V4L/DVB: s2255drv: return if vdev not found
[safe/jmp/linux-2.6] / drivers / mtd / devices / docecc.c
1 /*
2  * ECC algorithm for M-systems disk on chip. We use the excellent Reed
3  * Solmon code of Phil Karn (karn@ka9q.ampr.org) available under the
4  * GNU GPL License. The rest is simply to convert the disk on chip
5  * syndrom into a standard syndom.
6  *
7  * Author: Fabrice Bellard (fabrice.bellard@netgem.com)
8  * Copyright (C) 2000 Netgem S.A.
9  *
10  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
11  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
12  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
13  * (at your option) any later version.
14  *
15  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
16  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
17  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
18  * GNU General Public License for more details.
19  *
20  * You should have received a copy of the GNU General Public License
21  * along with this program; if not, write to the Free Software
22  * Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
23  */
24 #include <linux/kernel.h>
25 #include <linux/module.h>
26 #include <asm/errno.h>
27 #include <asm/io.h>
28 #include <asm/uaccess.h>
29 #include <linux/delay.h>
30 #include <linux/slab.h>
31 #include <linux/init.h>
32 #include <linux/types.h>
33
34 #include <linux/mtd/compatmac.h> /* for min() in older kernels */
35 #include <linux/mtd/mtd.h>
36 #include <linux/mtd/doc2000.h>
37
38 #define DEBUG_ECC 0
39 /* need to undef it (from asm/termbits.h) */
40 #undef B0
41
42 #define MM 10 /* Symbol size in bits */
43 #define KK (1023-4) /* Number of data symbols per block */
44 #define B0 510 /* First root of generator polynomial, alpha form */
45 #define PRIM 1 /* power of alpha used to generate roots of generator poly */
46 #define NN ((1 << MM) - 1)
47
48 typedef unsigned short dtype;
49
50 /* 1+x^3+x^10 */
51 static const int Pp[MM+1] = { 1, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1 };
52
53 /* This defines the type used to store an element of the Galois Field
54  * used by the code. Make sure this is something larger than a char if
55  * if anything larger than GF(256) is used.
56  *
57  * Note: unsigned char will work up to GF(256) but int seems to run
58  * faster on the Pentium.
59  */
60 typedef int gf;
61
62 /* No legal value in index form represents zero, so
63  * we need a special value for this purpose
64  */
65 #define A0      (NN)
66
67 /* Compute x % NN, where NN is 2**MM - 1,
68  * without a slow divide
69  */
70 static inline gf
71 modnn(int x)
72 {
73   while (x >= NN) {
74     x -= NN;
75     x = (x >> MM) + (x & NN);
76   }
77   return x;
78 }
79
80 #define CLEAR(a,n) {\
81 int ci;\
82 for(ci=(n)-1;ci >=0;ci--)\
83 (a)[ci] = 0;\
84 }
85
86 #define COPY(a,b,n) {\
87 int ci;\
88 for(ci=(n)-1;ci >=0;ci--)\
89 (a)[ci] = (b)[ci];\
90 }
91
92 #define COPYDOWN(a,b,n) {\
93 int ci;\
94 for(ci=(n)-1;ci >=0;ci--)\
95 (a)[ci] = (b)[ci];\
96 }
97
98 #define Ldec 1
99
100 /* generate GF(2**m) from the irreducible polynomial p(X) in Pp[0]..Pp[m]
101    lookup tables:  index->polynomial form   alpha_to[] contains j=alpha**i;
102                    polynomial form -> index form  index_of[j=alpha**i] = i
103    alpha=2 is the primitive element of GF(2**m)
104    HARI's COMMENT: (4/13/94) alpha_to[] can be used as follows:
105         Let @ represent the primitive element commonly called "alpha" that
106    is the root of the primitive polynomial p(x). Then in GF(2^m), for any
107    0 <= i <= 2^m-2,
108         @^i = a(0) + a(1) @ + a(2) @^2 + ... + a(m-1) @^(m-1)
109    where the binary vector (a(0),a(1),a(2),...,a(m-1)) is the representation
110    of the integer "alpha_to[i]" with a(0) being the LSB and a(m-1) the MSB. Thus for
111    example the polynomial representation of @^5 would be given by the binary
112    representation of the integer "alpha_to[5]".
113                    Similarily, index_of[] can be used as follows:
114         As above, let @ represent the primitive element of GF(2^m) that is
115    the root of the primitive polynomial p(x). In order to find the power
116    of @ (alpha) that has the polynomial representation
117         a(0) + a(1) @ + a(2) @^2 + ... + a(m-1) @^(m-1)
118    we consider the integer "i" whose binary representation with a(0) being LSB
119    and a(m-1) MSB is (a(0),a(1),...,a(m-1)) and locate the entry
120    "index_of[i]". Now, @^index_of[i] is that element whose polynomial
121     representation is (a(0),a(1),a(2),...,a(m-1)).
122    NOTE:
123         The element alpha_to[2^m-1] = 0 always signifying that the
124    representation of "@^infinity" = 0 is (0,0,0,...,0).
125         Similarily, the element index_of[0] = A0 always signifying
126    that the power of alpha which has the polynomial representation
127    (0,0,...,0) is "infinity".
128
129 */
130
131 static void
132 generate_gf(dtype Alpha_to[NN + 1], dtype Index_of[NN + 1])
133 {
134   register int i, mask;
135
136   mask = 1;
137   Alpha_to[MM] = 0;
138   for (i = 0; i < MM; i++) {
139     Alpha_to[i] = mask;
140     Index_of[Alpha_to[i]] = i;
141     /* If Pp[i] == 1 then, term @^i occurs in poly-repr of @^MM */
142     if (Pp[i] != 0)
143       Alpha_to[MM] ^= mask;     /* Bit-wise EXOR operation */
144     mask <<= 1; /* single left-shift */
145   }
146   Index_of[Alpha_to[MM]] = MM;
147   /*
148    * Have obtained poly-repr of @^MM. Poly-repr of @^(i+1) is given by
149    * poly-repr of @^i shifted left one-bit and accounting for any @^MM
150    * term that may occur when poly-repr of @^i is shifted.
151    */
152   mask >>= 1;
153   for (i = MM + 1; i < NN; i++) {
154     if (Alpha_to[i - 1] >= mask)
155       Alpha_to[i] = Alpha_to[MM] ^ ((Alpha_to[i - 1] ^ mask) << 1);
156     else
157       Alpha_to[i] = Alpha_to[i - 1] << 1;
158     Index_of[Alpha_to[i]] = i;
159   }
160   Index_of[0] = A0;
161   Alpha_to[NN] = 0;
162 }
163
164 /*
165  * Performs ERRORS+ERASURES decoding of RS codes. bb[] is the content
166  * of the feedback shift register after having processed the data and
167  * the ECC.
168  *
169  * Return number of symbols corrected, or -1 if codeword is illegal
170  * or uncorrectable. If eras_pos is non-null, the detected error locations
171  * are written back. NOTE! This array must be at least NN-KK elements long.
172  * The corrected data are written in eras_val[]. They must be xor with the data
173  * to retrieve the correct data : data[erase_pos[i]] ^= erase_val[i] .
174  *
175  * First "no_eras" erasures are declared by the calling program. Then, the
176  * maximum # of errors correctable is t_after_eras = floor((NN-KK-no_eras)/2).
177  * If the number of channel errors is not greater than "t_after_eras" the
178  * transmitted codeword will be recovered. Details of algorithm can be found
179  * in R. Blahut's "Theory ... of Error-Correcting Codes".
180
181  * Warning: the eras_pos[] array must not contain duplicate entries; decoder failure
182  * will result. The decoder *could* check for this condition, but it would involve
183  * extra time on every decoding operation.
184  * */
185 static int
186 eras_dec_rs(dtype Alpha_to[NN + 1], dtype Index_of[NN + 1],
187             gf bb[NN - KK + 1], gf eras_val[NN-KK], int eras_pos[NN-KK],
188             int no_eras)
189 {
190   int deg_lambda, el, deg_omega;
191   int i, j, r,k;
192   gf u,q,tmp,num1,num2,den,discr_r;
193   gf lambda[NN-KK + 1], s[NN-KK + 1];   /* Err+Eras Locator poly
194                                          * and syndrome poly */
195   gf b[NN-KK + 1], t[NN-KK + 1], omega[NN-KK + 1];
196   gf root[NN-KK], reg[NN-KK + 1], loc[NN-KK];
197   int syn_error, count;
198
199   syn_error = 0;
200   for(i=0;i<NN-KK;i++)
201       syn_error |= bb[i];
202
203   if (!syn_error) {
204     /* if remainder is zero, data[] is a codeword and there are no
205      * errors to correct. So return data[] unmodified
206      */
207     count = 0;
208     goto finish;
209   }
210
211   for(i=1;i<=NN-KK;i++){
212     s[i] = bb[0];
213   }
214   for(j=1;j<NN-KK;j++){
215     if(bb[j] == 0)
216       continue;
217     tmp = Index_of[bb[j]];
218
219     for(i=1;i<=NN-KK;i++)
220       s[i] ^= Alpha_to[modnn(tmp + (B0+i-1)*PRIM*j)];
221   }
222
223   /* undo the feedback register implicit multiplication and convert
224      syndromes to index form */
225
226   for(i=1;i<=NN-KK;i++) {
227       tmp = Index_of[s[i]];
228       if (tmp != A0)
229           tmp = modnn(tmp + 2 * KK * (B0+i-1)*PRIM);
230       s[i] = tmp;
231   }
232
233   CLEAR(&lambda[1],NN-KK);
234   lambda[0] = 1;
235
236   if (no_eras > 0) {
237     /* Init lambda to be the erasure locator polynomial */
238     lambda[1] = Alpha_to[modnn(PRIM * eras_pos[0])];
239     for (i = 1; i < no_eras; i++) {
240       u = modnn(PRIM*eras_pos[i]);
241       for (j = i+1; j > 0; j--) {
242         tmp = Index_of[lambda[j - 1]];
243         if(tmp != A0)
244           lambda[j] ^= Alpha_to[modnn(u + tmp)];
245       }
246     }
247 #if DEBUG_ECC >= 1
248     /* Test code that verifies the erasure locator polynomial just constructed
249        Needed only for decoder debugging. */
250
251     /* find roots of the erasure location polynomial */
252     for(i=1;i<=no_eras;i++)
253       reg[i] = Index_of[lambda[i]];
254     count = 0;
255     for (i = 1,k=NN-Ldec; i <= NN; i++,k = modnn(NN+k-Ldec)) {
256       q = 1;
257       for (j = 1; j <= no_eras; j++)
258         if (reg[j] != A0) {
259           reg[j] = modnn(reg[j] + j);
260           q ^= Alpha_to[reg[j]];
261         }
262       if (q != 0)
263         continue;
264       /* store root and error location number indices */
265       root[count] = i;
266       loc[count] = k;
267       count++;
268     }
269     if (count != no_eras) {
270       printf("\n lambda(x) is WRONG\n");
271       count = -1;
272       goto finish;
273     }
274 #if DEBUG_ECC >= 2
275     printf("\n Erasure positions as determined by roots of Eras Loc Poly:\n");
276     for (i = 0; i < count; i++)
277       printf("%d ", loc[i]);
278     printf("\n");
279 #endif
280 #endif
281   }
282   for(i=0;i<NN-KK+1;i++)
283     b[i] = Index_of[lambda[i]];
284
285   /*
286    * Begin Berlekamp-Massey algorithm to determine error+erasure
287    * locator polynomial
288    */
289   r = no_eras;
290   el = no_eras;
291   while (++r <= NN-KK) {        /* r is the step number */
292     /* Compute discrepancy at the r-th step in poly-form */
293     discr_r = 0;
294     for (i = 0; i < r; i++){
295       if ((lambda[i] != 0) && (s[r - i] != A0)) {
296         discr_r ^= Alpha_to[modnn(Index_of[lambda[i]] + s[r - i])];
297       }
298     }
299     discr_r = Index_of[discr_r];        /* Index form */
300     if (discr_r == A0) {
301       /* 2 lines below: B(x) <-- x*B(x) */
302       COPYDOWN(&b[1],b,NN-KK);
303       b[0] = A0;
304     } else {
305       /* 7 lines below: T(x) <-- lambda(x) - discr_r*x*b(x) */
306       t[0] = lambda[0];
307       for (i = 0 ; i < NN-KK; i++) {
308         if(b[i] != A0)
309           t[i+1] = lambda[i+1] ^ Alpha_to[modnn(discr_r + b[i])];
310         else
311           t[i+1] = lambda[i+1];
312       }
313       if (2 * el <= r + no_eras - 1) {
314         el = r + no_eras - el;
315         /*
316          * 2 lines below: B(x) <-- inv(discr_r) *
317          * lambda(x)
318          */
319         for (i = 0; i <= NN-KK; i++)
320           b[i] = (lambda[i] == 0) ? A0 : modnn(Index_of[lambda[i]] - discr_r + NN);
321       } else {
322         /* 2 lines below: B(x) <-- x*B(x) */
323         COPYDOWN(&b[1],b,NN-KK);
324         b[0] = A0;
325       }
326       COPY(lambda,t,NN-KK+1);
327     }
328   }
329
330   /* Convert lambda to index form and compute deg(lambda(x)) */
331   deg_lambda = 0;
332   for(i=0;i<NN-KK+1;i++){
333     lambda[i] = Index_of[lambda[i]];
334     if(lambda[i] != A0)
335       deg_lambda = i;
336   }
337   /*
338    * Find roots of the error+erasure locator polynomial by Chien
339    * Search
340    */
341   COPY(&reg[1],&lambda[1],NN-KK);
342   count = 0;            /* Number of roots of lambda(x) */
343   for (i = 1,k=NN-Ldec; i <= NN; i++,k = modnn(NN+k-Ldec)) {
344     q = 1;
345     for (j = deg_lambda; j > 0; j--){
346       if (reg[j] != A0) {
347         reg[j] = modnn(reg[j] + j);
348         q ^= Alpha_to[reg[j]];
349       }
350     }
351     if (q != 0)
352       continue;
353     /* store root (index-form) and error location number */
354     root[count] = i;
355     loc[count] = k;
356     /* If we've already found max possible roots,
357      * abort the search to save time
358      */
359     if(++count == deg_lambda)
360       break;
361   }
362   if (deg_lambda != count) {
363     /*
364      * deg(lambda) unequal to number of roots => uncorrectable
365      * error detected
366      */
367     count = -1;
368     goto finish;
369   }
370   /*
371    * Compute err+eras evaluator poly omega(x) = s(x)*lambda(x) (modulo
372    * x**(NN-KK)). in index form. Also find deg(omega).
373    */
374   deg_omega = 0;
375   for (i = 0; i < NN-KK;i++){
376     tmp = 0;
377     j = (deg_lambda < i) ? deg_lambda : i;
378     for(;j >= 0; j--){
379       if ((s[i + 1 - j] != A0) && (lambda[j] != A0))
380         tmp ^= Alpha_to[modnn(s[i + 1 - j] + lambda[j])];
381     }
382     if(tmp != 0)
383       deg_omega = i;
384     omega[i] = Index_of[tmp];
385   }
386   omega[NN-KK] = A0;
387
388   /*
389    * Compute error values in poly-form. num1 = omega(inv(X(l))), num2 =
390    * inv(X(l))**(B0-1) and den = lambda_pr(inv(X(l))) all in poly-form
391    */
392   for (j = count-1; j >=0; j--) {
393     num1 = 0;
394     for (i = deg_omega; i >= 0; i--) {
395       if (omega[i] != A0)
396         num1  ^= Alpha_to[modnn(omega[i] + i * root[j])];
397     }
398     num2 = Alpha_to[modnn(root[j] * (B0 - 1) + NN)];
399     den = 0;
400
401     /* lambda[i+1] for i even is the formal derivative lambda_pr of lambda[i] */
402     for (i = min(deg_lambda,NN-KK-1) & ~1; i >= 0; i -=2) {
403       if(lambda[i+1] != A0)
404         den ^= Alpha_to[modnn(lambda[i+1] + i * root[j])];
405     }
406     if (den == 0) {
407 #if DEBUG_ECC >= 1
408       printf("\n ERROR: denominator = 0\n");
409 #endif
410       /* Convert to dual- basis */
411       count = -1;
412       goto finish;
413     }
414     /* Apply error to data */
415     if (num1 != 0) {
416         eras_val[j] = Alpha_to[modnn(Index_of[num1] + Index_of[num2] + NN - Index_of[den])];
417     } else {
418         eras_val[j] = 0;
419     }
420   }
421  finish:
422   for(i=0;i<count;i++)
423       eras_pos[i] = loc[i];
424   return count;
425 }
426
427 /***************************************************************************/
428 /* The DOC specific code begins here */
429
430 #define SECTOR_SIZE 512
431 /* The sector bytes are packed into NB_DATA MM bits words */
432 #define NB_DATA (((SECTOR_SIZE + 1) * 8 + 6) / MM)
433
434 /*
435  * Correct the errors in 'sector[]' by using 'ecc1[]' which is the
436  * content of the feedback shift register applyied to the sector and
437  * the ECC. Return the number of errors corrected (and correct them in
438  * sector), or -1 if error
439  */
440 int doc_decode_ecc(unsigned char sector[SECTOR_SIZE], unsigned char ecc1[6])
441 {
442     int parity, i, nb_errors;
443     gf bb[NN - KK + 1];
444     gf error_val[NN-KK];
445     int error_pos[NN-KK], pos, bitpos, index, val;
446     dtype *Alpha_to, *Index_of;
447
448     /* init log and exp tables here to save memory. However, it is slower */
449     Alpha_to = kmalloc((NN + 1) * sizeof(dtype), GFP_KERNEL);
450     if (!Alpha_to)
451         return -1;
452
453     Index_of = kmalloc((NN + 1) * sizeof(dtype), GFP_KERNEL);
454     if (!Index_of) {
455         kfree(Alpha_to);
456         return -1;
457     }
458
459     generate_gf(Alpha_to, Index_of);
460
461     parity = ecc1[1];
462
463     bb[0] =  (ecc1[4] & 0xff) | ((ecc1[5] & 0x03) << 8);
464     bb[1] = ((ecc1[5] & 0xfc) >> 2) | ((ecc1[2] & 0x0f) << 6);
465     bb[2] = ((ecc1[2] & 0xf0) >> 4) | ((ecc1[3] & 0x3f) << 4);
466     bb[3] = ((ecc1[3] & 0xc0) >> 6) | ((ecc1[0] & 0xff) << 2);
467
468     nb_errors = eras_dec_rs(Alpha_to, Index_of, bb,
469                             error_val, error_pos, 0);
470     if (nb_errors <= 0)
471         goto the_end;
472
473     /* correct the errors */
474     for(i=0;i<nb_errors;i++) {
475         pos = error_pos[i];
476         if (pos >= NB_DATA && pos < KK) {
477             nb_errors = -1;
478             goto the_end;
479         }
480         if (pos < NB_DATA) {
481             /* extract bit position (MSB first) */
482             pos = 10 * (NB_DATA - 1 - pos) - 6;
483             /* now correct the following 10 bits. At most two bytes
484                can be modified since pos is even */
485             index = (pos >> 3) ^ 1;
486             bitpos = pos & 7;
487             if ((index >= 0 && index < SECTOR_SIZE) ||
488                 index == (SECTOR_SIZE + 1)) {
489                 val = error_val[i] >> (2 + bitpos);
490                 parity ^= val;
491                 if (index < SECTOR_SIZE)
492                     sector[index] ^= val;
493             }
494             index = ((pos >> 3) + 1) ^ 1;
495             bitpos = (bitpos + 10) & 7;
496             if (bitpos == 0)
497                 bitpos = 8;
498             if ((index >= 0 && index < SECTOR_SIZE) ||
499                 index == (SECTOR_SIZE + 1)) {
500                 val = error_val[i] << (8 - bitpos);
501                 parity ^= val;
502                 if (index < SECTOR_SIZE)
503                     sector[index] ^= val;
504             }
505         }
506     }
507
508     /* use parity to test extra errors */
509     if ((parity & 0xff) != 0)
510         nb_errors = -1;
511
512  the_end:
513     kfree(Alpha_to);
514     kfree(Index_of);
515     return nb_errors;
516 }
517
518 EXPORT_SYMBOL_GPL(doc_decode_ecc);
519
520 MODULE_LICENSE("GPL");
521 MODULE_AUTHOR("Fabrice Bellard <fabrice.bellard@netgem.com>");
522 MODULE_DESCRIPTION("ECC code for correcting errors detected by DiskOnChip 2000 and Millennium ECC hardware");