RAW/AliAltroDecoder.cxx

   1 // $Id$
   2
   3 /**************************************************************************
   4  * This file is property of and copyright by the ALICE HLT Project        *
   5  * All rights reserved.                                                   *
   6  *                                                                        *
   7  * Primary Authors: Per Thomas Hille  <perthi@fys.uio.no>                 *
   8  *                  Oystein Djuvsland <oystein.djuvsland@gmail.com>       *
   9  *                                                                        *
  10  * Permission to use, copy, modify and distribute this software and its   *
  11  * documentation strictly for non-commercial purposes is hereby granted   *
  12  * without fee, provided that the above copyright notice appears in all   *
  13  * copies and that both the copyright notice and this permission notice   *
  14  * appear in the supporting documentation. The authors make no claims     *
  15  * about the suitability of this software for any purpose. It is          *
  16  * provided "as is" without express or implied warranty.                  *
  17  **************************************************************************/
  18
  19 /**
  20    @file AliAltroDocoder.cxx
  21    @author Per Thomas Hille, Oystein Djuvsland
  22    @date
  23    @brief High performance decoder class for the RCU/Altro data format
  24 */
  25
  26 #include  <cassert>
  27 #include  <Riostream.h>
  28 #include  "AliAltroDecoder.h"
  29 #include  "AliAltroData.h"
  30 #include  "AliLog.h"
  31
  32 // Class for fast decoding of RCU/Altro raw data format (DDL format)
  33 // to PC readable form. The decoding is done in 3 steps.
  34 // 1) The RCU payload consist of a variable number of 160 bit words
  35 //    denoted a DDL block. All the DDL blocks of an RCU payload are transformed
  36 //    into 16 bit integers and stored into a buffer of integers big enought to contain the
  37 //    biggest number of samples possible
  38 // 2) The decoded buffer is then accesible for the NextChannel functions wich reads
  39 //    the altro channel data (samples) contained in the payload. The first call to NextChannel gives the
  40 //    last altro channel of the back linked list, the next call the second last channel ..etc until
  41 //    all channels are read.
  42 // 3) (optional) For each Altro channel one chan invoke the member function NextBunch which gives on first call
  43 //    The last bunch (the bunch with the highest timestamp), on next call the second last bunch..etc
  44 //    untill all bunches are read
  45
  46
  47 ClassImp(AliAltroDecoder)
  48
  49 AliAltroDecoder::AliAltroDecoder() : f32DtaPtr(0),
  50                                      f8DtaPtr(0),
  51                                      fkN32HeaderWords(8),
  52                                      fN40AltroWords(0),
  53                                      fN40RcuAltroWords(0),
  54                                      fNDDLBlocks(0),
  55                                      f32LastDDLBlockSize(5),
  56                                      f8PayloadSize(0),
  57                                      fOutBufferIndex(0),
  58                                      fSize(0),
  59                                      fNAltro10bitWords(0),
  60                                      fComplete(0),
  61                                      fInComplete(0),
  62                                      fDecodeIfCorruptedTrailer(kTRUE),
  63                                      fIsDecoded(kFALSE),
  64                                      fIsFatalCorruptedTrailer(kTRUE)
  65 {
  66  // Default constructor
  67 }
  68
  69
  70 AliAltroDecoder::~AliAltroDecoder()
  71 {
  72   // Default destructor
  73 }
  74
  75
  76 Bool_t AliAltroDecoder::CheckPayloadTrailer() const
  77 {
  78   //Check consistency between the number of 40 bit altro words given by
  79   //the RCU payload and the number of 40 bit words calculated from the size of the RCU payload.
  80
  81   if(fN40AltroWords != fN40RcuAltroWords)
  82     {
  83       return  kFALSE;
  84     }
  85   else
  86     {
  87       return kTRUE;
  88     }
  89 }
  90
  91
  92 Bool_t AliAltroDecoder::Decode()
  93 {
  94   // Decodes the RCU payload (all altro channels in one go) from the DDL/Altro
  95   // format to PC readable format.
  96   // The 10 bit words of the 40/10 bit Altro format are transformed to separated
  97   // integers.
  98
  99   if( fIsFatalCorruptedTrailer == kTRUE)
 100     {
 101       //      printf("\n AliAltroDecoder::Decode(), WARNING, attempt to decode badly corrupted data\n");
 102       //     printf("\n AliAltroDecoder::Decode(). Please check on the return value (-1 if fataly corrupted) of the SetMemory() function\n");
 103       return kFALSE;
 104     }
 105
 106   else
 107     {
 108       // see header file for class documentation
 109       fComplete = 0;
 110       fInComplete = 0;
 111
 112       Int_t tmpcnt = CountAAApaddings();
 113
 114       if(tmpcnt == 3)
 115         {
 116           fN40AltroWords = fN40AltroWords -1;
 117         }
 118       else if(tmpcnt == 5)
 119         {
 120           fN40AltroWords = fN40AltroWords -2;
 121         }
 122       else if(tmpcnt == 8)
 123         {
 124           fN40AltroWords = fN40AltroWords -3;
 125         }
 126
 127       if(  ((CheckPayloadTrailer() == kTRUE) || fDecodeIfCorruptedTrailer == kTRUE  )  &&  (fSize > 32) )
 128         {
 129           //      fDDLBlockCnt = 0;
 130           fOutBufferIndex = 0;
 131
 132           for(Int_t i = 0; i < fNDDLBlocks; i++)
 133             {
 134               DecodeDDLBlock();
 135             }
 136
 137           DecodeLastDDLBlock();
 138           fOutBufferIndex =  fN40AltroWords*4  -  1;
 139
 140           //      DumpData(fOutBuffer, 400,4);
 141
 142           fIsDecoded = kTRUE;
 143           return kTRUE;
 144         }
 145
 146       else
 147         {
 148 //        cout <<" ERROR: data integrity check failed, discarding data" << endl;
 149 //        cout << "Size of datablock is  " << fSize   << endl;
 150 //        cout << "fN40AltroWords = "      << fN40AltroWords   << endl;
 151 //        cout << "fN40RcuAltroWords = "   << fN40RcuAltroWords  << endl;
 152           return kFALSE;
 153         }
 154
 155     }
 156 }
 157
 158
 159 Bool_t AliAltroDecoder::NextChannel(AliAltroData *altroDataPtr)
 160 {
 161   // Reads the next altro channel in the RCU payload after the RCU payload
 162   // has been decoded. The channels are read starting from the end (backlinked list)
 163   // Returns kTRUE as long as ther are unread channels in the payload
 164   // Returns kFALSE when all the channels have been read.
 165
 166   if(fIsFatalCorruptedTrailer == kTRUE)
 167     {
 168       //    printf("\n AliAltroDecoder::NextChannel(), WARNING, attempt to decode badly corrupted data\n");
 169       //    printf("\n AliAltroDecoder::NextChannel(), Please check on the return value (-1 if fataly corrupted) of the SetMemory() function\n");
 170       return kFALSE;
 171     }
 172
 173   else
 174     {
 175
 176       if(fIsDecoded != kTRUE)
 177         {
 178           //      cout <<"AliAltroDecoder::NextChanne, WARNING, buffer was not decoded, decoding now.. "<< endl;
 179           Decode();
 180         }
 181
 182       // an altro block must constist of at least 2 40bit words:
 183       // - 40bit Altro trailer
 184       // - at least 3 10bit words (bunch length, time bin, signal) padded to 40 bit
 185       // we are reading backwards, so the index is already 1 inside the block
 186       if(fOutBufferIndex >= 7)
 187         {
 188           if((fOutBuffer[fOutBufferIndex] << 4 ) | ((fOutBuffer[fOutBufferIndex-1] & 0x3c0) >> 6) == 0x2aaa)
 189             {
 190               altroDataPtr->SetIsComplete(kTRUE);
 191               fComplete ++;
 192             }
 193           else
 194             {
 195               altroDataPtr->SetIsComplete(kFALSE);
 196               fInComplete ++;
 197             }
 198
 199           fOutBufferIndex --;
 200           fNAltro10bitWords = ( (fOutBuffer[fOutBufferIndex] & 0x3f) << 4 )   |  ((fOutBuffer[fOutBufferIndex -1]  & (0xF << 6)) >> 6) ;
 201           fOutBufferIndex --;
 202           altroDataPtr->SetHadd( ((fOutBuffer[fOutBufferIndex] & 0x3)) << 10 | ( fOutBuffer[fOutBufferIndex-1] ) );
 203
 204           fOutBufferIndex --;
 205
 206           if(fNAltro10bitWords%4 == 0)
 207             {
 208               fOutBufferIndex = fOutBufferIndex  -  fNAltro10bitWords;
 209             }
 210           else
 211             {
 212               fOutBufferIndex = fOutBufferIndex - fNAltro10bitWords -(4 - fNAltro10bitWords%4);
 213             }
 214
 215
 216           if(fOutBufferIndex >= 0)
 217             {
 218
 219               //cout << " AliAltroDecoder::NextChannel fOutBufferIndex =" << fOutBufferIndex   << endl;
 220               //              printf( "AliAltroDecoder::NextChannel fOutBufferIndex = %d", fOutBufferIndex);
 221               altroDataPtr->SetData( &fOutBuffer[fOutBufferIndex] );
 222               if(fOutBufferIndex > 0) fOutBufferIndex --;
 223               altroDataPtr->SetDataSize( fNAltro10bitWords );
 224               return kTRUE;
 225             }
 226           else
 227             {
 228               //TODO write a fatal log message when this happends
 229               return kFALSE;
 230             }
 231
 232
 233         }
 234       else
 235         {
 236           return kFALSE;
 237         }
 238
 239     }
 240 }
 241
 242
 243 Int_t AliAltroDecoder::CountAAApaddings() const
 244 {
 245   // Use for simulated data only.
 246   // Patch for incorrectly simulated data. Counts the number of
 247   // 2aaa word in the trailer of the payload and tries to figure out
 248   // the correct number of 40 bit altro words in the RCU pauload
 249   //
 250   // The simulated raw data differs from the real data by a number
 251   // of additional 0x2aa words between the Altro payload and the
 252   // RCU trailer. This is most likely to bring the total number of
 253   // bytes to a common multiple of 4 and 5.
 254
 255   UShort_t *tailPtr= (UShort_t *)((UChar_t*)f32DtaPtr + f8PayloadSize);
 256   Int_t cnt = 0;
 257
 258   tailPtr --;
 259
 260   while(*tailPtr == 0xaaaa)
 261     {
 262       cnt ++;
 263       tailPtr --;
 264     }
 265
 266   tailPtr  = tailPtr + cnt +1;
 267
 268   return cnt;
 269 }
 270
 271
 272 Float_t AliAltroDecoder::GetFailureRate()
 273 {
 274   // Prints to stdout the percent of altroblocks that
 275   // is missing the 2aaa trailer.
 276
 277   Float_t tmp = 0;
 278   //  cout << "Number of Complete channles = " << fComplete <<endl;
 279   // cout << "Number of InComplete channles = " << fInComplete <<endl;
 280   tmp = (100*(Float_t)fInComplete)/((Float_t)fComplete + (Float_t)fInComplete);
 281   // cout <<"There are "<<  tmp <<"% incomplete channels"<<endl;
 282   return  tmp;
 283 }
 284
 285
 286 void AliAltroDecoder::PrintInfo(AliAltroData &altrodata, Int_t n, Int_t nPerLine)
 287 {
 288   // prints data and address information contained in altrodata
 289   // to the standard output
 290
 291   //  cout << "altrodata.fDataSize = " << altrodata.GetDataSize() <<  endl;
 292   // cout << "altrodata.fHadd = "     << altrodata.GetHadd()  <<endl;
 293   const UInt_t* data = altrodata.GetData();
 294   for(Int_t i= 0; i< n; i++)
 295     {
 296       if( (i%nPerLine == 0) && (i != 0) )
 297         {
 298           printf("\n");
 299         }
 300       printf("%d\t", data[i]);
 301     }
 302   printf("\n");
 303 }
 304
 305
 306 int AliAltroDecoder::SetMemory(UChar_t *dtaPtr, UInt_t size)
 307 {
 308   // Sets the pointer to the memory block that should be decoded
 309   // Returns a negative value if an inconsistency in the data is detected
 310
 311   if(dtaPtr == 0)
 312     {
 313       printf("\nAliAltroDecoder::SetMemory(UChar_t *dtaPtr, UInt_t size) FATAL ERROR, dtaPtr = ZERO !!!!!!!!!!!!\n");
 314       printf("Please check your code that you don't give a zero pointer to the decoder \n");
 315       return -99;
 316     }
 317
 318   if (size<fkN32HeaderWords+4)
 319     {
 320       printf("\nAliAltroDecoder::SetMemory(UChar_t *dtaPtr, UInt_t size) FATAL ERROR, too little data (%d)\n", size);
 321       printf("Data buffer must contain the CDH and at least one 32bit RCU trailer word\n");
 322       return -99;
 323     }
 324
 325
 326   int iRet = 0;
 327   UInt_t tmpTrailerSize;
 328   fIsDecoded = kFALSE;
 329   f8DtaPtr =dtaPtr;
 330   fSize = size;
 331   f8DtaPtr =f8DtaPtr + fSize;
 332   f32DtaPtr = (UInt_t *)f8DtaPtr;
 333   tmpTrailerSize = *(f32DtaPtr - 1);
 334
 335   // format of the trailer has been fixed in the RCU FW2
 336   // Bit 31 to 16: 0xaaaa         (16 bit)
 337   // Bit 15 to  7: RCU address    ( 9 bit)
 338   // Bit  6 to  0: Trailer length ( 7 bit)
 339   //
 340   // RCU FW1 has one trailer word containing the number of
 341   // 10bit Altro words. According to some early documents,
 342   // it should have at least 2 32bit words: trailer length and
 343   // the number of 10bit Altro words. This is the format of
 344   // the simulation at time of writing (June 2008)
 345   bool haveFw2=false;
 346   if ((tmpTrailerSize>>16)==0xaaaa) {
 347       haveFw2=true;
 348       tmpTrailerSize = tmpTrailerSize&0x7f; // 7 LSBs of the last word
 349   } else
 350   if(tmpTrailerSize <=  MAX_TRAILER_WORDS)
 351     {
 352       tmpTrailerSize = tmpTrailerSize; //assume that the last word of the buffer gives the number of trailer words
 353     }
 354   // nof 10bit AltroWords * 5/4  + bytes in the CDH   + 4 bytes RCU trailer
 355   else if (((*(f32DtaPtr-1)*5)/4 + fkN32HeaderWords*4 + 4)<=fSize)
 356     {
 357       tmpTrailerSize = 1; //assume that last word is ONE, and that the this word gives the number of 40 bit altro words
 358     }
 359   else
 360     {
 361       tmpTrailerSize=0;
 362       fIsFatalCorruptedTrailer = kTRUE;
 363       iRet = -1;
 364     }
 365
 366   if(tmpTrailerSize > 0 && (fkN32HeaderWords + tmpTrailerSize)*4<=fSize)
 367     {
 368       f8PayloadSize = fSize - (fkN32HeaderWords + tmpTrailerSize)*4;
 369       fN40AltroWords = f8PayloadSize/5;
 370       fNDDLBlocks =  fN40AltroWords/4;
 371       f32LastDDLBlockSize =  ((f8PayloadSize%(4*DDL_32BLOCK_SIZE))+3)/4;
 372
 373       f32DtaPtr =  f32DtaPtr -  tmpTrailerSize;
 374       fN40RcuAltroWords =  *f32DtaPtr;
 375       f32DtaPtr = (UInt_t *)dtaPtr + fkN32HeaderWords;
 376       fIsFatalCorruptedTrailer = kFALSE;
 377     }
 378
 379   return iRet;
 380
 381 }
 382
 383
 384 void AliAltroDecoder::DecodeDDLBlock()
 385 {
 386   //Decode one 160 bit DDL block into 16 x 16 bit integers (only least significant 10 bits are filled)
 387
 388   fOutBuffer[fOutBufferIndex] =  *f32DtaPtr & 0x3ff;  //s0
 389   fOutBufferIndex ++;
 390   fOutBuffer[fOutBufferIndex] = (*f32DtaPtr & 0xffc00) >> 10; //s1
 391   fOutBufferIndex ++;
 392   fOutBuffer[fOutBufferIndex] = (*f32DtaPtr & 0x3ff00000) >> 20; //s2
 393   fOutBufferIndex ++;
 394   fOutBuffer[fOutBufferIndex] = (*f32DtaPtr & 0xc0000000) >> 30; //s3_1
 395   f32DtaPtr ++;
 396   fOutBuffer[fOutBufferIndex] =  fOutBuffer[fOutBufferIndex] | ((*f32DtaPtr & 0xff) << 2); //s3_2
 397   fOutBufferIndex ++;
 398   fOutBuffer[fOutBufferIndex] =  (*f32DtaPtr & 0x3ff00) >> 8; //s4
 399   fOutBufferIndex ++;
 400   fOutBuffer[fOutBufferIndex] =  (*f32DtaPtr & 0xffc0000) >> 18; //s5
 401   fOutBufferIndex ++;
 402   fOutBuffer[fOutBufferIndex] =  (*f32DtaPtr & 0xf0000000) >> 28; //s6_1
 403   f32DtaPtr ++;
 404   fOutBuffer[fOutBufferIndex] =  fOutBuffer[fOutBufferIndex] | ((*f32DtaPtr & 0x3f) << 4); //s6_2
 405   fOutBufferIndex ++;
 406   fOutBuffer[fOutBufferIndex] =  (*f32DtaPtr & 0xffc0) >> 6; //s7
 407   fOutBufferIndex ++;
 408   fOutBuffer[fOutBufferIndex] =  (*f32DtaPtr & 0x3ff0000) >> 16; //s8
 409   fOutBufferIndex ++;
 410   fOutBuffer[fOutBufferIndex] =  (*f32DtaPtr & 0xFC000000) >> 26; //s9_1
 411   f32DtaPtr ++;
 412   fOutBuffer[fOutBufferIndex] =  fOutBuffer[fOutBufferIndex] | ((*f32DtaPtr & 0xf) << 6); //s9_2
 413   fOutBufferIndex ++;
 414   fOutBuffer[fOutBufferIndex] =  (*f32DtaPtr & 0x3ff0) >> 4; //s10
 415   fOutBufferIndex ++;
 416   fOutBuffer[fOutBufferIndex] =  (*f32DtaPtr & 0xffc000) >> 14; //s11
 417   fOutBufferIndex ++;
 418   fOutBuffer[fOutBufferIndex] =  (*f32DtaPtr & 0xff000000) >> 24; //s12_1
 419   f32DtaPtr ++;
 420   fOutBuffer[fOutBufferIndex] =  fOutBuffer[fOutBufferIndex] | ((*f32DtaPtr & 0x3) << 8); //s12_2
 421   fOutBufferIndex ++;
 422   fOutBuffer[fOutBufferIndex] =  (*f32DtaPtr & 0xffc) >> 2; //s13
 423   fOutBufferIndex ++;
 424   fOutBuffer[fOutBufferIndex] =  (*f32DtaPtr & 0x3ff000) >> 12; //s14
 425   fOutBufferIndex ++;
 426   fOutBuffer[fOutBufferIndex] =  (*f32DtaPtr & 0xffc00000) >> 22; //s15
 427   f32DtaPtr ++;
 428   fOutBufferIndex ++;
 429 }
 430
 431
 432 void AliAltroDecoder::DecodeLastDDLBlock()
 433 {
 434   // Decode one 160 bit DDL block into 16 integers.
 435   // In order to use the same decoding function (DecodeDDLBlock())
 436   // a copy of the the last DDL block is made and
 437   // if the las block does not align with 160 bits then it is padded with zeroes
 438
 439   for(Int_t i=0; i < f32LastDDLBlockSize; i++)
 440     {
 441       fDDLBlockDummy[i] = *f32DtaPtr;
 442       f32DtaPtr ++;
 443     }
 444
 445   f32DtaPtr = fDDLBlockDummy;
 446   DecodeDDLBlock();
 447   f32DtaPtr=(UInt_t*)(f8DtaPtr-fSize+f8PayloadSize+fkN32HeaderWords*4);
 448 }
 449
 450 Int_t AliAltroDecoder::CopyBackward(Byte_t* pBuffer, Int_t bufferSize)
 451 {
 452   // Copy the original 10/40 bit encecoded data of the current channel.
 453   // The funtions copies the data to the end of the provided buffer.
 454   // @param pBuffer    target buffer
 455   // @param bufferSize size of target buffer
 456   // @return number of copied bytes, neg. error code if failed
 457   Int_t iCopy=0;
 458
 459   if(fIsDecoded != kTRUE) {
 460     AliWarning("buffer has not been decoded, no channel data available");
 461     return 0;
 462   }
 463
 464   // This method does not need to be the fastest possible implementation
 465   // For the sake of stability, there are a lot of consistency checks.
 466
 467   // the fOutBufferIndex always points to the next channel, since we are
 468   // reading backwards, this is one byte before the start of the current
 469   // channel.
 470   Int_t currentIndex=fOutBufferIndex+1;
 471   if (fNAltro10bitWords>0 && currentIndex < fN40AltroWords*4 ) {
 472
 473     // calculate the position in the encoded data, beginning right
 474     // after the CDH. 10 -> 8 bit: needs 5/4 times the index
 475     Int_t position=(currentIndex*5)/4;
 476     if (position*4==currentIndex*5) {
 477       // no of 10 bit words is without the fill words to fill complete 40 bit words
 478       // in addition, align to complete 40 bit words (the '+3')
 479       iCopy=((fNAltro10bitWords+3)/4)*5;
 480
 481       // calculate the source pointer in the encoded data
 482       // f8DtaPtr was set to the end of the whole data buffer
 483       // f32DtaPtr is behind the payload after decoding
 484       Byte_t* pSrc=f8DtaPtr-fSize+(fkN32HeaderWords*4)+position;
 485       if (pSrc+5<(Byte_t*)f32DtaPtr) {
 486
 487         // check the first byte of the source buffer, has to be consistent
 488         // with the 8 LSBs of the decoded 10 bit word at the beginning of
 489         // the current channel
 490         //assert(*pSrc==fOutBuffer[currentIndex]&0xff);
 491         if (*pSrc==fOutBuffer[currentIndex]&0xff) {
 492
 493           // try to verfify the length of the channel
 494           UInt_t lenCheck=*(pSrc+iCopy+2)|(*(pSrc+iCopy+3)&0x3)<<8;
 495           if (lenCheck==fNAltro10bitWords) {
 496
 497             // copy including the 40 bit altro trailer
 498             iCopy+=5;
 499             if (iCopy<=bufferSize) {
 500
 501               // copy to the end of the buffer
 502               Byte_t* pTgt=pBuffer+bufferSize-iCopy;
 503               memcpy(pTgt, pSrc, iCopy);
 504             } else {
 505               AliError(Form("target buffer too small: available %d, required %d", bufferSize, iCopy));
 506               iCopy=-1;
 507             }
 508           } else {
 509             AliWarning(Form("format error: can not reproduce channel length: expected %d, read %d", fNAltro10bitWords, lenCheck));
 510             iCopy=-1;
 511           }
 512         } else {
 513           AliError(Form("first byte of encoded data (%#x at %d) does not match decoded word (%#x at %d)", *pSrc, position, fOutBuffer[currentIndex]&0xff, currentIndex));
 514           iCopy=-1;
 515         }
 516       } else {
 517         AliError(Form("buffer size missmatch: payload ends at %p, but current channel pretends to end at %p", f32DtaPtr, pSrc+5));
 518         iCopy=-1;
 519       }
 520     } else {
 521       AliError(Form("current position does not match a byte: currentIndex=%d", currentIndex));
 522       iCopy=-1;
 523     }
 524   }
 525   return iCopy;
 526 }
 527
 528 Bool_t  AliAltroDecoder::GetRCUTrailerData(UChar_t*& data) const
 529 {
 530   // Provide a pointer to RCU trailer.
 531   // The type of the parameter might not be optimal, but the function has
 532   // been chosen that way to be similar to the counterpart in
 533   // AliAltroRawStream.
 534   // @return kTRUE if trailer available;
 535   if (!f8DtaPtr) return kFALSE;
 536   data=f8DtaPtr-(fSize-(f8PayloadSize+fkN32HeaderWords*sizeof(UInt_t)));
 537   assert((UChar_t*)f32DtaPtr == data);
 538   return kTRUE;
 539 }
 540
 541 Int_t   AliAltroDecoder::GetRCUTrailerSize() const
 542 {
 543   // Provide size of RCU trailer.
 544   if (!f8DtaPtr) return 0;
 545   assert(fSize>(f8PayloadSize+fkN32HeaderWords*sizeof(UInt_t)));
 546   return fSize-(f8PayloadSize+fkN32HeaderWords*sizeof(UInt_t));
 547 }