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  * \author Bernie Innocenti <bernie@codewiz.org>
  91  */
  92
  93 #ifndef KERN_EVENT_H
  94 #define KERN_EVENT_H
  95
  96 #include <cfg/compiler.h>
  97 #include "cfg/cfg_proc.h"
  98 #include "cfg/cfg_signal.h"
  99 #include "cfg/cfg_timer.h"
 100
 101 #include <cpu/power.h> /* cpu_relax() */
 102
 103 #if CONFIG_KERN
 104         #if defined(CONFIG_KERN_SIGNALS) && CONFIG_KERN_SIGNALS
 105                 #include <kern/signal.h>
 106         #endif
 107
 108         /* Forward decl */
 109         struct Process;
 110 #endif
 111
 112 /// User defined callback type
 113 typedef void (*Hook)(void *);
 114
 115 typedef struct Event
 116 {
 117         void (*action)(struct Event *);
 118         union
 119         {
 120 #if defined(CONFIG_KERN_SIGNALS) && CONFIG_KERN_SIGNALS
 121                 struct
 122                 {
 123                         struct Process *sig_proc;  /* Process to be signalled */
 124                         sigbit_t        sig_bit;   /* Signal to send */
 125                 } Sig;
 126 #endif
 127                 struct
 128                 {
 129                         Hook  func;         /* Pointer to softint hook */
 130                         void *user_data;    /* Data to be passed back to user hook */
 131                 } Int;
 132
 133                 struct
 134                 {
 135                         bool completed;             /* Generic event completion */
 136                 } Gen;
 137         } Ev;
 138 } Event;
 139
 140 void event_hook_ignore(Event *event);
 141 void event_hook_signal(Event *event);
 142 void event_hook_softint(Event *event);
 143 void event_hook_generic(Event *event);
 144 void event_hook_generic_timeout(Event *event);
 145
 146 /** Initialize the event \a e as a no-op */
 147 #define event_initNone(e) \
 148         ((e)->action = event_hook_ignore)
 149
 150 /** Same as event_initNone(), but returns the initialized event */
 151 INLINE Event event_createNone(void);
 152 INLINE Event event_createNone(void)
 153 {
 154         Event e;
 155         e.action = event_hook_ignore;
 156         return e;
 157 }
 158
 159 /** Initialize the event \a e with a software interrupt (call function \a f, with parameter \a u) */
 160 #define event_initSoftint(e,f,u) \
 161         ((e)->action = event_hook_softint,(e)->Ev.Int.func = (f), (e)->Ev.Int.user_data = (u))
 162
 163 /** Same as event_initSoftint(), but returns the initialized event */
 164 INLINE Event event_createSoftint(Hook func, void *user_data)
 165 {
 166         Event e;
 167         e.action = event_hook_softint;
 168         e.Ev.Int.func = func;
 169         e.Ev.Int.user_data = user_data;
 170         return e;
 171 }
 172
 173 #if defined(CONFIG_KERN_SIGNALS) && CONFIG_KERN_SIGNALS
 174
 175 /** Initialize the event \a e with a signal (send signal \a s to process \a p) */
 176 #define event_initSignal(e,p,s) \
 177         ((e)->action = event_hook_signal,(e)->Ev.Sig.sig_proc = (p), (e)->Ev.Sig.sig_bit = (s))
 178
 179 /** Same as event_initSignal(), but returns the initialized event */
 180 INLINE Event event_createSignal(struct Process *proc, sigbit_t bit)
 181 {
 182         Event e;
 183         e.action = event_hook_signal;
 184         e.Ev.Sig.sig_proc = proc;
 185         e.Ev.Sig.sig_bit = bit;
 186         return e;
 187 }
 188
 189 #endif
 190
 191 /**
 192  * Prevent the compiler from optimizing access to the variable \a x, enforcing
 193  * a refetch from memory. This also forbid from reordering successing instances
 194  * of ACCESS_SAFE().
 195  *
 196  * TODO: move this to cfg/compiler.h
 197  */
 198 #define ACCESS_SAFE(x) (*(volatile typeof(x) *)&(x))
 199
 200 #if defined(CONFIG_KERN_SIGNALS) && CONFIG_KERN_SIGNALS
 201 /** Initialize the generic sleepable event \a e */
 202 #define event_initGeneric(e) \
 203         event_initSignal(e, proc_current(), SIG_SYSTEM5)
 204 #else
 205 #define event_initGeneric(e) \
 206         ((e)->action = event_hook_generic, (e)->Ev.Gen.completed = false)
 207 #endif
 208
 209 /**
 210  * Create a generic sleepable event.
 211  *
 212  * \return the properly initialized generic event structure.
 213  */
 214 INLINE Event event_createGeneric(void)
 215 {
 216         Event e;
 217         event_initGeneric(&e);
 218         return e;
 219 }
 220
 221 /**
 222  * Wait the completion of event \a e.
 223  *
 224  * This function releases the CPU the application is configured to use
 225  * the kernel, otherwise it's just a busy wait.
 226  * \note It's forbidden to use this function inside irq handling functions.
 227  */
 228 INLINE void event_wait(Event *e)
 229 {
 230 #if defined(CONFIG_KERN_SIGNALS) && CONFIG_KERN_SIGNALS
 231         e->Ev.Sig.sig_proc = proc_current();
 232         sig_wait(e->Ev.Sig.sig_bit);
 233 #else
 234         while (ACCESS_SAFE(e->Ev.Gen.completed) == false)
 235                 cpu_relax();
 236         e->Ev.Gen.completed = false;
 237         MEMORY_BARRIER;
 238 #endif
 239 }
 240
 241 #if CONFIG_TIMER_EVENTS
 242 #include <drv/timer.h> /* timer_clock() */
 243
 244 /* TODO: move these macros to drv/timer.h */
 245 #define TIMER_AFTER(x, y) ((long)(y) - (long)(x) < 0)
 246 #define TIMER_BEFORE(x, y) TIMER_AFTER(y, x)
 247
 248 /**
 249  * Wait the completion of event \a e or \a timeout elapses.
 250  *
 251  * \note It's forbidden to use this function inside irq handling functions.
 252  */
 253 INLINE bool event_waitTimeout(Event *e, ticks_t timeout)
 254 {
 255         bool ret;
 256
 257 #if defined(CONFIG_KERN_SIGNALS) && CONFIG_KERN_SIGNALS
 258         e->Ev.Sig.sig_proc = proc_current();
 259         ret = (sig_waitTimeout(e->Ev.Sig.sig_bit, timeout) & SIG_TIMEOUT) ?
 260                                 false : true;
 261 #else
 262         ticks_t end = timer_clock() + timeout;
 263
 264         while ((ACCESS_SAFE(e->Ev.Gen.completed) == false) ||
 265                         TIMER_AFTER(timer_clock(), end))
 266                 cpu_relax();
 267         ret = e->Ev.Gen.completed;
 268         e->Ev.Gen.completed = false;
 269 #endif
 270         MEMORY_BARRIER;
 271         return ret;
 272 }
 273 #endif /* CONFIG_TIMER_EVENTS */
 274
 275 /**
 276  * Trigger an event.
 277  *
 278  * Execute the callback function associated with event \a e.
 279  *
 280  * This function can be used also in interrupt routines, but only if the
 281  * event was created as a signal or generic event.
 282  */
 283 INLINE void event_do(struct Event *e)
 284 {
 285         e->action(e);
 286 }
 287
 288 /** \} */
 289
 290 #endif /* KERN_EVENT_H */