bertos/drv/timer.h

   1 /**
   2  * \file
   3  * <!--
   4  * This file is part of BeRTOS.
   5  *
   6  * Bertos 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  * As a special exception, you may use this file as part of a free software
  21  * library without restriction.  Specifically, if other files instantiate
  22  * templates or use macros or inline functions from this file, or you compile
  23  * this file and link it with other files to produce an executable, this
  24  * file does not by itself cause the resulting executable to be covered by
  25  * the GNU General Public License.  This exception does not however
  26  * invalidate any other reasons why the executable file might be covered by
  27  * the GNU General Public License.
  28  *
  29  * Copyright 2003, 2004, 2005 Develer S.r.l. (http://www.develer.com/)
  30  * Copyright 2000, 2008 Bernie Innocenti <bernie@codewiz.org>
  31  * -->
  32  *
  33  * \brief Hardware independent timer driver.
  34  *
  35  * All timer related functions are implemented in this module. You have several options to use timers:
  36  * \li simple delay: just use timer_delay() if you want to wait for a few milliseconds;
  37  * \li delay with callback: create a timer structure and use timer_setDelay() and timer_setSoftint() to set the callback;
  38  * \li delay with signal: same as above but use timer_setSignal() to set specify which signal to send.
  39  * \li simple synchronous timer based scheduler: use synctimer_add() to schedule an event in a user provided queue.
  40  *
  41  * Whenever a timer expires you need to explicitly arm it again with timer_add(). If you want to abort a timer, use timer_abort().
  42  * You can use conversion macros when using msecs to specify the delay.
  43  *
  44  * \version $Id$
  45  * \author Bernie Innocenti <bernie@codewiz.org>
  46  *
  47  * $WIZ$ module_name = "timer"
  48  * $WIZ$ module_configuration = "bertos/cfg/cfg_timer.h"
  49  * $WIZ$ module_depends = "event", "sysirq"
  50  * $WIZ$ module_supports = "not atmega103 and not atmega8"
  51  */
  52
  53 #ifndef DRV_TIMER_H
  54 #define DRV_TIMER_H
  55
  56 #include <cfg/os.h>
  57 #include <cfg/macros.h>
  58
  59 #include <cpu/attr.h>
  60 #include <cpu/irq.h>
  61
  62
  63 /*
  64  * Include platform-specific binding header if we're hosted.
  65  * Try the CPU specific one for bare-metal environments.
  66  */
  67 #if OS_HOSTED
  68         //#include OS_HEADER(timer)
  69         #include <emul/timer_posix.h>
  70 #else
  71         #include CPU_HEADER(timer)
  72 #endif
  73
  74 STATIC_ASSERT(sizeof(hptime_t) == SIZEOF_HPTIME_T);
  75
  76 #include "cfg/cfg_timer.h"
  77 #include <cfg/debug.h>
  78 #include <cfg/compiler.h>
  79
  80 #include <struct/list.h>
  81
  82 /*
  83  * Sanity check for config parameters required by this module.
  84  */
  85 #if !defined(CONFIG_TIMER_EVENTS) || ((CONFIG_TIMER_EVENTS != 0) && CONFIG_TIMER_EVENTS != 1)
  86         #error CONFIG_TIMER_EVENTS must be set to either 0 or 1 in cfg_timer.h
  87 #endif
  88 #if !defined(CONFIG_TIMER_UDELAY) || ((CONFIG_TIMER_UDELAY != 0) && CONFIG_TIMER_EVENTS != 1)
  89         #error CONFIG_TIMER_UDELAY must be set to either 0 or 1 in cfg_timer.h
  90 #endif
  91 #if defined(CONFIG_TIMER_DISABLE_UDELAY)
  92         #error Obosolete config option CONFIG_TIMER_DISABLE_UDELAY.  Use CONFIG_TIMER_UDELAY
  93 #endif
  94 #if defined(CONFIG_TIMER_DISABLE_EVENTS)
  95         #error Obosolete config option CONFIG_TIMER_DISABLE_EVENTS.  Use CONFIG_TIMER_EVENTS
  96 #endif
  97
  98 extern volatile ticks_t _clock;
  99
 100 /**
 101  * \brief Return the system tick counter (expressed in ticks)
 102  *
 103  * The result is guaranteed to increment monotonically,
 104  * but client code must be tolerant with respect to overflows.
 105  *
 106  * The following code is safe:
 107  *
 108  * \code
 109  *   drop_teabag();
 110  *   ticks_t tea_start_time = timer_clock();
 111  *
 112  *   for (;;)
 113  *   {
 114  *       if (timer_clock() - tea_start_time > TEAPOT_DELAY)
 115  *       {
 116  *           printf("Your tea, Sir.\n");
 117  *           break;
 118  *       }
 119  *       patience();
 120  *   }
 121  * \endcode
 122  *
 123  * \note This function must disable interrupts on 8/16bit CPUs because the
 124  * clock variable is larger than the processor word size and can't
 125  * be copied atomically.
 126  * \sa timer_delay()
 127  */
 128 INLINE ticks_t timer_clock(void)
 129 {
 130         ticks_t result;
 131
 132         ATOMIC(result = _clock);
 133
 134         return result;
 135 }
 136
 137 /**
 138  * Faster version of timer_clock(), to be called only when the timer
 139  * interrupt is disabled (DISABLE_INTS) or overridden by a
 140  * higher-priority or non-nesting interrupt.
 141  *
 142  * \sa timer_clock
 143  */
 144 INLINE ticks_t timer_clock_unlocked(void)
 145 {
 146         return _clock;
 147 }
 148
 149 /**
 150  */
 151 INLINE hptime_t timer_clock_hp(void)
 152 {
 153         return timer_hw_hpticks(_clock);
 154 }
 155
 156 /** Convert \a ms [ms] to ticks. */
 157 INLINE ticks_t ms_to_ticks(mtime_t ms)
 158 {
 159 #if TIMER_TICKS_PER_SEC < 1000
 160         /* Slow timer: avoid rounding down too much. */
 161         return (ms * TIMER_TICKS_PER_SEC) / 1000;
 162 #else
 163         /* Fast timer: don't overflow ticks_t. */
 164         return ms * DIV_ROUND(TIMER_TICKS_PER_SEC, 1000);
 165 #endif
 166 }
 167
 168 /** Convert \a us [us] to ticks. */
 169 INLINE ticks_t us_to_ticks(utime_t us)
 170 {
 171 #if TIMER_TICKS_PER_SEC < 1000
 172         /* Slow timer: avoid rounding down too much. */
 173         return ((us / 1000) * TIMER_TICKS_PER_SEC) / 1000;
 174 #else
 175         /* Fast timer: don't overflow ticks_t. */
 176         return (us * DIV_ROUND(TIMER_TICKS_PER_SEC, 1000)) / 1000;
 177 #endif
 178 }
 179
 180 /** Convert \a ticks [ticks] to ms. */
 181 INLINE mtime_t ticks_to_ms(ticks_t ticks)
 182 {
 183 #if TIMER_TICKS_PER_SEC < 1000
 184         /* Slow timer: avoid rounding down too much. */
 185         return (ticks * 1000) / TIMER_TICKS_PER_SEC;
 186 #else
 187         /* Fast timer: avoid overflowing ticks_t. */
 188         return ticks / (TIMER_TICKS_PER_SEC / 1000);
 189 #endif
 190 }
 191
 192 /** Convert \a ticks [ticks] to us. */
 193 INLINE utime_t ticks_to_us(ticks_t ticks)
 194 {
 195 #if TIMER_TICKS_PER_SEC < 1000
 196         /* Slow timer: avoid rounding down too much. */
 197         return ((ticks * 1000) / TIMER_TICKS_PER_SEC) * 1000;
 198 #else
 199         /* Fast timer: avoid overflowing ticks_t. */
 200         return (ticks / (TIMER_TICKS_PER_SEC / 1000)) * 1000;
 201 #endif
 202 }
 203
 204 /** Convert \a us [us] to hpticks */
 205 INLINE hptime_t us_to_hptime(utime_t us)
 206 {
 207 #if TIMER_HW_HPTICKS_PER_SEC > 10000000UL
 208         return us * DIV_ROUND(TIMER_HW_HPTICKS_PER_SEC, 1000000UL);
 209 #else
 210         return (us * ((TIMER_HW_HPTICKS_PER_SEC + 500) / 1000UL) + 500) / 1000UL;
 211 #endif
 212 }
 213
 214 /** Convert \a hpticks [hptime] to usec */
 215 INLINE utime_t hptime_to_us(hptime_t hpticks)
 216 {
 217 #if TIMER_HW_HPTICKS_PER_SEC < 100000UL
 218         return hpticks * DIV_ROUND(1000000UL, TIMER_HW_HPTICKS_PER_SEC);
 219 #else
 220         return (hpticks * 1000UL) / DIV_ROUND(TIMER_HW_HPTICKS_PER_SEC, 1000UL);
 221 #endif /* TIMER_HW_HPTICKS_PER_SEC < 100000UL */
 222 }
 223
 224 void timer_delayTicks(ticks_t delay);
 225 /**
 226  * Wait some time [ms].
 227  *
 228  * \note CPU is released while waiting so you don't have to call cpu_relax() explicitly.
 229  * \param delay Time to wait [ms].
 230  */
 231 INLINE void timer_delay(mtime_t delay)
 232 {
 233         timer_delayTicks(ms_to_ticks(delay));
 234 }
 235
 236 void timer_init(void);
 237 void timer_cleanup(void);
 238
 239 int timer_testSetup(void);
 240 int timer_testRun(void);
 241 int timer_testTearDown(void);
 242
 243 #if CONFIG_TIMER_UDELAY
 244 void timer_busyWait(hptime_t delay);
 245 void timer_delayHp(hptime_t delay);
 246 INLINE void timer_udelay(utime_t delay)
 247 {
 248         timer_delayHp(us_to_hptime(delay));
 249 }
 250 #endif
 251
 252 #if CONFIG_TIMER_EVENTS
 253
 254 #include <mware/event.h>
 255
 256 /**
 257  * The timer driver supports multiple synchronous timers
 258  * that can trigger an event when they expire.
 259  *
 260  * \sa timer_add()
 261  * \sa timer_abort()
 262  */
 263 typedef struct Timer
 264 {
 265         Node    link;     /**< Link into timers queue */
 266         ticks_t _delay;   /**< [ticks] Timer delay */
 267         ticks_t tick;     /**< [ticks] When this timer will expire */
 268         Event   expire;   /**< Event to execute when the timer expires */
 269         DB(uint16_t magic;)
 270 } Timer;
 271
 272 /* Timer is active when Timer.magic contains this value (for debugging purposes). */
 273 #define TIMER_MAGIC_ACTIVE    0xABBA
 274 #define TIMER_MAGIC_INACTIVE  0xBAAB
 275
 276 void timer_add(Timer *timer);
 277 Timer *timer_abort(Timer *timer);
 278
 279 /**
 280  * Set the timer so that it calls an user hook when it expires
 281  *
 282  * Sometimes you may want to use the same callback for different events, so you must have
 283  * different data to operate on. The user_data parameter is such data.
 284  *
 285  * \param timer Timer struct to set the callback to
 286  * \param func  Function that will be called when the timer expires
 287  * \param user_data Additional data you may want to pass to the callback
 288  */
 289 INLINE void timer_setSoftint(Timer *timer, Hook func, iptr_t user_data)
 290 {
 291         event_initSoftint(&timer->expire, func, user_data);
 292 }
 293
 294 /** Set the timer delay (the time before the event will be triggered) */
 295 INLINE void timer_setDelay(Timer *timer, ticks_t delay)
 296 {
 297         timer->_delay = delay;
 298 }
 299
 300
 301 void synctimer_add(Timer *timer, List* q);
 302
 303 /** \sa timer_abort */
 304 #define synctimer_abort(t) timer_abort(t)
 305
 306 void synctimer_poll(List* q);
 307
 308
 309 #endif /* CONFIG_TIMER_EVENTS */
 310
 311 #if defined(CONFIG_KERN_SIGNALS) && CONFIG_KERN_SIGNALS
 312
 313 /** Set the timer so that it sends a signal when it expires */
 314 INLINE void timer_setSignal(Timer *timer, struct Process *proc, sigmask_t sigs)
 315 {
 316         event_initSignal(&timer->expire, proc, sigs);
 317 }
 318
 319 #define timer_set_event_signal timer_setSignal
 320
 321 #endif /* CONFIG_KERN_SIGNALS */
 322
 323 #endif /* DRV_TIMER_H */