#include <stdlib.h>		// navdih za to je tedx predstavitev andreja bauerja z naslovom ničle
#include <stdio.h>		// to je izris ničel littlewoodovih polinomov v manj kot 105 vrsticah
#include <gsl/gsl_poly.h>	// prevod: gcc -Wall -Wextra -pedantic -lgsl -lm ničle.c
#include <sys/types.h>		// program na poti "ime" izdela kvadratno PGM datoteko podane višine
#include <sys/stat.h>		// za nadaljno obdelavo je uporabno, če je širina liha; ni pa nujno
#include <fcntl.h>		// algoritem se da paralelizirati, ampak jaz imam samo en procesor
#include <sys/mman.h>		// enotska krožnica je na četrtini podane širine
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <gsl/gsl_errno.h>
void pripravi_koeficiente (double * izhod, int številka) {
	while (številka) {
		*izhod++ = številka & 1 ? 1 : -1;
		številka >>= 1;
	}
}
int main (int argc, char ** argv) {
	int izven_slike = 0;
	int nekonvergiranih = 0;
	if (argc != 1+3) {
		fprintf(stderr, "uporaba: %s stopnja ime širina\n", argv[0] ? argv[0] : "ničle");
		return 1;
	}
	int šir = atoi(argv[3]);
	int fd;
	if ((fd = open(argv[2], O_CREAT | O_RDWR, 00664)) == -1) {
		perror("open");
		return 2;
	}
	if (ftruncate(fd, 128 + šir*šir) == -1) {
		perror("ftruncate");
		if (close(fd) == -1)
			perror("close");
		return 3;
	}
	void * p;
	if ((p = mmap(NULL, 128 + šir*šir, PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, 0)) == MAP_FAILED) {
		perror("mmap");
		if (close(fd) == -1)
			perror("close");
		return 4;
	}
	unsigned char * slika = (unsigned char *) p + 128;
	memset(p, 0, 128 + šir*šir);
	sprintf(p, "P5\n\n%59d\n%59d\n255\n", šir, šir);	// precisely calculated with dc(1) (:
	int stopnja = atoi(argv[1]);
	double koeficienti[stopnja+1];	// kako prikladno! polinom nte stopnje ima n+1 členov
	double ničle[2*stopnja];	// ima pa n ničer, 2n+0 so realni deli, 2n+1 pa imaginarni
	gsl_set_error_handler_off();
	gsl_poly_complex_workspace * w = gsl_poly_complex_workspace_alloc(stopnja+1);
	for (int i = 0; i < 1 << (stopnja+1); i++) {
		pripravi_koeficiente(koeficienti, i); // noben člen ni 0, vsi so bodisi 1 bodisi -1
		if (gsl_poly_complex_solve(koeficienti, stopnja+1, w, ničle) != GSL_SUCCESS)
			nekonvergiranih++;	// uuu, lahko bi recimo narisali tiste, ki ne konver.
		for (int j = 0; j < 2*stopnja; j += 2) {
			int višina_na_sliki = šir/2 - ničle[j+1]*(šir/4);
			int širina_na_sliki = šir/2 + ničle[j]*(šir/4);
			if (višina_na_sliki > šir || širina_na_sliki > šir
					|| višina_na_sliki < 0 || širina_na_sliki < 0) {
				izven_slike++;
				continue;
			}
			slika[šir*višina_na_sliki+širina_na_sliki]++;
		}
	}
	gsl_poly_complex_workspace_free(w);
	if (munmap(p, 128 + šir*šir) == -1)
		perror("munmap");	// nima smisla ukinjat programa, sistem si je sam kriv >:)
	if (close(fd) == -1)	
		perror("close");
	printf("%d ničel je izven 2+2i (izven slike)\n%d polinomov ni konvergiralo\n",
			izven_slike, nekonvergiranih);
	return 0;
}