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("-c <value> \t diffusion rate in cryst cells (default %f)\n",DR_CC);
  69  printf("-e <value> \t do diffusion every <value> steps (default %d)\n",DIFF_RATE);
  70  puts("-g <file> <step> continue simulation from file and step (step > 0)!");
  71  printf("-W <value> \t write every <value> steps to save file (default %d)\n",RESAVE);
  72  puts("-C <file> \t convert file to gnuplot format");
  73  puts("-L <file> \t load from file");
  74  puts("-S <file> \t save to file");
  75  puts("-R <file> \t read from random file");
  76  puts("-P <file> \t specify implantation profile file");
  77  puts("-N <file> \t specify nuclear energy loss profile file");
  78  printf("-H <value> \t collisions per ion in simulation window (default %d)\n",CPI);
  79  puts("-m <value> \t specify c->a carbon saturation");
  80
  81  return 1;
  82 }
  83
  84 int process_cell(d3_lattice *d3_l,u32 x,u32 y,u32 z,info *my_info,u32 nel_z)
  85 {
  86  unsigned char *thiz;
  87  int *conc;
  88  int i,j;
  89  int off;
  90  double p,q;
  91
  92  thiz=d3_l->status+x+y*d3_l->max_x+z*d3_l->max_x*d3_l->max_y;
  93  conc=d3_l->extra+x+y*d3_l->max_x+z*d3_l->max_x*d3_l->max_y;
  94  p=my_info->b*nel_z;
  95  for(i=-(my_info->range);i<=my_info->range;i++)
  96  {
  97   for(j=-(my_info->range);j<=my_info->range;j++)
  98   {
  99    if(!(i==0 && j==0))
 100    {
 101     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;
 102     if(*(d3_l->status+off)&AMORPH) p+=my_info->s*(*(d3_l->extra+off))*URAND_MAX/(i*i+j*j);
 103    }
 104   }
 105  }
 106  p+=*conc*my_info->c*URAND_MAX;
 107  if(!(*thiz&AMORPH))
 108  {
 109   if(get_rand(URAND_MAX)<=p) MAKE_AMORPH(thiz);
 110  } else
 111  {
 112   /* assume 1-p probability */
 113   /* also look for neighbours ! */
 114   q=(URAND_MAX-p)>0?URAND_MAX-p:0;
 115   j=0;
 116   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;
 117   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;
 118   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;
 119   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;
 120   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;
 121   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;
 122
 123   p+=((q/6)*j);
 124   if(get_rand(URAND_MAX)>p) MAKE_CRYST(thiz);
 125  }
 126
 127  return 1;
 128 }
 129
 130 int distrib_c(d3_lattice *d3_l,info *my_info,int step,double c_ratio,u32 rj_m,u32 *rj_g)
 131 {
 132  u32 x,y,z;
 133  int i,j,k,c;
 134  int offset,off;
 135  int carry;
 136
 137  /* put one c ion somewhere in the lattice */
 138  if(my_info->cc<c_ratio*step)
 139  {
 140   x=get_rand(d3_l->max_x);
 141   y=get_rand(d3_l->max_y);
 142   z=get_rand_reject(d3_l->max_z,rj_m,rj_g);
 143   *(d3_l->extra+x+y*d3_l->max_x+z*d3_l->max_x*d3_l->max_y)+=1;
 144   (my_info->cc)++;
 145  }
 146
 147  if(step%my_info->diff_rate==0)
 148  {
 149
 150  for(i=0;i<d3_l->max_x;i++)
 151  {
 152   for(j=0;j<d3_l->max_y;j++)
 153   {
 154    for(k=0;k<d3_l->max_z;k++)
 155    {
 156     offset=i+j*d3_l->max_x+k*d3_l->max_x*d3_l->max_y;
 157     /* case amorph: amorph <- cryst diffusion */
 158     if(*(d3_l->status+offset)&AMORPH && *(d3_l->extra+offset)<my_info->c_sat)
 159     {
 160      for(c=-1;c<=1;c++)
 161      {
 162       if(c!=0)
 163       {
 164        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;
 165        carry=0;
 166        if(!(*(d3_l->status+off)&AMORPH)) carry=(int)(my_info->dr_ac*(*(d3_l->extra+off)));
 167        if(carry!=0)
 168        {
 169         *(d3_l->extra+offset)+=carry;
 170         *(d3_l->extra+off)-=carry;
 171        }
 172       }
 173      }
 174      for(c=-1;c<=1;c++)
 175      {
 176       if(c!=0)
 177       {
 178        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;
 179        carry=0;
 180        if(!(*(d3_l->status+off)&AMORPH)) carry=(int)(my_info->dr_ac*(*(d3_l->extra+off)));
 181        if(carry!=0)
 182        {
 183         *(d3_l->extra+offset)+=carry;
 184         *(d3_l->extra+off)-=carry;
 185        }
 186       }
 187      }
 188      if(my_info->z_diff)
 189      {
 190       if(k!=0)
 191       {
 192        off=i+j*d3_l->max_x+(k-1)*d3_l->max_x*d3_l->max_y;
 193        carry=0;
 194        if(!*(d3_l->status+off)&AMORPH) carry=(int)(my_info->dr_ac*(*(d3_l->extra+off)));
 195        if(carry!=0)
 196        {
 197         *(d3_l->extra+off)-=carry;
 198         *(d3_l->extra+offset)+=carry;
 199        }
 200       }
 201       if(k!=d3_l->max_z-1)
 202       {
 203        off=i+j*d3_l->max_x+(k+1)*d3_l->max_x*d3_l->max_y;
 204        carry=0;
 205        if(!*(d3_l->status+off)&AMORPH) carry=(int)(my_info->dr_ac*(*(d3_l->extra+off)));
 206        if(carry!=0)
 207        {
 208         *(d3_l->extra+off)-=carry;
 209         *(d3_l->extra+offset)+=carry;
 210        }
 211       }
 212      }
 213     } else
 214     /* case not amorph: cryst <-> cryst diffusion */
 215     if(my_info->c_diff) {
 216     /* if there is c diff, no diff in z-direction */
 217     {
 218      for(c=-1;c<=1;c++)
 219      {
 220       if(c!=0)
 221       {
 222        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;
 223        carry=0;
 224        if(!(*(d3_l->status+off)&AMORPH))
 225        {
 226         carry=(int)(my_info->dr_cc*(*(d3_l->extra+off)-*(d3_l->extra+offset))/2);
 227         if(carry!=0)
 228         {
 229          *(d3_l->extra+offset)+=carry;
 230          *(d3_l->extra+off)-=carry;
 231         }
 232        }
 233       }
 234      }
 235      for(c=-1;c<=1;c++)
 236      {
 237       if(c!=0)
 238       {
 239        off=((i+c+d3_l->max_x)%d3_l->max_x)+j*d3_l->max_x+k*d3_l->max_x*d3_l->max_y;
 240        carry=0;
 241        if(!(*(d3_l->status+off)&AMORPH))
 242        {
 243         carry=(int)(my_info->dr_cc*(*(d3_l->extra+off)-*(d3_l->extra+offset))/2);
 244         if(carry!=0)
 245         {
 246          *(d3_l->extra+offset)+=carry;
 247          *(d3_l->extra+off)-=carry;
 248         }
 249        }
 250       }
 251      }
 252     }
 253     /* end test */
 254     }
 255     /* */
 256    } /* for z */
 257   } /* for y */
 258  } /* for x */
 259
 260  } /* if step modulo diff_rate == 0 */
 261
 262  return 1;
 263 }
 264
 265 int calc_pressure(d3_lattice *d3_l,int range)
 266 {
 267  int i,j,off;
 268  double count,max=0;
 269  int x,y,z;
 270
 271  for(x=0;x<d3_l->max_x;x++)
 272  {
 273   for(y=0;y<d3_l->max_y;y++)
 274   {
 275    for(z=0;z<d3_l->max_z;z++)
 276    {
 277     count=0;
 278     for(i=-range;i<=range;i++)
 279     {
 280      for(j=-range;j<=range;j++)
 281      {
 282       if(i!=0 && j!=0)
 283       {
 284        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;
 285        if(*(d3_l->status+off)&AMORPH) count+=((double)*(d3_l->extra+off))/(i*i+j*j);
 286       }
 287      }
 288     }
 289     if(count>max) max=count;
 290    }
 291   }
 292  }
 293
 294  for(x=0;x<d3_l->max_x;x++)
 295  {
 296   for(y=0;y<d3_l->max_y;y++)
 297   {
 298    for(z=0;z<d3_l->max_z;z++)
 299    {
 300     count=0;
 301     for(i=-range;i<=range;i++)
 302     {
 303      for(j=-range;j<=range;j++)
 304      {
 305       if(i!=0 && j!=0)
 306       {
 307        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;
 308        if(*(d3_l->status+off)&AMORPH) count+=((double)*(d3_l->extra+off))/(i*i+j*j);
 309       }
 310      }
 311     }
 312     *(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);
 313    }
 314   }
 315  }
 316
 317  return 1;
 318 }
 319
 320 int calc_max_extra(d3_lattice *d3_l)
 321 {
 322  int x,y,z;
 323  int off,max=0;
 324
 325  for(x=0;x<d3_l->max_x;x++)
 326  {
 327   for(y=0;y<d3_l->max_y;y++)
 328   {
 329    for(z=0;z<d3_l->max_z;z++)
 330    {
 331     off=x+y*d3_l->max_x+z*d3_l->max_x*d3_l->max_y;
 332     if(*(d3_l->extra+off)>max) max=*(d3_l->extra+off);
 333    }
 334   }
 335  }
 336
 337  return max;
 338 }
 339
 340 int write_ac_distr(d3_lattice *d3_l,int ac_distr)
 341 {
 342  int fd,x,y,z;
 343  int count,offset;
 344  char file[32];
 345  int si_count;
 346
 347  si_count=d3_l->max_x*d3_l->max_y*SI_PER_VOLUME;
 348  if(ac_distr==1) strcpy(file,"carbon_in_av.plot");
 349  if(ac_distr==2) strcpy(file,"carbon_in_cv.plot");
 350  if(ac_distr==3) strcpy(file,"carbon.plot");
 351  if(ac_distr==4) strcpy(file,"amorphous_volumes.plot");
 352
 353  if((fd=open(file,O_WRONLY|O_CREAT))<0)
 354  {
 355   puts("cannot open plot file");
 356   return -1;
 357  }
 358
 359  for(z=0;z<d3_l->max_z;z++)
 360  {
 361   count=0;
 362   for(x=0;x<d3_l->max_x;x++)
 363   {
 364    for(y=0;y<d3_l->max_y;y++)
 365    {
 366     offset=x+y*d3_l->max_x+z*d3_l->max_x*d3_l->max_y;
 367     if(ac_distr==1)
 368      if(*(d3_l->status+offset)&AMORPH) count+=*(d3_l->extra+offset);
 369     if(ac_distr==2)
 370      if(!(*(d3_l->status+offset)&AMORPH)) count+=*(d3_l->extra+offset);
 371     if(ac_distr==3) count+=*(d3_l->extra+offset);
 372     if(ac_distr==4)
 373      if(*(d3_l->status+offset)&AMORPH) count+=1;
 374    }
 375   }
 376 #ifndef MAC
 377   if(ac_distr==4) dprintf(fd,"%d %d\n",z*CELL_LENGTH,count);
 378   else dprintf(fd,"%d %f\n",z*CELL_LENGTH,100.0*count/si_count);
 379 #endif
 380  }
 381  close(fd);
 382
 383  return 1;
 384 }
 385
 386 int write_bmp(d3_lattice *d3_l,int window,u32 x,u32 y,u32 z,int max)
 387 {
 388  int fd,i,j,size=0,foo=0,k,sum;
 389  int width=0,height=0;
 390  char bmpfile[MAX_CHARS];
 391  char buf[128];
 392
 393  if(window==1)
 394  {
 395   sprintf(bmpfile,"x-z_%d.bmp",y);
 396   foo=3*d3_l->max_x;
 397   size=(foo+(4-foo%4))*d3_l->max_z;
 398   height=d3_l->max_z;
 399   width=d3_l->max_x;
 400  }
 401  if(window==2)
 402  {
 403   sprintf(bmpfile,"y-z_%d.bmp",x);
 404   foo=3*d3_l->max_y;
 405   size=(foo+(4-foo%4))*d3_l->max_z;
 406   height=d3_l->max_z;
 407   width=d3_l->max_y;
 408  }
 409  if(window==3)
 410  {
 411   sprintf(bmpfile,"x-y_%d.bmp",z);
 412   foo=3*d3_l->max_x;
 413   size=(foo+(4-foo%4))*d3_l->max_y;
 414   width=d3_l->max_x;
 415   height=d3_l->max_y;
 416  }
 417  if(window==4)
 418  {
 419   sprintf(bmpfile,"x-z_cdistr_%d.bmp",y);
 420   foo=3*d3_l->max_x;
 421   size=(foo+(4-foo%4))*d3_l->max_z;
 422   height=d3_l->max_z;
 423   width=d3_l->max_x;
 424  }
 425  if(window==5)
 426  {
 427   sprintf(bmpfile,"y-z_cdistr_%d.bmp",x);
 428   foo=3*d3_l->max_y;
 429   size=(foo+(4-foo%4))*d3_l->max_z;
 430   height=d3_l->max_z;
 431   width=d3_l->max_y;
 432  }
 433  if(window==6)
 434  {
 435   sprintf(bmpfile,"x-y_cdistr_%d.bmp",z);
 436   foo=3*d3_l->max_x;
 437   size=(foo+(4-foo%4))*d3_l->max_y;
 438   width=d3_l->max_x;
 439   height=d3_l->max_y;
 440  }
 441  if(window==7)
 442  {
 443   sprintf(bmpfile,"x-z_a_cdistr_%d.bmp",y);
 444   foo=3*d3_l->max_x;
 445   size=(foo+(4-foo%4))*d3_l->max_z;
 446   height=d3_l->max_z;
 447   width=d3_l->max_x;
 448  }
 449  if(window==8)
 450  {
 451   sprintf(bmpfile,"y-z_a_cdistr_%d.bmp",x);
 452   foo=3*d3_l->max_y;
 453   size=(foo+(4-foo%4))*d3_l->max_z;
 454   height=d3_l->max_z;
 455   width=d3_l->max_y;
 456  }
 457  if(window==9)
 458  {
 459   sprintf(bmpfile,"x-y_a_cdistr_%d.bmp",z);
 460   foo=3*d3_l->max_x;
 461   size=(foo+(4-foo%4))*d3_l->max_y;
 462   height=d3_l->max_y;
 463   width=d3_l->max_x;
 464  }
 465  if(window==10)
 466  {
 467   sprintf(bmpfile,"x-z_c_cdistr_%d.bmp",y);
 468   foo=3*d3_l->max_x;
 469   size=(foo+(4-foo%4))*d3_l->max_z;
 470   height=d3_l->max_z;
 471   width=d3_l->max_x;
 472  }
 473  if(window==11)
 474  {
 475   sprintf(bmpfile,"y-z_c_cdistr_%d.bmp",x);
 476   foo=3*d3_l->max_y;
 477   size=(foo+(4-foo%4))*d3_l->max_z;
 478   height=d3_l->max_z;
 479   width=d3_l->max_y;
 480  }
 481  if(window==12)
 482  {
 483   sprintf(bmpfile,"x-y_c_cdistr_%d.bmp",z);
 484   foo=3*d3_l->max_x;
 485   size=(foo+(4-foo%4))*d3_l->max_y;
 486   height=d3_l->max_y;
 487   width=d3_l->max_x;
 488  }
 489  if((fd=open(bmpfile,O_WRONLY|O_CREAT))<0)
 490  {
 491   puts("cannot open bmp file");
 492   return -1;
 493  }
 494
 495  /* bmpheader */
 496  buf[0]='B'; /* std header start */
 497  buf[1]='M';
 498  buf[2]=(size+0x36)&0xff; /* file size */
 499  buf[3]=(size+0x36)>>8;
 500  memset(buf+4,0,6);
 501  buf[10]=0x36; /* offset to data */
 502  memset(buf+11,0,3);
 503  buf[14]=0x28; /* length of bmp info header */
 504  memset(buf+15,0,3);
 505  buf[18]=width&0xff; /* width and height */
 506  buf[19]=width>>8;
 507  memset(buf+20,0,2);
 508  buf[22]=height&0xff;
 509  buf[23]=height>>8;
 510  memset(buf+24,0,2);
 511  buf[26]=1; /* # planes -> 1 */
 512  buf[27]=0;
 513  buf[28]=24; /* bits per pixel -> 2^24 (true color) */
 514  buf[29]=0;
 515  memset(buf+30,0,4); /* compression -> none */
 516  buf[34]=size&0xff; /* data size */
 517  buf[35]=size>>8;
 518  memset(buf+36,0,2);
 519  buf[38]=0x12; /* res: pixel/meter */
 520  buf[39]=0x0b;
 521  memset(buf+40,0,2);
 522  buf[42]=0x12;
 523  buf[43]=0x0b;
 524  memset(buf+44,0,2);
 525  memset(buf+46,0,8); /* no colors, no important colors */
 526
 527  if(write(fd,buf,54)<54)
 528  {
 529   puts("failed writing bmp header");
 530   return -1;
 531  }
 532  if(window==1)
 533  {
 534   for(j=0;j<d3_l->max_z;j++)
 535   {
 536    for(i=0;i<d3_l->max_x;i++)
 537    {
 538     sum=0;
 539     for(k=-2;k<=2;k++)
 540      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;
 541     sum/=5;
 542     memset(buf,(unsigned char)sum,3);
 543     if(write(fd,buf,3)<3)
 544     {
 545      puts("failed writing rgb values to bmp file");
 546      return-1;
 547     }
 548    }
 549    if(foo%4)
 550    {
 551     memset(buf,0,4-foo%4);
 552     if(write(fd,buf,4-foo%4)<4-foo%4)
 553     {
 554      puts("failed writing 4 byte ending");
 555      return -1;
 556     }
 557    }
 558   }
 559  }
 560  if(window==2)
 561  {
 562   for(j=0;j<d3_l->max_z;j++)
 563   {
 564    for(i=0;i<d3_l->max_y;i++)
 565    {
 566     sum=0;
 567     for(k=-2;k<=2;k++)
 568      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;
 569     sum/=5;
 570     memset(buf,(unsigned char)sum,3);
 571     if(write(fd,buf,3)<3)
 572     {
 573      puts("failed writing rgb values to bmp file");
 574      return-1;
 575     }
 576    }
 577    if(foo%4)
 578    {
 579     memset(buf,0,4-foo%4);
 580     if(write(fd,buf,4-foo%4)<4-foo%4)
 581     {
 582      puts("failed writing 4 byte ending");
 583      return -1;
 584     }
 585    }
 586   }
 587  }
 588  if(window==3)
 589  {
 590   for(j=0;j<d3_l->max_y;j++)
 591   {
 592    for(i=0;i<d3_l->max_x;i++)
 593    {
 594     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);
 595     else memset(buf,0,3);
 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==4)
 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+i+y*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==5)
 640  {
 641   for(j=0;j<d3_l->max_z;j++)
 642   {
 643    for(i=0;i<d3_l->max_x;i++)
 644    {
 645     sum=*(d3_l->extra+x+i*d3_l->max_x+(d3_l->max_z-j-1)*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==6)
 666  {
 667   for(j=0;j<d3_l->max_y;j++)
 668   {
 669    for(i=0;i<d3_l->max_x;i++)
 670    {
 671     sum=*(d3_l->extra+i+(d3_l->max_y-j-1)*d3_l->max_x+z*d3_l->max_x*d3_l->max_y);
 672     sum=sum*255/max;
 673     memset(buf,(unsigned char)sum,3);
 674     if(write(fd,buf,3)<3)
 675     {
 676      puts("failed writing rgb values to bmp file");
 677      return-1;
 678     }
 679    }
 680    if(foo%4)
 681    {
 682     memset(buf,0,4-foo%4);
 683     if(write(fd,buf,4-foo%4)<4-foo%4)
 684     {
 685      puts("failed writing 4 byte ending");
 686      return -1;
 687     }
 688    }
 689   }
 690  }
 691  if(window==7)
 692  {
 693   for(j=0;j<d3_l->max_z;j++)
 694   {
 695    for(i=0;i<d3_l->max_x;i++)
 696    {
 697     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);
 698     else sum=0;
 699     sum=sum*255/max;
 700     memset(buf,(unsigned char)sum,3);
 701     if(write(fd,buf,3)<3)
 702     {
 703      puts("failed writing rgb values to bmp file");
 704      return-1;
 705     }
 706    }
 707    if(foo%4)
 708    {
 709     memset(buf,0,4-foo%4);
 710     if(write(fd,buf,4-foo%4)<4-foo%4)
 711     {
 712      puts("failed writing 4 byte ending");
 713      return -1;
 714     }
 715    }
 716   }
 717  }
 718  if(window==8)
 719  {
 720   for(j=0;j<d3_l->max_z;j++)
 721   {
 722    for(i=0;i<d3_l->max_x;i++)
 723    {
 724     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);
 725     else sum=0;
 726     sum=sum*255/max;
 727     memset(buf,(unsigned char)sum,3);
 728     if(write(fd,buf,3)<3)
 729     {
 730      puts("failed writing rgb values to bmp file");
 731      return-1;
 732     }
 733    }
 734    if(foo%4)
 735    {
 736     memset(buf,0,4-foo%4);
 737     if(write(fd,buf,4-foo%4)<4-foo%4)
 738     {
 739      puts("failed writing 4 byte ending");
 740      return -1;
 741     }
 742    }
 743   }
 744  }
 745  if(window==9)
 746  {
 747   for(j=0;j<d3_l->max_y;j++)
 748   {
 749    for(i=0;i<d3_l->max_x;i++)
 750    {
 751     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);
 752     else sum=0;
 753     sum=sum*255/max;
 754     memset(buf,(unsigned char)sum,3);
 755     if(write(fd,buf,3)<3)
 756     {
 757      puts("failed writing rgb values to bmp file");
 758      return-1;
 759     }
 760    }
 761    if(foo%4)
 762    {
 763     memset(buf,0,4-foo%4);
 764     if(write(fd,buf,4-foo%4)<4-foo%4)
 765     {
 766      puts("failed writing 4 byte ending");
 767      return -1;
 768     }
 769    }
 770   }
 771  }
 772  if(window==10)
 773  {
 774   for(j=0;j<d3_l->max_z;j++)
 775   {
 776    for(i=0;i<d3_l->max_x;i++)
 777    {
 778     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);
 779     else sum=0;
 780     sum=sum*255/max;
 781     memset(buf,(unsigned char)sum,3);
 782     if(write(fd,buf,3)<3)
 783     {
 784      puts("failed writing rgb values to bmp file");
 785      return-1;
 786     }
 787    }
 788    if(foo%4)
 789    {
 790     memset(buf,0,4-foo%4);
 791     if(write(fd,buf,4-foo%4)<4-foo%4)
 792     {
 793      puts("failed writing 4 byte ending");
 794      return -1;
 795     }
 796    }
 797   }
 798  }
 799  if(window==11)
 800  {
 801   for(j=0;j<d3_l->max_z;j++)
 802   {
 803    for(i=0;i<d3_l->max_x;i++)
 804    {
 805     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);
 806     else sum=0;
 807     sum=sum*255/max;
 808     memset(buf,(unsigned char)sum,3);
 809     if(write(fd,buf,3)<3)
 810     {
 811      puts("failed writing rgb values to bmp file");
 812      return-1;
 813     }
 814    }
 815    if(foo%4)
 816    {
 817     memset(buf,0,4-foo%4);
 818     if(write(fd,buf,4-foo%4)<4-foo%4)
 819     {
 820      puts("failed writing 4 byte ending");
 821      return -1;
 822     }
 823    }
 824   }
 825  }
 826  if(window==12)
 827  {
 828   for(j=0;j<d3_l->max_y;j++)
 829   {
 830    for(i=0;i<d3_l->max_x;i++)
 831    {
 832     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);
 833     else sum=0;
 834     sum=sum*255/max;
 835     memset(buf,(unsigned char)sum,3);
 836     if(write(fd,buf,3)<3)
 837     {
 838      puts("failed writing rgb values to bmp file");
 839      return-1;
 840     }
 841    }
 842    if(foo%4)
 843    {
 844     memset(buf,0,4-foo%4);
 845     if(write(fd,buf,4-foo%4)<4-foo%4)
 846     {
 847      puts("failed writing 4 byte ending");
 848      return -1;
 849     }
 850    }
 851   }
 852  }
 853  close(fd);
 854
 855  return 1;
 856 }
 857
 858 int save_to_file(char *sf,d3_lattice *d3_l,info *my_inf)
 859 {
 860  int sf_fd,c;
 861
 862  if((sf_fd=open(sf,O_WRONLY|O_CREAT))<0)
 863  {
 864   puts("cannot open save file");
 865   return -1;
 866  }
 867  if(write(sf_fd,d3_l,sizeof(d3_lattice))<sizeof(d3_lattice))
 868  {
 869   puts("failed saving d3 lattice struct");
 870   return -1;
 871  }
 872  if(write(sf_fd,my_inf,sizeof(info))<sizeof(info))
 873  {
 874   puts("failed saving info struct");
 875   return-1;
 876  }
 877  c=d3_l->max_x*d3_l->max_y*d3_l->max_z;
 878  if(write(sf_fd,d3_l->status,c*sizeof(unsigned char))<c*sizeof(unsigned char))
 879  {
 880   puts("failed saving status of d3 lattice sites");
 881   return -1;
 882  }
 883  if(write(sf_fd,d3_l->extra,c*sizeof(int))<c*sizeof(int))
 884  {
 885   puts("failed saving sites concentration");
 886   return -1;
 887  }
 888  close(sf_fd);
 889
 890  return 1;
 891 }
 892
 893 int load_from_file(char *lf,d3_lattice *d3_l,info *my_inf)
 894 {
 895
 896  int lf_fd,c,pos,end,data,data_len,strip;
 897
 898  if((lf_fd=open(lf,O_RDONLY))<0)
 899  {
 900   puts("cannot open load file");
 901   return -1;
 902  }
 903  if(read(lf_fd,d3_l,sizeof(d3_lattice))<sizeof(d3_lattice))
 904  {
 905   puts("failed reading d3 lattice struct");
 906   return -1;
 907  }
 908  pos=lseek(lf_fd,0,SEEK_CUR);
 909  printf("psition: %d (%d)\n",pos,sizeof(d3_lattice));
 910  data=d3_l->max_x*d3_l->max_y*d3_l->max_z;
 911  data_len=data*(sizeof(int)+sizeof(unsigned char));
 912  printf("there are %d volumes so we need %d of bytes\n",data,data_len);
 913  end=lseek(lf_fd,0,SEEK_END);
 914  c=end-pos-data_len;
 915  printf("end: %d => length: %d => guessed info size: %d bytes\n",end,end-pos,c);
 916  strip=sizeof(info)-c;
 917  printf("as real programs info size is %d, we strip %d bytes\n",sizeof(info),strip);
 918  lseek(lf_fd,pos,SEEK_SET);
 919  c=sizeof(info);
 920  if(strip>0) c-=strip;
 921  if(c<0)
 922  {
 923   puts("info smaller then strip size");
 924   return -1;
 925  }
 926  if(read(lf_fd,my_inf,c)<c)
 927  {
 928   puts("failed reading info struct");
 929   return-1;
 930  }
 931  if(strip>0) memset(my_inf+c,0,strip);
 932  if(strip<0) lseek(lf_fd,(-1*strip),SEEK_CUR);
 933  c=d3_l->max_x*d3_l->max_y*d3_l->max_z;
 934  if((d3_l->status=(unsigned char*)malloc(c*sizeof(unsigned char)))==NULL)
 935  {
 936   puts("cannot allocate status buffer");
 937   return -1;
 938  }
 939  if((d3_l->extra=(int *)malloc(c*sizeof(int)))==NULL)
 940  {
 941   puts("cannot allocate concentration buffer");
 942   return -1;
 943  }
 944  if(read(lf_fd,d3_l->status,c*sizeof(unsigned char))<c*sizeof(unsigned char))
 945  {
 946   puts("failed reading status of d3 lattice sites");
 947   return -1;
 948  }
 949  if(read(lf_fd,d3_l->extra,c*sizeof(int))<c*sizeof(int))
 950  {
 951   puts("failed reading sites concentration");
 952   return -1;
 953  }
 954  close(lf_fd);
 955
 956  return 1;
 957 }
 958
 959 int convert_file(char *cf,d3_lattice *d3_l)
 960 {
 961 #ifndef MAC
 962  int x,y,z;
 963  int c_fd;
 964
 965  if((c_fd=open(cf,O_WRONLY|O_CREAT))<0)
 966  {
 967   puts("cannot open convert file");
 968   return -1;
 969  }
 970  dprintf(c_fd,"# created by nlsop (gnuplot format)\n");
 971  for(x=0;x<d3_l->max_x;x++)
 972  {
 973   for(y=0;y<d3_l->max_y;y++)
 974   {
 975    for(z=0;z<d3_l->max_z;z++)
 976    {
 977     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);
 978    }
 979   }
 980  }
 981  close(c_fd);
 982 #endif
 983
 984  return 1;
 985 }
 986
 987 int get_c_ratio(double *c_ratio,char *pfile,info *my_info,d3_lattice *d3_l)
 988 {
 989  double all,a,b,d;
 990  int i,k;
 991  int p_fd;
 992  unsigned char buf[32];
 993  char *p;
 994  unsigned char c;
 995
 996  if((p_fd=open(pfile,O_RDONLY))<0)
 997  {
 998   puts("cannot open profile file");
 999   return -1;
1000  }
1001  k=1;
1002  d=0;
1003  all=0;
1004  while(k)
1005  {
1006   for(i=0;i<32;i++)
1007   {
1008    k=read(p_fd,&c,1);
1009    buf[i]=c;
1010    if(c=='\n') break;
1011   }
1012   if(k)
1013   {
1014    p=strtok(buf," ");
1015    a=atof(p)/10; /* nm */
1016    p=strtok(NULL," ");
1017    b=atof(p);
1018    if(a<=d3_l->max_z*CELL_LENGTH) d+=b;
1019    all+=b;
1020   }
1021  }
1022  *c_ratio=d/all;
1023  close(p_fd);
1024
1025  return 1;
1026 }
1027
1028 u32 get_reject_graph(info *my_info,d3_lattice *d3_l,char *file,u32 *graph) {
1029  double a,b;
1030  int i,j,k;
1031  int fd;
1032  char buf[32],*p;
1033  unsigned char *flag;
1034  u32 max;
1035
1036  max=0;
1037  if((fd=open(file,O_RDONLY))<0)
1038  {
1039   puts("cannot open file to calculate rejection graph");
1040   return -1;
1041  }
1042  if((flag=(unsigned char *)malloc(d3_l->max_z))==NULL)
1043  {
1044   puts("cannot malloc flag memory for rejection graph");
1045   return -1;
1046  }
1047  memset(flag,0,d3_l->max_z);
1048  memset(graph,0,d3_l->max_z*sizeof(u32));
1049  /* get fixpoints */
1050  k=1;
1051  while(k)
1052  {
1053   for(i=0;i<32;i++)
1054   {
1055    k=read(fd,&buf[i],1);
1056    if((buf[i]=='\n')||(k==0)) break;
1057   }
1058   if(k)
1059   {
1060    p=strtok(buf," ");
1061    a=atof(p)/10; /* nm */
1062    p=strtok(NULL," ");
1063    b=atof(p);
1064    if(a>d3_l->max_z*CELL_LENGTH) k=0;
1065    else
1066    {
1067     graph[(int)(a/CELL_LENGTH)]=(int)(URAND_MAX/100*b);
1068     flag[(int)(a/CELL_LENGTH)]=1;
1069    }
1070   }
1071  }
1072  /* do (linear) interpolation here! */
1073  i=0;
1074  a=0;
1075  while(i<d3_l->max_z)
1076  {
1077   /* graph[0] is 0! */
1078   j=i;
1079   i++;
1080   while(flag[i]==0&&i<d3_l->max_z) i++;
1081   for(k=j+1;k<i;k++) graph[k]=(int)((k-j)*((int)graph[i]-(int)graph[j])/(i-j))+graph[j];
1082   if(graph[i]>max) max=graph[i];
1083  }
1084
1085  free(flag);
1086
1087 #ifdef DEBUG_INTERPOL_PROFILE
1088  printf("debug: %s (interpolated profile)\n",file);
1089  for(i=0;i<d3_l->max_z;i++) printf("%d %d\n",i,graph[i]);
1090 #endif
1091
1092  return max;
1093 }
1094
1095 int main(int argc,char **argv)
1096 {
1097  u32 x,y,z,x_c,y_c,z_c;
1098  int i,j,quit,escape,switchmode,nowait,bmp,ac_distr;
1099  int refresh,resave;
1100  int c_step;
1101  char s_file[MAX_CHARS];
1102  char s_file_tmp[MAX_CHARS];
1103  char l_file[MAX_CHARS];
1104  char c_file[MAX_CHARS];
1105  char p_file[MAX_CHARS];
1106  char n_e_file[MAX_CHARS];
1107  char convert;
1108  char r_file[MAX_CHARS];
1109 #ifdef USE_DFB_API
1110  char xyz_txt[MAX_TXT];
1111  char status_txt[MAX_TXT];
1112  char conc_txt[MAX_TXT];
1113  char steps_txt[MAX_TXT];
1114  char cc_txt[MAX_TXT];
1115  char a_txt[MAX_TXT];
1116  char s_txt[MAX_TXT];
1117  char ballistic_txt[MAX_TXT];
1118  char carbon_txt[MAX_TXT];
1119  char stress_txt[MAX_TXT];
1120  char r_txt[MAX_TXT];
1121  char zdiff_txt[MAX_TXT];
1122  char diff_txt[MAX_TXT];
1123  char dr_ac_txt[MAX_TXT];
1124  char dr_cc_txt[MAX_TXT];
1125  char dose_txt[MAX_TXT];
1126  char mode_txt[MAX_TXT];
1127  char hpi_txt[MAX_TXT];
1128  char csat_txt[MAX_TXT];
1129  char *arg_v[MAX_ARGV];
1130 #endif
1131  d3_lattice d3_l;
1132  info my_info;
1133  unsigned char mode;
1134  double c_ratio;
1135 #ifdef USE_DFB_API
1136  int max_extra;
1137 #endif
1138  u32 *c_profile;
1139  u32 *n_e_loss;
1140  u32 ne_max,ip_max;
1141  u32 nel_z;
1142
1143  d3_l.max_x=X;
1144  d3_l.max_y=Y;
1145  d3_l.max_z=Z;
1146  my_info.steps=STEPS;
1147  my_info.range=RANGE;
1148  refresh=REFRESH;
1149  resave=RESAVE;
1150  my_info.z_diff=0;
1151  my_info.c_diff=1;
1152  my_info.s=S_D;
1153  my_info.b=B_D;
1154  my_info.c=C_D;
1155  my_info.cc=CC;
1156  my_info.dr_ac=DR_AC;
1157  my_info.dr_cc=DR_CC;
1158  my_info.diff_rate=DIFF_RATE;
1159  my_info.cpi=CPI;
1160  my_info.c_sat=C_SAT;
1161  nowait=0;
1162  quit=0;
1163  escape=0;
1164  switchmode=0;
1165  c_step=0;
1166  strcpy(s_file,"");
1167  strcpy(l_file,"");
1168  strcpy(c_file,"");
1169  strcpy(p_file,IMP_PROFILE);
1170  strcpy(n_e_file,NEL_PROFILE);
1171  convert=0;
1172  strcpy(r_file,"");
1173  mode=0;
1174  ne_max=0;
1175  ip_max=0;
1176
1177 #ifdef MORE_PRINTF
1178  printf("reading argv ...");
1179 #endif
1180
1181  for(i=1;i<argc;i++)
1182  {
1183   if(argv[i][0]=='-')
1184   {
1185    switch(argv[i][1])
1186    {
1187     case 'h':
1188      usage();
1189      return -1;
1190     case 'n':
1191      nowait=1;
1192      break;
1193     case 'x':
1194      d3_l.max_x=atoi(argv[++i]);
1195      break;
1196     case 'y':
1197      d3_l.max_y=atoi(argv[++i]);
1198      break;
1199     case 'z':
1200      d3_l.max_z=atoi(argv[++i]);
1201      break;
1202     case 'Z':
1203      my_info.z_diff=1;
1204      break;
1205     case 'i':
1206      my_info.c_diff=0;
1207      my_info.dr_cc=0;
1208      break;
1209     case 's':
1210      my_info.steps=atoi(argv[++i]);
1211      break;
1212     case 'd':
1213      refresh=atoi(argv[++i]);
1214      break;
1215     case 'r':
1216      my_info.range=atoi(argv[++i]);
1217      break;
1218     case 'f':
1219      my_info.s=atof(argv[++i]);
1220      break;
1221     case 'p':
1222      my_info.b=atof(argv[++i]);
1223      break;
1224     case 'F':
1225      my_info.c=atof(argv[++i]);
1226      break;
1227     case 'W':
1228      resave=atoi(argv[++i]);
1229      break;
1230     case 'C':
1231      strcpy(l_file,argv[++i]);
1232      if(i<argc-1) if(argv[i+1][0]!='-') strcpy(c_file,argv[++i]);
1233      convert=1;
1234      break;
1235     case 'D':
1236      my_info.dr_ac=atof(argv[++i]);
1237      break;
1238     case 'c':
1239      my_info.dr_cc=atof(argv[++i]);
1240      break;
1241     case 'e':
1242      my_info.diff_rate=atoi(argv[++i]);
1243      break;
1244     case 'L':
1245      strcpy(l_file,argv[++i]);
1246      break;
1247     case 'S':
1248      strcpy(s_file,argv[++i]);
1249      break;
1250     case 'R':
1251      strcpy(r_file,argv[++i]);
1252      break;
1253     case 'P':
1254      strcpy(p_file,argv[++i]);
1255      break;
1256     case 'N':
1257      strcpy(n_e_file,argv[++i]);
1258      break;
1259     case 'g':
1260      strcpy(l_file,argv[++i]);
1261      if(i<argc-1) if(argv[i+1][0]!='-') c_step=atoi(argv[++i]);
1262      break;
1263     case 'H':
1264      my_info.cpi=atoi(argv[++i]);
1265      break;
1266     case 'm':
1267      my_info.c_sat=atoi(argv[++i]);
1268      break;
1269     default:
1270      usage();
1271      return -1;
1272    }
1273   } else usage();
1274  }
1275
1276 #ifdef MORE_PRINTF
1277  printf(" done\n");
1278 #endif
1279
1280  x=d3_l.max_x/2-1;
1281  y=d3_l.max_y/2-1;
1282  z=d3_l.max_z/2-1;
1283
1284 #ifdef NODFB
1285  if(!strcmp(s_file,""))
1286  {
1287   puts("NODFB defined, run with -S option");
1288   return -1;
1289  }
1290 #endif
1291
1292 #ifdef MORE_PRINTF
1293  printf("rand init ...");
1294 #endif
1295
1296  if(!strcmp(r_file,"")) rand_init(NULL);
1297  else rand_init(r_file);
1298
1299 #ifdef MORE_PRINTF
1300  printf(" done\n");
1301  printf("allocating data ...");
1302 #endif
1303
1304  if(!strcmp(l_file,""))
1305  {
1306   i=d3_l.max_x*d3_l.max_y*d3_l.max_z;
1307 #ifdef USE_DFB_API
1308   d3_lattice_init(&argc,argv,&d3_l);
1309 #endif
1310   if((d3_l.status=(unsigned char *)malloc(i*sizeof(unsigned char)))==NULL)
1311   {
1312    puts("failed allocating status buffer");
1313    return -1;
1314   }
1315   memset(d3_l.status,0,i*sizeof(unsigned char));
1316   if((d3_l.extra=(int *)malloc(i*sizeof(int)))==NULL)
1317   {
1318    puts("failed allocating concentration buffer");
1319    return -1;
1320   }
1321   memset(d3_l.extra,0,i*sizeof(int));
1322  } else
1323  {
1324   load_from_file(l_file,&d3_l,&my_info);
1325   if(convert)
1326   {
1327    if(!strcmp(c_file,"")) sprintf(c_file,"%s_gnuplot",l_file);
1328    printf("converting file %s to %s\n",l_file,c_file);
1329    convert_file(c_file,&d3_l);
1330    puts("done");
1331    return 1;
1332   }
1333 #ifdef USE_DFB_API
1334   else d3_lattice_init(&argc,argv,&d3_l);
1335 #endif
1336  }
1337
1338 #ifdef MORE_PRINTF
1339  printf(" done\n");
1340 #endif
1341
1342 #ifdef USE_DFB_API
1343  d3_event_init(&d3_l);
1344 #endif
1345
1346 #ifdef USE_DFB_API
1347  strcpy(a_txt,"args:");
1348  sprintf(s_txt,"steps: %d",my_info.steps);
1349  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));
1350  sprintf(r_txt,"pressure range: %d",my_info.range);
1351  sprintf(stress_txt,"stress term: %f",my_info.s);
1352  sprintf(ballistic_txt,"ballistic term: %f",my_info.b);
1353  sprintf(carbon_txt,"carbon term: %f",my_info.c);
1354  sprintf(dr_ac_txt,"a/c diffusion rate: %f",my_info.dr_ac);
1355  if(my_info.c_diff!=0) sprintf(dr_cc_txt,"c/c diffusion rate: %f",my_info.dr_cc);
1356  else sprintf(dr_cc_txt,"c/c diffusion rate: none");
1357  sprintf(zdiff_txt,"diffusion in z direction: %c",my_info.z_diff?'y':'n');
1358  sprintf(diff_txt,"diffusion every %d steps",my_info.diff_rate);
1359  strcpy(mode_txt,"view: a/c mode");
1360  sprintf(hpi_txt,"hits per ion: %d",my_info.cpi);
1361  sprintf(csat_txt,"carbon saturation: %d",my_info.c_sat);
1362  arg_v[1]=mode_txt;
1363  arg_v[2]=xyz_txt;
1364  arg_v[3]=status_txt;
1365  arg_v[4]=conc_txt;
1366  arg_v[5]=NULL;
1367  arg_v[6]=steps_txt;
1368  arg_v[7]=cc_txt;
1369  arg_v[8]=NULL;
1370  arg_v[9]=a_txt;
1371  arg_v[10]=s_txt;
1372  arg_v[11]=dose_txt;
1373  arg_v[12]=diff_txt;
1374  arg_v[13]=zdiff_txt;
1375  arg_v[14]=r_txt;
1376  arg_v[15]=ballistic_txt;
1377  arg_v[16]=carbon_txt;
1378  arg_v[17]=stress_txt;
1379  arg_v[18]=dr_ac_txt;
1380  arg_v[19]=dr_cc_txt;
1381  arg_v[20]=hpi_txt;
1382  arg_v[21]=csat_txt;
1383  arg_v[22]=NULL;
1384  arg_v[23]=NULL;
1385  arg_v[24]=NULL;
1386  arg_v[25]=NULL;
1387 #endif
1388
1389 #ifdef MORE_PRINTF
1390  printf("random rejection graphs ...");
1391 #endif
1392
1393  /* compute graphs for random number rejection method */
1394  if((c_profile=(u32 *)malloc(d3_l.max_z*sizeof(unsigned int)))==NULL)
1395  {
1396   puts("failed allocating memory for carbon profile graph");
1397   return -1;
1398  }
1399  if((n_e_loss=(u32 *)malloc(d3_l.max_z*sizeof(unsigned int)))==NULL)
1400  {
1401   puts("failed allocating memory for nuclear energy loss graph");
1402   return -1;
1403  }
1404  ip_max=get_reject_graph(&my_info,&d3_l,p_file,c_profile);
1405  ne_max=get_reject_graph(&my_info,&d3_l,n_e_file,n_e_loss);
1406
1407  if((!strcmp(l_file,""))||(c_step))
1408  {
1409   /* calculate ratio of c_simwindow / c_total */
1410   if(get_c_ratio(&c_ratio,p_file,&my_info,&d3_l)!=1)
1411   {
1412    puts("failed calculating ratio");
1413    return -1;
1414   }
1415
1416 #ifdef MORE_PRINTF
1417  printf(" done\n");
1418 #endif
1419
1420 #ifdef DEBUG_RAND
1421  i=0;
1422  while(1)
1423  {
1424 #ifdef DEBUG_CP
1425   printf("%d\n",get_rand_reject(d3_l.max_z,ip_max,c_profile));
1426 #endif
1427 #ifdef DEBUG_NEL
1428   printf("%d\n",get_rand_reject(d3_l.max_z,ne_max,n_e_loss));
1429 #endif
1430 #ifdef DEBUG_NORM
1431   printf("%d\n",get_rand(d3_l.max_z));
1432 #endif
1433  if(i==10000000) return 1;
1434  i++;
1435  }
1436 #endif
1437
1438 #ifdef MORE_PRINTF
1439   printf("starting simulation ... now! :)\n");
1440 #endif
1441
1442   i=(c_step?c_step:0);
1443   while((i<my_info.steps) && (quit==0) && (escape==0))
1444   {
1445    for(j=0;j<my_info.cpi;j++)
1446    {
1447     x_c=get_rand(d3_l.max_x);
1448     y_c=get_rand(d3_l.max_y);
1449     // z_c=get_rand_reject(d3_l.max_z,ne_max,n_e_loss);
1450     z_c=get_rand(d3_l.max_z);
1451     nel_z=URAND_MAX*(1.0*n_e_loss[z_c]/ne_max);
1452     process_cell(&d3_l,x_c,y_c,z_c,&my_info,nel_z);
1453    }
1454    distrib_c(&d3_l,&my_info,i,c_ratio,ip_max,c_profile);
1455 #ifdef USE_DFB_API
1456    if(i%refresh==0)
1457    {
1458     sprintf(xyz_txt,"x: %d  y: %d  z: %d",x+1,y+1,z+1);
1459     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');
1460     sprintf(conc_txt,"conc: %d",*(d3_l.extra+x+y*d3_l.max_x+z*d3_l.max_x*d3_l.max_y));
1461     sprintf(steps_txt,"step: %d",i);
1462     sprintf(cc_txt,"total c: %d",my_info.cc);
1463     d3_lattice_draw(&d3_l,x,y,z,25,arg_v,mode,0,NULL,0,NULL,0);
1464    }
1465 #endif
1466 #ifdef MORE_PRINTF
1467    if(i%refresh==0) printf("step: %d\n",i);
1468 #endif
1469    if(i%resave==0 && strcmp(s_file,"") && resave!=0 && i!=0)
1470    {
1471     sprintf(s_file_tmp,"%s_%d_of_%d",s_file,i,my_info.steps);
1472     save_to_file(s_file_tmp,&d3_l,&my_info);
1473 #ifdef NODFB
1474     printf("saved %s\n",s_file_tmp);
1475 #endif
1476    }
1477    i++;
1478   }
1479  }
1480
1481  if(strcmp(s_file,""))
1482  {
1483    printf("saved %s\n",s_file);
1484    save_to_file(s_file,&d3_l,&my_info);
1485  }
1486
1487 #ifdef USE_DFB_API
1488  /* allocating buffer for pressure values */
1489  if((d3_l.v_ptr=malloc(d3_l.max_x*d3_l.max_y*d3_l.max_z*sizeof(unsigned char)))==NULL)
1490  {
1491   puts("cannot allocate buffer for pressure values");
1492   return -1;
1493  }
1494  /* calc values */
1495  calc_pressure(&d3_l,my_info.range);
1496  max_extra=calc_max_extra(&d3_l);
1497
1498  while((quit==0) && (escape==0) && (nowait==0))
1499  {
1500   /* bahh! */
1501   if(switchmode==0) mode=0;
1502   if(switchmode==1) mode=1;
1503   if(switchmode==2) mode=2;
1504   if(switchmode==3) mode=3;
1505   /* end of bahh! */
1506   sprintf(xyz_txt,"x: %d  y: %d  z: %d",x+1,y+1,z+1);
1507   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');
1508   sprintf(conc_txt,"conc: %d",*(d3_l.extra+x+y*d3_l.max_x+z*d3_l.max_x*d3_l.max_y));
1509   sprintf(steps_txt,"step: end");
1510   sprintf(cc_txt,"total c: %d",my_info.cc);
1511   if(switchmode==0) strcpy(mode_txt,"view: a/c mode");
1512   if(switchmode==1) strcpy(mode_txt,"view: c conc mode");
1513   if(switchmode==2) strcpy(mode_txt,"view: a pressure mode");
1514   if(switchmode==3) strcpy(mode_txt,"view: a/c + profiles mode");
1515   d3_lattice_draw(&d3_l,x,y,z,25,arg_v,mode,max_extra,c_profile,ip_max,n_e_loss,ne_max);
1516   bmp=0;
1517   ac_distr=0;
1518   scan_event(&d3_l,&x,&y,&z,&quit,&escape,&switchmode,&bmp,&ac_distr);
1519   if(bmp) write_bmp(&d3_l,bmp,x,y,z,max_extra);
1520   if(ac_distr) write_ac_distr(&d3_l,ac_distr);
1521  }
1522
1523  d3_lattice_release(&d3_l);
1524 #endif
1525
1526  return 1;
1527 }