
1263 +                        }
1264 +                        *(avlist2[j]) = tav;
1265 +                        avinsert(avlist2[j]);
1266 +                        avlist1[j].p = NULL;
1267 +                }
1268 +                free((void *)avlist1);
1269 +                free((void *)avlist2);
1270 +                                                /* compute new sort interval */
1271 +                sortintvl = ambclock - lastsort;
1272 +                if (sortintvl >= MAX_SORT_INTVL/2)
1273 +                        sortintvl = MAX_SORT_INTVL;
1274 +                else
1275 +                        sortintvl <<= 1;        /* wait twice as long next */
1276 + #ifdef DEBUG
1277 +                eputs("done\n");
1278 + #endif
1279 +        }
1280 +        if (ambclock >= MAXACLOCK)
1281 +                ambclock = MAXACLOCK/2;
1282 +        lastsort = ambclock;
1283 + }
1284 +
1285 +
1286 + #ifdef  F_SETLKW
1287 +
1288 + static void
1289 + aflock(                 /* lock/unlock ambient file */
1290 +        int  typ
1291 + )
1292 + {
1293 +        static struct flock  fls;       /* static so initialized to zeroes */
1294 +
1295 +        if (typ == fls.l_type)          /* already called? */
1296 +                return;
1297 +        fls.l_type = typ;
1298 +        if (fcntl(fileno(ambfp), F_SETLKW, &fls) < 0)
1299 +                error(SYSTEM, "cannot (un)lock ambient file");
1300 + }
1301 +
1302 +
1303 + int
1304 + ambsync(void)                   /* synchronize ambient file */
1305 + {
1306 +        long  flen;
1307 +        AMBVAL  avs;
1308 +        int  n;
1309 +
1310 +        if (ambfp == NULL)      /* no ambient file? */
1311 +                return(0);
1312 +                                /* gain appropriate access */
1313 +        aflock(nunflshed ? F_WRLCK : F_RDLCK);
1314 +                                /* see if file has grown */
1315 +        if ((flen = lseek(fileno(ambfp), (off_t)0, SEEK_END)) < 0)
1316 +                goto seekerr;
1317 +        if ((n = flen - lastpos) > 0) {         /* file has grown */
1318 +                if (ambinp == NULL) {           /* use duplicate filedes */
1319 +                        ambinp = fdopen(dup(fileno(ambfp)), "r");
1320 +                        if (ambinp == NULL)
1321 +                                error(SYSTEM, "fdopen failed in ambsync");
1322 +                }
1323 +                if (fseek(ambinp, lastpos, SEEK_SET) < 0)
1324 +                        goto seekerr;
1325 +                while (n >= AMBVALSIZ) {        /* load contributed values */
1326 +                        if (!readambval(&avs, ambinp)) {
1327 +                                sprintf(errmsg,
1328 +                        "ambient file \"%s\" corrupted near character %ld",
1329 +                                                ambfile, flen - n);
1330 +                                error(WARNING, errmsg);
1331 +                                break;
1332 +                        }
1333 +                        avstore(&avs);
1334 +                        n -= AMBVALSIZ;
1335 +                }
1336 +                lastpos = flen - n;
1337 +                /*** seek always as safety measure
1338 +                if (n) ***/                     /* alignment */
1339 +                        if (lseek(fileno(ambfp), (off_t)lastpos, SEEK_SET) < 0)
1340 +                                goto seekerr;
1341 +        }
1342 +        n = fflush(ambfp);                      /* calls write() at last */
1343 +        if (n != EOF)
1344 +                lastpos += (long)nunflshed*AMBVALSIZ;
1345 +        else if ((lastpos = lseek(fileno(ambfp), (off_t)0, SEEK_CUR)) < 0)
1346 +                goto seekerr;
1347 +                
1348 +        aflock(F_UNLCK);                        /* release file */
1349 +        nunflshed = 0;
1350 +        return(n);
1351 + seekerr:
1352 +        error(SYSTEM, "seek failed in ambsync");
1353 +        return -1; /* pro forma return */
1354 + }
1355 +
1356 + #else   /* ! F_SETLKW */
1357 +
1358 + int
1359 + ambsync(void)                   /* flush ambient file */
1360 + {
1361 +        if (ambfp == NULL)
1362 +                return(0);
1363 +        nunflshed = 0;
1364 +        return(fflush(ambfp));
1365 + }
1366 +
1367 + #endif  /* ! F_SETLKW */

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