course/semester2/pprog/assignment1/mthread/nbody.h

   1 #ifndef _NBODY_H
   2 #define _NBODY_H
   3
   4 /**
   5  * @file nbody.h
   6  * @author Sam Moore (205030628)
   7  * @purpose N-Body simulator: declarations of simulation related parameters
   8  */
   9
  10
  11 #define NUM_THREADS 5 //The number of *worker* threads (not including the computation thread) to use.
  12                         // If this is 1, the computation thread will not spawn any workers (faster to just do the work itself),
  13                         //      otherwise it will spawn NUM_THREADS workers.
  14
  15 #include <pthread.h>
  16 #include <stdbool.h>
  17
  18 #define M_PI        3.14159265358979323846264338327950288   /* pi */
  19 #define G 6.67428E-11
  20 #define DELTA_T 0.05
  21 #define DIMENSIONS 3
  22 #define square(x) ((x)*(x))
  23
  24
  25 /**
  26  * Structure to represent a single Body
  27  * @param mass - Mass of the body
  28  * @param x - Position vector (array)
  29  * @param v - Velocity vector (array)
  30  * @param F - Net force vector (array)
  31  */
  32 typedef struct
  33 {
  34
  35         double mass;
  36         double x[DIMENSIONS];
  37         double v[DIMENSIONS];
  38         double F[DIMENSIONS];
  39
  40 } Body;
  41
  42 /**
  43  * Structure to store an array of bodies, along with the size of the array.
  44  * The universe is represented in a single System.
  45  * @param N - Size of the array
  46  * @param body - The array of bodies
  47  */
  48 typedef struct
  49 {
  50         unsigned N;
  51         Body * body;
  52
  53 } System;
  54
  55 void Body_Print(Body * a); //Print body a
  56 void Body_Force(Body * a, System * s); //Compute force on body a due to system of bodies s
  57 void Body_Velocity(Body * a); //Compute velocity of body a
  58 void Body_Position(Body * a); //Compute position of body a
  59
  60 void System_Init(System * s, char * fileName); //Initialise System (array of bodies) from a text file
  61
  62 void System_Forces(System * s1, System * s2); //Compute forces for bodies in s1 due to bodies in s2 (also updates velocities)
  63 void System_Positions(System * s); //Update positions for bodies in s1
  64 void Universe_Cleanup();
  65
  66 extern System universe; // The main array of bodies; global variable.
  67
  68
  69 /**
  70  * Multithreading stuff below here
  71  */
  72
  73 extern pthread_t compute_thread; // ID of the thread that runs Compute_Thread. Set in main()
  74 void * Compute_Thread(void * system); //Thread - Continuously perform computations for a System of bodies. May spawn additional worker threads.
  75
  76 void * Force_Thread(void * system); //Thread - Compute forces for all objects in a system
  77 void * Position_Thread(void * system); //Thread - Compute positions for all objects in a system
  78
  79 typedef enum {RUN, QUIT, QUIT_ERROR} RUNSTATE;
  80 extern RUNSTATE runstate;
  81 extern pthread_mutex_t mutex_runstate; //Mutex around the "runstate" variable
  82
  83 void QuitProgram(bool error);
  84
  85
  86
  87 #endif //_NBODY_H