src_frescan/frescan_data.h

   1 /*!
   2  * @file frescan_data.h
   3  *
   4  * @brief global data used from different modules in frescan
   5  *
   6  * @version 0.01
   7  *
   8  * @date 12-Mar-2008
   9  *
  10  * @author
  11  *      Daniel Sangorrin
  12  *
  13  * @comments
  14  *
  15  * In order to simplify we have a single module, frescan_data, to store the
  16  * main internal structures and global data of the FRESCAN protocol.
  17  *
  18  * @license
  19  *
  20  * See MaRTE OS license
  21  *
  22  */
  23
  24 #ifndef _MARTE_FRESCAN_DATA_H_
  25 #define _MARTE_FRESCAN_DATA_H_
  26
  27 #include <stdint.h>    // uint32_t
  28 #include <semaphore.h> // sem_t
  29 #include <time.h>      // struct timespec, timer_t
  30 #include "fosa_threads_and_signals.h"   // fosa_thread_id_t
  31
  32 #include <misc/linux_list.h> // struct list_head
  33 #include <misc/freelist.h>   // freelist_t
  34
  35 #include "frescan.h"         // frescan_node_t, _prio_t, _budget_t
  36 #include "frescan_config.h"  // FRESCAN_MLOCK_T, FRESCAN_MX_XXX
  37 #include "frescan_packets.h" // frescan_packet_t
  38
  39 /**
  40  * frescan_repl_op_t - a replenishment operation
  41  *
  42  * @when: when the replenishment operation is programmed at
  43  * @amount: number of frames to add to the current_budget
  44  * @repl_list: to chain the replenishments for a certain sporadic server
  45  * @pool_pos: to know how to free it from the replenishment pool
  46  */
  47
  48 typedef struct {
  49         struct timespec when;
  50         frescan_budget_t amount;
  51         struct list_head repl_list;
  52         int pool_pos;
  53 } frescan_repl_op_t;
  54
  55 /**
  56  * frescan_server_params_t - server parameters
  57  *
  58  * @budget: the budget in CAN 8-byte frames
  59  * @period: the replenishment period for the server
  60  * @prio: the priority for the server TODO: this should be a return value
  61  */
  62
  63 typedef struct {
  64         frescan_budget_t budget;
  65         struct timespec  period;
  66 } frescan_budget_period_t;
  67
  68 typedef struct {
  69         frescan_budget_period_t values;
  70         frescan_prio_t prio;
  71 } frescan_server_params_t;
  72
  73 /**
  74  * frescan_server_data_t - server data
  75  *
  76  * @params: the fixed parameters (budget, period and priority)
  77  * @current_budget: the current available capacity
  78  * @current_priority: the current priority (0=background)
  79  * @repl_list: the list of pending replenishment operations
  80  * @repl_timer: the timer for the replenishments associated to this server
  81  *     NOTE: we could use a single timer for all but for now this is simpler
  82  * @act_time: the last activation time for the server
  83  * @packet_list: the packets enqueued on this server
  84  * @servers_list: the list of servers
  85  */
  86
  87 typedef struct {
  88         frescan_server_params_t params;
  89         frescan_network_t net;
  90         frescan_ss_t      id;
  91         frescan_budget_t  current_budget;
  92         frescan_prio_t    current_priority;
  93         frescan_budget_t  pending_packets;
  94         frescan_repl_op_t replenishments;
  95         timer_t           repl_timer;
  96         struct timespec   act_time;
  97         frescan_packet_t  packet_list;
  98         struct list_head  servers_list;
  99 } frescan_server_data_t;
 100
 101 /**
 102  * the_servers_pool - pool of servers structure
 103  */
 104
 105 extern frescan_server_data_t the_servers_pool[FRESCAN_MX_NETWORKS][FRESCAN_MX_IDS];
 106 extern freelist_t the_servers_pool_freelist[FRESCAN_MX_NETWORKS];
 107 extern frescan_server_data_t the_active_servers[FRESCAN_MX_NETWORKS];
 108
 109 /**
 110  * frescan_contract_t
 111  */
 112
 113 typedef struct {
 114         frescan_budget_period_t min_values;
 115         frescan_budget_period_t max_values;
 116         frescan_prio_t prio;
 117 } frescan_contract_t;
 118
 119 /**
 120  * frescan_sa_xxx scheduling analysis types
 121  */
 122
 123 typedef struct {
 124         frescan_prio_t server_prio;
 125 } frescan_sa_final_values_t;
 126
 127 typedef struct {
 128         frescan_contract_t        contract;
 129         frescan_node_t            node;
 130         frescan_ss_t              ss;
 131         frescan_sa_final_values_t final_values;
 132         struct list_head          list;
 133 } frescan_sa_contract_t;
 134
 135 typedef struct {
 136         frescan_prio_t    max_prio;
 137         frescan_prio_t    min_prio;
 138 } frescan_sa_init_params_t;
 139
 140 typedef struct {
 141         frescan_sa_contract_t contracts[FRESCAN_MX_NODES][FRESCAN_MX_IDS];
 142         frescan_sa_contract_t contracts_head;
 143         frescan_sa_init_params_t init_params;
 144 } frescan_sa_scenario_t;
 145
 146 /**
 147  * frescan_prio_queue_t - priority queue
 148  *
 149  * FRESCAN priority queues are implemented as an array of one 'fifo_queue' for
 150  * each priority. Where the 'fifo_queues' are implemented using the
 151  * 'struct list_head fifo_list;' field of each packet structure (Linux lists).
 152  *
 153  * So far mutual exclusion is achieved by disabling interrupts and
 154  * synchronization is done using a semaphore. This is because the queues
 155  * are accesed concurrently from user threads and the IRQ handler.
 156  *
 157  * @net: the network this priority queue belongs to (mainly for locking)
 158  * @fifo_queues: an array of packets for each priority where each packet
 159  *               is just the head of a fifo_list. The array is allocated
 160  *               from the heap, using malloc, at initialization with range
 161  *               0..max_prio-1
 162  * @max_prio: defines the number of priorities as (0 .. max_prio - 1)
 163  * @sem: semaphore used for synchronization
 164  */
 165
 166 typedef struct {
 167         frescan_network_t net;
 168         frescan_packet_t *fifo_queues;
 169         uint32_t max_prio;
 170         sem_t sem;
 171 } frescan_prio_queue_t;
 172
 173 /**
 174  * frescan_queues_t - the set of FRESCAN queues for each instance of a protocol
 175  *
 176  * @tx_fp_queue: priority queue for the fixed priority packets
 177  * @rx_channel_queues: a priority queue for each receiving channel
 178  *
 179  * TODO: add here the sporadic server queues...
 180  */
 181
 182 typedef struct {
 183         frescan_prio_queue_t *tx_fp_queue;
 184         frescan_prio_queue_t **rx_channel_queues;
 185         uint32_t num_rx_channels;
 186 } frescan_queues_t;
 187
 188 /**
 189  * frescan_network_data_t - data for each network instance
 190  *
 191  * @local_node: the local node id for that network. The implementation does not
 192  * support several interfaces for the same network.
 193  * @fd: file descriptor associated to /dev/canXX
 194  * @repl_thread_id: replenishment thread id
 195  * @manager_thread_id: manager thread id
 196  * @acceptor_thread_id: acceptor thread id
 197  * @neg_messages_ss_id: sporadic server for negotiation messages
 198  * @queues: the queues of this network instance
 199  * @last_packet: pointer to the last packet from which a frame was inserted
 200  *               in the chip and its transmission is not complete.
 201  * @last_packet_prio: prio of the packet in the buffer
 202  * @id_queues: queues to store received packets while the whole message is
 203  *             not complete (fragmentation). (id = 0 .. FRESCAN_MX_IDS - 1)
 204  * @id_fp_queues: the same as id_queues but for fp messages, which have
 205  *                id=FRESCAN_MX_IDS and are distinguised through their
 206  *                priorities.
 207  * @scenario: the scheduling analysis scenario for the network
 208  *
 209  * the implementation can handle several FRESCAN networks at the same time
 210  * in the same node, so we need a place to store its internal data. The data
 211  * is allocated as an array where the index is the MINOR number (which also
 212  * identifies the /dev/canx device for that network)
 213  */
 214
 215 typedef struct {
 216         FRESCAN_MLOCK_T lock;
 217         frescan_node_t local_node;
 218         int fd;
 219         fosa_thread_id_t repl_thread_id;
 220         fosa_thread_id_t manager_thread_id;
 221         fosa_thread_id_t acceptor_thread_id;
 222         frescan_ss_t neg_messages_ss_id;
 223         frescan_queues_t queues;
 224         frescan_packet_t *last_packet;
 225         frescan_prio_t last_packet_prio;
 226         frescan_packet_t *id_queues[FRESCAN_MX_IDS];      // TODO: alloc at init
 227         frescan_packet_t *id_fp_queues[FRESCAN_MX_PRIOS]; // TODO: alloc at init
 228         frescan_sa_scenario_t scenario;
 229 } frescan_network_data_t;
 230
 231 extern frescan_network_data_t the_networks[FRESCAN_MX_NETWORKS];
 232
 233 /**
 234  * frescan_data_init() - init the data global variables
 235  *
 236  */
 237
 238 extern int frescan_data_init(int fd, frescan_init_params_t *params);
 239
 240 #endif // _MARTE_FRESCAN_DATA_H_