nlsop.c

   1 /*
   2  * nlsop.c
   3  *
   4  * author: frank zirkelbach (frank@xeen.net)
   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. Habilationsschrift, 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 /* test globals - get removed or included in my_info struct later */
  52 int amorph_count;
  53 int cryst_count;
  54 unsigned char c_diff;
  55
  56 int usage(void)
  57 {
  58  puts("usage:");
  59  puts("-h \t\t help");
  60  puts("-n \t\t no user interaction");
  61  puts("-Z \t\t cryst -> amorph c diffusion in z direction");
  62  puts("-i \t\t no cryst to cryst diffusion");
  63  printf("-a <value> \t slope of nuclear energy loss (default %f)\n",A_EL);
  64  printf("-b <value> \t nuclear energy loss offset (default %f)\n",B_EL);
  65  printf("-x <value> \t # x cells (default %d)\n",X);
  66  printf("-y <value> \t # y cells (default %d)\n",Y);
  67  printf("-z <value> \t # z cells (default %d)\n",Z);
  68  printf("-s <value> \t steps (default %d)\n",STEPS);
  69  printf("-d <value> \t refresh display (default %d)\n",REFRESH);
  70  printf("-r <value> \t amorphous influence range (default %d)\n",RANGE);
  71  printf("-f <value> \t pressure = <value> * 1/distance^2 (default %f)\n",A_AP);
  72  printf("-p <value> \t pressure offset (default %f)\n",B_AP);
  73  printf("-F <value> \t proportionality constant between c conc and ability to get amorphous (default %f)\n",A_CP);
  74  printf("-A <value> \t slope of linear c distribution (default %f)\n",A_CD);
  75  printf("-B <value> \t linear c distribution offset (default %f)\n",B_CD);
  76  printf("-D <value> \t diffusion rate from cryst to amorph cells (default %f)\n",DR_AC);
  77  printf("-c <value> \t diffusion rate in cryst cells (default %f)\n",DR_CC);
  78  printf("-e <value> \t do diffusion every <value> steps (default %d)\n",DIFF_RATE);
  79  puts("-g <file> <step> continue simulation from file and step (step > 0)!");
  80  printf("-W <value> \t write every <value> steps to save file (default %d)\n",RESAVE);
  81  puts("-C <file> \t convert file to gnuplot format");
  82  puts("-L <file> \t load from file");
  83  puts("-S <file> \t save to file");
  84  puts("-R <file> \t read from random file");
  85  puts("-P <file> \t specify implantation profile file");
  86
  87  return 1;
  88 }
  89
  90 int process_cell(d3_lattice *d3_l,u32 x,u32 y,u32 z,info *my_info)
  91 {
  92  unsigned char *thiz;
  93  int *conc;
  94  int i,j;
  95  int off;
  96  double p;
  97
  98  thiz=d3_l->status+x+y*d3_l->max_x+z*d3_l->max_x*d3_l->max_y;
  99  conc=d3_l->extra+x+y*d3_l->max_x+z*d3_l->max_x*d3_l->max_y;
 100  p=my_info->b_ap*URAND_MAX;
 101  for(i=-(my_info->range);i<=my_info->range;i++)
 102  {
 103   for(j=-(my_info->range);j<=my_info->range;j++)
 104   {
 105    if(!(i==0 && j==0))
 106    {
 107     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;
 108     if(*(d3_l->status+off)&AMORPH) p+=my_info->a_ap*(*(d3_l->extra+off))*URAND_MAX/(i*i+j*j);
 109    }
 110   }
 111  }
 112  p+=*conc*my_info->a_cp*URAND_MAX;
 113  if(!(*thiz&AMORPH))
 114  {
 115   if(get_rand(URAND_MAX)<=p)
 116   {
 117    MAKE_AMORPH(thiz);
 118    amorph_count++;
 119   }
 120  } else
 121  {
 122   /* assume 1-p probability */
 123   if(get_rand(URAND_MAX)>p)
 124   {
 125    MAKE_CRYST(thiz);
 126    cryst_count++;
 127   }
 128  }
 129
 130  return 1;
 131 }
 132
 133 int distrib_c(d3_lattice *d3_l,info *my_info,int step,double c_ratio)
 134 {
 135  u32 x,y,z;
 136  int i,j,k,c;
 137  int offset,off;
 138  int carry;
 139
 140  /* put one c ion somewhere in the lattice */
 141  if(my_info->cc<c_ratio*step)
 142  {
 143   x=get_rand(d3_l->max_x);
 144   y=get_rand(d3_l->max_y);
 145   z=get_rand_lgp(d3_l->max_z,my_info->a_cd,my_info->b_cd);
 146   *(d3_l->extra+x+y*d3_l->max_x+z*d3_l->max_x*d3_l->max_y)+=1;
 147   (my_info->cc)++;
 148  }
 149
 150  if(step%my_info->diff_rate==0)
 151  {
 152
 153  for(i=0;i<d3_l->max_x;i++)
 154  {
 155   for(j=0;j<d3_l->max_y;j++)
 156   {
 157    for(k=0;k<d3_l->max_z;k++)
 158    {
 159     offset=i+j*d3_l->max_x+k*d3_l->max_x*d3_l->max_y;
 160     /* case amorph: amorph <- cryst diffusion */
 161     if(*(d3_l->status+offset)&AMORPH)
 162     {
 163      for(c=-1;c<=1;c++)
 164      {
 165       if(c!=0)
 166       {
 167        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;
 168        carry=0;
 169        if(!(*(d3_l->status+off)&AMORPH)) carry=(int)(my_info->dr_ac*(*(d3_l->extra+off)));
 170        if(carry!=0)
 171        {
 172         *(d3_l->extra+offset)+=carry;
 173         *(d3_l->extra+off)-=carry;
 174        }
 175       }
 176      }
 177      for(c=-1;c<=1;c++)
 178      {
 179       if(c!=0)
 180       {
 181        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;
 182        carry=0;
 183        if(!(*(d3_l->status+off)&AMORPH)) carry=(int)(my_info->dr_ac*(*(d3_l->extra+off)));
 184        if(carry!=0)
 185        {
 186         *(d3_l->extra+offset)+=carry;
 187         *(d3_l->extra+off)-=carry;
 188        }
 189       }
 190      }
 191      if(my_info->z_diff)
 192      {
 193       for(c=-1;c<=1;c++)
 194       {
 195        if(c!=0)
 196        {
 197         off=i+j*d3_l->max_x+((k+c+d3_l->max_z)%d3_l->max_z)*d3_l->max_x*d3_l->max_y;
 198         carry=0;
 199         if(!*(d3_l->status+off)&AMORPH) carry=(int)(my_info->dr_ac*(*(d3_l->extra+off)));
 200         if(carry!=0)
 201         {
 202          *(d3_l->extra+off)-=carry;
 203          *(d3_l->extra+offset)+=carry;
 204         }
 205        }
 206       }
 207      }
 208     } else
 209     /* case not amorph: cryst <-> cryst diffusion */
 210
 211     /* test ! */
 212     if(c_diff) {
 213     /* */
 214     {
 215      for(c=-1;c<=1;c++)
 216      {
 217       if(c!=0)
 218       {
 219        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;
 220        carry=0;
 221        if(!(*(d3_l->status+off)&AMORPH))
 222        {
 223         carry=(int)(my_info->dr_cc*(*(d3_l->extra+off)-*(d3_l->extra+offset))/2);
 224         if(carry!=0)
 225         {
 226          *(d3_l->extra+offset)+=carry;
 227          *(d3_l->extra+off)-=carry;
 228         }
 229        }
 230       }
 231      }
 232      for(c=-1;c<=1;c++)
 233      {
 234       if(c!=0)
 235       {
 236        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;
 237        carry=0;
 238        if(!(*(d3_l->status+off)&AMORPH))
 239        {
 240         carry=(int)(my_info->dr_cc*(*(d3_l->extra+off)-*(d3_l->extra+offset))/2);
 241         if(carry!=0)
 242         {
 243          *(d3_l->extra+offset)+=carry;
 244          *(d3_l->extra+off)-=carry;
 245         }
 246        }
 247       }
 248      }
 249     }
 250     /* end test */
 251     }
 252     /* */
 253    } /* for z */
 254   } /* for y */
 255  } /* for x */
 256
 257  } /* if step modulo diff_rate == 0 */
 258
 259  return 1;
 260 }
 261
 262 int calc_pressure(d3_lattice *d3_l,int range)
 263 {
 264  int i,j,off;
 265  double count,max=0;
 266  int x,y,z;
 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     if(count>max) max=count;
 287    }
 288   }
 289  }
 290
 291  for(x=0;x<d3_l->max_x;x++)
 292  {
 293   for(y=0;y<d3_l->max_y;y++)
 294   {
 295    for(z=0;z<d3_l->max_z;z++)
 296    {
 297     count=0;
 298     for(i=-range;i<=range;i++)
 299     {
 300      for(j=-range;j<=range;j++)
 301      {
 302       if(i!=0 && j!=0)
 303       {
 304        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;
 305        if(*(d3_l->status+off)&AMORPH) count+=((double)*(d3_l->extra+off))/(i*i+j*j);
 306       }
 307      }
 308     }
 309     *(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);
 310    }
 311   }
 312  }
 313
 314  return 1;
 315 }
 316
 317 int calc_max_extra(d3_lattice *d3_l)
 318 {
 319  int x,y,z;
 320  int off,max=0;
 321
 322  for(x=0;x<d3_l->max_x;x++)
 323  {
 324   for(y=0;y<d3_l->max_y;y++)
 325   {
 326    for(z=0;z<d3_l->max_z;z++)
 327    {
 328     off=x+y*d3_l->max_x+z*d3_l->max_x*d3_l->max_y;
 329     if(*(d3_l->extra+off)>max) max=*(d3_l->extra+off);
 330    }
 331   }
 332  }
 333
 334  return max;
 335 }
 336
 337 int write_bmp(d3_lattice *d3_l,int window,u32 x,u32 y,u32 z)
 338 {
 339  int fd,i,j,size=0,foo=0;
 340  int width=0,height=0;
 341  char bmpfile[MAX_CHARS];
 342  char buf[128];
 343
 344  if(window==1)
 345  {
 346   sprintf(bmpfile,"x-z_%d.bmp",y);
 347   foo=3*d3_l->max_x;
 348   size=(foo+(4-foo%4))*d3_l->max_z;
 349   width=d3_l->max_x;
 350   height=d3_l->max_z;
 351  }
 352  if(window==2)
 353  {
 354   sprintf(bmpfile,"y-z_%d.bmp",x);
 355   foo=3*d3_l->max_y;
 356   size=(foo+(4-foo%4))*d3_l->max_z;
 357   width=d3_l->max_y;
 358   height=d3_l->max_z;
 359  }
 360  if(window==3)
 361  {
 362   sprintf(bmpfile,"x-y_%d.bmp",z);
 363   foo=3*d3_l->max_x;
 364   size=(foo+(4-foo%4))*d3_l->max_y;
 365   width=d3_l->max_x;
 366   height=d3_l->max_y;
 367  }
 368
 369  if((fd=open(bmpfile,O_WRONLY|O_CREAT))<0)
 370  {
 371   puts("cannot open bmp file");
 372   return -1;
 373  }
 374
 375  /* bmpheader */
 376  buf[0]='B'; /* std header start */
 377  buf[1]='M';
 378  buf[2]=(size+0x36)&0xff; /* file size */
 379  buf[3]=(size+0x36)>>8;
 380  memset(buf+4,0,6);
 381  buf[10]=0x36; /* offset to data */
 382  memset(buf+11,0,3);
 383  buf[14]=0x28; /* length of bmp info header */
 384  memset(buf+15,0,3);
 385  buf[18]=width&0xff; /* width and height */
 386  buf[19]=width>>8;
 387  memset(buf+20,0,2);
 388  buf[22]=height&0xff;
 389  buf[23]=height>>8;
 390  memset(buf+24,0,2);
 391  buf[26]=1; /* # planes -> 1 */
 392  buf[27]=0;
 393  buf[28]=24; /* bits per pixel -> 2^24 (true color) */
 394  buf[29]=0;
 395  memset(buf+30,0,4); /* compression -> none */
 396  buf[34]=size&0xff; /* data size */
 397  buf[35]=size>>8;
 398  memset(buf+36,0,2);
 399  buf[38]=0x12; /* res: pixel/meter */
 400  buf[39]=0x0b;
 401  memset(buf+40,0,2);
 402  buf[42]=0x12;
 403  buf[43]=0x0b;
 404  memset(buf+44,0,2);
 405  memset(buf+46,0,8); /* no colors, no important colors */
 406
 407  if(write(fd,buf,54)<54)
 408  {
 409   puts("failed writing bmp header");
 410   return -1;
 411  }
 412  if(window==1)
 413  {
 414   for(j=0;j<d3_l->max_z;j++)
 415   {
 416    for(i=0;i<d3_l->max_x;i++)
 417    {
 418     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) memset(buf,0xff,3);
 419     else memset(buf,0,3);
 420     if(write(fd,buf,3)<3)
 421     {
 422      puts("failed writing rgb values to bmp file");
 423      return-1;
 424     }
 425    }
 426    if(foo%4)
 427    {
 428     memset(buf,0,4-foo%4);
 429     if(write(fd,buf,4-foo%4)<4-foo%4)
 430     {
 431      puts("failed writing 4 byte ending");
 432      return -1;
 433     }
 434    }
 435   }
 436  }
 437  if(window==2)
 438  {
 439   for(j=0;j<d3_l->max_z;j++)
 440   {
 441    for(i=0;i<d3_l->max_y;i++)
 442    {
 443     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) memset(buf,0xff,3);
 444     else memset(buf,0,3);
 445     if(write(fd,buf,3)<3)
 446     {
 447      puts("failed writing rgb values to bmp file");
 448      return-1;
 449     }
 450    }
 451    if(foo%4)
 452    {
 453     memset(buf,0,4-foo%4);
 454     if(write(fd,buf,4-foo%4)<4-foo%4)
 455     {
 456      puts("failed writing 4 byte ending");
 457      return -1;
 458     }
 459    }
 460   }
 461  }
 462  if(window==3)
 463  {
 464   for(j=0;j<d3_l->max_y;j++)
 465   {
 466    for(i=0;i<d3_l->max_x;i++)
 467    {
 468     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);
 469     else memset(buf,0,3);
 470     if(write(fd,buf,3)<3)
 471     {
 472      puts("failed writing rgb values to bmp file");
 473      return -1;
 474     }
 475    }
 476    if(foo%4)
 477    {
 478     memset(buf,0,4-foo%4);
 479     if(write(fd,buf,4-foo%4)<4-foo%4)
 480     {
 481      puts("failed writing 4 byte ending");
 482      return -1;
 483     }
 484    }
 485   }
 486  }
 487  close(fd);
 488
 489  return 1;
 490 }
 491
 492 int save_to_file(char *sf,d3_lattice *d3_l,info *my_inf)
 493 {
 494  int sf_fd,c;
 495
 496  if((sf_fd=open(sf,O_WRONLY|O_CREAT))<0)
 497  {
 498   puts("cannot open save file");
 499   return -1;
 500  }
 501  if(write(sf_fd,d3_l,sizeof(d3_lattice))<sizeof(d3_lattice))
 502  {
 503   puts("failed saving d3 lattice struct");
 504   return -1;
 505  }
 506  if(write(sf_fd,my_inf,sizeof(info))<sizeof(info))
 507  {
 508   puts("failed saving info struct");
 509   return-1;
 510  }
 511  c=d3_l->max_x*d3_l->max_y*d3_l->max_z;
 512  if(write(sf_fd,d3_l->status,c*sizeof(unsigned char))<c*sizeof(unsigned char))
 513  {
 514   puts("failed saving status of d3 lattice sites");
 515   return -1;
 516  }
 517  if(write(sf_fd,d3_l->extra,c*sizeof(int))<c*sizeof(int))
 518  {
 519   puts("failed saving sites concentration");
 520   return -1;
 521  }
 522  close(sf_fd);
 523
 524  return 1;
 525 }
 526
 527 int load_from_file(char *lf,d3_lattice *d3_l,info *my_inf)
 528 {
 529  int lf_fd,c;
 530
 531  if((lf_fd=open(lf,O_RDONLY))<0)
 532  {
 533   puts("cannot open load file");
 534   return -1;
 535  }
 536  if(read(lf_fd,d3_l,sizeof(d3_lattice))<sizeof(d3_lattice))
 537  {
 538   puts("failed reading d3 lattice struct");
 539   return -1;
 540  }
 541  if(read(lf_fd,my_inf,sizeof(info))<sizeof(info))
 542  {
 543   puts("failed reading info struct");
 544   return-1;
 545  }
 546  c=d3_l->max_x*d3_l->max_y*d3_l->max_z;
 547  if((d3_l->status=(unsigned char*)malloc(c*sizeof(unsigned char)))==NULL)
 548  {
 549   puts("cannot allocate status buffer");
 550   return -1;
 551  }
 552  if((d3_l->extra=(int *)malloc(c*sizeof(int)))==NULL)
 553  {
 554   puts("cannot allocate concentration buffer");
 555   return -1;
 556  }
 557  if(read(lf_fd,d3_l->status,c*sizeof(unsigned char))<c*sizeof(unsigned char))
 558  {
 559   puts("failed reading status of d3 lattice sites");
 560   return -1;
 561  }
 562  if(read(lf_fd,d3_l->extra,c*sizeof(int))<c*sizeof(int))
 563  {
 564   puts("failed reading sites concentration");
 565   return -1;
 566  }
 567  close(lf_fd);
 568
 569  return 1;
 570 }
 571
 572 int convert_file(char *cf,d3_lattice *d3_l)
 573 {
 574  int x,y,z;
 575  int c_fd;
 576
 577  if((c_fd=open(cf,O_WRONLY|O_CREAT))<0)
 578  {
 579   puts("cannot open convert file");
 580   return -1;
 581  }
 582  dprintf(c_fd,"# created by nlsop (gnuplot format)\n");
 583  for(x=0;x<d3_l->max_x;x++)
 584  {
 585   for(y=0;y<d3_l->max_y;y++)
 586   {
 587    for(z=0;z<d3_l->max_z;z++)
 588    {
 589     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);
 590    }
 591   }
 592  }
 593  close(c_fd);
 594
 595  return 1;
 596 }
 597
 598 int get_c_ratio(double *c_ratio,char *pfile,info *my_info,d3_lattice *d3_l)
 599 {
 600  double all,a,b,d;
 601  int i,k;
 602  int p_fd;
 603  unsigned char buf[32];
 604  char *p;
 605  unsigned char c;
 606
 607  if((p_fd=open(pfile,O_RDONLY))<0)
 608  {
 609   puts("cannot open profile file");
 610   return -1;
 611  }
 612  k=1;
 613  d=0;
 614  all=0;
 615  while(k)
 616  {
 617   for(i=0;i<32;i++)
 618   {
 619    k=read(p_fd,&c,1);
 620    buf[i]=c;
 621    if(c=='\n') break;
 622   }
 623   if(k)
 624   {
 625    p=strtok(buf," ");
 626    a=atof(p)/10; /* nm */
 627    p=strtok(NULL," ");
 628    b=atof(p);
 629    if(a>my_info->b_cd*CELL_LENGTH && a<(my_info->b_cd+d3_l->max_z)*CELL_LENGTH) d+=b;
 630    all+=b;
 631   }
 632  }
 633  *c_ratio=d/all;
 634  close(p_fd);
 635
 636  return 1;
 637 }
 638
 639 int main(int argc,char **argv)
 640 {
 641  u32 x,y,z,x_c,y_c,z_c;
 642  int i,quit,escape,switchmode,nowait,bmp;
 643  int refresh,resave;
 644  int c_step;
 645  char s_file[MAX_CHARS];
 646  char s_file_tmp[MAX_CHARS];
 647  char l_file[MAX_CHARS];
 648  char c_file[MAX_CHARS];
 649  char p_file[MAX_CHARS];
 650  char convert;
 651  char r_file[MAX_CHARS];
 652 #ifdef USE_DFB_API
 653  char xyz_txt[MAX_TXT];
 654  char status_txt[MAX_TXT];
 655  char conc_txt[MAX_TXT];
 656  char steps_txt[MAX_TXT];
 657  char cc_txt[MAX_TXT];
 658  char a_txt[MAX_TXT];
 659  char s_txt[MAX_TXT];
 660  char ap_txt[MAX_TXT];
 661  char el_txt[MAX_TXT];
 662  char cd_txt[MAX_TXT];
 663  char r_txt[MAX_TXT];
 664  char cp_txt[MAX_TXT];
 665  char zdiff_txt[MAX_TXT];
 666  char diff_txt[MAX_TXT];
 667  char dr_ac_txt[MAX_TXT];
 668  char dr_cc_txt[MAX_TXT];
 669  char dose_txt[MAX_TXT];
 670  char mode_txt[MAX_TXT];
 671  char *arg_v[MAX_ARGV];
 672 #endif
 673  d3_lattice d3_l;
 674  info my_info;
 675  unsigned char mode;
 676  double c_ratio;
 677 #ifdef USE_DFB_API
 678  int max_extra;
 679 #endif
 680
 681  d3_l.max_x=X;
 682  d3_l.max_y=Y;
 683  d3_l.max_z=Z;
 684  my_info.steps=STEPS;
 685  my_info.range=RANGE;
 686  refresh=REFRESH;
 687  resave=RESAVE;
 688  my_info.z_diff=0;
 689  c_diff=1;
 690  my_info.a_el=A_EL;
 691  my_info.b_el=B_EL;
 692  my_info.a_cd=A_CD;
 693  my_info.b_cd=B_CD;
 694  my_info.a_ap=A_AP;
 695  my_info.b_ap=B_AP;
 696  my_info.a_cp=A_CP;
 697  my_info.cc=CC;
 698  my_info.dr_ac=DR_AC;
 699  my_info.dr_cc=DR_CC;
 700  my_info.diff_rate=DIFF_RATE;
 701  nowait=0;
 702  quit=0;
 703  escape=0;
 704  switchmode=0;
 705  c_step=0;
 706  strcpy(s_file,"");
 707  strcpy(l_file,"");
 708  strcpy(c_file,"");
 709  strcpy(p_file,IMP_PROFILE);
 710  convert=0;
 711  strcpy(r_file,"");
 712  mode=0;
 713
 714  amorph_count=0;
 715  cryst_count=0;
 716
 717  for(i=1;i<argc;i++)
 718  {
 719   if(argv[i][0]=='-')
 720   {
 721    switch(argv[i][1])
 722    {
 723     case 'h':
 724      usage();
 725      return -1;
 726     case 'n':
 727      nowait=1;
 728      break;
 729     case 'a':
 730      my_info.a_el=atof(argv[++i]);
 731      break;
 732     case 'b':
 733      my_info.b_el=atof(argv[++i]);
 734      break;
 735     case 'x':
 736      d3_l.max_x=atoi(argv[++i]);
 737      break;
 738     case 'y':
 739      d3_l.max_y=atoi(argv[++i]);
 740      break;
 741     case 'z':
 742      d3_l.max_z=atoi(argv[++i]);
 743      break;
 744     case 'Z':
 745      my_info.z_diff=1;
 746      break;
 747     case 'i':
 748      c_diff=0;
 749      my_info.dr_cc=0;
 750      break;
 751     case 's':
 752      my_info.steps=atoi(argv[++i]);
 753      break;
 754     case 'd':
 755      refresh=atoi(argv[++i]);
 756      break;
 757     case 'r':
 758      my_info.range=atoi(argv[++i]);
 759      break;
 760     case 'f':
 761      my_info.a_ap=atof(argv[++i]);
 762      break;
 763     case 'p':
 764      my_info.b_ap=atof(argv[++i]);
 765      break;
 766     case 'F':
 767      my_info.a_cp=atof(argv[++i]);
 768      break;
 769     case 'A':
 770      my_info.a_cd=atof(argv[++i]);
 771      break;
 772     case 'B':
 773      my_info.b_cd=atof(argv[++i]);
 774      break;
 775     case 'W':
 776      resave=atoi(argv[++i]);
 777      break;
 778     case 'C':
 779      strcpy(l_file,argv[++i]);
 780      if(i<argc-1) if(argv[i+1][0]!='-') strcpy(c_file,argv[++i]);
 781      convert=1;
 782      break;
 783     case 'D':
 784      my_info.dr_ac=atof(argv[++i]);
 785      break;
 786     case 'c':
 787      my_info.dr_cc=atof(argv[++i]);
 788      break;
 789     case 'e':
 790      my_info.diff_rate=atoi(argv[++i]);
 791      break;
 792     case 'L':
 793      strcpy(l_file,argv[++i]);
 794      break;
 795     case 'S':
 796      strcpy(s_file,argv[++i]);
 797      break;
 798     case 'R':
 799      strcpy(r_file,argv[++i]);
 800      break;
 801     case 'P':
 802      strcpy(p_file,argv[++i]);
 803      break;
 804     case 'g':
 805      strcpy(l_file,argv[++i]);
 806      if(i<argc-1) if(argv[i+1][0]!='-') c_step=atoi(argv[++i]);
 807      break;
 808     default:
 809      usage();
 810      return -1;
 811    }
 812   } else usage();
 813  }
 814
 815  x=d3_l.max_x/2-1;
 816  y=d3_l.max_y/2-1;
 817  z=d3_l.max_z/2-1;
 818
 819 #ifdef NODFB
 820  if(!strcmp(s_file,""))
 821  {
 822   puts("NODFB defined, run with -S option");
 823   return -1;
 824  }
 825 #endif
 826
 827  if(!strcmp(r_file,"")) rand_init(NULL);
 828  else rand_init(r_file);
 829
 830  if(!strcmp(l_file,""))
 831  {
 832   i=d3_l.max_x*d3_l.max_y*d3_l.max_z;
 833 #ifdef USE_DFB_API
 834   d3_lattice_init(&argc,argv,&d3_l);
 835 #endif
 836   if((d3_l.status=(unsigned char *)malloc(i*sizeof(unsigned char)))==NULL)
 837   {
 838    puts("failed allocating status buffer");
 839    return -1;
 840   }
 841   memset(d3_l.status,0,i*sizeof(unsigned char));
 842   if((d3_l.extra=(int *)malloc(i*sizeof(int)))==NULL)
 843   {
 844    puts("failed allocating concentration buffer");
 845    return -1;
 846   }
 847   memset(d3_l.extra,0,i*sizeof(int));
 848  } else
 849  {
 850   load_from_file(l_file,&d3_l,&my_info);
 851   if(convert)
 852   {
 853    if(!strcmp(c_file,"")) sprintf(c_file,"%s_gnuplot",l_file);
 854    printf("converting file %s to %s\n",l_file,c_file);
 855    convert_file(c_file,&d3_l);
 856    puts("done");
 857    return 1;
 858   }
 859 #ifdef USE_DFB_API
 860   else d3_lattice_init(&argc,argv,&d3_l);
 861 #endif
 862  }
 863
 864 #ifdef USE_DFB_API
 865  d3_event_init(&d3_l);
 866 #endif
 867
 868 #ifdef USE_DFB_API
 869  strcpy(a_txt,"args:");
 870  sprintf(s_txt,"steps: %d",my_info.steps);
 871  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));
 872  sprintf(r_txt,"pressure range: %d",my_info.range);
 873  sprintf(ap_txt,"a_ap: %.3f  b_ap: %.3f",my_info.a_ap,my_info.b_ap);
 874  sprintf(el_txt,"a_el: %.3f  b_el: %.3f",my_info.a_el,my_info.b_el);
 875  sprintf(cd_txt,"a_cd: %.3f  b_cd: %.3f",my_info.a_cd,my_info.b_cd);
 876  sprintf(cp_txt,"a_cp: %.4f",my_info.a_cp);
 877  sprintf(dr_ac_txt,"a/c diffusion rate: %.4f",my_info.dr_ac);
 878  if(my_info.dr_cc!=0) sprintf(dr_cc_txt,"c/c diffusion rate: %.4f",my_info.dr_cc);
 879  else sprintf(dr_cc_txt,"c/c diffusion rate: none");
 880  sprintf(zdiff_txt,"diffusion in z direction: %c",my_info.z_diff?'y':'n');
 881  sprintf(diff_txt,"diffusion every %d steps",my_info.diff_rate);
 882  strcpy(mode_txt,"view: a/c mode");
 883  arg_v[1]=xyz_txt;
 884  arg_v[2]=NULL;
 885  arg_v[3]=status_txt;
 886  arg_v[4]=conc_txt;
 887  arg_v[5]=NULL;
 888  arg_v[6]=mode_txt;
 889  arg_v[7]=NULL;
 890  arg_v[8]=steps_txt;
 891  arg_v[9]=cc_txt;
 892  arg_v[10]=NULL;
 893  arg_v[11]=diff_txt;
 894  arg_v[12]=zdiff_txt;
 895  arg_v[13]=NULL;
 896  arg_v[14]=a_txt;
 897  arg_v[15]=s_txt;
 898  arg_v[16]=dose_txt;
 899  arg_v[17]=NULL;
 900  arg_v[18]=r_txt;
 901  arg_v[19]=ap_txt;
 902  arg_v[20]=el_txt;
 903  arg_v[21]=cd_txt;
 904  arg_v[22]=cp_txt;
 905  arg_v[23]=NULL;
 906  arg_v[24]=dr_ac_txt;
 907  arg_v[25]=dr_cc_txt;
 908 #endif
 909
 910  if((!strcmp(l_file,""))||(c_step))
 911  {
 912   if(get_c_ratio(&c_ratio,p_file,&my_info,&d3_l)!=1)
 913   {
 914    puts("failed calculating ratio");
 915    return -1;
 916   }
 917   i=(c_step?c_step:0);
 918   while((i<my_info.steps) && (quit==0) && (escape==0))
 919   {
 920    x_c=get_rand(d3_l.max_x);
 921    y_c=get_rand(d3_l.max_y);
 922    z_c=get_rand_lgp(d3_l.max_z,my_info.a_el,my_info.b_el);
 923    distrib_c(&d3_l,&my_info,i,c_ratio);
 924    process_cell(&d3_l,x_c,y_c,z_c,&my_info);
 925 #ifdef USE_DFB_API
 926    if(i%refresh==0)
 927    {
 928     sprintf(xyz_txt,"x: %d  y: %d  z: %d",x+1,y+1,z+1);
 929     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');
 930     sprintf(conc_txt,"conc: %d",*(d3_l.extra+x+y*d3_l.max_x+z*d3_l.max_x*d3_l.max_y));
 931     sprintf(steps_txt,"step: %d  a_count: %d",i,amorph_count);
 932     sprintf(cc_txt,"total c: %d  c_count: %d",my_info.cc,cryst_count);
 933     d3_lattice_draw(&d3_l,x,y,z,25,arg_v,mode,0);
 934    }
 935 #endif
 936    if(i%resave==0 && strcmp(s_file,"") && resave!=0 && i!=0)
 937    {
 938     sprintf(s_file_tmp,"%s_%d_of_%d",s_file,i,my_info.steps);
 939     save_to_file(s_file_tmp,&d3_l,&my_info);
 940 #ifdef NODFB
 941     printf("saved %s\n",s_file_tmp);
 942 #endif
 943    }
 944    i++;
 945   }
 946  }
 947
 948  if(strcmp(s_file,""))
 949  {
 950    printf("saved %s\n",s_file);
 951    save_to_file(s_file,&d3_l,&my_info);
 952  }
 953
 954 #ifdef USE_DFB_API
 955  /* allocating buffer for pressure values */
 956  if((d3_l.v_ptr=malloc(d3_l.max_x*d3_l.max_y*d3_l.max_z*sizeof(unsigned char)))==NULL)
 957  {
 958   puts("cannot allocate buffer for pressure values");
 959   return -1;
 960  }
 961  /* calc values */
 962  calc_pressure(&d3_l,my_info.range);
 963  max_extra=calc_max_extra(&d3_l);
 964
 965  while((quit==0) && (escape==0) && (nowait==0))
 966  {
 967   /* bahh! */
 968   if(switchmode==0) mode=0;
 969   if(switchmode==1) mode=1;
 970   if(switchmode==2) mode=2;
 971   /* end of bahh! */
 972   sprintf(xyz_txt,"x: %d  y: %d  z: %d",x+1,y+1,z+1);
 973   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');
 974   sprintf(conc_txt,"conc: %d",*(d3_l.extra+x+y*d3_l.max_x+z*d3_l.max_x*d3_l.max_y));
 975   sprintf(steps_txt,"step: end");
 976   sprintf(cc_txt,"total c: %d",my_info.cc);
 977   if(switchmode==0) strcpy(mode_txt,"view: a/c mode");
 978   if(switchmode==1) strcpy(mode_txt,"view: c conc mode");
 979   if(switchmode==2) strcpy(mode_txt,"view: a pressure mode");
 980   d3_lattice_draw(&d3_l,x,y,z,25,arg_v,mode,max_extra);
 981   bmp=0;
 982   scan_event(&d3_l,&x,&y,&z,&quit,&escape,&switchmode,&bmp);
 983   if(bmp) write_bmp(&d3_l,bmp,x,y,z);
 984
 985  }
 986
 987  d3_lattice_release(&d3_l);
 988 #endif
 989
 990  return 1;
 991 }