C++ fixes.
[bertos.git] / mware / fifobuf.h
index 9e9c2b21074332f30445cee5398bcd3643e09ec1..7ee1e70b230682c04296583fb4dd363b11634eb3 100755 (executable)
@@ -1,9 +1,9 @@
 /*!
  * \file
  * <!--
- * Copyright 2003,2004 Develer S.r.l. (http://www.develer.com/)
+ * Copyright 2003, 2004 Develer S.r.l. (http://www.develer.com/)
  * Copyright 2001 Bernardo Innocenti <bernie@develer.com>
- * This file is part of DevLib - See devlib/README for information.
+ * This file is part of DevLib - See README.devlib for information.
  * -->
  *
  * \version $Id$
  *
  * \brief General pourpose FIFO buffer implemented with a ring buffer
  *
- * \li \c begin punta al primo elemento del buffer,
- * \li \c end punta all'ultimo elemento,
- * \li \c head punta al prossimo elemento che verra' estratto,
- * \li \c tail punta alla posizione successiva all'ultimo elemento inserito.
- * \li quando uno dei due puntatori raggiunge @c end, viene resettato a @c begin.
+ * \li \c begin points to the first buffer element;
+ * \li \c end points to the last buffer element (unlike the STL convention);
+ * \li \c head points to the element to be extracted next;
+ * \li \c tail points to the location following the last insertion;
+ * \li when any of the pointers advances beyond \c end, it is reset
+ *     back to \c begin.
  *
- * <pre>
+ * \code
  *
  *  +-----------------------------------+
- *  |  vuoto  |   dati validi  |  vuoto |
+ *  |  empty  |   valid data   |  empty |
  *  +-----------------------------------+
  *  ^         ^                ^        ^
  *  begin    head             tail     end
  *
- * </pre>
+ * \endcode
  *
- * Il buffer e' VUOTO quando head e tail coincidono:
+ * The buffer is EMPTY when \c head and \c tail point to the same location:
  *             \code head == tail \endcode
  *
- * Il buffer e' PIENO quando tail si trova immediatamente dietro a head:
+ * The buffer is FULL when \c tail points to the location immediately
+ * after \c head:
  *             \code tail == head - 1 \endcode
  *
- * Il buffer e' PIENO anche quando tail e' posizionato
- * sull'ultima posizione del buffer e head sulla prima:
+ * The buffer is also FULL when \c tail points to the last buffer
+ * location and head points to the first one:
  *             \code head == begin && tail == end \endcode
  */
 
-/*
- * $Log$
- * Revision 1.2  2004/06/03 11:27:09  bernie
- * Add dual-license information.
- *
- * Revision 1.1  2004/05/23 15:43:16  bernie
- * Import mware modules.
- *
- * Revision 1.3  2004/05/22 17:55:58  rasky
- * \samp non esiste in doxygen
- *
- * Revision 1.2  2004/04/27 11:13:29  rasky
- * Spostate tutte le definizioni CPU-specific da compiler.h nel nuovo file cpu.h
- *
- * Revision 1.1  2004/04/21 17:38:25  rasky
- * New application
- *
- * Revision 1.4  2004/03/24 15:37:03  bernie
- * Remove Copyright messages from Doxygen output
- *
- * Revision 1.3  2004/03/18 18:11:07  bernie
- * Add thread-safe FIFO handling macros
- *
- * Revision 1.2  2004/03/01 08:00:36  bernie
- * Fixes for Doxygen
- *
- * Revision 1.1  2003/12/07 04:04:20  bernie
- * Initial project_ks framework.
- *
- * Revision 1.1  2003/11/21 16:36:17  aleph
- * Rename from fifo to fifobuf to avoid conflict with BSP fifo.h header
- *
- * Revision 1.1  2003/11/20 22:17:41  aleph
- * Add fifo buffer used by serial
- *
- */
+/*#*
+ *#* $Log$
+ *#* Revision 1.21  2005/11/04 16:20:02  bernie
+ *#* Fix reference to README.devlib in header.
+ *#*
+ *#* Revision 1.20  2005/04/11 19:10:28  bernie
+ *#* Include top-level headers from cfg/ subdir.
+ *#*
+ *#* Revision 1.19  2004/12/08 08:30:12  bernie
+ *#* Add missing header.
+ *#*
+ *#* Revision 1.18  2004/11/16 21:55:12  bernie
+ *#* Workaround for a known fifobuf bug.
+ *#*
+ *#* Revision 1.17  2004/09/14 20:57:00  bernie
+ *#* Use debug.h instead of kdebug.h.
+ *#*
+ *#* Revision 1.16  2004/09/06 21:39:08  bernie
+ *#* Simplify code using ATOMIC().
+ *#*
+ *#* Revision 1.15  2004/08/29 22:05:16  bernie
+ *#* Rename BITS_PER_PTR to CPU_BITS_PER_PTR.
+ *#*
+ *#* Revision 1.14  2004/08/25 14:12:09  rasky
+ *#* Aggiornato il comment block dei log RCS
+ *#*
+ *#* Revision 1.13  2004/08/24 13:16:11  bernie
+ *#* Add type-size definitions for preprocessor.
+ *#*
+ *#* Revision 1.12  2004/08/02 20:20:29  aleph
+ *#* Merge from project_ks
+ *#*
+ *#* Revision 1.11  2004/07/30 14:15:53  rasky
+ *#* Nuovo supporto unificato per detect della CPU
+ *#*
+ *#* Revision 1.10  2004/07/29 22:57:09  bernie
+ *#* Doxygen fix.
+ *#*
+ *#* Revision 1.9  2004/07/20 23:54:27  bernie
+ *#* fifo_flush_locked(): New function;
+ *#* Revamp documentation.
+ *#*
+ *#* Revision 1.8  2004/07/20 23:47:39  bernie
+ *#* Finally remove redundant protos.
+ *#*
+ *#* Revision 1.7  2004/07/20 23:46:29  bernie
+ *#* Finally remove redundant protos.
+ *#*
+ *#* Revision 1.6  2004/06/06 17:18:04  bernie
+ *#* Remove redundant declaration of fifo_isempty_locked().
+ *#*
+ *#* Revision 1.5  2004/06/06 16:50:35  bernie
+ *#* Import fixes for race conditions from project_ks.
+ *#*
+ *#* Revision 1.4  2004/06/06 16:11:17  bernie
+ *#* Protect MetroWerks specific pragmas with #ifdef's
+ *#*/
 
 #ifndef MWARE_FIFO_H
 #define MWARE_FIFO_H
 
-#include "cpu.h"
-#ifndef COMPILER_H
-#include "compiler.h"
-#endif
+#include <cfg/cpu.h>
+#include <cfg/debug.h>
 
 typedef struct FIFOBuffer
 {
-       unsigned char *head;
-       unsigned char *tail;
+       unsigned char * volatile head;
+       unsigned char * volatile tail;
        unsigned char *begin;
        unsigned char *end;
 } FIFOBuffer;
 
-/* Public function prototypes */
-void fifo_init(volatile FIFOBuffer *fb, unsigned char *buf, size_t size);
-
-#pragma interrupt called
-void fifo_push(volatile FIFOBuffer *fb, unsigned char c);
 
-#pragma interrupt called
-unsigned char fifo_pop(volatile FIFOBuffer *fb);
+#define ASSERT_VALID_FIFO(fifo) \
+       ATOMIC( \
+               ASSERT((fifo)->head >= (fifo)->begin); \
+               ASSERT((fifo)->head <= (fifo)->end); \
+               ASSERT((fifo)->tail >= (fifo)->begin); \
+               ASSERT((fifo)->tail <= (fifo)->end); \
+       )
 
 
 /*!
@@ -107,9 +128,17 @@ unsigned char fifo_pop(volatile FIFOBuffer *fb);
  *
  * \note Calling fifo_isempty() is safe while a concurrent
  *       execution context is calling fifo_push() or fifo_pop()
- *       only if the CPU can atomically update a pointer.
+ *       only if the CPU can atomically update a pointer
+ *       (which the AVR and other 8-bit processors can't do).
+ *
+ * \sa fifo_isempty_locked
  */
-#define fifo_isempty(fb)       ((fb)->head == (fb)->tail)
+INLINE bool fifo_isempty(const FIFOBuffer *fb)
+{
+       //ASSERT_VALID_FIFO(fb);
+       return fb->head == fb->tail;
+}
+
 
 /*!
  * Check whether the fifo is full
@@ -124,52 +153,233 @@ unsigned char fifo_pop(volatile FIFOBuffer *fb);
  *       fifo_isfull() and fifo_push() are usually called
  *       in the producer context.
  */
-#define fifo_isfull(fb) \
-       ((((fb)->head == (fb)->begin) && ((fb)->tail == (fb)->end)) \
-       || ((fb)->tail == (fb)->head - 1))
+INLINE bool fifo_isfull(const FIFOBuffer *fb)
+{
+       //ASSERT_VALID_FIFO(fb);
+       return
+               ((fb->head == fb->begin) && (fb->tail == fb->end))
+               || (fb->tail == fb->head - 1);
+}
+
+
+/*!
+ * Pop a character from the fifo buffer.
+ *
+ * \note Calling \c fifo_push() on a full buffer is undefined.
+ *       The caller must make sure the buffer has at least
+ *       one free slot before calling this function.
+ *
+ * \note It is safe to call fifo_pop() and fifo_push() from
+ *       concurrent contexts, unless the CPU can't update
+ *       a pointer atomically (which the AVR and other 8-bit
+ *       processors can't do).
+ *
+ * \sa fifo_push_locked
+ */
+INLINE void fifo_push(FIFOBuffer *fb, unsigned char c)
+{
+#ifdef __MWERKS__
+#pragma interrupt called
+#endif
+       //ASSERT_VALID_FIFO(fb);
+
+       /* Write at tail position */
+       *(fb->tail) = c;
+
+       if (UNLIKELY(fb->tail == fb->end))
+               /* wrap tail around */
+               fb->tail = fb->begin;
+       else
+               /* Move tail forward */
+               fb->tail++;
+}
+
+
+/*!
+ * Pop a character from the fifo buffer.
+ *
+ * \note Calling \c fifo_pop() on an empty buffer is undefined.
+ *       The caller must make sure the buffer contains at least
+ *       one character before calling this function.
+ *
+ * \note It is safe to call fifo_pop() and fifo_push() from
+ *       concurrent contexts.
+ */
+INLINE unsigned char fifo_pop(FIFOBuffer *fb)
+{
+#ifdef __MWERKS__
+#pragma interrupt called
+#endif
+       //ASSERT_VALID_FIFO(fb);
+
+       if (UNLIKELY(fb->head == fb->end))
+       {
+               /* wrap head around */
+               fb->head = fb->begin;
+               return *(fb->end);
+       }
+       else
+               /* move head forward */
+               return *(fb->head++);
+}
+
 
 /*!
  * Make the fifo empty, discarding all its current contents.
  */
-#define fifo_flush(fb) ((fb)->head = (fb)->tail)
+INLINE void fifo_flush(FIFOBuffer *fb)
+{
+       //ASSERT_VALID_FIFO(fb);
+       fb->head = fb->tail;
+}
+
 
-#if !defined(__AVR__)
+#if CPU_REG_BITS >= CPU_BITS_PER_PTR
 
-       /* No tricks needed on 16/32bit CPUs */
-#      define fifo_isempty_locked(fb) fifo_isempty((fb))
+       /*
+        * 16/32bit CPUs that can update a pointer with a single write
+        * operation, no need to disable interrupts.
+        */
+       #define fifo_isempty_locked(fb) fifo_isempty((fb))
+       #define fifo_push_locked(fb, c) fifo_push((fb), (c))
+       #define fifo_pop_locked(fb)     fifo_pop((fb))
+       #define fifo_flush_locked(fb)   fifo_flush((fb))
 
-#else /* !__AVR__ */
+#else /* CPU_REG_BITS < CPU_BITS_PER_PTR */
 
-       INLINE bool fifo_isempty_locked(const volatile FIFOBuffer *_fb);
-       INLINE bool fifo_isempty_locked(const volatile FIFOBuffer *_fb)
+       /*!
+        * Similar to fifo_isempty(), but with stronger guarantees for
+        * concurrent access between user and interrupt code.
+        *
+        * \note This is actually only needed for 8-bit processors.
+        *
+        * \sa fifo_isempty()
+        */
+       INLINE bool fifo_isempty_locked(const FIFOBuffer *fb)
        {
-               bool _result;
-               cpuflags_t _flags;
+               bool result;
+               ATOMIC(result = fifo_isempty(fb));
+               return result;
+       }
+
+
+       /*!
+        * Similar to fifo_push(), but with stronger guarantees for
+        * concurrent access between user and interrupt code.
+        *
+        * \note This is actually only needed for 8-bit processors.
+        *
+        * \sa fifo_push()
+        */
+       INLINE void fifo_push_locked(FIFOBuffer *fb, unsigned char c)
+       {
+               ATOMIC(fifo_push(fb, c));
+       }
 
-               DISABLE_IRQSAVE(_flags);
-               _result = fifo_isempty(_fb);
-               ENABLE_IRQRESTORE(_flags);
+       /* Probably not really needed, but hard to prove. */
+       INLINE unsigned char fifo_pop_locked(FIFOBuffer *fb)
+       {
+               unsigned char c;
+               ATOMIC(c = fifo_pop(fb));
+               return c;
+       }
 
-               return _result;
+       /*!
+        * Similar to fifo_flush(), but with stronger guarantees for
+        * concurrent access between user and interrupt code.
+        *
+        * \note This is actually only needed for 8-bit processors.
+        *
+        * \sa fifo_flush()
+        */
+       INLINE void fifo_flush_locked(FIFOBuffer *fb)
+       {
+               ATOMIC(fifo_flush(fb));
        }
 
-#endif /* !__AVR__ */
+#endif /* CPU_REG_BITS < BITS_PER_PTR */
+
 
 /*!
  * Thread safe version of fifo_isfull()
  */
-INLINE bool fifo_isfull_locked(const volatile FIFOBuffer *_fb);
-INLINE bool fifo_isfull_locked(const volatile FIFOBuffer *_fb)
+INLINE bool fifo_isfull_locked(const FIFOBuffer *_fb)
 {
-       bool _result;
-       cpuflags_t _flags;
+       bool result;
+       ATOMIC(result = fifo_isfull(_fb));
+       return result;
+}
 
-       DISABLE_IRQSAVE(_flags);
-       _result = fifo_isfull(_fb);
-       ENABLE_IRQRESTORE(_flags);
 
-       return _result;
+/*!
+ * FIFO Initialization.
+ */
+INLINE void fifo_init(FIFOBuffer *fb, unsigned char *buf, size_t size)
+{
+       /* FIFO buffers have a known bug with 1-byte buffers. */
+       ASSERT(size > 1);
+
+       fb->head = fb->tail = fb->begin = buf;
+       fb->end = buf + size - 1;
+}
+
+
+#if 0
+
+/*
+ * UNTESTED: if uncommented, to be moved in fifobuf.c
+ */
+void fifo_pushblock(FIFOBuffer *fb, unsigned char *block, size_t len)
+{
+       size_t freelen;
+
+       /* Se c'e' spazio da tail alla fine del buffer */
+       if (fb->tail >= fb->head)
+       {
+               freelen = fb->end - fb->tail + 1;
+
+               /* C'e' abbastanza spazio per scrivere tutto il blocco? */
+               if (freelen < len)
+               {
+                       /* Scrivi quello che entra fino alla fine del buffer */
+                       memcpy(fb->tail, block, freelen);
+                       block += freelen;
+                       len -= freelen;
+                       fb->tail = fb->begin;
+               }
+               else
+               {
+                       /* Scrivi tutto il blocco */
+                       memcpy(fb->tail, block, len);
+                       fb->tail += len;
+                       return;
+               }
+       }
+
+       for(;;)
+       {
+               while (!(freelen = fb->head - fb->tail - 1))
+                       Delay(FIFO_POLLDELAY);
+
+               /* C'e' abbastanza spazio per scrivere tutto il blocco? */
+               if (freelen < len)
+               {
+                       /* Scrivi quello che entra fino alla fine del buffer */
+                       memcpy(fb->tail, block, freelen);
+                       block += freelen;
+                       len -= freelen;
+                       fb->tail += freelen;
+               }
+               else
+               {
+                       /* Scrivi tutto il blocco */
+                       memcpy(fb->tail, block, len);
+                       fb->tail += len;
+                       return;
+               }
+       }
 }
+#endif
 
-#endif /* MWARE_FIFOBUF_H */
+#endif /* MWARE_FIFO_H */