/* Fractal na tela */
#include "us.h"

#define NTLINHAS     786    // n£mero de linhas na tela
#define NTCOLUNAS   1024    // n£mero de colunas na tela
#define NFLINHAS     480    // n£mero de linhas no fractal
#define NFCOLUNAS    640    // n£mero de colunas no fractal


// Define as cores a serem usadas para o status de cada fil¢sofo.
// Essas cores sĘo usadas para diferencia um fil¢sofo quando est 
// COMENDO, COMFOME, PENSANDO OU TERMINADO.
#define VERDE      123
#define AZUL         5
#define VERMELHO    24
#define BRANCO     255
#define PRETO        0

// os poss”veis valores para o status de um fil¢sofo
#define COMENDO    VERDE
#define COMFOME    AZUL
#define PENSANDO   BRANCO
#define TERMINADO  VERMELHO

// numero do pr¢prio filosofo e dos vizinhos
dword self, left, right;

// endere‡os do pr¢prio status e daquele dos vizinhos
//word status, status_left, status_right;

// endere‡os de in”cio, fim e incremento para a reta a ser ordenada
dword reta_ini, reta_fim, reta_inc;


typedef byte tela[NTLINHAS][NTCOLUNAS];

// variaveis
float xini,yini;   // coordenadas do ponto dentro do fractal
dword xpix,ypix;   // posi‡„o do pixel na tela do video

//endere‡o de linha e coluna resp.
dword linha, coluna;
dword my_status;


// prototypes
void desenhar_fractal();
void filho();
void status(int s);


// A primeira rotina deve ser o main
void main() {
  int filosofos,linha_ctr,coluna_ctr,self_ctr_linha,self_ctr_coluna,i;
/* Disposi‡„o dos fil¢sofos na tela

 n£mero do fil¢sofo

          <-- left    right -->

 ^     ³    480 481 482 ... 1120
 ³ ÄÄÄÄÅÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄÄ
 r     ³ ©   o   o   o  ...   o           © = origem da tela (endere‡o 0)
 i     ³                                  o = pixel indicando status
 g  479³ o   ž   ž   ž  ...   ž           ž = pixel a ser ordenado
 h     ³
 t  478³ o   ž   ž   ž  ...   ž
       ³
 l  ...³... ... ... ... ...  ...
 e     ³
 f    2³ o   ž   ž   ž  ...   ž
 t     ³
 ³    1³ o   ž   ž   ž  ...   ž
 V     ³



*/

  // Inicialmente o fil¢sofo tem seu status alterado para PENSANDO.
  status(PENSANDO);

  // O fractal ‚ desenhada na tela.
  desenhar_fractal();
  
  linha_ctr = 480;
  coluna_ctr = 1;
  self_ctr_linha = 1;
  self_ctr_coluna = 480;

  // Cria‡Ęo de todos os fil¢sofos a partir do processo pai utilizando
  // o sytem call fork. SĘo criados 3 fil¢sofos na posi‡Ęo vertical e
  // horizontal alternadamente.
  // cria o processo filho atrav‚s do system call fork().
  // Depois chama a subrotina filho() que ‚ respons vel por
  // controlar a vida do fil¢sofo. Essa subrotina, altera o status
  // do fil¢sofo para COMFOME, despois verifica se ‚ poss”vel comer,
  // come. E por fim ‚ alterado seu status para TERMINADO.
  //  na subrotina filho() que sĘo feitas as chamadas ao system call
  // wait() e signal().


  for(filosofos=0;filosofos<160;filosofos++) {
     for(i=0;i<3;i++) {
        coluna = 0;
        linha = linha_ctr--;
        self = self_ctr_linha++;

        if(fork()) filho();
        coluna = coluna_ctr++;
        linha = 0;
        self = self_ctr_coluna++;
        if(fork()) filho();

     }

     // Como existe uma maior quantidade de fil¢sofos na posi‡Ęo horizontal
     //(nas colunas) ‚ criado mais um fil¢sofo nesta posi‡Ęo.
     coluna = coluna_ctr++;
     linha = 0;
     self = self_ctr_coluna++;
     if(fork()) filho();
  }


  //Terminei de enforcar...
  linha=0;
  coluna=0;
  
  // Aqui o status do fil¢sofo ‚ alterado para terminado.
  status(TERMINADO);

  // Por fim ‚ feita o sytem call terminate para terminar o processo do
  //usu rio.
  terminate();
  
}


/*
  Subrotina que altera o status do fil¢sofo para o status passado
  no parametro. Essa subrotina ir  mudar a cor do fil¢sofo de acordo
  com o status passado.
  status pensando cor branco.
  status comfome cor azul.
  status comendo cor verde.
  status terminado cor vermelho.
*/
void inline status(int s) {
   register a = s;
   tela far *video = VIDEO_FP(0);
   (*video)[linha][coluna] = a;
   my_status = a;
}

/*
  Subrotina que desenha o conhecido fractal na tela.
*/
void desenhar_fractal() {
/*
 Calculation of Julia set
 ------------------------
 Written by Kiselev Y. 1994

 Definitions of complex numbers:
   z = x + i*y  screen coordinates   xini <= x < xini+1024*xstep
   u = s + i*t  parameter         \  yini <= y < yini+768*ystep
 Equation used:
   f(z) = z^2 - u
 Iteration:
   f(z), f(f(z)), f(f(f(z))), ...
   until |f(...)| > 2  or  max_it iterations
 Result:
   pixel value at (x,y) is the number of iterations.
*/

   tela far *video = VIDEO_FP(0);
   byte pix;          // valor do pixel
   
   for(yini=-1.15, ypix=1; ypix<NFLINHAS; yini+=0.005, ypix++) {
     for(xini=-1.55, xpix=5; xpix<NFCOLUNAS; xini+=0.005, xpix++) {
       float x,x2,y,y2,xy;
       x=xini;
       y=yini;
       for(pix=0; pix<255; pix++) {  // max_it=255
         x2=x*x;
         y2=y*y;
         if(x2+y2>4.0) break;  // |z|=sqrt(x^2+y^2) < 2
         xy = x*y;
         x = x2-y2-0.76;  // -s
         y = xy+xy-0.09;  // -t
       }
       if (pix>2) (*video)[ypix][xpix] = pix;
       // for(i=1; i<100; i++);
     }
   }
}

/*
   Subrotina que retorna o status do vizinho da esquerda do fil¢sofo.
*/
byte status_left() {
      tela far *video = VIDEO_FP(0);
      register myself = self;
      if(myself == 1) return (*video)[0][640];
      else if(myself == 480) return (*video)[1][0];
      else if(myself < 480) return (*video)[linha-1][0];
      else return (*video)[0][coluna-1];
}

/*
   Subrotina que retorna o status do vizinho da direita do fil¢sofo.
*/
byte status_right() {
      tela far *video = VIDEO_FP(0);
      register myself = self;
      if(myself == 1120) return (*video)[480][0];
      else if(myself == 479) return (*video)[0][1];
      else if(myself > 479) return (*video)[0][coluna+1];
      else return (*video)[linha+1][0];
}

/*
  Subrotina que faz o fil¢sofo comer uma certa quantidade de macarrĘo.
  Essa quantidade ‚ passada como parametro na subrotina. O resultado ‚
  a ordena‡Ęo dos pixel na tela. Utiliza o algoritmo buble sort para a
  ordena‡Ęo.
  Essa subrotina retorna se o fil¢sofo est  satisfeito ou nĘo.
*/
int come(int quant) {
   tela far *video = VIDEO_FP(0);
   static int i,j;
   int limit;
   byte temp;
   register myself = self;
   limit = i + quant;
   if(myself < 480) {
      for(i=1;(i<limit) && (i < 639);i++)
         for(j=1;(j<limit) && (i < 639);j++)
           if((*video)[linha][i] < (*video)[linha][j]) {
              temp = (*video)[linha][i];
              (*video)[linha][i] = (*video)[linha][j];
              (*video)[linha][j] = temp;
           }
   } else {
      for(i=1;(i<limit) && (i < 479);i++)
         for(j=1;(j<limit) && (i < 479);j++)
           if((*video)[i][coluna] < (*video)[j][coluna]) {
              temp = (*video)[i][coluna];
              (*video)[i][coluna] = (*video)[j][coluna];
              (*video)[j][coluna] = temp;
           }
   }
   if(myself < 480) {
      if(i < 639) return 0;
      else return 1;
   } else {
      if(i < 479) return 0;
      else return 1;
   }
}

//Filho
/* Subrotina respons vel por controlar a vida do fil¢sofo.
   Aqui o status do fil¢sofo ‚ alterado para COMFOME. Depois o fil¢sofo
   verifica se ‚ poss”vel comer, ou seja, se seus vizinhos j  nao estĘo
   comendo fazendo uso assim dos garfos.
   Se for poss”vel comer o fil¢sofo come uma certa quantidade de
   macarrĘo(400). O resultado ser  a ordena‡Ęo dos pixel na tela.
   Depois de comer o fil¢sofo volta a pensar(o status ‚ alterado para
   PENSADO). Ele pensa por um determinado tempo(esse tempo ‚ feito
   atrav‚s de uma instru‡Ęo for para dar um dalay) de depois ele volta a
   ter fome novamente(seu status ‚ alterado para COMFOME).
   O procedimento ‚ feito at‚ que o fil¢sofo esteja satisfeito. Quando o
   fil¢sofo estiver satisfeito, seu status ‚ alterado para TERMINADO e
   ‚ feito um system call terminate para terminar o processo.
   
 */
void filho() {
   int i,j;
   int satisfeito;

   // Declaracao de registrador especial para resolver o problema do segmento de video
   register myself = self;

   // O fil¢sofo tem seu status alterado para COMFOME. Feito isso, ele
   //agora ir  tentar comer.
   status(COMFOME);

   left = myself-1;
   right = myself+1;
   switch(myself) {
      case 1:
            left = 1120;
            break;
      case 1120:
            right = 1;
            break;
   }
   satisfeito = 0;

   while(!satisfeito) {
   
      while(my_status == COMFOME) {

         // Estado critico -  Aten‡Ęo que eu vou pegar nos garfos.
         // Avisa para todos que eu vou querer pegar nos garfos para comer.
         wait(0);

         // O fil¢sofo tenta comer. Vefirica se seus vizinhos j  estĘo
         //comendo. Se ambos nĘo estiverem comendo, seu status ‚ alterado
         //para comendo.
         if((status_left() != COMENDO) && (status_right() != COMENDO)) status(COMENDO);
         signal(0);

         // Se o status do fil¢sofo ‚ COMENDO, ele faz um syste call wait
         //passando o sem foro dele mesmo.
         if(my_status != COMENDO) wait(myself);
      }

      // Retorna 1 caso ao comer a quantidade de comida indicada, o fil¢sofo
      //fique satisfeito.
      satisfeito = come(100);

      //System call signal passando como parametro o sinal do vizinho da
      //esquerda do fil¢sofo.
      signal(left);

      //System call signal passando como parametro o sinal do vizinho da
      //esquerda do fil¢sofo.
      signal(right);

      // altera o status do fil¢sofo para PENSANDO.
      status(PENSANDO);

      // Realiza o tempo em que o fil¢sofo passa pensando.
      for(i=0;i<1000;i++)
         for(j=0;j<1000;j++);

      // Ap¢s pensar por um determinado tempo, o fil¢sofo passa a ter
      //fome novamente.
      status(COMFOME);
   }

   // O fil¢sofo j  est  satisteito com a comida. Seu status ‚ alterado
   //para TERMINADO.
   status(TERMINADO);

   //System call terminate(). Para terminar o processo de usu rio.
   terminate();
}