nlsop.c

   1 /*
   2  * nlsop.c
   3  *
   4  * author: frank zirkelbach (frank.zirkelbach@physik.uni-augsburg.de)
   5  *
   6  * this program tries helping to understand the amorphous depuration
   7  * and recrystallization of SiCx while ion implantation at temperatures
   8  * below 400 degree celsius.
   9  * hopefully the program will simulate the stabilization of the
  10  * selforganizing lamella structure in the observed behaviour.
  11  *
  12  * refs:
  13  *  - J. K. N. Lindner. Habil.Schrift, Universitaet Augsburg.
  14  *  - Maik Haeberlen. Diplomarbeit, Universitaet Augsburg.
  15  *
  16  * Copyright (C) 2004 Frank Zirkelbach
  17  *
  18  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
  19  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
  20  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
  21  * (at your option) any later version.
  22  *
  23  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
  24  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  25  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  26  * GNU General Public License for more details.
  27  *
  28  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  29  * along with this program; if not, write to the Free Software
  30  * Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
  31  *
  32  */
  33
  34 #define _GNU_SOURCE
  35 #include <stdio.h>
  36 #include <stdlib.h>
  37 #include <string.h>
  38 #include <sys/types.h>
  39 #include <sys/stat.h>
  40 #include <fcntl.h>
  41 #include <unistd.h>
  42
  43 #include "nlsop.h"
  44
  45 #include "dfbapi.h"
  46 #include "random.h"
  47
  48 #define MAKE_AMORPH(N) *(N)|=AMORPH
  49 #define MAKE_CRYST(N) *(N)&=~AMORPH
  50
  51 int usage(void)
  52 {
  53  puts("usage:");
  54  puts("-h \t\t help");
  55  puts("-n \t\t no user interaction");
  56  puts("-Z \t\t cryst -> amorph c diffusion in z direction");
  57  puts("-i \t\t no cryst to cryst diffusion");
  58  printf("-x <value> \t # x cells (default %d)\n",_X);
  59  printf("-y <value> \t # y cells (default %d)\n",_Y);
  60  printf("-z <value> \t # z cells (default %d)\n",_Z);
  61  printf("-s <value> \t steps (default %d)\n",STEPS);
  62  printf("-d <value> \t refresh display (default %d)\n",REFRESH);
  63  printf("-r <value> \t amorphous influence range (default %d)\n",RANGE);
  64  printf("-f <value> \t stress induced amorphization influence (default %f)\n",S_D);
  65  printf("-p <value> \t ballistic amorphization influence (default %f)\n",B_D);
  66  printf("-F <value> \t carbon induced amorphization influence (default %f)\n",C_D);
  67  printf("-D <value> \t diffusion rate from cryst to amorph cells (default %f)\n",DR_AC);
  68  printf("-e <value> \t do diffusion every <value> steps (default %d)\n",DIFF_RATE);
  69  puts("-g <file> <step> continue simulation from file and step (step > 0)!");
  70  printf("-W <value> \t write every <value> steps to save file (default %d)\n",RESAVE);
  71  puts("-C <file> \t convert file to gnuplot format");
  72  puts("-L <file> \t load from file");
  73  puts("-S <file> \t save to file");
  74  puts("-R <file> \t read from random file");
  75  puts("-P <file> \t specify implantation profile file");
  76  puts("-N <file> \t specify nuclear energy loss profile file");
  77  printf("-H <value> \t collisions per ion in simulation window (default %d)\n",CPI);
  78  printf("-m <value> \t number of ion hits sputtering 3nm (default %d)\n",S_RATE);
  79
  80  return 1;
  81 }
  82
  83 int sputter(d3_lattice *d3_l)
  84 {
  85  int i,size;
  86  int offh,offl;
  87
  88  size=d3_l->max_x*d3_l->max_y;
  89  offl=0;
  90  offh=size;
  91
  92  for(i=0;i<d3_l->max_z-1;i++)
  93  {
  94   memcpy(d3_l->status+offl,d3_l->status+offh,size);
  95   memcpy(d3_l->extra+offl,d3_l->extra+offh,size*sizeof(int));
  96   offl=offh;
  97   offh+=size;
  98  }
  99  memset(d3_l->status+offl,0,size);
 100  memset(d3_l->extra+offl,0,size);
 101
 102  return 1;
 103 }
 104
 105 int process_cell(d3_lattice *d3_l,u32 x,u32 y,u32 z,info *my_info,u32 nel_z)
 106 {
 107  unsigned char *thiz;
 108  int *conc;
 109  int i,j;
 110  int off;
 111  double p,q;
 112
 113  thiz=d3_l->status+x+y*d3_l->max_x+z*d3_l->max_x*d3_l->max_y;
 114  conc=d3_l->extra+x+y*d3_l->max_x+z*d3_l->max_x*d3_l->max_y;
 115  p=my_info->b*nel_z;
 116  for(i=-(my_info->range);i<=my_info->range;i++)
 117  {
 118   for(j=-(my_info->range);j<=my_info->range;j++)
 119   {
 120    if(!(i==0 && j==0))
 121    {
 122     off=((x+d3_l->max_x+i)%d3_l->max_x)+((y+d3_l->max_y+j)%d3_l->max_x)*d3_l->max_x+z*d3_l->max_x*d3_l->max_y;
 123     if(*(d3_l->status+off)&AMORPH) p+=my_info->s*(*(d3_l->extra+off))*URAND_MAX/(i*i+j*j);
 124    }
 125   }
 126  }
 127  p+=*conc*my_info->c*URAND_MAX;
 128  if(!(*thiz&AMORPH))
 129  {
 130   if(get_rand(URAND_MAX)<=p) MAKE_AMORPH(thiz);
 131  } else
 132  {
 133   /* assume 1-p probability */
 134   /* also look for neighbours ! */
 135   q=(URAND_MAX-p)>0?URAND_MAX-p:0;
 136   j=0;
 137   j+=(*(d3_l->status+((x+d3_l->max_x+1)%d3_l->max_x)+y*d3_l->max_x+z*d3_l->max_x*d3_l->max_y)&AMORPH)?1:0;
 138   j+=(*(d3_l->status+((x+d3_l->max_x-1)%d3_l->max_x)+y*d3_l->max_x+z*d3_l->max_x*d3_l->max_y)&AMORPH)?1:0;
 139   j+=(*(d3_l->status+x+((y+1+d3_l->max_y)%d3_l->max_y)*d3_l->max_x+z*d3_l->max_x*d3_l->max_y)&AMORPH)?1:0;
 140   j+=(*(d3_l->status+x+((y-1+d3_l->max_y)%d3_l->max_y)*d3_l->max_x+z*d3_l->max_x*d3_l->max_y)&AMORPH)?1:0;
 141   j+=(*(d3_l->status+x+y*d3_l->max_x+((z+1+d3_l->max_z)%d3_l->max_z)*d3_l->max_x*d3_l->max_y)&AMORPH)?1:0;
 142   j+=(*(d3_l->status+x+y*d3_l->max_x+((z-1+d3_l->max_z)%d3_l->max_z)*d3_l->max_x*d3_l->max_y)&AMORPH)?1:0;
 143
 144   p+=((q/6)*j);
 145   if(get_rand(URAND_MAX)>p) MAKE_CRYST(thiz);
 146  }
 147
 148  return 1;
 149 }
 150
 151 int distrib_c(d3_lattice *d3_l,info *my_info,int step,u32 rj_m,u32 *rj_g)
 152 {
 153  u32 x,y,z;
 154  int i,j,k,c;
 155  int offset,off;
 156  int carry;
 157
 158  /* put one c ion somewhere in the lattice */
 159  x=get_rand(d3_l->max_x);
 160  y=get_rand(d3_l->max_y);
 161  z=get_rand_reject(d3_l->max_z,rj_m,rj_g);
 162  *(d3_l->extra+x+y*d3_l->max_x+z*d3_l->max_x*d3_l->max_y)+=1;
 163  (my_info->cc)++;
 164
 165  if(step%my_info->diff_rate==0)
 166  {
 167
 168  for(i=0;i<d3_l->max_x;i++)
 169  {
 170   for(j=0;j<d3_l->max_y;j++)
 171   {
 172    for(k=0;k<d3_l->max_z;k++)
 173    {
 174     offset=i+j*d3_l->max_x+k*d3_l->max_x*d3_l->max_y;
 175     /* case amorph: amorph <- cryst diffusion */
 176     if(*(d3_l->status+offset)&AMORPH)
 177     {
 178      for(c=-1;c<=1;c++)
 179      {
 180       if(c!=0)
 181       {
 182        off=((i+d3_l->max_x+c)%d3_l->max_x)+j*d3_l->max_x+k*d3_l->max_x*d3_l->max_y;
 183        carry=0;
 184        if(!(*(d3_l->status+off)&AMORPH)) carry=(int)(my_info->dr_ac*(*(d3_l->extra+off)));
 185        if(carry!=0)
 186        {
 187         *(d3_l->extra+offset)+=carry;
 188         *(d3_l->extra+off)-=carry;
 189        }
 190       }
 191      }
 192      for(c=-1;c<=1;c++)
 193      {
 194       if(c!=0)
 195       {
 196        off=i+((j+c+d3_l->max_y)%d3_l->max_y)*d3_l->max_x+k*d3_l->max_x*d3_l->max_y;
 197        carry=0;
 198        if(!(*(d3_l->status+off)&AMORPH)) carry=(int)(my_info->dr_ac*(*(d3_l->extra+off)));
 199        if(carry!=0)
 200        {
 201         *(d3_l->extra+offset)+=carry;
 202         *(d3_l->extra+off)-=carry;
 203        }
 204       }
 205      }
 206      /* z diff */
 207      if(k!=0)
 208      {
 209       off=i+j*d3_l->max_x+(k-1)*d3_l->max_x*d3_l->max_y;
 210       carry=0;
 211       if(!*(d3_l->status+off)&AMORPH) carry=(int)(my_info->dr_ac*(*(d3_l->extra+off)));
 212       if(carry!=0)
 213       {
 214        *(d3_l->extra+off)-=carry;
 215        *(d3_l->extra+offset)+=carry;
 216       }
 217      }
 218      if(k!=d3_l->max_z-1)
 219      {
 220       off=i+j*d3_l->max_x+(k+1)*d3_l->max_x*d3_l->max_y;
 221       carry=0;
 222       if(!*(d3_l->status+off)&AMORPH) carry=(int)(my_info->dr_ac*(*(d3_l->extra+off)));
 223      if(carry!=0)
 224       {
 225        *(d3_l->extra+off)-=carry;
 226        *(d3_l->extra+offset)+=carry;
 227       }
 228      }
 229     }
 230    } /* for z */
 231   } /* for y */
 232  } /* for x */
 233
 234  } /* if step modulo diff_rate == 0 */
 235
 236  return 1;
 237 }
 238
 239 int calc_pressure(d3_lattice *d3_l,int range)
 240 {
 241  int i,j,off;
 242  double count,max=0;
 243  int x,y,z;
 244
 245  for(x=0;x<d3_l->max_x;x++)
 246  {
 247   for(y=0;y<d3_l->max_y;y++)
 248   {
 249    for(z=0;z<d3_l->max_z;z++)
 250    {
 251     count=0;
 252     for(i=-range;i<=range;i++)
 253     {
 254      for(j=-range;j<=range;j++)
 255      {
 256       if(i!=0 && j!=0)
 257       {
 258        off=((x+d3_l->max_x+i)%d3_l->max_x)+((y+d3_l->max_y+j)%d3_l->max_x)*d3_l->max_x+z*d3_l->max_x*d3_l->max_y;
 259        if(*(d3_l->status+off)&AMORPH) count+=((double)*(d3_l->extra+off))/(i*i+j*j);
 260       }
 261      }
 262     }
 263     if(count>max) max=count;
 264    }
 265   }
 266  }
 267
 268  for(x=0;x<d3_l->max_x;x++)
 269  {
 270   for(y=0;y<d3_l->max_y;y++)
 271   {
 272    for(z=0;z<d3_l->max_z;z++)
 273    {
 274     count=0;
 275     for(i=-range;i<=range;i++)
 276     {
 277      for(j=-range;j<=range;j++)
 278      {
 279       if(i!=0 && j!=0)
 280       {
 281        off=((x+d3_l->max_x+i)%d3_l->max_x)+((y+d3_l->max_y+j)%d3_l->max_x)*d3_l->max_x+z*d3_l->max_x*d3_l->max_y;
 282        if(*(d3_l->status+off)&AMORPH) count+=((double)*(d3_l->extra+off))/(i*i+j*j);
 283       }
 284      }
 285     }
 286     *(unsigned char *)(d3_l->v_ptr+x+y*d3_l->max_x+z*d3_l->max_x*d3_l->max_y)=(unsigned char)(count*255/max);
 287    }
 288   }
 289  }
 290
 291  return 1;
 292 }
 293
 294 int calc_max_extra(d3_lattice *d3_l)
 295 {
 296  int x,y,z;
 297  int off,max=0;
 298
 299  for(x=0;x<d3_l->max_x;x++)
 300  {
 301   for(y=0;y<d3_l->max_y;y++)
 302   {
 303    for(z=0;z<d3_l->max_z;z++)
 304    {
 305     off=x+y*d3_l->max_x+z*d3_l->max_x*d3_l->max_y;
 306     if(*(d3_l->extra+off)>max) max=*(d3_l->extra+off);
 307    }
 308   }
 309  }
 310
 311  return max;
 312 }
 313
 314 int write_ac_distr(d3_lattice *d3_l,int ac_distr)
 315 {
 316  int fd,x,y,z;
 317  int count,offset;
 318  char file[32];
 319  int si_count;
 320
 321  si_count=d3_l->max_x*d3_l->max_y*SI_PER_VOLUME;
 322  if(ac_distr==1) strcpy(file,"carbon_in_av.plot");
 323  if(ac_distr==2) strcpy(file,"carbon_in_cv.plot");
 324  if(ac_distr==3) strcpy(file,"carbon.plot");
 325  if(ac_distr==4) strcpy(file,"amorphous_volumes.plot");
 326
 327  if((fd=open(file,O_WRONLY|O_CREAT))<0)
 328  {
 329   puts("cannot open plot file");
 330   return -1;
 331  }
 332
 333  for(z=0;z<d3_l->max_z;z++)
 334  {
 335   count=0;
 336   for(x=0;x<d3_l->max_x;x++)
 337   {
 338    for(y=0;y<d3_l->max_y;y++)
 339    {
 340     offset=x+y*d3_l->max_x+z*d3_l->max_x*d3_l->max_y;
 341     if(ac_distr==1)
 342      if(*(d3_l->status+offset)&AMORPH) count+=*(d3_l->extra+offset);
 343     if(ac_distr==2)
 344      if(!(*(d3_l->status+offset)&AMORPH)) count+=*(d3_l->extra+offset);
 345     if(ac_distr==3) count+=*(d3_l->extra+offset);
 346     if(ac_distr==4)
 347      if(*(d3_l->status+offset)&AMORPH) count+=1;
 348    }
 349   }
 350 #ifndef MAC
 351   if(ac_distr==4) dprintf(fd,"%d %d\n",z*CELL_LENGTH,count);
 352   else dprintf(fd,"%d %f\n",z*CELL_LENGTH,100.0*count/si_count);
 353 #endif
 354  }
 355  close(fd);
 356
 357  return 1;
 358 }
 359
 360 int write_bmp(d3_lattice *d3_l,int window,u32 x,u32 y,u32 z,int max)
 361 {
 362  int fd,i,j,size=0,foo=0,k,sum;
 363  int width=0,height=0;
 364  char bmpfile[MAX_CHARS];
 365  char buf[128];
 366
 367  if(window==1)
 368  {
 369   sprintf(bmpfile,"x-z_%d.bmp",y);
 370   foo=3*d3_l->max_x;
 371   size=(foo+(4-foo%4))*d3_l->max_z;
 372   height=d3_l->max_z;
 373   width=d3_l->max_x;
 374  }
 375  if(window==2)
 376  {
 377   sprintf(bmpfile,"y-z_%d.bmp",x);
 378   foo=3*d3_l->max_y;
 379   size=(foo+(4-foo%4))*d3_l->max_z;
 380   height=d3_l->max_z;
 381   width=d3_l->max_y;
 382  }
 383  if(window==3)
 384  {
 385   sprintf(bmpfile,"x-y_%d.bmp",z);
 386   foo=3*d3_l->max_x;
 387   size=(foo+(4-foo%4))*d3_l->max_y;
 388   width=d3_l->max_x;
 389   height=d3_l->max_y;
 390  }
 391  if(window==4)
 392  {
 393   sprintf(bmpfile,"x-z_cdistr_%d.bmp",y);
 394   foo=3*d3_l->max_x;
 395   size=(foo+(4-foo%4))*d3_l->max_z;
 396   height=d3_l->max_z;
 397   width=d3_l->max_x;
 398  }
 399  if(window==5)
 400  {
 401   sprintf(bmpfile,"y-z_cdistr_%d.bmp",x);
 402   foo=3*d3_l->max_y;
 403   size=(foo+(4-foo%4))*d3_l->max_z;
 404   height=d3_l->max_z;
 405   width=d3_l->max_y;
 406  }
 407  if(window==6)
 408  {
 409   sprintf(bmpfile,"x-y_cdistr_%d.bmp",z);
 410   foo=3*d3_l->max_x;
 411   size=(foo+(4-foo%4))*d3_l->max_y;
 412   width=d3_l->max_x;
 413   height=d3_l->max_y;
 414  }
 415  if(window==7)
 416  {
 417   sprintf(bmpfile,"x-z_a_cdistr_%d.bmp",y);
 418   foo=3*d3_l->max_x;
 419   size=(foo+(4-foo%4))*d3_l->max_z;
 420   height=d3_l->max_z;
 421   width=d3_l->max_x;
 422  }
 423  if(window==8)
 424  {
 425   sprintf(bmpfile,"y-z_a_cdistr_%d.bmp",x);
 426   foo=3*d3_l->max_y;
 427   size=(foo+(4-foo%4))*d3_l->max_z;
 428   height=d3_l->max_z;
 429   width=d3_l->max_y;
 430  }
 431  if(window==9)
 432  {
 433   sprintf(bmpfile,"x-y_a_cdistr_%d.bmp",z);
 434   foo=3*d3_l->max_x;
 435   size=(foo+(4-foo%4))*d3_l->max_y;
 436   height=d3_l->max_y;
 437   width=d3_l->max_x;
 438  }
 439  if(window==10)
 440  {
 441   sprintf(bmpfile,"x-z_c_cdistr_%d.bmp",y);
 442   foo=3*d3_l->max_x;
 443   size=(foo+(4-foo%4))*d3_l->max_z;
 444   height=d3_l->max_z;
 445   width=d3_l->max_x;
 446  }
 447  if(window==11)
 448  {
 449   sprintf(bmpfile,"y-z_c_cdistr_%d.bmp",x);
 450   foo=3*d3_l->max_y;
 451   size=(foo+(4-foo%4))*d3_l->max_z;
 452   height=d3_l->max_z;
 453   width=d3_l->max_y;
 454  }
 455  if(window==12)
 456  {
 457   sprintf(bmpfile,"x-y_c_cdistr_%d.bmp",z);
 458   foo=3*d3_l->max_x;
 459   size=(foo+(4-foo%4))*d3_l->max_y;
 460   height=d3_l->max_y;
 461   width=d3_l->max_x;
 462  }
 463  if((fd=open(bmpfile,O_WRONLY|O_CREAT))<0)
 464  {
 465   puts("cannot open bmp file");
 466   return -1;
 467  }
 468
 469  /* bmpheader */
 470  buf[0]='B'; /* std header start */
 471  buf[1]='M';
 472  buf[2]=(size+0x36)&0xff; /* file size */
 473  buf[3]=(size+0x36)>>8;
 474  memset(buf+4,0,6);
 475  buf[10]=0x36; /* offset to data */
 476  memset(buf+11,0,3);
 477  buf[14]=0x28; /* length of bmp info header */
 478  memset(buf+15,0,3);
 479  buf[18]=width&0xff; /* width and height */
 480  buf[19]=width>>8;
 481  memset(buf+20,0,2);
 482  buf[22]=height&0xff;
 483  buf[23]=height>>8;
 484  memset(buf+24,0,2);
 485  buf[26]=1; /* # planes -> 1 */
 486  buf[27]=0;
 487  buf[28]=24; /* bits per pixel -> 2^24 (true color) */
 488  buf[29]=0;
 489  memset(buf+30,0,4); /* compression -> none */
 490  buf[34]=size&0xff; /* data size */
 491  buf[35]=size>>8;
 492  memset(buf+36,0,2);
 493  buf[38]=0x12; /* res: pixel/meter */
 494  buf[39]=0x0b;
 495  memset(buf+40,0,2);
 496  buf[42]=0x12;
 497  buf[43]=0x0b;
 498  memset(buf+44,0,2);
 499  memset(buf+46,0,8); /* no colors, no important colors */
 500
 501  if(write(fd,buf,54)<54)
 502  {
 503   puts("failed writing bmp header");
 504   return -1;
 505  }
 506  if(window==1)
 507  {
 508   for(j=0;j<d3_l->max_z;j++)
 509   {
 510    for(i=0;i<d3_l->max_x;i++)
 511    {
 512     sum=0;
 513     for(k=-2;k<=2;k++)
 514      if(*(d3_l->status+i+(((y+k+d3_l->max_y)%d3_l->max_y)*d3_l->max_x)+(d3_l->max_z-j-1)*d3_l->max_x*d3_l->max_y)&RED) sum+=0xff;
 515     sum/=5;
 516     memset(buf,(unsigned char)sum,3);
 517     if(write(fd,buf,3)<3)
 518     {
 519      puts("failed writing rgb values to bmp file");
 520      return-1;
 521     }
 522    }
 523    if(foo%4)
 524    {
 525     memset(buf,0,4-foo%4);
 526     if(write(fd,buf,4-foo%4)<4-foo%4)
 527     {
 528      puts("failed writing 4 byte ending");
 529      return -1;
 530     }
 531    }
 532   }
 533  }
 534  if(window==2)
 535  {
 536   for(j=0;j<d3_l->max_z;j++)
 537   {
 538    for(i=0;i<d3_l->max_y;i++)
 539    {
 540     sum=0;
 541     for(k=-2;k<=2;k++)
 542      if(*(d3_l->status+((x+k+d3_l->max_x)%d3_l->max_x)+i*d3_l->max_x+(d3_l->max_z-j-1)*d3_l->max_x*d3_l->max_y)&RED) sum+=0xff;
 543     sum/=5;
 544     memset(buf,(unsigned char)sum,3);
 545     if(write(fd,buf,3)<3)
 546     {
 547      puts("failed writing rgb values to bmp file");
 548      return-1;
 549     }
 550    }
 551    if(foo%4)
 552    {
 553     memset(buf,0,4-foo%4);
 554     if(write(fd,buf,4-foo%4)<4-foo%4)
 555     {
 556      puts("failed writing 4 byte ending");
 557      return -1;
 558     }
 559    }
 560   }
 561  }
 562  if(window==3)
 563  {
 564   for(j=0;j<d3_l->max_y;j++)
 565   {
 566    for(i=0;i<d3_l->max_x;i++)
 567    {
 568     if(*(d3_l->status+i+(d3_l->max_y-j-1)*d3_l->max_x+z*d3_l->max_x*d3_l->max_y)&RED) memset(buf,0xff,3);
 569     else memset(buf,0,3);
 570     if(write(fd,buf,3)<3)
 571     {
 572      puts("failed writing rgb values to bmp file");
 573      return -1;
 574     }
 575    }
 576    if(foo%4)
 577    {
 578     memset(buf,0,4-foo%4);
 579     if(write(fd,buf,4-foo%4)<4-foo%4)
 580     {
 581      puts("failed writing 4 byte ending");
 582      return -1;
 583     }
 584    }
 585   }
 586  }
 587  if(window==4)
 588  {
 589   for(j=0;j<d3_l->max_z;j++)
 590   {
 591    for(i=0;i<d3_l->max_x;i++)
 592    {
 593     sum=*(d3_l->extra+i+y*d3_l->max_x+(d3_l->max_z-j-1)*d3_l->max_x*d3_l->max_y);
 594     sum=sum*255/max;
 595     memset(buf,(unsigned char)sum,3);
 596     if(write(fd,buf,3)<3)
 597     {
 598      puts("failed writing rgb values to bmp file");
 599      return-1;
 600     }
 601    }
 602    if(foo%4)
 603    {
 604     memset(buf,0,4-foo%4);
 605     if(write(fd,buf,4-foo%4)<4-foo%4)
 606     {
 607      puts("failed writing 4 byte ending");
 608      return -1;
 609     }
 610    }
 611   }
 612  }
 613  if(window==5)
 614  {
 615   for(j=0;j<d3_l->max_z;j++)
 616   {
 617    for(i=0;i<d3_l->max_x;i++)
 618    {
 619     sum=*(d3_l->extra+x+i*d3_l->max_x+(d3_l->max_z-j-1)*d3_l->max_x*d3_l->max_y);
 620     sum=sum*255/max;
 621     memset(buf,(unsigned char)sum,3);
 622     if(write(fd,buf,3)<3)
 623     {
 624      puts("failed writing rgb values to bmp file");
 625      return-1;
 626     }
 627    }
 628    if(foo%4)
 629    {
 630     memset(buf,0,4-foo%4);
 631     if(write(fd,buf,4-foo%4)<4-foo%4)
 632     {
 633      puts("failed writing 4 byte ending");
 634      return -1;
 635     }
 636    }
 637   }
 638  }
 639  if(window==6)
 640  {
 641   for(j=0;j<d3_l->max_y;j++)
 642   {
 643    for(i=0;i<d3_l->max_x;i++)
 644    {
 645     sum=*(d3_l->extra+i+(d3_l->max_y-j-1)*d3_l->max_x+z*d3_l->max_x*d3_l->max_y);
 646     sum=sum*255/max;
 647     memset(buf,(unsigned char)sum,3);
 648     if(write(fd,buf,3)<3)
 649     {
 650      puts("failed writing rgb values to bmp file");
 651      return-1;
 652     }
 653    }
 654    if(foo%4)
 655    {
 656     memset(buf,0,4-foo%4);
 657     if(write(fd,buf,4-foo%4)<4-foo%4)
 658     {
 659      puts("failed writing 4 byte ending");
 660      return -1;
 661     }
 662    }
 663   }
 664  }
 665  if(window==7)
 666  {
 667   for(j=0;j<d3_l->max_z;j++)
 668   {
 669    for(i=0;i<d3_l->max_x;i++)
 670    {
 671     if(*(d3_l->status+i+y*d3_l->max_x+(d3_l->max_z-j-1)*d3_l->max_x*d3_l->max_y)&RED) sum=*(d3_l->extra+i+y*d3_l->max_x+(d3_l->max_z-j-1)*d3_l->max_x*d3_l->max_y);
 672     else sum=0;
 673     sum=sum*255/max;
 674     memset(buf,(unsigned char)sum,3);
 675     if(write(fd,buf,3)<3)
 676     {
 677      puts("failed writing rgb values to bmp file");
 678      return-1;
 679     }
 680    }
 681    if(foo%4)
 682    {
 683     memset(buf,0,4-foo%4);
 684     if(write(fd,buf,4-foo%4)<4-foo%4)
 685     {
 686      puts("failed writing 4 byte ending");
 687      return -1;
 688     }
 689    }
 690   }
 691  }
 692  if(window==8)
 693  {
 694   for(j=0;j<d3_l->max_z;j++)
 695   {
 696    for(i=0;i<d3_l->max_x;i++)
 697    {
 698     if(*(d3_l->status+x+i*d3_l->max_x+(d3_l->max_z-j-1)*d3_l->max_x*d3_l->max_y)&RED) sum=*(d3_l->extra+x+i*d3_l->max_x+(d3_l->max_z-j-1)*d3_l->max_x*d3_l->max_y);
 699     else sum=0;
 700     sum=sum*255/max;
 701     memset(buf,(unsigned char)sum,3);
 702     if(write(fd,buf,3)<3)
 703     {
 704      puts("failed writing rgb values to bmp file");
 705      return-1;
 706     }
 707    }
 708    if(foo%4)
 709    {
 710     memset(buf,0,4-foo%4);
 711     if(write(fd,buf,4-foo%4)<4-foo%4)
 712     {
 713      puts("failed writing 4 byte ending");
 714      return -1;
 715     }
 716    }
 717   }
 718  }
 719  if(window==9)
 720  {
 721   for(j=0;j<d3_l->max_y;j++)
 722   {
 723    for(i=0;i<d3_l->max_x;i++)
 724    {
 725     if(*(d3_l->status+i+(d3_l->max_y-j-1)*d3_l->max_x+z*d3_l->max_x*d3_l->max_y)&RED) sum=*(d3_l->extra+i+(d3_l->max_y-j-1)*d3_l->max_x+z*d3_l->max_x*d3_l->max_y);
 726     else sum=0;
 727     sum=sum*255/max;
 728     memset(buf,(unsigned char)sum,3);
 729     if(write(fd,buf,3)<3)
 730     {
 731      puts("failed writing rgb values to bmp file");
 732      return-1;
 733     }
 734    }
 735    if(foo%4)
 736    {
 737     memset(buf,0,4-foo%4);
 738     if(write(fd,buf,4-foo%4)<4-foo%4)
 739     {
 740      puts("failed writing 4 byte ending");
 741      return -1;
 742     }
 743    }
 744   }
 745  }
 746  if(window==10)
 747  {
 748   for(j=0;j<d3_l->max_z;j++)
 749   {
 750    for(i=0;i<d3_l->max_x;i++)
 751    {
 752     if(!(*(d3_l->status+i+y*d3_l->max_x+(d3_l->max_z-j-1)*d3_l->max_x*d3_l->max_y)&RED)) sum=*(d3_l->extra+i+y*d3_l->max_x+(d3_l->max_z-j-1)*d3_l->max_x*d3_l->max_y);
 753     else sum=0;
 754     sum=sum*255/max;
 755     memset(buf,(unsigned char)sum,3);
 756     if(write(fd,buf,3)<3)
 757     {
 758      puts("failed writing rgb values to bmp file");
 759      return-1;
 760     }
 761    }
 762    if(foo%4)
 763    {
 764     memset(buf,0,4-foo%4);
 765     if(write(fd,buf,4-foo%4)<4-foo%4)
 766     {
 767      puts("failed writing 4 byte ending");
 768      return -1;
 769     }
 770    }
 771   }
 772  }
 773  if(window==11)
 774  {
 775   for(j=0;j<d3_l->max_z;j++)
 776   {
 777    for(i=0;i<d3_l->max_x;i++)
 778    {
 779     if(!(*(d3_l->status+x+i*d3_l->max_x+(d3_l->max_z-j-1)*d3_l->max_x*d3_l->max_y)&RED)) sum=*(d3_l->extra+x+i*d3_l->max_x+(d3_l->max_z-j-1)*d3_l->max_x*d3_l->max_y);
 780     else sum=0;
 781     sum=sum*255/max;
 782     memset(buf,(unsigned char)sum,3);
 783     if(write(fd,buf,3)<3)
 784     {
 785      puts("failed writing rgb values to bmp file");
 786      return-1;
 787     }
 788    }
 789    if(foo%4)
 790    {
 791     memset(buf,0,4-foo%4);
 792     if(write(fd,buf,4-foo%4)<4-foo%4)
 793     {
 794      puts("failed writing 4 byte ending");
 795      return -1;
 796     }
 797    }
 798   }
 799  }
 800  if(window==12)
 801  {
 802   for(j=0;j<d3_l->max_y;j++)
 803   {
 804    for(i=0;i<d3_l->max_x;i++)
 805    {
 806     if(!(*(d3_l->status+i+(d3_l->max_y-j-1)*d3_l->max_x+z*d3_l->max_x*d3_l->max_y)&RED)) sum=*(d3_l->extra+i+(d3_l->max_y-j-1)*d3_l->max_x+z*d3_l->max_x*d3_l->max_y);
 807     else sum=0;
 808     sum=sum*255/max;
 809     memset(buf,(unsigned char)sum,3);
 810     if(write(fd,buf,3)<3)
 811     {
 812      puts("failed writing rgb values to bmp file");
 813      return-1;
 814     }
 815    }
 816    if(foo%4)
 817    {
 818     memset(buf,0,4-foo%4);
 819     if(write(fd,buf,4-foo%4)<4-foo%4)
 820     {
 821      puts("failed writing 4 byte ending");
 822      return -1;
 823     }
 824    }
 825   }
 826  }
 827  close(fd);
 828
 829  return 1;
 830 }
 831
 832 int save_to_file(char *sf,d3_lattice *d3_l,info *my_inf)
 833 {
 834  int sf_fd,c;
 835
 836  if((sf_fd=open(sf,O_WRONLY|O_CREAT))<0)
 837  {
 838   puts("cannot open save file");
 839   return -1;
 840  }
 841  if(write(sf_fd,d3_l,sizeof(d3_lattice))<sizeof(d3_lattice))
 842  {
 843   puts("failed saving d3 lattice struct");
 844   return -1;
 845  }
 846  if(write(sf_fd,my_inf,sizeof(info))<sizeof(info))
 847  {
 848   puts("failed saving info struct");
 849   return-1;
 850  }
 851  c=d3_l->max_x*d3_l->max_y*d3_l->max_z;
 852  if(write(sf_fd,d3_l->status,c*sizeof(unsigned char))<c*sizeof(unsigned char))
 853  {
 854   puts("failed saving status of d3 lattice sites");
 855   return -1;
 856  }
 857  if(write(sf_fd,d3_l->extra,c*sizeof(int))<c*sizeof(int))
 858  {
 859   puts("failed saving sites concentration");
 860   return -1;
 861  }
 862  close(sf_fd);
 863
 864  return 1;
 865 }
 866
 867 int load_from_file(char *lf,d3_lattice *d3_l,info *my_inf)
 868 {
 869
 870  int lf_fd,c,pos,end,data,data_len,strip;
 871
 872  if((lf_fd=open(lf,O_RDONLY))<0)
 873  {
 874   puts("cannot open load file");
 875   return -1;
 876  }
 877  if(read(lf_fd,d3_l,sizeof(d3_lattice))<sizeof(d3_lattice))
 878  {
 879   puts("failed reading d3 lattice struct");
 880   return -1;
 881  }
 882  pos=lseek(lf_fd,0,SEEK_CUR);
 883  printf("psition: %d (%d)\n",pos,sizeof(d3_lattice));
 884  data=d3_l->max_x*d3_l->max_y*d3_l->max_z;
 885  data_len=data*(sizeof(int)+sizeof(unsigned char));
 886  printf("there are %d volumes so we need %d of bytes\n",data,data_len);
 887  end=lseek(lf_fd,0,SEEK_END);
 888  c=end-pos-data_len;
 889  printf("end: %d => length: %d => guessed info size: %d bytes\n",end,end-pos,c);
 890  strip=sizeof(info)-c;
 891  printf("as real programs info size is %d, we strip %d bytes\n",sizeof(info),strip);
 892  lseek(lf_fd,pos,SEEK_SET);
 893  c=sizeof(info);
 894  if(strip>0) c-=strip;
 895  if(c<0)
 896  {
 897   puts("info smaller then strip size");
 898   return -1;
 899  }
 900  if(read(lf_fd,my_inf,c)<c)
 901  {
 902   puts("failed reading info struct");
 903   return-1;
 904  }
 905  if(strip>0) memset(my_inf+c,0,strip);
 906  if(strip<0) lseek(lf_fd,(-1*strip),SEEK_CUR);
 907  c=d3_l->max_x*d3_l->max_y*d3_l->max_z;
 908  if((d3_l->status=(unsigned char*)malloc(c*sizeof(unsigned char)))==NULL)
 909  {
 910   puts("cannot allocate status buffer");
 911   return -1;
 912  }
 913  if((d3_l->extra=(int *)malloc(c*sizeof(int)))==NULL)
 914  {
 915   puts("cannot allocate concentration buffer");
 916   return -1;
 917  }
 918  if(read(lf_fd,d3_l->status,c*sizeof(unsigned char))<c*sizeof(unsigned char))
 919  {
 920   puts("failed reading status of d3 lattice sites");
 921   return -1;
 922  }
 923  if(read(lf_fd,d3_l->extra,c*sizeof(int))<c*sizeof(int))
 924  {
 925   puts("failed reading sites concentration");
 926   return -1;
 927  }
 928  close(lf_fd);
 929
 930  return 1;
 931 }
 932
 933 int convert_file(char *cf,d3_lattice *d3_l)
 934 {
 935 #ifndef MAC
 936  int x,y,z;
 937  int c_fd;
 938
 939  if((c_fd=open(cf,O_WRONLY|O_CREAT))<0)
 940  {
 941   puts("cannot open convert file");
 942   return -1;
 943  }
 944  dprintf(c_fd,"# created by nlsop (gnuplot format)\n");
 945  for(x=0;x<d3_l->max_x;x++)
 946  {
 947   for(y=0;y<d3_l->max_y;y++)
 948   {
 949    for(z=0;z<d3_l->max_z;z++)
 950    {
 951     if(*(d3_l->status+x+y*d3_l->max_x+z*d3_l->max_x*d3_l->max_y)&AMORPH) dprintf(c_fd,"%d %d %d\n",x,y,z);
 952    }
 953   }
 954  }
 955  close(c_fd);
 956 #endif
 957
 958  return 1;
 959 }
 960
 961 int get_c_ratio(double *c_ratio,char *pfile,info *my_info,d3_lattice *d3_l)
 962 {
 963  double all,a,b,d;
 964  int i,k;
 965  int p_fd;
 966  unsigned char buf[32];
 967  char *p;
 968  unsigned char c;
 969
 970  if((p_fd=open(pfile,O_RDONLY))<0)
 971  {
 972   puts("cannot open profile file");
 973   return -1;
 974  }
 975  k=1;
 976  d=0;
 977  all=0;
 978  while(k)
 979  {
 980   for(i=0;i<32;i++)
 981   {
 982    k=read(p_fd,&c,1);
 983    buf[i]=c;
 984    if(c=='\n') break;
 985   }
 986   if(k)
 987   {
 988    p=strtok(buf," ");
 989    a=atof(p)/10; /* nm */
 990    p=strtok(NULL," ");
 991    b=atof(p);
 992    if(a<=d3_l->max_z*CELL_LENGTH) d+=b;
 993    all+=b;
 994   }
 995  }
 996  *c_ratio=d/all;
 997  close(p_fd);
 998
 999  return 1;
1000 }
1001
1002 u32 get_reject_graph(info *my_info,d3_lattice *d3_l,char *file,u32 *graph) {
1003  double a,b;
1004  int i,j,k;
1005  int fd;
1006  char buf[32],*p;
1007  unsigned char *flag;
1008  u32 max;
1009
1010  max=0;
1011  if((fd=open(file,O_RDONLY))<0)
1012  {
1013   puts("cannot open file to calculate rejection graph");
1014   return -1;
1015  }
1016  if((flag=(unsigned char *)malloc(d3_l->max_z))==NULL)
1017  {
1018   puts("cannot malloc flag memory for rejection graph");
1019   return -1;
1020  }
1021  memset(flag,0,d3_l->max_z);
1022  memset(graph,0,d3_l->max_z*sizeof(u32));
1023  /* get fixpoints */
1024  k=1;
1025  while(k)
1026  {
1027   for(i=0;i<32;i++)
1028   {
1029    k=read(fd,&buf[i],1);
1030    if((buf[i]=='\n')||(k==0)) break;
1031   }
1032   if(k)
1033   {
1034    p=strtok(buf," ");
1035    a=atof(p)/10; /* nm */
1036    p=strtok(NULL," ");
1037    b=atof(p);
1038    if(a>d3_l->max_z*CELL_LENGTH) k=0;
1039    else
1040    {
1041     graph[(int)(a/CELL_LENGTH)]=(int)(URAND_MAX/100*b);
1042     flag[(int)(a/CELL_LENGTH)]=1;
1043    }
1044   }
1045  }
1046  /* do (linear) interpolation here! */
1047  i=0;
1048  a=0;
1049  while(i<d3_l->max_z)
1050  {
1051   /* graph[0] is 0! */
1052   j=i;
1053   i++;
1054   while(flag[i]==0&&i<d3_l->max_z) i++;
1055   for(k=j+1;k<i;k++) graph[k]=(int)((k-j)*((int)graph[i]-(int)graph[j])/(i-j))+graph[j];
1056   if(graph[i]>max) max=graph[i];
1057  }
1058
1059  free(flag);
1060
1061 #ifdef DEBUG_INTERPOL_PROFILE
1062  printf("debug: %s (interpolated profile)\n",file);
1063  for(i=0;i<d3_l->max_z;i++) printf("%d %d\n",i,graph[i]);
1064 #endif
1065
1066  return max;
1067 }
1068
1069 int main(int argc,char **argv)
1070 {
1071  u32 x,y,z,x_c,y_c,z_c;
1072  int i,j,quit,escape,switchmode,nowait,bmp,ac_distr;
1073  int refresh,resave;
1074  int c_step;
1075  char s_file[MAX_CHARS];
1076  char s_file_tmp[MAX_CHARS];
1077  char l_file[MAX_CHARS];
1078  char c_file[MAX_CHARS];
1079  char p_file[MAX_CHARS];
1080  char n_e_file[MAX_CHARS];
1081  char convert;
1082  char r_file[MAX_CHARS];
1083 #ifdef USE_DFB_API
1084  char xyz_txt[MAX_TXT];
1085  char status_txt[MAX_TXT];
1086  char conc_txt[MAX_TXT];
1087  char steps_txt[MAX_TXT];
1088  char cc_txt[MAX_TXT];
1089  char a_txt[MAX_TXT];
1090  char s_txt[MAX_TXT];
1091  char ballistic_txt[MAX_TXT];
1092  char carbon_txt[MAX_TXT];
1093  char stress_txt[MAX_TXT];
1094  char r_txt[MAX_TXT];
1095  char zdiff_txt[MAX_TXT];
1096  char diff_txt[MAX_TXT];
1097  char dr_ac_txt[MAX_TXT];
1098  char dr_cc_txt[MAX_TXT];
1099  char dose_txt[MAX_TXT];
1100  char mode_txt[MAX_TXT];
1101  char hpi_txt[MAX_TXT];
1102  char csat_txt[MAX_TXT];
1103  char *arg_v[MAX_ARGV];
1104 #endif
1105  d3_lattice d3_l;
1106  info my_info;
1107  unsigned char mode;
1108  //double c_ratio;
1109 #ifdef USE_DFB_API
1110  int max_extra;
1111 #endif
1112  u32 *c_profile;
1113  u32 *n_e_loss;
1114  u32 ne_max,ip_max;
1115  u32 nel_z;
1116
1117  d3_l.max_x=_X;
1118  d3_l.max_y=_Y;
1119  d3_l.max_z=_Z;
1120  my_info.steps=STEPS;
1121  my_info.range=RANGE;
1122  refresh=REFRESH;
1123  resave=RESAVE;
1124  my_info.s=S_D;
1125  my_info.b=B_D;
1126  my_info.c=C_D;
1127  my_info.cc=CC;
1128  my_info.dr_ac=DR_AC;
1129  my_info.diff_rate=DIFF_RATE;
1130  my_info.cpi=CPI;
1131  my_info.s_rate=S_RATE;
1132  nowait=0;
1133  quit=0;
1134  escape=0;
1135  switchmode=0;
1136  c_step=0;
1137  strcpy(s_file,"");
1138  strcpy(l_file,"");
1139  strcpy(c_file,"");
1140  strcpy(p_file,IMP_PROFILE);
1141  strcpy(n_e_file,NEL_PROFILE);
1142  convert=0;
1143  strcpy(r_file,"");
1144  mode=0;
1145  ne_max=0;
1146  ip_max=0;
1147
1148 #ifdef MORE_PRINTF
1149  printf("reading argv ...");
1150 #endif
1151
1152  for(i=1;i<argc;i++)
1153  {
1154   if(argv[i][0]=='-')
1155   {
1156    switch(argv[i][1])
1157    {
1158     case 'h':
1159      usage();
1160      return -1;
1161     case 'n':
1162      nowait=1;
1163      break;
1164     case 'x':
1165      d3_l.max_x=atoi(argv[++i]);
1166      break;
1167     case 'y':
1168      d3_l.max_y=atoi(argv[++i]);
1169      break;
1170     case 'z':
1171      d3_l.max_z=atoi(argv[++i]);
1172      break;
1173     case 's':
1174      my_info.steps=atoi(argv[++i]);
1175      break;
1176     case 'd':
1177      refresh=atoi(argv[++i]);
1178      break;
1179     case 'r':
1180      my_info.range=atoi(argv[++i]);
1181      break;
1182     case 'f':
1183      my_info.s=atof(argv[++i]);
1184      break;
1185     case 'p':
1186      my_info.b=atof(argv[++i]);
1187      break;
1188     case 'F':
1189      my_info.c=atof(argv[++i]);
1190      break;
1191     case 'W':
1192      resave=atoi(argv[++i]);
1193      break;
1194     case 'C':
1195      strcpy(l_file,argv[++i]);
1196      if(i<argc-1) if(argv[i+1][0]!='-') strcpy(c_file,argv[++i]);
1197      convert=1;
1198      break;
1199     case 'D':
1200      my_info.dr_ac=atof(argv[++i]);
1201      break;
1202     case 'e':
1203      my_info.diff_rate=atoi(argv[++i]);
1204      break;
1205     case 'L':
1206      strcpy(l_file,argv[++i]);
1207      break;
1208     case 'S':
1209      strcpy(s_file,argv[++i]);
1210      break;
1211     case 'R':
1212      strcpy(r_file,argv[++i]);
1213      break;
1214     case 'P':
1215      strcpy(p_file,argv[++i]);
1216      break;
1217     case 'N':
1218      strcpy(n_e_file,argv[++i]);
1219      break;
1220     case 'g':
1221      strcpy(l_file,argv[++i]);
1222      if(i<argc-1) if(argv[i+1][0]!='-') c_step=atoi(argv[++i]);
1223      break;
1224     case 'H':
1225      my_info.cpi=atoi(argv[++i]);
1226      break;
1227     case 'm':
1228      my_info.s_rate=atoi(argv[++i]);
1229      break;
1230     default:
1231      usage();
1232      return -1;
1233    }
1234   } else usage();
1235  }
1236
1237 #ifdef MORE_PRINTF
1238  printf(" done\n");
1239 #endif
1240
1241  x=d3_l.max_x/2-1;
1242  y=d3_l.max_y/2-1;
1243  z=d3_l.max_z/2-1;
1244
1245 #ifdef NODFB
1246  if(!strcmp(s_file,""))
1247  {
1248   puts("NODFB defined, run with -S option");
1249   return -1;
1250  }
1251 #endif
1252
1253 #ifdef MORE_PRINTF
1254  printf("rand init ...");
1255 #endif
1256
1257  if(!strcmp(r_file,"")) rand_init(NULL);
1258  else rand_init(r_file);
1259
1260 #ifdef MORE_PRINTF
1261  printf(" done\n");
1262  printf("allocating data ...");
1263 #endif
1264
1265  if(!strcmp(l_file,""))
1266  {
1267   i=d3_l.max_x*d3_l.max_y*d3_l.max_z;
1268 #ifdef USE_DFB_API
1269   d3_lattice_init(&argc,argv,&d3_l);
1270 #endif
1271   if((d3_l.status=(unsigned char *)malloc(i*sizeof(unsigned char)))==NULL)
1272   {
1273    puts("failed allocating status buffer");
1274    return -1;
1275   }
1276   memset(d3_l.status,0,i*sizeof(unsigned char));
1277   if((d3_l.extra=(int *)malloc(i*sizeof(int)))==NULL)
1278   {
1279    puts("failed allocating concentration buffer");
1280    return -1;
1281   }
1282   memset(d3_l.extra,0,i*sizeof(int));
1283  } else
1284  {
1285   load_from_file(l_file,&d3_l,&my_info);
1286   if(convert)
1287   {
1288    if(!strcmp(c_file,"")) sprintf(c_file,"%s_gnuplot",l_file);
1289    printf("converting file %s to %s\n",l_file,c_file);
1290    convert_file(c_file,&d3_l);
1291    puts("done");
1292    return 1;
1293   }
1294 #ifdef USE_DFB_API
1295   else d3_lattice_init(&argc,argv,&d3_l);
1296 #endif
1297  }
1298
1299 #ifdef MORE_PRINTF
1300  printf(" done\n");
1301 #endif
1302
1303 #ifdef USE_DFB_API
1304  d3_event_init(&d3_l);
1305 #endif
1306
1307 #ifdef USE_DFB_API
1308  strcpy(a_txt,"args:");
1309  sprintf(s_txt,"steps: %d",my_info.steps);
1310  sprintf(dose_txt,"dose: %.2fe+17 C/cm²",my_info.steps*1.0/(d3_l.max_x*d3_l.max_y*CELL_LENGTH*CELL_LENGTH*1000));
1311  sprintf(r_txt,"pressure range: %d",my_info.range);
1312  sprintf(stress_txt,"stress term: %f",my_info.s);
1313  sprintf(ballistic_txt,"ballistic term: %f",my_info.b);
1314  sprintf(carbon_txt,"carbon term: %f",my_info.c);
1315  sprintf(dr_ac_txt,"a/c diffusion rate: %f",my_info.dr_ac);
1316  sprintf(zdiff_txt,"diffusion in z direction: yes");
1317  sprintf(diff_txt,"diffusion every %d steps",my_info.diff_rate);
1318  strcpy(mode_txt,"view: a/c mode");
1319  sprintf(hpi_txt,"hits per ion: %d",my_info.cpi);
1320  sprintf(csat_txt,"sputter rate (3nm/#c): %d",my_info.s_rate);
1321  arg_v[1]=mode_txt;
1322  arg_v[2]=xyz_txt;
1323  arg_v[3]=status_txt;
1324  arg_v[4]=conc_txt;
1325  arg_v[5]=NULL;
1326  arg_v[6]=steps_txt;
1327  arg_v[7]=cc_txt;
1328  arg_v[8]=NULL;
1329  arg_v[9]=a_txt;
1330  arg_v[10]=s_txt;
1331  arg_v[11]=dose_txt;
1332  arg_v[12]=diff_txt;
1333  arg_v[13]=zdiff_txt;
1334  arg_v[14]=r_txt;
1335  arg_v[15]=ballistic_txt;
1336  arg_v[16]=carbon_txt;
1337  arg_v[17]=stress_txt;
1338  arg_v[18]=dr_ac_txt;
1339  arg_v[19]=dr_cc_txt;
1340  arg_v[20]=hpi_txt;
1341  arg_v[21]=csat_txt;
1342  arg_v[22]=NULL;
1343  arg_v[23]=NULL;
1344  arg_v[24]=NULL;
1345  arg_v[25]=NULL;
1346 #endif
1347
1348 #ifdef MORE_PRINTF
1349  printf("random rejection graphs ...");
1350 #endif
1351
1352  /* compute graphs for random number rejection method */
1353  if((c_profile=(u32 *)malloc(d3_l.max_z*sizeof(unsigned int)))==NULL)
1354  {
1355   puts("failed allocating memory for carbon profile graph");
1356   return -1;
1357  }
1358  if((n_e_loss=(u32 *)malloc(d3_l.max_z*sizeof(unsigned int)))==NULL)
1359  {
1360   puts("failed allocating memory for nuclear energy loss graph");
1361   return -1;
1362  }
1363  ip_max=get_reject_graph(&my_info,&d3_l,p_file,c_profile);
1364  ne_max=get_reject_graph(&my_info,&d3_l,n_e_file,n_e_loss);
1365
1366 #ifdef MORE_PRINTF
1367  printf(" done\n");
1368 #endif
1369
1370
1371  if((!strcmp(l_file,""))||(c_step))
1372  {
1373
1374   /* this should be obsolete - z is high enough - we check now! */
1375   if(c_profile[d3_l.max_z-1]!=0)
1376   {
1377    printf("max_z (%d) too small - sputtering not possible\n",d3_l.max_z);
1378    return -1;
1379   }
1380   /* calculate ratio of c_simwindow / c_total */
1381   //if(get_c_ratio(&c_ratio,p_file,&my_info,&d3_l)!=1)
1382   //{
1383   // puts("failed calculating ratio");
1384   // return -1;
1385   //}
1386
1387   /* sputtering realy possible ?*/
1388   if(n_e_loss[d3_l.max_z-1]!=0)
1389    printf("warning: max_z (%d) too small - there may be amorphous volumes\n",d3_l.max_z);
1390
1391 #ifdef DEBUG_RAND
1392  i=0;
1393  while(1)
1394  {
1395 #ifdef DEBUG_CP
1396   printf("%d\n",get_rand_reject(d3_l.max_z,ip_max,c_profile));
1397 #endif
1398 #ifdef DEBUG_NEL
1399   printf("%d\n",get_rand_reject(d3_l.max_z,ne_max,n_e_loss));
1400 #endif
1401 #ifdef DEBUG_NORM
1402   printf("%d\n",get_rand(d3_l.max_z));
1403 #endif
1404  if(i==10000000) return 1;
1405  i++;
1406  }
1407 #endif
1408
1409 #ifdef MORE_PRINTF
1410   printf("starting simulation ... now! :)\n");
1411 #endif
1412
1413   i=(c_step?c_step:0);
1414   while((i<my_info.steps) && (quit==0) && (escape==0))
1415   {
1416 #ifdef MORE_PRINTF
1417    if(i%refresh==0) printf("step: %d\n",i);
1418 #endif
1419    for(j=0;j<my_info.cpi;j++)
1420    {
1421     x_c=get_rand(d3_l.max_x);
1422     y_c=get_rand(d3_l.max_y);
1423     // z_c=get_rand_reject(d3_l.max_z,ne_max,n_e_loss);
1424     z_c=get_rand(d3_l.max_z);
1425     nel_z=URAND_MAX*(1.0*n_e_loss[z_c]/ne_max);
1426     process_cell(&d3_l,x_c,y_c,z_c,&my_info,nel_z);
1427    }
1428    distrib_c(&d3_l,&my_info,i,ip_max,c_profile);
1429 #ifdef USE_DFB_API
1430    if(i%refresh==0)
1431    {
1432     sprintf(xyz_txt,"x: %d  y: %d  z: %d",x+1,y+1,z+1);
1433     sprintf(status_txt,"status: %c",(*(d3_l.status+x+y*d3_l.max_x+z*d3_l.max_x*d3_l.max_y)&AMORPH)?'a':'c');
1434     sprintf(conc_txt,"conc: %d",*(d3_l.extra+x+y*d3_l.max_x+z*d3_l.max_x*d3_l.max_y));
1435     sprintf(steps_txt,"step: %d",i);
1436     sprintf(cc_txt,"total c: %d",my_info.cc);
1437     d3_lattice_draw(&d3_l,x,y,z,25,arg_v,mode,0,NULL,0,NULL,0);
1438    }
1439 #endif
1440    if(i%resave==0 && strcmp(s_file,"") && resave!=0 && i!=0)
1441    {
1442     sprintf(s_file_tmp,"%s_%d_of_%d",s_file,i,my_info.steps);
1443     save_to_file(s_file_tmp,&d3_l,&my_info);
1444 #ifdef NODFB
1445     printf("saved %s\n",s_file_tmp);
1446 #endif
1447    }
1448    i++;
1449    if(i%my_info.s_rate==0) sputter(&d3_l);
1450   }
1451  }
1452
1453  if(strcmp(s_file,""))
1454  {
1455    printf("saved %s\n",s_file);
1456    save_to_file(s_file,&d3_l,&my_info);
1457  }
1458
1459 #ifdef USE_DFB_API
1460  /* allocating buffer for pressure values */
1461  if((d3_l.v_ptr=malloc(d3_l.max_x*d3_l.max_y*d3_l.max_z*sizeof(unsigned char)))==NULL)
1462  {
1463   puts("cannot allocate buffer for pressure values");
1464   return -1;
1465  }
1466  /* calc values */
1467  calc_pressure(&d3_l,my_info.range);
1468  max_extra=calc_max_extra(&d3_l);
1469
1470  while((quit==0) && (escape==0) && (nowait==0))
1471  {
1472   /* bahh! */
1473   if(switchmode==0) mode=0;
1474   if(switchmode==1) mode=1;
1475   if(switchmode==2) mode=2;
1476   if(switchmode==3) mode=3;
1477   /* end of bahh! */
1478   sprintf(xyz_txt,"x: %d  y: %d  z: %d",x+1,y+1,z+1);
1479   sprintf(status_txt,"status: %c",(*(d3_l.status+x+y*d3_l.max_x+z*d3_l.max_x*d3_l.max_y)&AMORPH)?'a':'c');
1480   sprintf(conc_txt,"conc: %d",*(d3_l.extra+x+y*d3_l.max_x+z*d3_l.max_x*d3_l.max_y));
1481   sprintf(steps_txt,"step: end");
1482   sprintf(cc_txt,"total c: %d",my_info.cc);
1483   if(switchmode==0) strcpy(mode_txt,"view: a/c mode");
1484   if(switchmode==1) strcpy(mode_txt,"view: c conc mode");
1485   if(switchmode==2) strcpy(mode_txt,"view: a pressure mode");
1486   if(switchmode==3) strcpy(mode_txt,"view: a/c + profiles mode");
1487   d3_lattice_draw(&d3_l,x,y,z,25,arg_v,mode,max_extra,c_profile,ip_max,n_e_loss,ne_max);
1488   bmp=0;
1489   ac_distr=0;
1490   scan_event(&d3_l,&x,&y,&z,&quit,&escape,&switchmode,&bmp,&ac_distr);
1491   if(bmp) write_bmp(&d3_l,bmp,x,y,z,max_extra);
1492   if(ac_distr) write_ac_distr(&d3_l,ac_distr);
1493  }
1494
1495  d3_lattice_release(&d3_l);
1496 #endif
1497
1498  return 1;
1499 }