galaxy.h

   1 #ifndef __GALAXY_H__
   2 #define __GALAXY_H__
   3
   4 #include <sys/types.h>
   5 #include <pthread.h>
   6
   7 /* sort forces by fabs before additinal. Additional by pair */
   8 #define SORT_STAR
   9
  10 /* add third part of taylor series */
  11 #define TAYLOR3
  12
  13 /* sort energy. impulse and moment by fabs before additinal. Additional by pair. Very slow */
  14 /* #define SORT_ENERGYSTAR */
  15
  16 typedef struct {
  17         double  x;
  18         double  y;
  19         double  z;
  20 } Vector;
  21
  22 typedef struct {
  23         double  mass;
  24         Vector  c; /* coordinate */
  25         Vector  v; /* velocity */
  26         Vector  a; /* acceleration */
  27 #ifdef TAYLOR3
  28         Vector  pa;
  29 #endif
  30 } Star;
  31
  32 typedef struct {
  33         u_int32_t       nstars;
  34         Star    *stars;
  35         Vector  *forces; /* forces between i-th and j-th stars */
  36
  37         /* stat data */
  38         double Impulse;
  39         double Moment;
  40         double potentialEnergy;
  41         double kineticEnergy;
  42         double elapsedTime;
  43
  44         /* cfg options */
  45         double delta;
  46         double desiredDelta;
  47
  48         double errorLimit;
  49         double error;
  50
  51 #ifdef TAYLOR3
  52         int     firsttime;
  53 #endif
  54 } Galaxy;
  55
  56
  57 #define CNT_FARRAY(n)   ( (((n)+1)*((n)+2)) >> 1 )
  58 /*
  59   XXX 0<=i<j<nstars
  60   #define GET_FORCE(g, i, j)  ( (g)->forces + CNT_FARRAY(n) - CNT_FARRAY(n-i) + (j) - (i) - 1)
  61 */
  62 #define GET_FORCE(g, i, j)  ( (g)->forces + (((j)*((j)+1))>>1) + i )
  63
  64
  65 void initGalaxy(Galaxy *galaxy, u_int32_t nstars);
  66 void forceGalaxy(Galaxy *galaxy);
  67 void accelerationGalaxy(Galaxy *galaxy);
  68 void stepGalaxy(Galaxy *galaxy, double delta);
  69 void unstepGalaxy(Galaxy *galaxy, double delta);
  70 void freeGalaxy(Galaxy *galaxy);
  71 void EnergyImpulseGalaxy(Galaxy *galaxy);
  72 void initLiveGalaxy(Galaxy *galaxy);
  73 void liveGalaxy(Galaxy *galaxy, pthread_mutex_t *mutex);
  74 void printStar(Star *star);
  75
  76 #define G       (6.742e-11)
  77 #endif