|
| 1 | +/** |
| 2 | + * @file uft_amiga_mfm_encoder.c |
| 3 | + * @brief AmigaDOS-Trackdisk-Encoder (MF-1081, hebt MF-539 auf) |
| 4 | + * |
| 5 | + * Warum es diese Datei gibt, welche Referenzen sie benennt und was sie |
| 6 | + * NICHT tut, steht im Kopf von `include/uft/uft_amiga_mfm_encoder.h`. |
| 7 | + * Hier steht die Umsetzung. |
| 8 | + * |
| 9 | + * **Eigenstaendig geschrieben** als exakte Umkehrung von |
| 10 | + * `decode_amiga_sector()` (`src/flux/uft_flux_decoder.c`). Zweite |
| 11 | + * benannte Referenz: `mfmdisk`, Serge Vakulenko, **GPL-2.0** |
| 12 | + * (`tools/uft-scout/work/mfmdisk/src/amiga.c`, Klon `42f560badf`) — |
| 13 | + * gelesen, nicht uebernommen. |
| 14 | + * |
| 15 | + * ── Eine Zirkularitaet, die keine ist ─────────────────────────────────── |
| 16 | + * |
| 17 | + * Die Datenpruefsumme steht auf der Spur VOR den Daten, wird aber ueber |
| 18 | + * sie gebildet. Der erste Entwurf hier rechnete sie deshalb voraus und |
| 19 | + * versuchte, den Takt-Kontext zwischen beiden Feldern mitzufuehren " ein |
| 20 | + * Aufwand, der auf einem Denkfehler beruhte. |
| 21 | + * |
| 22 | + * Der Dekoder vergleicht `hchk_stored == (hdr_csum & 0x55555555)`: die |
| 23 | + * Maske faellt am ENDE. Da XOR bitweise ist, tragen die Taktbits an den |
| 24 | + * `0xAA`-Positionen zum Ergebnis nichts bei " sie werden weggemaskt. Die |
| 25 | + * Pruefsumme haengt also **allein an den Datenbits** und ist vom |
| 26 | + * Takt-Kontext unabhaengig. Damit ist die Reihenfolge frei, und der |
| 27 | + * Vorausrechnungs-Block entfaellt ersatzlos. |
| 28 | + */ |
| 29 | +#include "uft/uft_amiga_mfm_encoder.h" |
| 30 | + |
| 31 | +#include <string.h> |
| 32 | + |
| 33 | +#define AMIGA_CKSUM_MASK 0x55555555u |
| 34 | +#define AMIGA_SECTOR_BYTES 512u |
| 35 | +#define AMIGA_MAX_SECTOR 21u |
| 36 | +#define AMIGA_MAX_TRACK 167u |
| 37 | + |
| 38 | +/** |
| 39 | + * Ein rohes MFM-Byte bilden und dabei die TAKTBITS fuellen. |
| 40 | + * |
| 41 | + * `vorher` traegt das zuletzt geschriebene ZELLbit ueber Byte- und |
| 42 | + * Feldgrenzen hinweg. Die Regel ist die uebliche: ein Taktbit ist genau |
| 43 | + * dann 1, wenn das Datenbit davor UND das Datenbit danach 0 sind. |
| 44 | + * |
| 45 | + * Die Datenbits stehen hier schon an den `0x55`-Positionen des Bytes |
| 46 | + * (das ist die Amiga-odd/even-Aufteilung); gefuellt werden nur die |
| 47 | + * `0xAA`-Positionen. Genau diese Bits sieht der Dekoder NICHT an " sie |
| 48 | + * entscheiden aber, ob ein echtes Laufwerk die Spur lesen kann. Deshalb |
| 49 | + * misst die Abnahme die Zellregel eigens (MF-1079). |
| 50 | + */ |
| 51 | +static uint8_t takt_fuellen(uint8_t daten, int *vorher) |
| 52 | +{ |
| 53 | + uint8_t aus = 0; |
| 54 | + int i; |
| 55 | + for (i = 3; i >= 0; i--) { |
| 56 | + const int d = (daten >> (i * 2)) & 1; /* Datenbit */ |
| 57 | + const int takt = (!*vorher && !d) ? 1 : 0; |
| 58 | + aus = (uint8_t)((aus << 2) | (unsigned)((takt << 1) | d)); |
| 59 | + *vorher = d; |
| 60 | + } |
| 61 | + return aus; |
| 62 | +} |
| 63 | + |
| 64 | +/** Ein Byte roher Zellen unveraendert anhaengen (Sync, Luecke). */ |
| 65 | +static void roh(uint8_t *out, size_t *n, uint8_t b, int *vorher) |
| 66 | +{ |
| 67 | + out[(*n)++] = b; |
| 68 | + *vorher = b & 1; |
| 69 | +} |
| 70 | + |
| 71 | +/** Die odd- bzw. even-Haelfte eines Bytes an den 0x55-Positionen. */ |
| 72 | +static uint8_t haelfte(uint8_t b, int even) |
| 73 | +{ |
| 74 | + return even ? (uint8_t)(b & 0x55u) : (uint8_t)((b >> 1) & 0x55u); |
| 75 | +} |
| 76 | + |
| 77 | +/** |
| 78 | + * Ein odd/even-Feld schreiben: erst `nbytes` Rohbytes mit den ODD-Bits, |
| 79 | + * dann `nbytes` mit den EVEN-Bits. Umkehrung von `amiga_read_field()`. |
| 80 | + * |
| 81 | + * `csum` sammelt XOR der big-endian Langworte " gerechnet ueber die |
| 82 | + * DATENBITS, weil die Maske am Ende die Taktbits ohnehin entfernt |
| 83 | + * (siehe Dateikopf). |
| 84 | + */ |
| 85 | +static void feld(uint8_t *out, size_t *n, const uint8_t *in, size_t nbytes, |
| 86 | + uint32_t *csum, int *vorher) |
| 87 | +{ |
| 88 | + int half; |
| 89 | + for (half = 0; half < 2; half++) { /* 0 = odd, 1 = even */ |
| 90 | + uint32_t acc = 0; |
| 91 | + int acc_n = 0; |
| 92 | + size_t j; |
| 93 | + for (j = 0; j < nbytes; j++) { |
| 94 | + const uint8_t daten = haelfte(in[j], half); |
| 95 | + out[(*n)++] = takt_fuellen(daten, vorher); |
| 96 | + if (csum) { |
| 97 | + acc = (acc << 8) | daten; |
| 98 | + if (++acc_n == 4) { *csum ^= acc; acc = 0; acc_n = 0; } |
| 99 | + } |
| 100 | + } |
| 101 | + if (csum && acc_n) { /* nbytes nicht /4 */ |
| 102 | + acc <<= 8 * (4 - acc_n); |
| 103 | + *csum ^= acc; |
| 104 | + } |
| 105 | + } |
| 106 | +} |
| 107 | + |
| 108 | +/** Dieselbe Rechnung wie `feld()`, aber ohne zu schreiben. */ |
| 109 | +static uint32_t feld_summe(const uint8_t *in, size_t nbytes) |
| 110 | +{ |
| 111 | + uint32_t csum = 0; |
| 112 | + int half; |
| 113 | + for (half = 0; half < 2; half++) { |
| 114 | + uint32_t acc = 0; |
| 115 | + int acc_n = 0; |
| 116 | + size_t j; |
| 117 | + for (j = 0; j < nbytes; j++) { |
| 118 | + acc = (acc << 8) | haelfte(in[j], half); |
| 119 | + if (++acc_n == 4) { csum ^= acc; acc = 0; acc_n = 0; } |
| 120 | + } |
| 121 | + if (acc_n) { |
| 122 | + acc <<= 8 * (4 - acc_n); |
| 123 | + csum ^= acc; |
| 124 | + } |
| 125 | + } |
| 126 | + return csum; |
| 127 | +} |
| 128 | + |
| 129 | +size_t uft_amiga_mfm_encode_track(const uint8_t *data, unsigned sectors, |
| 130 | + unsigned track, const uint8_t *labels, |
| 131 | + uint8_t *out, size_t out_cap) |
| 132 | +{ |
| 133 | + size_t n = 0; |
| 134 | + unsigned s; |
| 135 | + int vorher = 0; |
| 136 | + |
| 137 | + if (!data || !out || sectors == 0u) return 0; |
| 138 | + if (sectors - 1u > AMIGA_MAX_SECTOR) return 0; |
| 139 | + if (track > AMIGA_MAX_TRACK) return 0; |
| 140 | + if (out_cap < (size_t)sectors * UFT_AMIGA_SECTOR_MFM_BYTES) return 0; |
| 141 | + |
| 142 | + for (s = 0; s < sectors; s++) { |
| 143 | + uint8_t info[4], label[16], hchk[4], dchk[4]; |
| 144 | + uint32_t hdr_csum = 0, data_csum, ist = 0; |
| 145 | + const uint8_t *sek = data + (size_t)s * AMIGA_SECTOR_BYTES; |
| 146 | + |
| 147 | + /* Luecke: zwei Byte 0x00, MFM-kodiert. */ |
| 148 | + out[n++] = takt_fuellen(0x00u, &vorher); |
| 149 | + out[n++] = takt_fuellen(0x00u, &vorher); |
| 150 | + |
| 151 | + /* Zwei Synchronworte 0x4489, ROH. Sie tragen absichtlich ein |
| 152 | + * FEHLENDES Taktbit " das ist die Marke, die ein Laufwerk sucht, |
| 153 | + * und sie darf deshalb nicht durch die Regel oben laufen. */ |
| 154 | + roh(out, &n, 0x44u, &vorher); |
| 155 | + roh(out, &n, 0x89u, &vorher); |
| 156 | + roh(out, &n, 0x44u, &vorher); |
| 157 | + roh(out, &n, 0x89u, &vorher); |
| 158 | + |
| 159 | + /* info = [0xFF][track][sector][Sektoren bis zur Luecke] */ |
| 160 | + info[0] = 0xFFu; |
| 161 | + info[1] = (uint8_t)track; |
| 162 | + info[2] = (uint8_t)s; |
| 163 | + info[3] = (uint8_t)(sectors - s); |
| 164 | + |
| 165 | + if (labels) memcpy(label, labels + (size_t)s * 16u, 16u); |
| 166 | + else memset(label, 0, sizeof label); |
| 167 | + |
| 168 | + feld(out, &n, info, 4u, &hdr_csum, &vorher); |
| 169 | + feld(out, &n, label, 16u, &hdr_csum, &vorher); |
| 170 | + hdr_csum &= AMIGA_CKSUM_MASK; |
| 171 | + hchk[0] = (uint8_t)(hdr_csum >> 24); |
| 172 | + hchk[1] = (uint8_t)(hdr_csum >> 16); |
| 173 | + hchk[2] = (uint8_t)(hdr_csum >> 8); |
| 174 | + hchk[3] = (uint8_t)(hdr_csum); |
| 175 | + |
| 176 | + data_csum = feld_summe(sek, AMIGA_SECTOR_BYTES) & AMIGA_CKSUM_MASK; |
| 177 | + dchk[0] = (uint8_t)(data_csum >> 24); |
| 178 | + dchk[1] = (uint8_t)(data_csum >> 16); |
| 179 | + dchk[2] = (uint8_t)(data_csum >> 8); |
| 180 | + dchk[3] = (uint8_t)(data_csum); |
| 181 | + |
| 182 | + /* Die Pruefsummenfelder selbst zaehlen nicht mit (csum = NULL) " |
| 183 | + * eine Pruefsumme pruefsummt sich nicht selbst. */ |
| 184 | + feld(out, &n, hchk, 4u, NULL, &vorher); |
| 185 | + feld(out, &n, dchk, 4u, NULL, &vorher); |
| 186 | + |
| 187 | + feld(out, &n, sek, AMIGA_SECTOR_BYTES, &ist, &vorher); |
| 188 | + |
| 189 | + /* Sicherung, keine Zierde: geht die Summe hier nicht auf, stimmt |
| 190 | + * die Rechnung nicht, und ein Sektor mit falscher Pruefsumme |
| 191 | + * waere eine stille Luege. Dann wird NICHTS ausgegeben. */ |
| 192 | + if ((ist & AMIGA_CKSUM_MASK) != data_csum) return 0; |
| 193 | + } |
| 194 | + return n; |
| 195 | +} |
0 commit comments