IDA_new/jerasure/Examples/reed_sol_test_gf.c

   1 /* *
   2  * Copyright (c) 2014, James S. Plank and Kevin Greenan
   3  * All rights reserved.
   4  *
   5  * Jerasure - A C/C++ Library for a Variety of Reed-Solomon and RAID-6 Erasure
   6  * Coding Techniques
   7  *
   8  * Revision 2.0: Galois Field backend now links to GF-Complete
   9  *
  10  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  11  * modification, are permitted provided that the following conditions
  12  * are met:
  13  *
  14  *  - Redistributions of source code must retain the above copyright
  15  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  16  *
  17  *  - Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  18  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in
  19  *    the documentation and/or other materials provided with the
  20  *    distribution.
  21  *
  22  *  - Neither the name of the University of Tennessee nor the names of its
  23  *    contributors may be used to endorse or promote products derived
  24  *    from this software without specific prior written permission.
  25  *
  26  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS
  27  * "AS IS" AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT
  28  * LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR
  29  * A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE COPYRIGHT
  30  * HOLDER OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT,
  31  * INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING,
  32  * BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS
  33  * OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED
  34  * AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  35  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY
  36  * WAY OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE
  37  * POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
  38  */
  39
  40 /* Jerasure's authors:
  41
  42    Revision 2.x - 2014: James S. Plank and Kevin M. Greenan.
  43    Revision 1.2 - 2008: James S. Plank, Scott Simmerman and Catherine D. Schuman.
  44    Revision 1.0 - 2007: James S. Plank.
  45  */
  46
  47 #include <stdio.h>
  48 #include <stdlib.h>
  49 #include <string.h>
  50 #include <gf_complete.h>
  51 #include <gf_method.h>
  52 #include <gf_rand.h>
  53 #include <stdint.h>
  54 #include <sys/time.h>
  55 #include "jerasure.h"
  56 #include "reed_sol.h"
  57
  58 #define BUFSIZE 4096
  59
  60 static void *malloc16(int size) {
  61     void *mem = malloc(size+16+sizeof(void*));
  62     void **ptr = (void**)((long)(mem+16+sizeof(void*)) & ~(15));
  63     ptr[-1] = mem;
  64     return ptr;
  65 }
  66
  67 #if 0
  68 // Unused for now.
  69 static void free16(void *ptr) {
  70     free(((void**)ptr)[-1]);
  71 }
  72 #endif
  73
  74 #define talloc(type, num) (type *) malloc16(sizeof(type)*(num))
  75
  76 static void usage(char *s)
  77 {
  78   fprintf(stderr, "usage: reed_sol_test_gf k m w seed (additional GF args) - Tests Reed-Solomon in GF(2^w).\n");
  79   fprintf(stderr, "       \n");
  80   fprintf(stderr, "       w must be 8, 16 or 32.  k+m must be <= 2^w.\n");
  81   fprintf(stderr, "       See the README for information on the additional GF args.\n");
  82   fprintf(stderr, "       Set up a Vandermonde-based distribution matrix and encodes k devices of\n");
  83   fprintf(stderr, "       %d bytes each with it.  Then it decodes.\n", BUFSIZE);
  84   fprintf(stderr, "       \n");
  85   fprintf(stderr, "This tests:        jerasure_matrix_encode()\n");
  86   fprintf(stderr, "                   jerasure_matrix_decode()\n");
  87   fprintf(stderr, "                   jerasure_print_matrix()\n");
  88   fprintf(stderr, "                   galois_change_technique()\n");
  89   fprintf(stderr, "                   reed_sol_vandermonde_coding_matrix()\n");
  90   if (s != NULL) fprintf(stderr, "%s\n", s);
  91   exit(1);
  92 }
  93
  94 gf_t* get_gf(int w, int argc, char **argv, int starting)
  95 {
  96   gf_t *gf = (gf_t*)malloc(sizeof(gf_t));
  97   if (create_gf_from_argv(gf, w, argc, argv, starting) == 0) {
  98     free(gf);
  99     gf = NULL;
 100   }
 101   return gf;
 102 }
 103
 104 int main(int argc, char **argv)
 105 {
 106   int k, w, i, m;
 107   int *matrix;
 108   char **data, **coding, **old_values;
 109   int *erasures, *erased;
 110   gf_t *gf = NULL;
 111   uint32_t seed;
 112
 113   if (argc < 6) usage("Not enough command line arguments");
 114   if (sscanf(argv[1], "%d", &k) == 0 || k <= 0) usage("Bad k");
 115   if (sscanf(argv[2], "%d", &m) == 0 || m <= 0) usage("Bad m");
 116   if (sscanf(argv[3], "%d", &w) == 0 || (w != 8 && w != 16 && w != 32)) usage("Bad w");
 117   if (sscanf(argv[4], "%d", &seed) == 0) usage("Bad seed");
 118   if (w <= 16 && k + m > (1 << w)) usage("k + m is too big");
 119
 120   MOA_Seed(seed);
 121
 122   gf = get_gf(w, argc, argv, 5);
 123
 124   if (gf == NULL) {
 125     usage("Invalid arguments given for GF!\n");
 126   }
 127
 128   galois_change_technique(gf, w);
 129
 130   matrix = reed_sol_vandermonde_coding_matrix(k, m, w);
 131
 132   printf("<HTML><TITLE>reed_sol_test_gf");
 133   for (i = 1; i < argc; i++) printf(" %s", argv[i]);
 134   printf("</TITLE>\n");
 135   printf("<h3>reed_sol_test_gf");
 136   for (i = 1; i < argc; i++) printf(" %s", argv[i]);
 137   printf("</h3>\n");
 138   printf("<pre>\n");
 139
 140   printf("Last m rows of the generator matrix (G^T):\n\n");
 141   jerasure_print_matrix(matrix, m, k, w);
 142   printf("\n");
 143
 144   data = talloc(char *, k);
 145   for (i = 0; i < k; i++) {
 146     data[i] = talloc(char, BUFSIZE);
 147     MOA_Fill_Random_Region(data[i], BUFSIZE);
 148   }
 149
 150   coding = talloc(char *, m);
 151   old_values = talloc(char *, m);
 152   for (i = 0; i < m; i++) {
 153     coding[i] = talloc(char, BUFSIZE);
 154     old_values[i] = talloc(char, BUFSIZE);
 155   }
 156
 157   jerasure_matrix_encode(k, m, w, matrix, data, coding, BUFSIZE);
 158
 159   erasures = talloc(int, (m+1));
 160   erased = talloc(int, (k+m));
 161   for (i = 0; i < m+k; i++) erased[i] = 0;
 162   for (i = 0; i < m; ) {
 163     erasures[i] = ((unsigned int)MOA_Random_W(w,1))%(k+m);
 164     if (erased[erasures[i]] == 0) {
 165       erased[erasures[i]] = 1;
 166       memcpy(old_values[i], (erasures[i] < k) ? data[erasures[i]] : coding[erasures[i]-k], BUFSIZE);
 167       bzero((erasures[i] < k) ? data[erasures[i]] : coding[erasures[i]-k], BUFSIZE);
 168       i++;
 169     }
 170   }
 171   erasures[i] = -1;
 172
 173   i = jerasure_matrix_decode(k, m, w, matrix, 1, erasures, data, coding, BUFSIZE);
 174
 175   for (i = 0; i < m; i++) {
 176     if (erasures[i] < k) {
 177       if (memcmp(data[erasures[i]], old_values[i], BUFSIZE)) {
 178         fprintf(stderr, "Decoding failed for %d!\n", erasures[i]);
 179         exit(1);
 180       }
 181     } else {
 182       if (memcmp(coding[erasures[i]-k], old_values[i], BUFSIZE)) {
 183         fprintf(stderr, "Decoding failed for %d!\n", erasures[i]);
 184         exit(1);
 185       }
 186     }
 187   }
 188
 189   printf("Encoding and decoding were both successful.\n");
 190   return 0;
 191 }