test/rain.c

   1 /****************************************************************************
   2  * Copyright 2018-2020,2022 Thomas E. Dickey                                *
   3  * Copyright 1998-2014,2017 Free Software Foundation, Inc.                  *
   4  *                                                                          *
   5  * Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a  *
   6  * copy of this software and associated documentation files (the            *
   7  * "Software"), to deal in the Software without restriction, including      *
   8  * without limitation the rights to use, copy, modify, merge, publish,      *
   9  * distribute, distribute with modifications, sublicense, and/or sell       *
  10  * copies of the Software, and to permit persons to whom the Software is    *
  11  * furnished to do so, subject to the following conditions:                 *
  12  *                                                                          *
  13  * The above copyright notice and this permission notice shall be included  *
  14  * in all copies or substantial portions of the Software.                   *
  15  *                                                                          *
  16  * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS  *
  17  * OR IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF               *
  18  * MERCHANTABILITY, FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT.   *
  19  * IN NO EVENT SHALL THE ABOVE COPYRIGHT HOLDERS BE LIABLE FOR ANY CLAIM,   *
  20  * DAMAGES OR OTHER LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR    *
  21  * OTHERWISE, ARISING FROM, OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR    *
  22  * THE USE OR OTHER DEALINGS IN THE SOFTWARE.                               *
  23  *                                                                          *
  24  * Except as contained in this notice, the name(s) of the above copyright   *
  25  * holders shall not be used in advertising or otherwise to promote the     *
  26  * sale, use or other dealings in this Software without prior written       *
  27  * authorization.                                                           *
  28  ****************************************************************************/
  29 /*
  30  * $Id: rain.c,v 1.54 2022/07/23 22:47:38 tom Exp $
  31  */
  32 #include <test.priv.h>
  33 #include <popup_msg.h>
  34
  35 /* rain 11/3/1980 EPS/CITHEP */
  36
  37 #ifdef USE_PTHREADS
  38 #include <pthread.h>
  39 #endif
  40
  41 WANT_USE_WINDOW();
  42
  43 #define MAX_THREADS     10
  44 #define MAX_DROP        5
  45
  46 struct DATA;
  47
  48 typedef void (*DrawPart) (struct DATA *);
  49
  50 typedef struct DATA {
  51     int y, x;
  52 #ifdef USE_PTHREADS
  53     DrawPart func;
  54     int state;
  55 #endif
  56 } DATA;
  57
  58 #ifdef USE_PTHREADS
  59 pthread_cond_t cond_next_drop;
  60 pthread_mutex_t mutex_drop_data;
  61 pthread_mutex_t mutex_next_drop;
  62 static int used_threads;
  63
  64 typedef struct {
  65     pthread_t myself;
  66     long counter;
  67 } STATS;
  68
  69 static STATS drop_threads[MAX_THREADS];
  70 #endif
  71
  72 #if HAVE_USE_WINDOW
  73 static int
  74 safe_wgetch(WINDOW *w, void *data GCC_UNUSED)
  75 {
  76     return wgetch(w);
  77 }
  78 #endif
  79
  80 static void
  81 onsig(int n GCC_UNUSED)
  82 {
  83     stop_curses();
  84     ExitProgram(EXIT_FAILURE);
  85 }
  86
  87 static double
  88 ranf(void)
  89 {
  90     long r = (rand() & 077777);
  91     return ((double) r / 32768.);
  92 }
  93
  94 static int
  95 random_x(void)
  96 {
  97     return (int) (((double) (COLS - 4) * ranf()) + 2);
  98 }
  99
 100 static int
 101 random_y(void)
 102 {
 103     return (int) (((double) (LINES - 4) * ranf()) + 2);
 104 }
 105
 106 static int
 107 next_j(int j)
 108 {
 109     if (j == 0)
 110         j = MAX_DROP - 1;
 111     else
 112         --j;
 113     if (has_colors()) {
 114         int z = (int) (3 * ranf());
 115         (void) attrset(AttrArg(COLOR_PAIR(z), (z ? A_BOLD : A_NORMAL)));
 116     }
 117     return j;
 118 }
 119
 120 static void
 121 part1(DATA * drop)
 122 {
 123     MvAddCh(drop->y, drop->x, '.');
 124 }
 125
 126 static void
 127 part2(DATA * drop)
 128 {
 129     MvAddCh(drop->y, drop->x, 'o');
 130 }
 131
 132 static void
 133 part3(DATA * drop)
 134 {
 135     MvAddCh(drop->y, drop->x, 'O');
 136 }
 137
 138 static void
 139 part4(DATA * drop)
 140 {
 141     MvAddCh(drop->y - 1, drop->x, '-');
 142     MvAddStr(drop->y, drop->x - 1, "|.|");
 143     MvAddCh(drop->y + 1, drop->x, '-');
 144 }
 145
 146 static void
 147 part5(DATA * drop)
 148 {
 149     MvAddCh(drop->y - 2, drop->x, '-');
 150     MvAddStr(drop->y - 1, drop->x - 1, "/ \\");
 151     MvAddStr(drop->y, drop->x - 2, "| O |");
 152     MvAddStr(drop->y + 1, drop->x - 1, "\\ /");
 153     MvAddCh(drop->y + 2, drop->x, '-');
 154 }
 155
 156 static void
 157 part6(DATA * drop)
 158 {
 159     MvAddCh(drop->y - 2, drop->x, ' ');
 160     MvAddStr(drop->y - 1, drop->x - 1, "   ");
 161     MvAddStr(drop->y, drop->x - 2, "     ");
 162     MvAddStr(drop->y + 1, drop->x - 1, "   ");
 163     MvAddCh(drop->y + 2, drop->x, ' ');
 164 }
 165
 166 #ifdef USE_PTHREADS
 167 static void
 168 napsome(void)
 169 {
 170     napms(60);
 171 }
 172
 173 /*
 174  * This runs inside the use_window() mutex.
 175  */
 176 static int
 177 really_draw(WINDOW *win, void *arg)
 178 {
 179     DATA *data = (DATA *) arg;
 180
 181     (void) win;
 182     next_j(data->state);
 183     data->func(data);
 184     refresh();
 185     return OK;
 186 }
 187
 188 static void
 189 draw_part(void (*func) (DATA *), int state, DATA * data)
 190 {
 191     data->func = func;
 192     data->state = state;
 193     use_window(stdscr, really_draw, (void *) data);
 194     napsome();
 195 }
 196
 197 /*
 198  * Tell the threads that one of them can start work on a new raindrop.
 199  * They may all be busy if we're sending requests too rapidly.
 200  */
 201 static int
 202 put_next_drop(void)
 203 {
 204     pthread_cond_broadcast(&cond_next_drop);
 205     pthread_mutex_unlock(&mutex_next_drop);
 206
 207     return 0;
 208 }
 209
 210 /*
 211  * Wait until we're assigned the task of drawing a new raindrop.
 212  */
 213 static int
 214 get_next_drop(void)
 215 {
 216     pthread_mutex_lock(&mutex_next_drop);
 217     pthread_cond_wait(&cond_next_drop, &mutex_next_drop);
 218
 219     return TRUE;
 220 }
 221
 222 static void *
 223 draw_drop(void *arg)
 224 {
 225     DATA mydata;
 226     int mystats;
 227
 228     /*
 229      * Find myself in the list of threads so we can count the number of loops.
 230      */
 231     for (mystats = 0; mystats < MAX_THREADS; ++mystats) {
 232 #if defined(_NC_WINDOWS) && !defined(__WINPTHREADS_VERSION)
 233         if (drop_threads[mystats].myself.p == pthread_self().p)
 234 #else
 235         if (drop_threads[mystats].myself == pthread_self())
 236 #endif
 237             break;
 238     }
 239
 240     do {
 241         if (mystats < MAX_THREADS)
 242             drop_threads[mystats].counter++;
 243
 244         /*
 245          * Make a copy of caller's data.  We're cheating for the cases after
 246          * the first loop since we still have a pointer into the main thread
 247          * to the data which it uses for setting up this thread (but it has
 248          * been modified to use different coordinates).
 249          */
 250         pthread_mutex_lock(&mutex_drop_data);
 251         mydata = *(DATA *) arg;
 252         pthread_mutex_unlock(&mutex_drop_data);
 253
 254         draw_part(part1, 0, &mydata);
 255         draw_part(part2, 1, &mydata);
 256         draw_part(part3, 2, &mydata);
 257         draw_part(part4, 3, &mydata);
 258         draw_part(part5, 4, &mydata);
 259         draw_part(part6, 0, &mydata);
 260
 261     } while (get_next_drop());
 262
 263     return NULL;
 264 }
 265
 266 /*
 267  * The description of pthread_create() is misleading, since it implies that
 268  * threads will exit cleanly after their function returns.
 269  *
 270  * Since they do not (and the number of threads is limited by system
 271  * resources), make a limited number of threads, and signal any that are
 272  * waiting when we want a thread past that limit.
 273  */
 274 static int
 275 start_drop(DATA * data)
 276 {
 277     int rc;
 278
 279     if (!used_threads) {
 280         /* mutex and condition for signalling thread */
 281         pthread_mutex_init(&mutex_next_drop, NULL);
 282         pthread_cond_init(&cond_next_drop, NULL);
 283     }
 284
 285     if (used_threads < MAX_THREADS) {
 286         rc = pthread_create(&(drop_threads[used_threads].myself),
 287                             NULL,
 288                             draw_drop,
 289                             data);
 290         ++used_threads;
 291     } else {
 292         rc = put_next_drop();
 293     }
 294     return rc;
 295 }
 296 #endif
 297
 298 static int
 299 get_input(void)
 300 {
 301     return USING_WINDOW1(stdscr, wgetch, safe_wgetch);
 302 }
 303
 304 static void
 305 usage(void)
 306 {
 307     static const char *msg[] =
 308     {
 309         "Usage: rain [options]"
 310         ,""
 311         ,"Options:"
 312 #if HAVE_USE_DEFAULT_COLORS
 313         ," -d       invoke use_default_colors"
 314 #endif
 315     };
 316     size_t n;
 317
 318     for (n = 0; n < SIZEOF(msg); n++)
 319         fprintf(stderr, "%s\n", msg[n]);
 320
 321     ExitProgram(EXIT_FAILURE);
 322 }
 323
 324 int
 325 main(int argc, char *argv[])
 326 {
 327     static const char *help[] =
 328     {
 329         "Commands:",
 330         " q/Q        exit the program",
 331         " s          do single-step",
 332         " <space>    undo single-step",
 333         "",
 334         0
 335     };
 336
 337     bool done = FALSE;
 338     DATA drop;
 339 #ifndef USE_PTHREADS
 340     DATA last[MAX_DROP];
 341 #endif
 342     int j = 0;
 343     int ch;
 344 #if HAVE_USE_DEFAULT_COLORS
 345     bool d_option = FALSE;
 346 #endif
 347
 348     while ((ch = getopt(argc, argv, "d")) != -1) {
 349         switch (ch) {
 350 #if HAVE_USE_DEFAULT_COLORS
 351         case 'd':
 352             d_option = TRUE;
 353             break;
 354 #endif
 355         default:
 356             usage();
 357             /* NOTREACHED */
 358         }
 359     }
 360     if (optind < argc)
 361         usage();
 362
 363     setlocale(LC_ALL, "");
 364
 365     InitAndCatch(initscr(), onsig);
 366     if (has_colors()) {
 367         int bg = COLOR_BLACK;
 368         start_color();
 369 #if HAVE_USE_DEFAULT_COLORS
 370         if (d_option && (use_default_colors() == OK))
 371             bg = -1;
 372 #endif
 373         init_pair(1, COLOR_BLUE, (short) bg);
 374         init_pair(2, COLOR_CYAN, (short) bg);
 375     }
 376     nl();
 377     noecho();
 378     curs_set(0);
 379     timeout(0);
 380
 381 #ifdef USE_PTHREADS
 382     pthread_mutex_init(&mutex_drop_data, NULL);
 383 #else /* !USE_PTHREADS */
 384     for (j = MAX_DROP; --j >= 0;) {
 385         last[j].x = random_x();
 386         last[j].y = random_y();
 387     }
 388     j = 0;
 389 #endif
 390
 391     while (!done) {
 392 #ifdef USE_PTHREADS
 393         pthread_mutex_lock(&mutex_drop_data);
 394
 395         drop.x = random_x();
 396         drop.y = random_y();
 397
 398         if (start_drop(&drop) != 0) {
 399             beep();
 400         }
 401
 402         pthread_mutex_unlock(&mutex_drop_data);
 403 #else
 404         drop.x = random_x();
 405         drop.y = random_y();
 406
 407         /*
 408          * The non-threaded code draws parts of each drop on each loop.
 409          */
 410         part1(&drop);
 411
 412         part2(&last[j]);
 413
 414         j = next_j(j);
 415         part3(&last[j]);
 416
 417         j = next_j(j);
 418         part4(&last[j]);
 419
 420         j = next_j(j);
 421         part5(&last[j]);
 422
 423         j = next_j(j);
 424         part6(&last[j]);
 425
 426         last[j] = drop;
 427 #endif
 428
 429         switch (get_input()) {
 430         case ('q'):
 431         case ('Q'):
 432             done = TRUE;
 433             break;
 434         case 's':
 435             nodelay(stdscr, FALSE);
 436             break;
 437         case ' ':
 438             nodelay(stdscr, TRUE);
 439             break;
 440 #ifdef KEY_RESIZE
 441         case (KEY_RESIZE):
 442             break;
 443 #endif
 444         case HELP_KEY_1:
 445             popup_msg(stdscr, help);
 446             break;
 447         case ERR:
 448             break;
 449         default:
 450             beep();
 451         }
 452         napms(50);
 453     }
 454     stop_curses();
 455 #ifdef USE_PTHREADS
 456     printf("Counts per thread:\n");
 457     for (j = 0; j < MAX_THREADS; ++j)
 458         printf("  %d:%ld\n", j, drop_threads[j].counter);
 459 #endif
 460     ExitProgram(EXIT_SUCCESS);
 461 }