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  printf("-m <value> \t number of ion hits sputtering 3nm (default %d)\n",S_RATE);
  80
  81  return 1;
  82 }
  83
  84 int sputter(d3_lattice *d3_l)
  85 {
  86  int i,size;
  87  int offh,offl;
  88
  89  size=d3_l->max_x*d3_l->max_y;
  90  offl=0;
  91  offh=size;
  92
  93  for(i=0;i<d3_l->max_z-1;i++)
  94  {
  95   memcpy(d3_l->status+offl,d3_l->status+offh,size);
  96   memcpy(d3_l->extra+offl,d3_l->extra+offh,size*sizeof(int));
  97   offl=offh;
  98   offh+=size;
  99  }
 100  memset(d3_l->status+offl,0,size);
 101  memset(d3_l->extra+offl,0,size);
 102
 103  return 1;
 104 }
 105
 106 int process_cell(d3_lattice *d3_l,u32 x,u32 y,u32 z,info *my_info,u32 nel_z)
 107 {
 108  unsigned char *thiz;
 109  int *conc;
 110  int i,j;
 111  int off;
 112  double p,q;
 113
 114  thiz=d3_l->status+x+y*d3_l->max_x+z*d3_l->max_x*d3_l->max_y;
 115  conc=d3_l->extra+x+y*d3_l->max_x+z*d3_l->max_x*d3_l->max_y;
 116  p=my_info->b*nel_z;
 117  for(i=-(my_info->range);i<=my_info->range;i++)
 118  {
 119   for(j=-(my_info->range);j<=my_info->range;j++)
 120   {
 121    if(!(i==0 && j==0))
 122    {
 123     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;
 124     if(*(d3_l->status+off)&AMORPH) p+=my_info->s*(*(d3_l->extra+off))*URAND_MAX/(i*i+j*j);
 125    }
 126   }
 127  }
 128  p+=*conc*my_info->c*URAND_MAX;
 129  if(!(*thiz&AMORPH))
 130  {
 131   if(get_rand(URAND_MAX)<=p) MAKE_AMORPH(thiz);
 132  } else
 133  {
 134   /* assume 1-p probability */
 135   /* also look for neighbours ! */
 136   q=(URAND_MAX-p)>0?URAND_MAX-p:0;
 137   j=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+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;
 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-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;
 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   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;
 144
 145   p+=((q/6)*j);
 146   if(get_rand(URAND_MAX)>p) MAKE_CRYST(thiz);
 147  }
 148
 149  return 1;
 150 }
 151
 152 int distrib_c(d3_lattice *d3_l,info *my_info,int step,u32 rj_m,u32 *rj_g)
 153 {
 154  u32 x,y,z;
 155  int i,j,k,c;
 156  int offset,off;
 157  int carry;
 158
 159  /* put one c ion somewhere in the lattice */
 160  x=get_rand(d3_l->max_x);
 161  y=get_rand(d3_l->max_y);
 162  z=get_rand_reject(d3_l->max_z,rj_m,rj_g);
 163  *(d3_l->extra+x+y*d3_l->max_x+z*d3_l->max_x*d3_l->max_y)+=1;
 164  (my_info->cc)++;
 165
 166  if(step%my_info->diff_rate==0)
 167  {
 168
 169  for(i=0;i<d3_l->max_x;i++)
 170  {
 171   for(j=0;j<d3_l->max_y;j++)
 172   {
 173    for(k=0;k<d3_l->max_z;k++)
 174    {
 175     offset=i+j*d3_l->max_x+k*d3_l->max_x*d3_l->max_y;
 176     /* case amorph: amorph <- cryst diffusion */
 177     if(*(d3_l->status+offset)&AMORPH)
 178     {
 179      for(c=-1;c<=1;c++)
 180      {
 181       if(c!=0)
 182       {
 183        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;
 184        carry=0;
 185        if(!(*(d3_l->status+off)&AMORPH)) carry=(int)(my_info->dr_ac*(*(d3_l->extra+off)));
 186        if(carry!=0)
 187        {
 188         *(d3_l->extra+offset)+=carry;
 189         *(d3_l->extra+off)-=carry;
 190        }
 191       }
 192      }
 193      for(c=-1;c<=1;c++)
 194      {
 195       if(c!=0)
 196       {
 197        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;
 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+offset)+=carry;
 203         *(d3_l->extra+off)-=carry;
 204        }
 205       }
 206      }
 207      if(my_info->z_diff)
 208      {
 209       if(k!=0)
 210       {
 211        off=i+j*d3_l->max_x+(k-1)*d3_l->max_x*d3_l->max_y;
 212        carry=0;
 213        if(!*(d3_l->status+off)&AMORPH) carry=(int)(my_info->dr_ac*(*(d3_l->extra+off)));
 214        if(carry!=0)
 215        {
 216         *(d3_l->extra+off)-=carry;
 217         *(d3_l->extra+offset)+=carry;
 218        }
 219       }
 220       if(k!=d3_l->max_z-1)
 221       {
 222        off=i+j*d3_l->max_x+(k+1)*d3_l->max_x*d3_l->max_y;
 223        carry=0;
 224        if(!*(d3_l->status+off)&AMORPH) carry=(int)(my_info->dr_ac*(*(d3_l->extra+off)));
 225        if(carry!=0)
 226        {
 227         *(d3_l->extra+off)-=carry;
 228         *(d3_l->extra+offset)+=carry;
 229        }
 230       }
 231      }
 232     } else
 233     /* case not amorph: cryst <-> cryst diffusion */
 234     if(my_info->c_diff) {
 235     /* if there is c diff, no diff in z-direction */
 236     {
 237      for(c=-1;c<=1;c++)
 238      {
 239       if(c!=0)
 240       {
 241        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;
 242        carry=0;
 243        if(!(*(d3_l->status+off)&AMORPH))
 244        {
 245         carry=(int)(my_info->dr_cc*(*(d3_l->extra+off)-*(d3_l->extra+offset))/2);
 246         if(carry!=0)
 247         {
 248          *(d3_l->extra+offset)+=carry;
 249          *(d3_l->extra+off)-=carry;
 250         }
 251        }
 252       }
 253      }
 254      for(c=-1;c<=1;c++)
 255      {
 256       if(c!=0)
 257       {
 258        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;
 259        carry=0;
 260        if(!(*(d3_l->status+off)&AMORPH))
 261        {
 262         carry=(int)(my_info->dr_cc*(*(d3_l->extra+off)-*(d3_l->extra+offset))/2);
 263         if(carry!=0)
 264         {
 265          *(d3_l->extra+offset)+=carry;
 266          *(d3_l->extra+off)-=carry;
 267         }
 268        }
 269       }
 270      }
 271     }
 272     /* end test */
 273     }
 274     /* */
 275    } /* for z */
 276   } /* for y */
 277  } /* for x */
 278
 279  } /* if step modulo diff_rate == 0 */
 280
 281  return 1;
 282 }
 283
 284 int calc_pressure(d3_lattice *d3_l,int range)
 285 {
 286  int i,j,off;
 287  double count,max=0;
 288  int x,y,z;
 289
 290  for(x=0;x<d3_l->max_x;x++)
 291  {
 292   for(y=0;y<d3_l->max_y;y++)
 293   {
 294    for(z=0;z<d3_l->max_z;z++)
 295    {
 296     count=0;
 297     for(i=-range;i<=range;i++)
 298     {
 299      for(j=-range;j<=range;j++)
 300      {
 301       if(i!=0 && j!=0)
 302       {
 303        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;
 304        if(*(d3_l->status+off)&AMORPH) count+=((double)*(d3_l->extra+off))/(i*i+j*j);
 305       }
 306      }
 307     }
 308     if(count>max) max=count;
 309    }
 310   }
 311  }
 312
 313  for(x=0;x<d3_l->max_x;x++)
 314  {
 315   for(y=0;y<d3_l->max_y;y++)
 316   {
 317    for(z=0;z<d3_l->max_z;z++)
 318    {
 319     count=0;
 320     for(i=-range;i<=range;i++)
 321     {
 322      for(j=-range;j<=range;j++)
 323      {
 324       if(i!=0 && j!=0)
 325       {
 326        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;
 327        if(*(d3_l->status+off)&AMORPH) count+=((double)*(d3_l->extra+off))/(i*i+j*j);
 328       }
 329      }
 330     }
 331     *(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);
 332    }
 333   }
 334  }
 335
 336  return 1;
 337 }
 338
 339 int calc_max_extra(d3_lattice *d3_l)
 340 {
 341  int x,y,z;
 342  int off,max=0;
 343
 344  for(x=0;x<d3_l->max_x;x++)
 345  {
 346   for(y=0;y<d3_l->max_y;y++)
 347   {
 348    for(z=0;z<d3_l->max_z;z++)
 349    {
 350     off=x+y*d3_l->max_x+z*d3_l->max_x*d3_l->max_y;
 351     if(*(d3_l->extra+off)>max) max=*(d3_l->extra+off);
 352    }
 353   }
 354  }
 355
 356  return max;
 357 }
 358
 359 int write_ac_distr(d3_lattice *d3_l,int ac_distr)
 360 {
 361  int fd,x,y,z;
 362  int count,offset;
 363  char file[32];
 364  int si_count;
 365
 366  si_count=d3_l->max_x*d3_l->max_y*SI_PER_VOLUME;
 367  if(ac_distr==1) strcpy(file,"carbon_in_av.plot");
 368  if(ac_distr==2) strcpy(file,"carbon_in_cv.plot");
 369  if(ac_distr==3) strcpy(file,"carbon.plot");
 370  if(ac_distr==4) strcpy(file,"amorphous_volumes.plot");
 371
 372  if((fd=open(file,O_WRONLY|O_CREAT))<0)
 373  {
 374   puts("cannot open plot file");
 375   return -1;
 376  }
 377
 378  for(z=0;z<d3_l->max_z;z++)
 379  {
 380   count=0;
 381   for(x=0;x<d3_l->max_x;x++)
 382   {
 383    for(y=0;y<d3_l->max_y;y++)
 384    {
 385     offset=x+y*d3_l->max_x+z*d3_l->max_x*d3_l->max_y;
 386     if(ac_distr==1)
 387      if(*(d3_l->status+offset)&AMORPH) count+=*(d3_l->extra+offset);
 388     if(ac_distr==2)
 389      if(!(*(d3_l->status+offset)&AMORPH)) count+=*(d3_l->extra+offset);
 390     if(ac_distr==3) count+=*(d3_l->extra+offset);
 391     if(ac_distr==4)
 392      if(*(d3_l->status+offset)&AMORPH) count+=1;
 393    }
 394   }
 395 #ifndef MAC
 396   if(ac_distr==4) dprintf(fd,"%d %d\n",z*CELL_LENGTH,count);
 397   else dprintf(fd,"%d %f\n",z*CELL_LENGTH,100.0*count/si_count);
 398 #endif
 399  }
 400  close(fd);
 401
 402  return 1;
 403 }
 404
 405 int write_bmp(d3_lattice *d3_l,int window,u32 x,u32 y,u32 z,int max)
 406 {
 407  int fd,i,j,size=0,foo=0,k,sum;
 408  int width=0,height=0;
 409  char bmpfile[MAX_CHARS];
 410  char buf[128];
 411
 412  if(window==1)
 413  {
 414   sprintf(bmpfile,"x-z_%d.bmp",y);
 415   foo=3*d3_l->max_x;
 416   size=(foo+(4-foo%4))*d3_l->max_z;
 417   height=d3_l->max_z;
 418   width=d3_l->max_x;
 419  }
 420  if(window==2)
 421  {
 422   sprintf(bmpfile,"y-z_%d.bmp",x);
 423   foo=3*d3_l->max_y;
 424   size=(foo+(4-foo%4))*d3_l->max_z;
 425   height=d3_l->max_z;
 426   width=d3_l->max_y;
 427  }
 428  if(window==3)
 429  {
 430   sprintf(bmpfile,"x-y_%d.bmp",z);
 431   foo=3*d3_l->max_x;
 432   size=(foo+(4-foo%4))*d3_l->max_y;
 433   width=d3_l->max_x;
 434   height=d3_l->max_y;
 435  }
 436  if(window==4)
 437  {
 438   sprintf(bmpfile,"x-z_cdistr_%d.bmp",y);
 439   foo=3*d3_l->max_x;
 440   size=(foo+(4-foo%4))*d3_l->max_z;
 441   height=d3_l->max_z;
 442   width=d3_l->max_x;
 443  }
 444  if(window==5)
 445  {
 446   sprintf(bmpfile,"y-z_cdistr_%d.bmp",x);
 447   foo=3*d3_l->max_y;
 448   size=(foo+(4-foo%4))*d3_l->max_z;
 449   height=d3_l->max_z;
 450   width=d3_l->max_y;
 451  }
 452  if(window==6)
 453  {
 454   sprintf(bmpfile,"x-y_cdistr_%d.bmp",z);
 455   foo=3*d3_l->max_x;
 456   size=(foo+(4-foo%4))*d3_l->max_y;
 457   width=d3_l->max_x;
 458   height=d3_l->max_y;
 459  }
 460  if(window==7)
 461  {
 462   sprintf(bmpfile,"x-z_a_cdistr_%d.bmp",y);
 463   foo=3*d3_l->max_x;
 464   size=(foo+(4-foo%4))*d3_l->max_z;
 465   height=d3_l->max_z;
 466   width=d3_l->max_x;
 467  }
 468  if(window==8)
 469  {
 470   sprintf(bmpfile,"y-z_a_cdistr_%d.bmp",x);
 471   foo=3*d3_l->max_y;
 472   size=(foo+(4-foo%4))*d3_l->max_z;
 473   height=d3_l->max_z;
 474   width=d3_l->max_y;
 475  }
 476  if(window==9)
 477  {
 478   sprintf(bmpfile,"x-y_a_cdistr_%d.bmp",z);
 479   foo=3*d3_l->max_x;
 480   size=(foo+(4-foo%4))*d3_l->max_y;
 481   height=d3_l->max_y;
 482   width=d3_l->max_x;
 483  }
 484  if(window==10)
 485  {
 486   sprintf(bmpfile,"x-z_c_cdistr_%d.bmp",y);
 487   foo=3*d3_l->max_x;
 488   size=(foo+(4-foo%4))*d3_l->max_z;
 489   height=d3_l->max_z;
 490   width=d3_l->max_x;
 491  }
 492  if(window==11)
 493  {
 494   sprintf(bmpfile,"y-z_c_cdistr_%d.bmp",x);
 495   foo=3*d3_l->max_y;
 496   size=(foo+(4-foo%4))*d3_l->max_z;
 497   height=d3_l->max_z;
 498   width=d3_l->max_y;
 499  }
 500  if(window==12)
 501  {
 502   sprintf(bmpfile,"x-y_c_cdistr_%d.bmp",z);
 503   foo=3*d3_l->max_x;
 504   size=(foo+(4-foo%4))*d3_l->max_y;
 505   height=d3_l->max_y;
 506   width=d3_l->max_x;
 507  }
 508  if((fd=open(bmpfile,O_WRONLY|O_CREAT))<0)
 509  {
 510   puts("cannot open bmp file");
 511   return -1;
 512  }
 513
 514  /* bmpheader */
 515  buf[0]='B'; /* std header start */
 516  buf[1]='M';
 517  buf[2]=(size+0x36)&0xff; /* file size */
 518  buf[3]=(size+0x36)>>8;
 519  memset(buf+4,0,6);
 520  buf[10]=0x36; /* offset to data */
 521  memset(buf+11,0,3);
 522  buf[14]=0x28; /* length of bmp info header */
 523  memset(buf+15,0,3);
 524  buf[18]=width&0xff; /* width and height */
 525  buf[19]=width>>8;
 526  memset(buf+20,0,2);
 527  buf[22]=height&0xff;
 528  buf[23]=height>>8;
 529  memset(buf+24,0,2);
 530  buf[26]=1; /* # planes -> 1 */
 531  buf[27]=0;
 532  buf[28]=24; /* bits per pixel -> 2^24 (true color) */
 533  buf[29]=0;
 534  memset(buf+30,0,4); /* compression -> none */
 535  buf[34]=size&0xff; /* data size */
 536  buf[35]=size>>8;
 537  memset(buf+36,0,2);
 538  buf[38]=0x12; /* res: pixel/meter */
 539  buf[39]=0x0b;
 540  memset(buf+40,0,2);
 541  buf[42]=0x12;
 542  buf[43]=0x0b;
 543  memset(buf+44,0,2);
 544  memset(buf+46,0,8); /* no colors, no important colors */
 545
 546  if(write(fd,buf,54)<54)
 547  {
 548   puts("failed writing bmp header");
 549   return -1;
 550  }
 551  if(window==1)
 552  {
 553   for(j=0;j<d3_l->max_z;j++)
 554   {
 555    for(i=0;i<d3_l->max_x;i++)
 556    {
 557     sum=0;
 558     for(k=-2;k<=2;k++)
 559      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;
 560     sum/=5;
 561     memset(buf,(unsigned char)sum,3);
 562     if(write(fd,buf,3)<3)
 563     {
 564      puts("failed writing rgb values to bmp file");
 565      return-1;
 566     }
 567    }
 568    if(foo%4)
 569    {
 570     memset(buf,0,4-foo%4);
 571     if(write(fd,buf,4-foo%4)<4-foo%4)
 572     {
 573      puts("failed writing 4 byte ending");
 574      return -1;
 575     }
 576    }
 577   }
 578  }
 579  if(window==2)
 580  {
 581   for(j=0;j<d3_l->max_z;j++)
 582   {
 583    for(i=0;i<d3_l->max_y;i++)
 584    {
 585     sum=0;
 586     for(k=-2;k<=2;k++)
 587      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;
 588     sum/=5;
 589     memset(buf,(unsigned char)sum,3);
 590     if(write(fd,buf,3)<3)
 591     {
 592      puts("failed writing rgb values to bmp file");
 593      return-1;
 594     }
 595    }
 596    if(foo%4)
 597    {
 598     memset(buf,0,4-foo%4);
 599     if(write(fd,buf,4-foo%4)<4-foo%4)
 600     {
 601      puts("failed writing 4 byte ending");
 602      return -1;
 603     }
 604    }
 605   }
 606  }
 607  if(window==3)
 608  {
 609   for(j=0;j<d3_l->max_y;j++)
 610   {
 611    for(i=0;i<d3_l->max_x;i++)
 612    {
 613     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);
 614     else memset(buf,0,3);
 615     if(write(fd,buf,3)<3)
 616     {
 617      puts("failed writing rgb values to bmp file");
 618      return -1;
 619     }
 620    }
 621    if(foo%4)
 622    {
 623     memset(buf,0,4-foo%4);
 624     if(write(fd,buf,4-foo%4)<4-foo%4)
 625     {
 626      puts("failed writing 4 byte ending");
 627      return -1;
 628     }
 629    }
 630   }
 631  }
 632  if(window==4)
 633  {
 634   for(j=0;j<d3_l->max_z;j++)
 635   {
 636    for(i=0;i<d3_l->max_x;i++)
 637    {
 638     sum=*(d3_l->extra+i+y*d3_l->max_x+(d3_l->max_z-j-1)*d3_l->max_x*d3_l->max_y);
 639     sum=sum*255/max;
 640     memset(buf,(unsigned char)sum,3);
 641     if(write(fd,buf,3)<3)
 642     {
 643      puts("failed writing rgb values to bmp file");
 644      return-1;
 645     }
 646    }
 647    if(foo%4)
 648    {
 649     memset(buf,0,4-foo%4);
 650     if(write(fd,buf,4-foo%4)<4-foo%4)
 651     {
 652      puts("failed writing 4 byte ending");
 653      return -1;
 654     }
 655    }
 656   }
 657  }
 658  if(window==5)
 659  {
 660   for(j=0;j<d3_l->max_z;j++)
 661   {
 662    for(i=0;i<d3_l->max_x;i++)
 663    {
 664     sum=*(d3_l->extra+x+i*d3_l->max_x+(d3_l->max_z-j-1)*d3_l->max_x*d3_l->max_y);
 665     sum=sum*255/max;
 666     memset(buf,(unsigned char)sum,3);
 667     if(write(fd,buf,3)<3)
 668     {
 669      puts("failed writing rgb values to bmp file");
 670      return-1;
 671     }
 672    }
 673    if(foo%4)
 674    {
 675     memset(buf,0,4-foo%4);
 676     if(write(fd,buf,4-foo%4)<4-foo%4)
 677     {
 678      puts("failed writing 4 byte ending");
 679      return -1;
 680     }
 681    }
 682   }
 683  }
 684  if(window==6)
 685  {
 686   for(j=0;j<d3_l->max_y;j++)
 687   {
 688    for(i=0;i<d3_l->max_x;i++)
 689    {
 690     sum=*(d3_l->extra+i+(d3_l->max_y-j-1)*d3_l->max_x+z*d3_l->max_x*d3_l->max_y);
 691     sum=sum*255/max;
 692     memset(buf,(unsigned char)sum,3);
 693     if(write(fd,buf,3)<3)
 694     {
 695      puts("failed writing rgb values to bmp file");
 696      return-1;
 697     }
 698    }
 699    if(foo%4)
 700    {
 701     memset(buf,0,4-foo%4);
 702     if(write(fd,buf,4-foo%4)<4-foo%4)
 703     {
 704      puts("failed writing 4 byte ending");
 705      return -1;
 706     }
 707    }
 708   }
 709  }
 710  if(window==7)
 711  {
 712   for(j=0;j<d3_l->max_z;j++)
 713   {
 714    for(i=0;i<d3_l->max_x;i++)
 715    {
 716     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);
 717     else sum=0;
 718     sum=sum*255/max;
 719     memset(buf,(unsigned char)sum,3);
 720     if(write(fd,buf,3)<3)
 721     {
 722      puts("failed writing rgb values to bmp file");
 723      return-1;
 724     }
 725    }
 726    if(foo%4)
 727    {
 728     memset(buf,0,4-foo%4);
 729     if(write(fd,buf,4-foo%4)<4-foo%4)
 730     {
 731      puts("failed writing 4 byte ending");
 732      return -1;
 733     }
 734    }
 735   }
 736  }
 737  if(window==8)
 738  {
 739   for(j=0;j<d3_l->max_z;j++)
 740   {
 741    for(i=0;i<d3_l->max_x;i++)
 742    {
 743     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);
 744     else sum=0;
 745     sum=sum*255/max;
 746     memset(buf,(unsigned char)sum,3);
 747     if(write(fd,buf,3)<3)
 748     {
 749      puts("failed writing rgb values to bmp file");
 750      return-1;
 751     }
 752    }
 753    if(foo%4)
 754    {
 755     memset(buf,0,4-foo%4);
 756     if(write(fd,buf,4-foo%4)<4-foo%4)
 757     {
 758      puts("failed writing 4 byte ending");
 759      return -1;
 760     }
 761    }
 762   }
 763  }
 764  if(window==9)
 765  {
 766   for(j=0;j<d3_l->max_y;j++)
 767   {
 768    for(i=0;i<d3_l->max_x;i++)
 769    {
 770     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);
 771     else sum=0;
 772     sum=sum*255/max;
 773     memset(buf,(unsigned char)sum,3);
 774     if(write(fd,buf,3)<3)
 775     {
 776      puts("failed writing rgb values to bmp file");
 777      return-1;
 778     }
 779    }
 780    if(foo%4)
 781    {
 782     memset(buf,0,4-foo%4);
 783     if(write(fd,buf,4-foo%4)<4-foo%4)
 784     {
 785      puts("failed writing 4 byte ending");
 786      return -1;
 787     }
 788    }
 789   }
 790  }
 791  if(window==10)
 792  {
 793   for(j=0;j<d3_l->max_z;j++)
 794   {
 795    for(i=0;i<d3_l->max_x;i++)
 796    {
 797     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);
 798     else sum=0;
 799     sum=sum*255/max;
 800     memset(buf,(unsigned char)sum,3);
 801     if(write(fd,buf,3)<3)
 802     {
 803      puts("failed writing rgb values to bmp file");
 804      return-1;
 805     }
 806    }
 807    if(foo%4)
 808    {
 809     memset(buf,0,4-foo%4);
 810     if(write(fd,buf,4-foo%4)<4-foo%4)
 811     {
 812      puts("failed writing 4 byte ending");
 813      return -1;
 814     }
 815    }
 816   }
 817  }
 818  if(window==11)
 819  {
 820   for(j=0;j<d3_l->max_z;j++)
 821   {
 822    for(i=0;i<d3_l->max_x;i++)
 823    {
 824     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);
 825     else sum=0;
 826     sum=sum*255/max;
 827     memset(buf,(unsigned char)sum,3);
 828     if(write(fd,buf,3)<3)
 829     {
 830      puts("failed writing rgb values to bmp file");
 831      return-1;
 832     }
 833    }
 834    if(foo%4)
 835    {
 836     memset(buf,0,4-foo%4);
 837     if(write(fd,buf,4-foo%4)<4-foo%4)
 838     {
 839      puts("failed writing 4 byte ending");
 840      return -1;
 841     }
 842    }
 843   }
 844  }
 845  if(window==12)
 846  {
 847   for(j=0;j<d3_l->max_y;j++)
 848   {
 849    for(i=0;i<d3_l->max_x;i++)
 850    {
 851     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);
 852     else sum=0;
 853     sum=sum*255/max;
 854     memset(buf,(unsigned char)sum,3);
 855     if(write(fd,buf,3)<3)
 856     {
 857      puts("failed writing rgb values to bmp file");
 858      return-1;
 859     }
 860    }
 861    if(foo%4)
 862    {
 863     memset(buf,0,4-foo%4);
 864     if(write(fd,buf,4-foo%4)<4-foo%4)
 865     {
 866      puts("failed writing 4 byte ending");
 867      return -1;
 868     }
 869    }
 870   }
 871  }
 872  close(fd);
 873
 874  return 1;
 875 }
 876
 877 int save_to_file(char *sf,d3_lattice *d3_l,info *my_inf)
 878 {
 879  int sf_fd,c;
 880
 881  if((sf_fd=open(sf,O_WRONLY|O_CREAT))<0)
 882  {
 883   puts("cannot open save file");
 884   return -1;
 885  }
 886  if(write(sf_fd,d3_l,sizeof(d3_lattice))<sizeof(d3_lattice))
 887  {
 888   puts("failed saving d3 lattice struct");
 889   return -1;
 890  }
 891  if(write(sf_fd,my_inf,sizeof(info))<sizeof(info))
 892  {
 893   puts("failed saving info struct");
 894   return-1;
 895  }
 896  c=d3_l->max_x*d3_l->max_y*d3_l->max_z;
 897  if(write(sf_fd,d3_l->status,c*sizeof(unsigned char))<c*sizeof(unsigned char))
 898  {
 899   puts("failed saving status of d3 lattice sites");
 900   return -1;
 901  }
 902  if(write(sf_fd,d3_l->extra,c*sizeof(int))<c*sizeof(int))
 903  {
 904   puts("failed saving sites concentration");
 905   return -1;
 906  }
 907  close(sf_fd);
 908
 909  return 1;
 910 }
 911
 912 int load_from_file(char *lf,d3_lattice *d3_l,info *my_inf)
 913 {
 914
 915  int lf_fd,c,pos,end,data,data_len,strip;
 916
 917  if((lf_fd=open(lf,O_RDONLY))<0)
 918  {
 919   puts("cannot open load file");
 920   return -1;
 921  }
 922  if(read(lf_fd,d3_l,sizeof(d3_lattice))<sizeof(d3_lattice))
 923  {
 924   puts("failed reading d3 lattice struct");
 925   return -1;
 926  }
 927  pos=lseek(lf_fd,0,SEEK_CUR);
 928  printf("psition: %d (%d)\n",pos,sizeof(d3_lattice));
 929  data=d3_l->max_x*d3_l->max_y*d3_l->max_z;
 930  data_len=data*(sizeof(int)+sizeof(unsigned char));
 931  printf("there are %d volumes so we need %d of bytes\n",data,data_len);
 932  end=lseek(lf_fd,0,SEEK_END);
 933  c=end-pos-data_len;
 934  printf("end: %d => length: %d => guessed info size: %d bytes\n",end,end-pos,c);
 935  strip=sizeof(info)-c;
 936  printf("as real programs info size is %d, we strip %d bytes\n",sizeof(info),strip);
 937  lseek(lf_fd,pos,SEEK_SET);
 938  c=sizeof(info);
 939  if(strip>0) c-=strip;
 940  if(c<0)
 941  {
 942   puts("info smaller then strip size");
 943   return -1;
 944  }
 945  if(read(lf_fd,my_inf,c)<c)
 946  {
 947   puts("failed reading info struct");
 948   return-1;
 949  }
 950  if(strip>0) memset(my_inf+c,0,strip);
 951  if(strip<0) lseek(lf_fd,(-1*strip),SEEK_CUR);
 952  c=d3_l->max_x*d3_l->max_y*d3_l->max_z;
 953  if((d3_l->status=(unsigned char*)malloc(c*sizeof(unsigned char)))==NULL)
 954  {
 955   puts("cannot allocate status buffer");
 956   return -1;
 957  }
 958  if((d3_l->extra=(int *)malloc(c*sizeof(int)))==NULL)
 959  {
 960   puts("cannot allocate concentration buffer");
 961   return -1;
 962  }
 963  if(read(lf_fd,d3_l->status,c*sizeof(unsigned char))<c*sizeof(unsigned char))
 964  {
 965   puts("failed reading status of d3 lattice sites");
 966   return -1;
 967  }
 968  if(read(lf_fd,d3_l->extra,c*sizeof(int))<c*sizeof(int))
 969  {
 970   puts("failed reading sites concentration");
 971   return -1;
 972  }
 973  close(lf_fd);
 974
 975  return 1;
 976 }
 977
 978 int convert_file(char *cf,d3_lattice *d3_l)
 979 {
 980 #ifndef MAC
 981  int x,y,z;
 982  int c_fd;
 983
 984  if((c_fd=open(cf,O_WRONLY|O_CREAT))<0)
 985  {
 986   puts("cannot open convert file");
 987   return -1;
 988  }
 989  dprintf(c_fd,"# created by nlsop (gnuplot format)\n");
 990  for(x=0;x<d3_l->max_x;x++)
 991  {
 992   for(y=0;y<d3_l->max_y;y++)
 993   {
 994    for(z=0;z<d3_l->max_z;z++)
 995    {
 996     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);
 997    }
 998   }
 999  }
1000  close(c_fd);
1001 #endif
1002
1003  return 1;
1004 }
1005
1006 int get_c_ratio(double *c_ratio,char *pfile,info *my_info,d3_lattice *d3_l)
1007 {
1008  double all,a,b,d;
1009  int i,k;
1010  int p_fd;
1011  unsigned char buf[32];
1012  char *p;
1013  unsigned char c;
1014
1015  if((p_fd=open(pfile,O_RDONLY))<0)
1016  {
1017   puts("cannot open profile file");
1018   return -1;
1019  }
1020  k=1;
1021  d=0;
1022  all=0;
1023  while(k)
1024  {
1025   for(i=0;i<32;i++)
1026   {
1027    k=read(p_fd,&c,1);
1028    buf[i]=c;
1029    if(c=='\n') break;
1030   }
1031   if(k)
1032   {
1033    p=strtok(buf," ");
1034    a=atof(p)/10; /* nm */
1035    p=strtok(NULL," ");
1036    b=atof(p);
1037    if(a<=d3_l->max_z*CELL_LENGTH) d+=b;
1038    all+=b;
1039   }
1040  }
1041  *c_ratio=d/all;
1042  close(p_fd);
1043
1044  return 1;
1045 }
1046
1047 u32 get_reject_graph(info *my_info,d3_lattice *d3_l,char *file,u32 *graph) {
1048  double a,b;
1049  int i,j,k;
1050  int fd;
1051  char buf[32],*p;
1052  unsigned char *flag;
1053  u32 max;
1054
1055  max=0;
1056  if((fd=open(file,O_RDONLY))<0)
1057  {
1058   puts("cannot open file to calculate rejection graph");
1059   return -1;
1060  }
1061  if((flag=(unsigned char *)malloc(d3_l->max_z))==NULL)
1062  {
1063   puts("cannot malloc flag memory for rejection graph");
1064   return -1;
1065  }
1066  memset(flag,0,d3_l->max_z);
1067  memset(graph,0,d3_l->max_z*sizeof(u32));
1068  /* get fixpoints */
1069  k=1;
1070  while(k)
1071  {
1072   for(i=0;i<32;i++)
1073   {
1074    k=read(fd,&buf[i],1);
1075    if((buf[i]=='\n')||(k==0)) break;
1076   }
1077   if(k)
1078   {
1079    p=strtok(buf," ");
1080    a=atof(p)/10; /* nm */
1081    p=strtok(NULL," ");
1082    b=atof(p);
1083    if(a>d3_l->max_z*CELL_LENGTH) k=0;
1084    else
1085    {
1086     graph[(int)(a/CELL_LENGTH)]=(int)(URAND_MAX/100*b);
1087     flag[(int)(a/CELL_LENGTH)]=1;
1088    }
1089   }
1090  }
1091  /* do (linear) interpolation here! */
1092  i=0;
1093  a=0;
1094  while(i<d3_l->max_z)
1095  {
1096   /* graph[0] is 0! */
1097   j=i;
1098   i++;
1099   while(flag[i]==0&&i<d3_l->max_z) i++;
1100   for(k=j+1;k<i;k++) graph[k]=(int)((k-j)*((int)graph[i]-(int)graph[j])/(i-j))+graph[j];
1101   if(graph[i]>max) max=graph[i];
1102  }
1103
1104  free(flag);
1105
1106 #ifdef DEBUG_INTERPOL_PROFILE
1107  printf("debug: %s (interpolated profile)\n",file);
1108  for(i=0;i<d3_l->max_z;i++) printf("%d %d\n",i,graph[i]);
1109 #endif
1110
1111  return max;
1112 }
1113
1114 int main(int argc,char **argv)
1115 {
1116  u32 x,y,z,x_c,y_c,z_c;
1117  int i,j,quit,escape,switchmode,nowait,bmp,ac_distr;
1118  int refresh,resave;
1119  int c_step;
1120  char s_file[MAX_CHARS];
1121  char s_file_tmp[MAX_CHARS];
1122  char l_file[MAX_CHARS];
1123  char c_file[MAX_CHARS];
1124  char p_file[MAX_CHARS];
1125  char n_e_file[MAX_CHARS];
1126  char convert;
1127  char r_file[MAX_CHARS];
1128 #ifdef USE_DFB_API
1129  char xyz_txt[MAX_TXT];
1130  char status_txt[MAX_TXT];
1131  char conc_txt[MAX_TXT];
1132  char steps_txt[MAX_TXT];
1133  char cc_txt[MAX_TXT];
1134  char a_txt[MAX_TXT];
1135  char s_txt[MAX_TXT];
1136  char ballistic_txt[MAX_TXT];
1137  char carbon_txt[MAX_TXT];
1138  char stress_txt[MAX_TXT];
1139  char r_txt[MAX_TXT];
1140  char zdiff_txt[MAX_TXT];
1141  char diff_txt[MAX_TXT];
1142  char dr_ac_txt[MAX_TXT];
1143  char dr_cc_txt[MAX_TXT];
1144  char dose_txt[MAX_TXT];
1145  char mode_txt[MAX_TXT];
1146  char hpi_txt[MAX_TXT];
1147  char csat_txt[MAX_TXT];
1148  char *arg_v[MAX_ARGV];
1149 #endif
1150  d3_lattice d3_l;
1151  info my_info;
1152  unsigned char mode;
1153  //double c_ratio;
1154 #ifdef USE_DFB_API
1155  int max_extra;
1156 #endif
1157  u32 *c_profile;
1158  u32 *n_e_loss;
1159  u32 ne_max,ip_max;
1160  u32 nel_z;
1161
1162  d3_l.max_x=X;
1163  d3_l.max_y=Y;
1164  d3_l.max_z=Z;
1165  my_info.steps=STEPS;
1166  my_info.range=RANGE;
1167  refresh=REFRESH;
1168  resave=RESAVE;
1169  my_info.z_diff=0;
1170  my_info.c_diff=1;
1171  my_info.s=S_D;
1172  my_info.b=B_D;
1173  my_info.c=C_D;
1174  my_info.cc=CC;
1175  my_info.dr_ac=DR_AC;
1176  my_info.dr_cc=DR_CC;
1177  my_info.diff_rate=DIFF_RATE;
1178  my_info.cpi=CPI;
1179  my_info.s_rate=S_RATE;
1180  nowait=0;
1181  quit=0;
1182  escape=0;
1183  switchmode=0;
1184  c_step=0;
1185  strcpy(s_file,"");
1186  strcpy(l_file,"");
1187  strcpy(c_file,"");
1188  strcpy(p_file,IMP_PROFILE);
1189  strcpy(n_e_file,NEL_PROFILE);
1190  convert=0;
1191  strcpy(r_file,"");
1192  mode=0;
1193  ne_max=0;
1194  ip_max=0;
1195
1196 #ifdef MORE_PRINTF
1197  printf("reading argv ...");
1198 #endif
1199
1200  for(i=1;i<argc;i++)
1201  {
1202   if(argv[i][0]=='-')
1203   {
1204    switch(argv[i][1])
1205    {
1206     case 'h':
1207      usage();
1208      return -1;
1209     case 'n':
1210      nowait=1;
1211      break;
1212     case 'x':
1213      d3_l.max_x=atoi(argv[++i]);
1214      break;
1215     case 'y':
1216      d3_l.max_y=atoi(argv[++i]);
1217      break;
1218     case 'z':
1219      d3_l.max_z=atoi(argv[++i]);
1220      break;
1221     case 'Z':
1222      my_info.z_diff=1;
1223      break;
1224     case 'i':
1225      my_info.c_diff=0;
1226      my_info.dr_cc=0;
1227      break;
1228     case 's':
1229      my_info.steps=atoi(argv[++i]);
1230      break;
1231     case 'd':
1232      refresh=atoi(argv[++i]);
1233      break;
1234     case 'r':
1235      my_info.range=atoi(argv[++i]);
1236      break;
1237     case 'f':
1238      my_info.s=atof(argv[++i]);
1239      break;
1240     case 'p':
1241      my_info.b=atof(argv[++i]);
1242      break;
1243     case 'F':
1244      my_info.c=atof(argv[++i]);
1245      break;
1246     case 'W':
1247      resave=atoi(argv[++i]);
1248      break;
1249     case 'C':
1250      strcpy(l_file,argv[++i]);
1251      if(i<argc-1) if(argv[i+1][0]!='-') strcpy(c_file,argv[++i]);
1252      convert=1;
1253      break;
1254     case 'D':
1255      my_info.dr_ac=atof(argv[++i]);
1256      break;
1257     case 'c':
1258      my_info.dr_cc=atof(argv[++i]);
1259      break;
1260     case 'e':
1261      my_info.diff_rate=atoi(argv[++i]);
1262      break;
1263     case 'L':
1264      strcpy(l_file,argv[++i]);
1265      break;
1266     case 'S':
1267      strcpy(s_file,argv[++i]);
1268      break;
1269     case 'R':
1270      strcpy(r_file,argv[++i]);
1271      break;
1272     case 'P':
1273      strcpy(p_file,argv[++i]);
1274      break;
1275     case 'N':
1276      strcpy(n_e_file,argv[++i]);
1277      break;
1278     case 'g':
1279      strcpy(l_file,argv[++i]);
1280      if(i<argc-1) if(argv[i+1][0]!='-') c_step=atoi(argv[++i]);
1281      break;
1282     case 'H':
1283      my_info.cpi=atoi(argv[++i]);
1284      break;
1285     case 'm':
1286      my_info.s_rate=atoi(argv[++i]);
1287      break;
1288     default:
1289      usage();
1290      return -1;
1291    }
1292   } else usage();
1293  }
1294
1295 #ifdef MORE_PRINTF
1296  printf(" done\n");
1297 #endif
1298
1299  x=d3_l.max_x/2-1;
1300  y=d3_l.max_y/2-1;
1301  z=d3_l.max_z/2-1;
1302
1303 #ifdef NODFB
1304  if(!strcmp(s_file,""))
1305  {
1306   puts("NODFB defined, run with -S option");
1307   return -1;
1308  }
1309 #endif
1310
1311 #ifdef MORE_PRINTF
1312  printf("rand init ...");
1313 #endif
1314
1315  if(!strcmp(r_file,"")) rand_init(NULL);
1316  else rand_init(r_file);
1317
1318 #ifdef MORE_PRINTF
1319  printf(" done\n");
1320  printf("allocating data ...");
1321 #endif
1322
1323  if(!strcmp(l_file,""))
1324  {
1325   i=d3_l.max_x*d3_l.max_y*d3_l.max_z;
1326 #ifdef USE_DFB_API
1327   d3_lattice_init(&argc,argv,&d3_l);
1328 #endif
1329   if((d3_l.status=(unsigned char *)malloc(i*sizeof(unsigned char)))==NULL)
1330   {
1331    puts("failed allocating status buffer");
1332    return -1;
1333   }
1334   memset(d3_l.status,0,i*sizeof(unsigned char));
1335   if((d3_l.extra=(int *)malloc(i*sizeof(int)))==NULL)
1336   {
1337    puts("failed allocating concentration buffer");
1338    return -1;
1339   }
1340   memset(d3_l.extra,0,i*sizeof(int));
1341  } else
1342  {
1343   load_from_file(l_file,&d3_l,&my_info);
1344   if(convert)
1345   {
1346    if(!strcmp(c_file,"")) sprintf(c_file,"%s_gnuplot",l_file);
1347    printf("converting file %s to %s\n",l_file,c_file);
1348    convert_file(c_file,&d3_l);
1349    puts("done");
1350    return 1;
1351   }
1352 #ifdef USE_DFB_API
1353   else d3_lattice_init(&argc,argv,&d3_l);
1354 #endif
1355  }
1356
1357 #ifdef MORE_PRINTF
1358  printf(" done\n");
1359 #endif
1360
1361 #ifdef USE_DFB_API
1362  d3_event_init(&d3_l);
1363 #endif
1364
1365 #ifdef USE_DFB_API
1366  strcpy(a_txt,"args:");
1367  sprintf(s_txt,"steps: %d",my_info.steps);
1368  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));
1369  sprintf(r_txt,"pressure range: %d",my_info.range);
1370  sprintf(stress_txt,"stress term: %f",my_info.s);
1371  sprintf(ballistic_txt,"ballistic term: %f",my_info.b);
1372  sprintf(carbon_txt,"carbon term: %f",my_info.c);
1373  sprintf(dr_ac_txt,"a/c diffusion rate: %f",my_info.dr_ac);
1374  if(my_info.c_diff!=0) sprintf(dr_cc_txt,"c/c diffusion rate: %f",my_info.dr_cc);
1375  else sprintf(dr_cc_txt,"c/c diffusion rate: none");
1376  sprintf(zdiff_txt,"diffusion in z direction: %c",my_info.z_diff?'y':'n');
1377  sprintf(diff_txt,"diffusion every %d steps",my_info.diff_rate);
1378  strcpy(mode_txt,"view: a/c mode");
1379  sprintf(hpi_txt,"hits per ion: %d",my_info.cpi);
1380  sprintf(csat_txt,"sputter rate (3nm/#c): %d",my_info.s_rate);
1381  arg_v[1]=mode_txt;
1382  arg_v[2]=xyz_txt;
1383  arg_v[3]=status_txt;
1384  arg_v[4]=conc_txt;
1385  arg_v[5]=NULL;
1386  arg_v[6]=steps_txt;
1387  arg_v[7]=cc_txt;
1388  arg_v[8]=NULL;
1389  arg_v[9]=a_txt;
1390  arg_v[10]=s_txt;
1391  arg_v[11]=dose_txt;
1392  arg_v[12]=diff_txt;
1393  arg_v[13]=zdiff_txt;
1394  arg_v[14]=r_txt;
1395  arg_v[15]=ballistic_txt;
1396  arg_v[16]=carbon_txt;
1397  arg_v[17]=stress_txt;
1398  arg_v[18]=dr_ac_txt;
1399  arg_v[19]=dr_cc_txt;
1400  arg_v[20]=hpi_txt;
1401  arg_v[21]=csat_txt;
1402  arg_v[22]=NULL;
1403  arg_v[23]=NULL;
1404  arg_v[24]=NULL;
1405  arg_v[25]=NULL;
1406 #endif
1407
1408 #ifdef MORE_PRINTF
1409  printf("random rejection graphs ...");
1410 #endif
1411
1412  /* compute graphs for random number rejection method */
1413  if((c_profile=(u32 *)malloc(d3_l.max_z*sizeof(unsigned int)))==NULL)
1414  {
1415   puts("failed allocating memory for carbon profile graph");
1416   return -1;
1417  }
1418  if((n_e_loss=(u32 *)malloc(d3_l.max_z*sizeof(unsigned int)))==NULL)
1419  {
1420   puts("failed allocating memory for nuclear energy loss graph");
1421   return -1;
1422  }
1423  ip_max=get_reject_graph(&my_info,&d3_l,p_file,c_profile);
1424  ne_max=get_reject_graph(&my_info,&d3_l,n_e_file,n_e_loss);
1425
1426 #ifdef MORE_PRINTF
1427  printf(" done\n");
1428 #endif
1429
1430
1431  if((!strcmp(l_file,""))||(c_step))
1432  {
1433
1434   /* this should be obsolete - z is high enough - we check now! */
1435   if(c_profile[d3_l.max_z-1]!=0)
1436   {
1437    printf("max_z (%d) too small - sputtering not possible\n",d3_l.max_z);
1438    return -1;
1439   }
1440   /* calculate ratio of c_simwindow / c_total */
1441   //if(get_c_ratio(&c_ratio,p_file,&my_info,&d3_l)!=1)
1442   //{
1443   // puts("failed calculating ratio");
1444   // return -1;
1445   //}
1446
1447   /* sputtering realy possible ?*/
1448   if(n_e_loss[d3_l.max_z-1]!=0)
1449    printf("warning: max_z (%d) too small - there may be amorphous volumes\n",d3_l.max_z);
1450
1451 #ifdef DEBUG_RAND
1452  i=0;
1453  while(1)
1454  {
1455 #ifdef DEBUG_CP
1456   printf("%d\n",get_rand_reject(d3_l.max_z,ip_max,c_profile));
1457 #endif
1458 #ifdef DEBUG_NEL
1459   printf("%d\n",get_rand_reject(d3_l.max_z,ne_max,n_e_loss));
1460 #endif
1461 #ifdef DEBUG_NORM
1462   printf("%d\n",get_rand(d3_l.max_z));
1463 #endif
1464  if(i==10000000) return 1;
1465  i++;
1466  }
1467 #endif
1468
1469 #ifdef MORE_PRINTF
1470   printf("starting simulation ... now! :)\n");
1471 #endif
1472
1473   i=(c_step?c_step:0);
1474   while((i<my_info.steps) && (quit==0) && (escape==0))
1475   {
1476 #ifdef MORE_PRINTF
1477    if(i%refresh==0) printf("step: %d\n",i);
1478 #endif
1479    for(j=0;j<my_info.cpi;j++)
1480    {
1481     x_c=get_rand(d3_l.max_x);
1482     y_c=get_rand(d3_l.max_y);
1483     // z_c=get_rand_reject(d3_l.max_z,ne_max,n_e_loss);
1484     z_c=get_rand(d3_l.max_z);
1485     nel_z=URAND_MAX*(1.0*n_e_loss[z_c]/ne_max);
1486     process_cell(&d3_l,x_c,y_c,z_c,&my_info,nel_z);
1487    }
1488    distrib_c(&d3_l,&my_info,i,ip_max,c_profile);
1489 #ifdef USE_DFB_API
1490    if(i%refresh==0)
1491    {
1492     sprintf(xyz_txt,"x: %d  y: %d  z: %d",x+1,y+1,z+1);
1493     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');
1494     sprintf(conc_txt,"conc: %d",*(d3_l.extra+x+y*d3_l.max_x+z*d3_l.max_x*d3_l.max_y));
1495     sprintf(steps_txt,"step: %d",i);
1496     sprintf(cc_txt,"total c: %d",my_info.cc);
1497     d3_lattice_draw(&d3_l,x,y,z,25,arg_v,mode,0,NULL,0,NULL,0);
1498    }
1499 #endif
1500    if(i%resave==0 && strcmp(s_file,"") && resave!=0 && i!=0)
1501    {
1502     sprintf(s_file_tmp,"%s_%d_of_%d",s_file,i,my_info.steps);
1503     save_to_file(s_file_tmp,&d3_l,&my_info);
1504 #ifdef NODFB
1505     printf("saved %s\n",s_file_tmp);
1506 #endif
1507    }
1508    i++;
1509    if(i%my_info.s_rate==0) sputter(&d3_l);
1510   }
1511  }
1512
1513  if(strcmp(s_file,""))
1514  {
1515    printf("saved %s\n",s_file);
1516    save_to_file(s_file,&d3_l,&my_info);
1517  }
1518
1519 #ifdef USE_DFB_API
1520  /* allocating buffer for pressure values */
1521  if((d3_l.v_ptr=malloc(d3_l.max_x*d3_l.max_y*d3_l.max_z*sizeof(unsigned char)))==NULL)
1522  {
1523   puts("cannot allocate buffer for pressure values");
1524   return -1;
1525  }
1526  /* calc values */
1527  calc_pressure(&d3_l,my_info.range);
1528  max_extra=calc_max_extra(&d3_l);
1529
1530  while((quit==0) && (escape==0) && (nowait==0))
1531  {
1532   /* bahh! */
1533   if(switchmode==0) mode=0;
1534   if(switchmode==1) mode=1;
1535   if(switchmode==2) mode=2;
1536   if(switchmode==3) mode=3;
1537   /* end of bahh! */
1538   sprintf(xyz_txt,"x: %d  y: %d  z: %d",x+1,y+1,z+1);
1539   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');
1540   sprintf(conc_txt,"conc: %d",*(d3_l.extra+x+y*d3_l.max_x+z*d3_l.max_x*d3_l.max_y));
1541   sprintf(steps_txt,"step: end");
1542   sprintf(cc_txt,"total c: %d",my_info.cc);
1543   if(switchmode==0) strcpy(mode_txt,"view: a/c mode");
1544   if(switchmode==1) strcpy(mode_txt,"view: c conc mode");
1545   if(switchmode==2) strcpy(mode_txt,"view: a pressure mode");
1546   if(switchmode==3) strcpy(mode_txt,"view: a/c + profiles mode");
1547   d3_lattice_draw(&d3_l,x,y,z,25,arg_v,mode,max_extra,c_profile,ip_max,n_e_loss,ne_max);
1548   bmp=0;
1549   ac_distr=0;
1550   scan_event(&d3_l,&x,&y,&z,&quit,&escape,&switchmode,&bmp,&ac_distr);
1551   if(bmp) write_bmp(&d3_l,bmp,x,y,z,max_extra);
1552   if(ac_distr) write_ac_distr(&d3_l,ac_distr);
1553  }
1554
1555  d3_lattice_release(&d3_l);
1556 #endif
1557
1558  return 1;
1559 }