Refactor #includes and headers
[fio.git] / lib / lfsr.c
index a83540494fc1964aebb7d89fad86a730030ab211..a4f1fb13b64f7b1087970bba0e9c58afafd002db 100644 (file)
@@ -1,7 +1,7 @@
 #include <stdio.h>
-#include <math.h>
 
 #include "lfsr.h"
+#include "../compiler/compiler.h"
 
 /*
  * LFSR taps retrieved from:
@@ -10,7 +10,7 @@
  * The memory overhead of the following tap table should be relatively small,
  * no more than 400 bytes.
  */
-static uint8_t taps[64][FIO_MAX_TAPS] =
+static uint8_t lfsr_taps[64][FIO_MAX_TAPS] =
 {
        {0}, {0}, {0},          //LFSRs with less that 3-bits cannot exist
        {3, 2},                 //Tap position for 3-bit LFSR
@@ -87,7 +87,6 @@ static inline void __lfsr_next(struct fio_lfsr *fl, unsigned int spin)
         * this switch.
         */
        switch (spin) {
-               case 16: __LFSR_NEXT(fl, fl->last_val);
                case 15: __LFSR_NEXT(fl, fl->last_val);
                case 14: __LFSR_NEXT(fl, fl->last_val);
                case 13: __LFSR_NEXT(fl, fl->last_val);
@@ -108,25 +107,34 @@ static inline void __lfsr_next(struct fio_lfsr *fl, unsigned int spin)
        }
 }
 
-int lfsr_next(struct fio_lfsr *fl, uint64_t *off, uint64_t last)
+/*
+ * lfsr_next does the following:
+ *
+ * a. Return if the number of max values has been exceeded.
+ * b. Check if we have a spin value that produces a repeating subsequence.
+ *    This is previously calculated in `prepare_spin` and cycle_length should
+ *    be > 0. If we do have such a spin:
+ *
+ *    i. Decrement the calculated cycle.
+ *    ii. If it reaches zero, add "+1" to the spin and reset the cycle_length
+ *        (we have it cached in the struct fio_lfsr)
+ *
+ *    In either case, continue with the calculation of the next value.
+ * c. Check if the calculated value exceeds the desirable range. In this case,
+ *    go back to b, else return.
+ */
+int lfsr_next(struct fio_lfsr *fl, uint64_t *off)
 {
-       int repeat;
-       unsigned int spin;
-
-       repeat = fl->num_vals % fl->cycle_length;
-       if (repeat == 0)
-               spin = fl->spin + 1;
-       else
-               spin = fl->spin;
-
-       if (fl->num_vals > fl->max_val)
+       if (fl->num_vals++ > fl->max_val)
                return 1;
 
-       fl->num_vals++;
-
        do {
-               __lfsr_next(fl, spin);
-       } while (fl->last_val > fl->max_val);
+               if (fl->cycle_length && !--fl->cycle_length) {
+                       __lfsr_next(fl, fl->spin + 1);
+                       fl->cycle_length = fl->cached_cycle_length;
+               } else
+                       __lfsr_next(fl, fl->spin);
+       } while (fio_unlikely(fl->last_val > fl->max_val));
 
        *off = fl->last_val;
        return 0;
@@ -147,9 +155,14 @@ static uint8_t *find_lfsr(uint64_t size)
 {
        int i;
 
+       /*
+        * For an LFSR, there is always a prohibited state (all ones).
+        * Thus, if we need to find the proper LFSR for our size, we must
+        * take that into account.
+        */
        for (i = 3; i < 64; i++)
-               if ((1UL << i) > size) /* TODO: Explain why. */
-                       return taps[i];
+               if ((1UL << i) > size)
+                       return lfsr_taps[i];
 
        return NULL;
 }
@@ -172,7 +185,7 @@ static uint8_t *find_lfsr(uint64_t size)
  * Thus, [1] is equivalent to (y * i) % (spin + 1) == 0;
  * Also, the cycle's length will be (x * i) + (y * i) / (spin + 1)
  */
-int prepare_spin(struct fio_lfsr *fl, unsigned int spin)
+static int prepare_spin(struct fio_lfsr *fl, unsigned int spin)
 {
        uint64_t max = (fl->cached_bit << 1) - 1;
        uint64_t x, y;
@@ -183,7 +196,7 @@ int prepare_spin(struct fio_lfsr *fl, unsigned int spin)
 
        x = max / (spin + 1);
        y = max % (spin + 1);
-       fl->cycle_length = max; /* This is the expected cycle */
+       fl->cycle_length = 0;   /* No cycle occurs, other than the expected */
        fl->spin = spin;
 
        for (i = 1; i <= spin; i++) {
@@ -192,6 +205,13 @@ int prepare_spin(struct fio_lfsr *fl, unsigned int spin)
                        break;
                }
        }
+       fl->cached_cycle_length = fl->cycle_length;
+
+       /*
+        * Increment cycle length for the first time only since the stored value
+        * will not be printed otherwise.
+        */
+       fl->cycle_length++;
 
        return 0;
 }
@@ -213,15 +233,15 @@ int lfsr_reset(struct fio_lfsr *fl, unsigned long seed)
 int lfsr_init(struct fio_lfsr *fl, uint64_t nums, unsigned long seed,
                unsigned int spin)
 {
-       uint8_t *lfsr_taps;
+       uint8_t *taps;
 
-       lfsr_taps = find_lfsr(nums);
-       if (!lfsr_taps)
+       taps = find_lfsr(nums);
+       if (!taps)
                return 1;
 
        fl->max_val = nums - 1;
-       fl->xormask = lfsr_create_xormask(lfsr_taps);
-       fl->cached_bit = 1UL << (lfsr_taps[0] - 1);
+       fl->xormask = lfsr_create_xormask(taps);
+       fl->cached_bit = 1UL << (taps[0] - 1);
 
        if (prepare_spin(fl, spin))
                return 1;