logicdatasnapshot.cpp

   1 /*
   2  * This file is part of the sigrok project.
   3  *
   4  * Copyright (C) 2012 Joel Holdsworth <joel@airwebreathe.org.uk>
   5  *
   6  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   7  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
   8  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
   9  * (at your option) any later version.
  10  *
  11  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
  12  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  14  * GNU General Public License for more details.
  15  *
  16  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  17  * along with this program; if not, write to the Free Software
  18  * Foundation, Inc., 51 Franklin St, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301 USA
  19  */
  20
  21 #include "extdef.h"
  22
  23 #include <assert.h>
  24 #include <string.h>
  25 #include <math.h>
  26
  27 #include <boost/foreach.hpp>
  28
  29 #include "logicdatasnapshot.h"
  30
  31 using namespace std;
  32
  33 const int LogicDataSnapshot::MipMapScalePower = 4;
  34 const int LogicDataSnapshot::MipMapScaleFactor = 1 << MipMapScalePower;
  35 const float LogicDataSnapshot::LogMipMapScaleFactor = logf(MipMapScaleFactor);
  36 const uint64_t LogicDataSnapshot::MipMapDataUnit = 64*1024;     // bytes
  37
  38 LogicDataSnapshot::LogicDataSnapshot(
  39         const sr_datafeed_logic &logic) :
  40         DataSnapshot(logic.unitsize),
  41         _last_append_sample(0)
  42 {
  43         memset(_mip_map, 0, sizeof(_mip_map));
  44         append_payload(logic);
  45 }
  46
  47 LogicDataSnapshot::~LogicDataSnapshot()
  48 {
  49         BOOST_FOREACH(MipMapLevel &l, _mip_map)
  50                 free(l.data);
  51 }
  52
  53 void LogicDataSnapshot::append_payload(
  54         const sr_datafeed_logic &logic)
  55 {
  56         assert(_unit_size == logic.unitsize);
  57
  58         const uint64_t prev_length = _data_length;
  59         append_data(logic.data, logic.length);
  60
  61         // Generate the first mip-map from the data
  62         append_payload_to_mipmap();
  63 }
  64
  65 void LogicDataSnapshot::reallocate_mip_map(MipMapLevel &m)
  66 {
  67         const uint64_t new_data_length = ((m.length + MipMapDataUnit - 1) /
  68                 MipMapDataUnit) * MipMapDataUnit;
  69         if(new_data_length > m.data_length)
  70         {
  71                 m.data_length = new_data_length;
  72                 m.data = realloc(m.data, new_data_length * _unit_size);
  73         }
  74 }
  75
  76 void LogicDataSnapshot::append_payload_to_mipmap()
  77 {
  78         MipMapLevel &m0 = _mip_map[0];
  79         uint64_t prev_length;
  80         const uint8_t *src_ptr;
  81         uint8_t *dest_ptr;
  82         uint64_t accumulator;
  83         unsigned int diff_counter;
  84
  85         // Expand the data buffer to fit the new samples
  86         prev_length = m0.length;
  87         m0.length = _data_length / MipMapScaleFactor;
  88
  89         // Break off if there are no new samples to compute
  90         if(m0.length == prev_length)
  91                 return;
  92
  93         reallocate_mip_map(m0);
  94
  95         dest_ptr = (uint8_t*)m0.data + prev_length * _unit_size;
  96
  97         // Iterate through the samples to populate the first level mipmap
  98         accumulator = 0;
  99         diff_counter = MipMapScaleFactor;
 100         const uint8_t *end_src_ptr = (uint8_t*)_data +
 101                 m0.length * _unit_size * MipMapScaleFactor;
 102         for(src_ptr = (uint8_t*)_data +
 103                 prev_length * _unit_size * MipMapScaleFactor;
 104                 src_ptr < end_src_ptr;)
 105         {
 106                 // Accumulate transitions which have occurred in this sample
 107                 accumulator = 0;
 108                 diff_counter = MipMapScaleFactor;
 109                 while(diff_counter-- > 0)
 110                 {
 111                         const uint64_t sample = *(uint64_t*)src_ptr;
 112                         accumulator |= _last_append_sample ^ sample;
 113                         _last_append_sample = sample;
 114                         src_ptr += _unit_size;
 115                 }
 116
 117                 *(uint64_t*)dest_ptr = accumulator;
 118                 dest_ptr += _unit_size;
 119         }
 120
 121         // Compute higher level mipmaps
 122         for(int level = 1; level < ScaleStepCount; level++)
 123         {
 124                 MipMapLevel &m = _mip_map[level];
 125                 const MipMapLevel &ml = _mip_map[level-1];
 126
 127                 // Expand the data buffer to fit the new samples
 128                 prev_length = m.length;
 129                 m.length = ml.length / MipMapScaleFactor;
 130
 131                 // Break off if there are no more samples to computed
 132                 if(m.length == prev_length)
 133                         break;
 134
 135                 reallocate_mip_map(m);
 136
 137                 // Subsample the level lower level
 138                 src_ptr = (uint8_t*)ml.data +
 139                         _unit_size * prev_length * MipMapScaleFactor;
 140                 const uint8_t *end_dest_ptr =
 141                         (uint8_t*)m.data + _unit_size * m.length;
 142                 for(dest_ptr = (uint8_t*)m.data +
 143                         _unit_size * prev_length;
 144                         dest_ptr < end_dest_ptr;
 145                         dest_ptr += _unit_size)
 146                 {
 147                         accumulator = 0;
 148                         diff_counter = MipMapScaleFactor;
 149                         while(diff_counter-- > 0)
 150                         {
 151                                 accumulator |= *(uint64_t*)src_ptr;
 152                                 src_ptr += _unit_size;
 153                         }
 154
 155                         *(uint64_t*)dest_ptr = accumulator;
 156                 }
 157         }
 158 }
 159
 160 uint64_t LogicDataSnapshot::get_sample(uint64_t index) const
 161 {
 162         assert(_data);
 163         assert(index >= 0 && index < _data_length);
 164
 165         return *(uint64_t*)((uint8_t*)_data + index * _unit_size);
 166 }
 167
 168 void LogicDataSnapshot::get_subsampled_edges(
 169         std::vector<EdgePair> &edges,
 170         int64_t start, int64_t end,
 171         float min_length, int sig_index)
 172 {
 173         int64_t index;
 174         int level;
 175
 176         assert(start >= 0);
 177         assert(end <= get_sample_count());
 178         assert(start <= end);
 179         assert(min_length > 0);
 180         assert(sig_index >= 0);
 181         assert(sig_index < SR_MAX_NUM_PROBES);
 182
 183         const int min_level = max((int)floorf(logf(min_length) /
 184                 LogMipMapScaleFactor) - 1, 0);
 185         const uint64_t sig_mask = 1 << sig_index;
 186
 187         // Add the initial state
 188         bool last_sample = get_sample(start) & sig_mask;
 189         edges.push_back(pair<int64_t, bool>(start, last_sample));
 190
 191         index = start + 1;
 192         for(index = start + 1; index < end;)
 193         {
 194                 level = min_level;
 195
 196                 if(min_length < MipMapScaleFactor)
 197                 {
 198                         // Search individual samples up to the beginning of
 199                         // the next first level mip map block
 200                         const uint64_t final_sample = min(end,
 201                                 pow2_ceil(index, MipMapScalePower));
 202
 203                         for(index;
 204                                 index < final_sample &&
 205                                 (index & ~(~0 << MipMapScalePower)) != 0;
 206                                 index++)
 207                         {
 208                                 const bool sample =
 209                                         (get_sample(index) & sig_mask) != 0;
 210                                 if(sample != last_sample)
 211                                         break;
 212                         }
 213                 }
 214                 else
 215                 {
 216                         // If resolution is less than a mip map block,
 217                         // round up to the beginning of the mip-map block
 218                         // for this level of detail
 219                         const int min_level_scale_power =
 220                                 (level + 1) * MipMapScalePower;
 221                         index = pow2_ceil(index, min_level_scale_power);
 222                 }
 223
 224                 // Slide right and zoom out at the beginnings of mip-map
 225                 // blocks until we encounter a change
 226                 while(1)
 227                 {
 228                         const int level_scale_power =
 229                                 (level + 1) * MipMapScalePower;
 230                         const uint64_t offset = index >> level_scale_power;
 231                         assert(offset >= 0);
 232
 233                         // Check if we reached the last block at this level,
 234                         // or if there was a change in this block
 235                         if(offset >= _mip_map[level].length ||
 236                                 (get_subsample(level, offset) & sig_mask))
 237                                 break;
 238
 239                         if((offset & ~(~0 << MipMapScalePower)) == 0)
 240                         {
 241                                 // If we are now at the beginning of a higher
 242                                 // level mip-map block ascend one level
 243                                 if(!_mip_map[level + 1].data)
 244                                         break;
 245
 246                                 level++;
 247                         }
 248                         else
 249                         {
 250                                 // Slide right to the beginning of the next mip
 251                                 // map block
 252                                 index = pow2_ceil(index, level_scale_power);
 253                         }
 254                 }
 255
 256                 // Zoom in, and slide right until we encounter a change,
 257                 // and repeat until we reach min_level
 258                 while(1)
 259                 {
 260                         assert(_mip_map[level].data);
 261
 262                         const int level_scale_power =
 263                                 (level + 1) * MipMapScalePower;
 264                         const uint64_t offset = index >> level_scale_power;
 265                         assert(offset >= 0);
 266
 267                         // Check if we reached the last block at this level,
 268                         // or if there was a change in this block
 269                         if(offset >= _mip_map[level].length ||
 270                                 (get_subsample(level, offset) & sig_mask))
 271                         {
 272                                 // Zoom in unless we reached the minimum zoom
 273                                 if(level == min_level)
 274                                         break;
 275
 276                                 level--;
 277                         }
 278                         else
 279                         {
 280                                 // Slide right to the beginning of the next mip map block
 281                                 index = pow2_ceil(index, level_scale_power);
 282                         }
 283                 }
 284
 285                 // If individual samples within the limit of resolution,
 286                 // do a linear search for the next transition within the block
 287                 if(min_length < MipMapScaleFactor)
 288                 {
 289                         for(index; index < end; index++)
 290                         {
 291                                 const bool sample =
 292                                         (get_sample(index) & sig_mask) != 0;
 293                                 if(sample != last_sample)
 294                                         break;
 295                         }
 296                 }
 297
 298                 if(index < end)
 299                 {
 300                         // Take the last sample of the quanization block
 301                         const int64_t block_length = (int64_t)max(min_length, 1.0f);
 302                         const int64_t rem = index % block_length;
 303                         const int64_t final_index = min(index + (rem == 0 ? 0 :
 304                                 block_length - rem), end);
 305
 306                         // Store the final state
 307                         const bool final_sample = get_sample(final_index) & sig_mask;
 308                         edges.push_back(pair<int64_t, bool>(
 309                                 final_index, final_sample));
 310
 311                         // Continue to sample
 312                         index = final_index;
 313                         last_sample = final_sample;
 314
 315                         index++;
 316                 }
 317         }
 318
 319         // Add the final state
 320         edges.push_back(pair<int64_t, bool>(end,
 321                 get_sample(end) & sig_mask));
 322 }
 323
 324 uint64_t LogicDataSnapshot::get_subsample(int level, uint64_t offset) const
 325 {
 326         assert(level >= 0);
 327         assert(_mip_map[level].data);
 328         return *(uint64_t*)((uint8_t*)_mip_map[level].data +
 329                 _unit_size * offset);
 330 }
 331
 332 int64_t LogicDataSnapshot::pow2_ceil(int64_t x, unsigned int power)
 333 {
 334         const int64_t p = 1 << power;
 335         return ((x < 0) ? x : (x + p - 1)) / p * p;
 336 }