IDA_new/jerasure/src/liberation.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
  51 #include "galois.h"
  52 #include "jerasure.h"
  53 #include "liberation.h"
  54
  55 #define talloc(type, num) (type *) malloc(sizeof(type)*(num))
  56
  57 int *liberation_coding_bitmatrix(int k, int w)
  58 {
  59   int *matrix, i, j, index;
  60
  61   if (k > w) return NULL;
  62   matrix = talloc(int, 2*k*w*w);
  63   if (matrix == NULL) return NULL;
  64   bzero(matrix, sizeof(int)*2*k*w*w);
  65
  66   /* Set up identity matrices */
  67
  68   for(i = 0; i < w; i++) {
  69     index = i*k*w+i;
  70     for (j = 0; j < k; j++) {
  71       matrix[index] = 1;
  72       index += w;
  73     }
  74   }
  75
  76   /* Set up liberation matrices */
  77
  78   for (j = 0; j < k; j++) {
  79     index = k*w*w+j*w;
  80     for (i = 0; i < w; i++) {
  81       matrix[index+(j+i)%w] = 1;
  82       index += (k*w);
  83     }
  84     if (j > 0) {
  85       i = (j*((w-1)/2))%w;
  86       matrix[k*w*w+j*w+i*k*w+(i+j-1)%w] = 1;
  87     }
  88   }
  89   return matrix;
  90 }
  91
  92
  93 int *liber8tion_coding_bitmatrix(int k)
  94 {
  95   int *matrix, i, j, index;
  96   int w;
  97
  98   w = 8;
  99   if (k > w) return NULL;
 100   matrix = talloc(int, 2*k*w*w);
 101   if (matrix == NULL) return NULL;
 102   bzero(matrix, sizeof(int)*2*k*w*w);
 103
 104   /* Set up identity matrices */
 105
 106   for(i = 0; i < w; i++) {
 107     index = i*k*w+i;
 108     for (j = 0; j < k; j++) {
 109       matrix[index] = 1;
 110       index += w;
 111     }
 112   }
 113
 114   /* Set up liber8tion matrices */
 115
 116   index = k*w*w;
 117
 118   if (k == 0) return matrix;
 119   matrix[index+0*k*w+0*w+0] = 1;
 120   matrix[index+1*k*w+0*w+1] = 1;
 121   matrix[index+2*k*w+0*w+2] = 1;
 122   matrix[index+3*k*w+0*w+3] = 1;
 123   matrix[index+4*k*w+0*w+4] = 1;
 124   matrix[index+5*k*w+0*w+5] = 1;
 125   matrix[index+6*k*w+0*w+6] = 1;
 126   matrix[index+7*k*w+0*w+7] = 1;
 127
 128   if (k == 1) return matrix;
 129   matrix[index+0*k*w+1*w+7] = 1;
 130   matrix[index+1*k*w+1*w+3] = 1;
 131   matrix[index+2*k*w+1*w+0] = 1;
 132   matrix[index+3*k*w+1*w+2] = 1;
 133   matrix[index+4*k*w+1*w+6] = 1;
 134   matrix[index+5*k*w+1*w+1] = 1;
 135   matrix[index+6*k*w+1*w+5] = 1;
 136   matrix[index+7*k*w+1*w+4] = 1;
 137   matrix[index+4*k*w+1*w+7] = 1;
 138
 139   if (k == 2) return matrix;
 140   matrix[index+0*k*w+2*w+6] = 1;
 141   matrix[index+1*k*w+2*w+2] = 1;
 142   matrix[index+2*k*w+2*w+4] = 1;
 143   matrix[index+3*k*w+2*w+0] = 1;
 144   matrix[index+4*k*w+2*w+7] = 1;
 145   matrix[index+5*k*w+2*w+3] = 1;
 146   matrix[index+6*k*w+2*w+1] = 1;
 147   matrix[index+7*k*w+2*w+5] = 1;
 148   matrix[index+1*k*w+2*w+3] = 1;
 149
 150   if (k == 3) return matrix;
 151   matrix[index+0*k*w+3*w+2] = 1;
 152   matrix[index+1*k*w+3*w+5] = 1;
 153   matrix[index+2*k*w+3*w+7] = 1;
 154   matrix[index+3*k*w+3*w+6] = 1;
 155   matrix[index+4*k*w+3*w+0] = 1;
 156   matrix[index+5*k*w+3*w+3] = 1;
 157   matrix[index+6*k*w+3*w+4] = 1;
 158   matrix[index+7*k*w+3*w+1] = 1;
 159   matrix[index+5*k*w+3*w+4] = 1;
 160
 161   if (k == 4) return matrix;
 162   matrix[index+0*k*w+4*w+5] = 1;
 163   matrix[index+1*k*w+4*w+6] = 1;
 164   matrix[index+2*k*w+4*w+1] = 1;
 165   matrix[index+3*k*w+4*w+7] = 1;
 166   matrix[index+4*k*w+4*w+2] = 1;
 167   matrix[index+5*k*w+4*w+4] = 1;
 168   matrix[index+6*k*w+4*w+3] = 1;
 169   matrix[index+7*k*w+4*w+0] = 1;
 170   matrix[index+2*k*w+4*w+0] = 1;
 171
 172   if (k == 5) return matrix;
 173   matrix[index+0*k*w+5*w+1] = 1;
 174   matrix[index+1*k*w+5*w+2] = 1;
 175   matrix[index+2*k*w+5*w+3] = 1;
 176   matrix[index+3*k*w+5*w+4] = 1;
 177   matrix[index+4*k*w+5*w+5] = 1;
 178   matrix[index+5*k*w+5*w+6] = 1;
 179   matrix[index+6*k*w+5*w+7] = 1;
 180   matrix[index+7*k*w+5*w+0] = 1;
 181   matrix[index+7*k*w+5*w+2] = 1;
 182
 183   if (k == 6) return matrix;
 184   matrix[index+0*k*w+6*w+3] = 1;
 185   matrix[index+1*k*w+6*w+0] = 1;
 186   matrix[index+2*k*w+6*w+6] = 1;
 187   matrix[index+3*k*w+6*w+5] = 1;
 188   matrix[index+4*k*w+6*w+1] = 1;
 189   matrix[index+5*k*w+6*w+7] = 1;
 190   matrix[index+6*k*w+6*w+4] = 1;
 191   matrix[index+7*k*w+6*w+2] = 1;
 192   matrix[index+6*k*w+6*w+5] = 1;
 193
 194   if (k == 7) return matrix;
 195   matrix[index+0*k*w+7*w+4] = 1;
 196   matrix[index+1*k*w+7*w+7] = 1;
 197   matrix[index+2*k*w+7*w+1] = 1;
 198   matrix[index+3*k*w+7*w+5] = 1;
 199   matrix[index+4*k*w+7*w+3] = 1;
 200   matrix[index+5*k*w+7*w+2] = 1;
 201   matrix[index+6*k*w+7*w+0] = 1;
 202   matrix[index+7*k*w+7*w+6] = 1;
 203   matrix[index+3*k*w+7*w+1] = 1;
 204
 205   return matrix;
 206 }
 207
 208 int *blaum_roth_coding_bitmatrix(int k, int w)
 209 {
 210   int *matrix, i, j, index, l, m, p;
 211
 212   if (k > w) return NULL ;
 213
 214   matrix = talloc(int, 2*k*w*w);
 215   if (matrix == NULL) return NULL;
 216   bzero(matrix, sizeof(int)*2*k*w*w);
 217
 218   /* Set up identity matrices */
 219
 220   for(i = 0; i < w; i++) {
 221     index = i*k*w+i;
 222     for (j = 0; j < k; j++) {
 223       matrix[index] = 1;
 224       index += w;
 225     }
 226   }
 227
 228   /* Set up blaum_roth matrices -- Ignore identity */
 229
 230   p = w+1;
 231   for (j = 0; j < k; j++) {
 232     index = k*w*w+j*w;
 233     if (j == 0) {
 234       for (l = 0; l < w; l++) {
 235         matrix[index+l] = 1;
 236         index += k*w;
 237       }
 238     } else {
 239       i = j;
 240       for (l = 1; l <= w; l++) {
 241         if (l != p-i) {
 242           m = l+i;
 243           if (m >= p) m -= p;
 244           m--;
 245           matrix[index+m] = 1;
 246         } else {
 247           matrix[index+i-1] = 1;
 248           if (i%2 == 0) {
 249             m = i/2;
 250           } else {
 251             m = (p/2) + 1 + (i/2);
 252           }
 253           m--;
 254           matrix[index+m] = 1;
 255         }
 256         index += k*w;
 257       }
 258     }
 259   }
 260
 261   return matrix;
 262 }