bertos/mware/event.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 1999, 2001, 2003 Bernie Innocenti <bernie@codewiz.org>
  31  * -->
  32  *
  33  * \defgroup event_handling Event handling module
  34  * \ingroup core
  35  * \{
  36  *
  37  * \brief Events handling
  38  *
  39  * This module implements a common system for executing
  40  * a user defined action calling a hook function.
  41  *
  42  *
  43  *  Device drivers often need to wait the completion of some event, usually to
  44  *  allow the hardware to accomplish some asynchronous task.
  45  *
  46  *  A common approach is to place a busy wait with a cpu_relax() loop that invokes
  47  *  the architecture-specific instructions to say that we're not doing much with
  48  *  the processor.
  49  *
  50  *  Although technically correct, the busy loop degrades the overall system
  51  *  performance in presence of multiple processes and power consumption.
  52  *
  53  *  With the kernel the natural way to implement such wait/complete mechanism is to
  54  *  use signals via sig_wait() and sig_post()/sig_send().
  55  *
  56  *  However, signals in BeRTOS are only available in presence of the kernel (that
  57  *  is just a compile-time option). This means that each device driver must provide
  58  *  two different interfaces to implement the wait/complete semantic: one with the
  59  *  kernel and another without the kernel.
  60  *
  61  *  The purpose of the completion events is to provide a generic interface to
  62  *  implement a synchronization mechanism to block the execution of code until a
  63  *  specific event happens.
  64  *
  65  *  This interface does not depend on the presence of the kernel and it
  66  *  automatically uses the appropriate event backend to provide the same
  67  *  behaviour with or without the kernel.
  68  *
  69  *  Example usage (wait for a generic device driver initialization):
  70  *  \code
  71  *  static Event e;
  72  *
  73  *  static void irq_handler(void)
  74  *  {
  75  *      // Completion event has happened, resume the execution of init()
  76  *      event_do(&e);
  77  *  }
  78  *
  79  *  static void init(void)
  80  *  {
  81  *      // Declare the generic completion event
  82  *      event_initGeneric(&e);
  83  *      // Submit the hardware initialization request
  84  *      async_hw_init();
  85  *      // Wait for the completion of the event
  86  *      event_wait(&e);
  87  *  }
  88  *  \endcode
  89  *
  90  * Example usage: wait multiple generic events via event_select()
  91  * \code
  92  * Event ev1;
  93  * Event ev2;
  94  *
  95  * void event_notifier(void)
  96  * {
  97  *      Event *evs[] = { &ev1, &ev2 };
  98  *
  99  *      event_initGeneric(&ev1);
 100  *      event_initGeneric(&ev2);
 101  *
 102  *      while (1)
 103  *      {
 104  *              int id = event_select(evs, countof(evs),
 105  *                                      ms_to_ticks(100));
 106  *              if (id < 0)
 107  *              {
 108  *                      kprintf("no IRQ\n");
 109  *                      continue;
 110  *              }
 111  *              kprintf("IRQ %d happened\n", id);
 112  *      }
 113  * }
 114  *
 115  * void irq1_handler(void)
 116  * {
 117  *      // do something
 118  *      ...
 119  *
 120  *      // notify the completion of event 1
 121  *      event_do(&ev1);
 122  * }
 123  *
 124  * void irq2_handler(void)
 125  * {
 126  *      // do something
 127  *      ...
 128  *
 129  *      // notify the completion of event 2
 130  *      event_do(&ev2);
 131  * }
 132  * \endcode
 133  *
 134  * \author Bernie Innocenti <bernie@codewiz.org>
 135  */
 136
 137 #ifndef KERN_EVENT_H
 138 #define KERN_EVENT_H
 139
 140 #include <cfg/compiler.h>
 141 #include "cfg/cfg_proc.h"
 142 #include "cfg/cfg_signal.h"
 143 #include "cfg/cfg_timer.h"
 144
 145 #include <cpu/power.h> /* cpu_relax() */
 146
 147 #if CONFIG_KERN && CONFIG_KERN_SIGNALS
 148 #include <kern/signal.h>
 149 /* Forward decl */
 150 struct Process;
 151 #endif
 152
 153 typedef struct Event
 154 {
 155         void (*action)(struct Event *);
 156         union
 157         {
 158 #if CONFIG_KERN && CONFIG_KERN_SIGNALS
 159                 struct
 160                 {
 161                         struct Process *sig_proc;  /* Process to be signalled */
 162                         sigbit_t        sig_bit;   /* Signal to send */
 163                         Signal          sig;       /* Local signal structure (used by generic event) */
 164                 } Sig;
 165 #endif
 166                 struct
 167                 {
 168                         Hook  func;         /* Pointer to softint hook */
 169                         void *user_data;    /* Data to be passed back to user hook */
 170                 } Int;
 171
 172                 struct
 173                 {
 174                         bool completed;             /* Generic event completion */
 175                 } Gen;
 176         } Ev;
 177 } Event;
 178
 179 void event_hook_ignore(Event *event);
 180 void event_hook_signal(Event *event);
 181 void event_hook_softint(Event *event);
 182 void event_hook_generic(Event *event);
 183 void event_hook_generic_signal(Event *event);
 184
 185 /** Initialize the event \a e as a no-op */
 186 #define event_initNone(e) \
 187         ((e)->action = event_hook_ignore)
 188
 189 /** Same as event_initNone(), but returns the initialized event */
 190 INLINE Event event_createNone(void)
 191 {
 192         Event e;
 193         e.action = event_hook_ignore;
 194         return e;
 195 }
 196
 197 /** Initialize the event \a e with a software interrupt (call function \a f, with parameter \a u) */
 198 #define event_initSoftint(e,f,u) \
 199         ((e)->action = event_hook_softint,(e)->Ev.Int.func = (f), (e)->Ev.Int.user_data = (u))
 200
 201 /** Same as event_initSoftint(), but returns the initialized event */
 202 INLINE Event event_createSoftint(Hook func, void *user_data)
 203 {
 204         Event e;
 205         e.action = event_hook_softint;
 206         e.Ev.Int.func = func;
 207         e.Ev.Int.user_data = user_data;
 208         return e;
 209 }
 210
 211 #if CONFIG_KERN && CONFIG_KERN_SIGNALS
 212 /** Initialize the event \a e with a signal (send signal \a s to process \a p) */
 213 #define event_initSignal(e,p,s) \
 214         ((e)->action = event_hook_signal,(e)->Ev.Sig.sig_proc = (p), (e)->Ev.Sig.sig_bit = (s))
 215
 216 /** Same as event_initSignal(), but returns the initialized event */
 217 INLINE Event event_createSignal(struct Process *proc, sigbit_t bit)
 218 {
 219         Event e;
 220         e.action = event_hook_signal;
 221         e.Ev.Sig.sig_proc = proc;
 222         e.Ev.Sig.sig_bit = bit;
 223         return e;
 224 }
 225
 226 /**
 227  * Signal used to implement generic events.
 228  */
 229 #define EVENT_GENERIC_SIGNAL    SIG_SYSTEM6
 230
 231 /** Initialize the generic sleepable event \a e */
 232 #define event_initGeneric(e)                                    \
 233         ((e)->action = event_hook_generic_signal,               \
 234                 (e)->Ev.Sig.sig_proc = proc_current(),          \
 235                 (e)->Ev.Sig.sig_bit = EVENT_GENERIC_SIGNAL,     \
 236                 (e)->Ev.Sig.sig.wait = 0, (e)->Ev.Sig.sig.recv = 0)
 237 #else
 238 #define event_initGeneric(e) \
 239         ((e)->action = event_hook_generic, (e)->Ev.Gen.completed = false)
 240 #endif
 241
 242 /**
 243  * Create a generic sleepable event.
 244  *
 245  * \return the properly initialized generic event structure.
 246  */
 247 INLINE Event event_createGeneric(void)
 248 {
 249         Event e;
 250         event_initGeneric(&e);
 251         return e;
 252 }
 253
 254 /**
 255  * Wait the completion of event \a e.
 256  *
 257  * This function releases the CPU the application is configured to use
 258  * the kernel, otherwise it's just a busy wait.
 259  * \note It's forbidden to use this function inside irq handling functions.
 260  */
 261 INLINE void event_wait(Event *e)
 262 {
 263 #if CONFIG_KERN_SIGNALS
 264         e->Ev.Sig.sig_proc = proc_current();
 265         sig_waitSignal(&e->Ev.Sig.sig, EVENT_GENERIC_SIGNAL);
 266 #else
 267         while (ACCESS_SAFE(e->Ev.Gen.completed) == false)
 268                 cpu_relax();
 269         e->Ev.Gen.completed = false;
 270         MEMORY_BARRIER;
 271 #endif
 272 }
 273
 274 /**
 275  * Wait for multiple events
 276  *
 277  * On success return the offset in the \a evs vector of the Event that
 278  * happened, -1 if the timeout expires.
 279  *
 280  * NOTE: timeout == 0 means no timeout.
 281  *
 282  * \attention The API is work in progress and may change in future versions.
 283  */
 284 int event_select(Event **evs, int n, ticks_t timeout);
 285
 286 /**
 287  * Wait the completion of event \a e or \a timeout elapses.
 288  *
 289  * \note It's forbidden to use this function inside irq handling functions.
 290  */
 291 bool event_waitTimeout(Event *e, ticks_t timeout);
 292
 293 /**
 294  * Trigger an event.
 295  *
 296  * Execute the callback function associated with event \a e.
 297  *
 298  * This function can be used also in interrupt routines, but only if the
 299  * event was created as a signal or generic event.
 300  */
 301 INLINE void event_do(struct Event *e)
 302 {
 303         e->action(e);
 304 }
 305
 306 /** \} */
 307
 308 #endif /* KERN_EVENT_H */