1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
322
323
324
325
326
327
328
329
330
331
332
333
334
335
336
337
338
339
340
341
342
343
344
345
346
347
348
349
350
351
352
353
354
355
356
357
358
359
360
361
362
363
364
365
366
367
368
369
370
371
372
373
374
375
376
377
378
379
380
381
382
383
384
385
386
387
388
389
390
391
392
/**
 *******************************************************************************
 * @file     ring_buffer.c
 * @create   2024
 * @author   Panchip BLE GROUP
 * @note
 * Copyright (c) 2024 Shanghai Panchip Microelectronics Co.,Ltd.
 *
 *******************************************************************************
 */
 
#include "ring_buffer.h"
#include <string.h>
 
// #define __ramfunc __attribute__((section(".ram.text")))
 
/* LCOV_EXCL_START */
/* The weak function used to allow overwriting it in the test and trigger
 * rewinding earlier.
 */
 
uint32_t __weak ring_buf_get_rewind_threshold(void)
{
    return RING_BUFFER_MAX_SIZE;
}
/* LCOV_EXCL_STOP */
 
/**
 * Internal data structure for a buffer header.
 *
 * We want all of this to fit in a single uint32_t. Every item stored in the
 * ring buffer will be one of these headers plus any extra data supplied
 */
struct ring_element {
    uint32_t type   : 16;   /**< Application-specific */
    uint32_t length : 8;    /**< length in 32-bit chunks */
    uint32_t value  : 8;    /**< Room for small integral values */
};
 
static uint32_t mod(struct ring_buf *buf, uint32_t val)
{
    return likely(buf->mask) ? val & buf->mask : val % buf->size;
}
 
static uint32_t get_rewind_value(uint32_t buf_size, uint32_t threshold)
{
    return buf_size * (threshold / buf_size);
}
 
int ring_buf_is_empty(struct ring_buf *buf)
{
    uint32_t tail = buf->tail;
    uint32_t head = buf->head;
 
    if (tail < head) {
        tail += get_rewind_value(buf->size,
                     ring_buf_get_rewind_threshold());
    }
 
    return (head == tail);
}
 
uint32_t ring_buf_size_get(struct ring_buf *buf)
{
    uint32_t tail = buf->tail;
    uint32_t head = buf->head;
 
    if (tail < head) {
        tail += get_rewind_value(buf->size,
                     ring_buf_get_rewind_threshold());
    }
 
    return tail - head;
}
 
uint32_t ring_buf_space_get(struct ring_buf *buf)
{
    return buf->size - ring_buf_size_get(buf);
}
 
int ring_buf_item_put(struct ring_buf *buf, uint16_t type, uint8_t value,
              uint32_t *data, uint8_t size32)
{
    uint32_t i, space, index, rc;
    uint32_t threshold = ring_buf_get_rewind_threshold();
    uint32_t rew;
 
    space = ring_buf_space_get(buf);
    if (space >= (size32 + 1)) {
        struct ring_element *header =
            (struct ring_element *)&buf->buf.buf32[mod(buf, buf->tail)];
 
        header->type = type;
        header->length = size32;
        header->value = value;
 
        if (likely(buf->mask)) {
            for (i = 0U; i < size32; ++i) {
                index = (i + buf->tail + 1) & buf->mask;
                buf->buf.buf32[index] = data[i];
            }
        } else {
            for (i = 0U; i < size32; ++i) {
                index = (i + buf->tail + 1) % buf->size;
                buf->buf.buf32[index] = data[i];
            }
        }
 
        /* Check if indexes shall be rewound. */
        if (buf->tail > threshold) {
            rew = get_rewind_value(buf->size, threshold);
        } else {
            rew = 0;
        }
 
        buf->tail = buf->tail + (size32 + 1 - rew);
        rc = 0U;
    } else {
        buf->misc.item_mode.dropped_put_count++;
        return -Z_EMSGSIZE;
    }
 
    return rc;
}
 
int ring_buf_item_get(struct ring_buf *buf, uint16_t *type, uint8_t *value,
              uint32_t *data, uint8_t *size32)
{
    struct ring_element *header;
    uint32_t i, index;
    uint32_t tail = buf->tail;
    uint32_t rew;
 
    /* Tail is always ahead, if it is not, it's only because it got rewound. */
    if (tail < buf->head) {
        /* Locally undo rewind to get tail aligned with head. */
        rew = get_rewind_value(buf->size,
                       ring_buf_get_rewind_threshold());
        tail += rew;
    } else if (ring_buf_is_empty(buf)) {
        return -Z_EAGAIN;
    } else {
        rew = 0;
    }
 
    header = (struct ring_element *) &buf->buf.buf32[mod(buf, buf->head)];
 
    if (data && (header->length > *size32)) {
        *size32 = header->length;
        return -Z_EMSGSIZE;
    }
 
    *size32 = header->length;
    *type = header->type;
    *value = header->value;
 
    if (data) {
        if (likely(buf->mask)) {
            for (i = 0U; i < header->length; ++i) {
                index = (i + buf->head + 1) & buf->mask;
                data[i] = buf->buf.buf32[index];
            }
        } else {
            for (i = 0U; i < header->length; ++i) {
                index = (i + buf->head + 1) % buf->size;
                data[i] = buf->buf.buf32[index];
            }
        }
    }
 
    /* Include potential rewinding */
    buf->head = buf->head + header->length + 1 - rew;
 
    return 0;
}
 
/** @brief Wraps index if it exceeds the limit.
 *
 * @param val  Value
 * @param max  Max.
 *
 * @return value % max.
 */
inline uint32_t wrap(uint32_t val, uint32_t max)
{
    return val >= max ? (val - max) : val;
}
 
uint32_t ring_buf_put_claim(struct ring_buf *buf, uint8_t **data, uint32_t size)
{
    uint32_t space, trail_size, allocated, tmp_trail_mod;
 
    tmp_trail_mod = mod(buf, buf->misc.byte_mode.tmp_tail);
    space = (buf->head + buf->size) - buf->misc.byte_mode.tmp_tail;
    trail_size = buf->size - tmp_trail_mod;
 
    /* Limit requested size to available size. */
    size = Z_MIN(size, space);
 
    trail_size = buf->size - (tmp_trail_mod);
 
    /* Limit allocated size to trail size. */
    allocated = Z_MIN(trail_size, size);
    *data = &buf->buf.buf8[tmp_trail_mod];
 
    buf->misc.byte_mode.tmp_tail =
        buf->misc.byte_mode.tmp_tail + allocated;
 
    return allocated;
}
 
 
int ring_buf_put_finish(struct ring_buf *buf, uint32_t size)
{
    uint32_t rew;
    uint32_t threshold = ring_buf_get_rewind_threshold();
 
    if ((buf->tail + size) > (buf->head + buf->size)) {
        return -Z_EINVAL;
    }
 
    /* Check if indexes shall be rewind. */
    if (buf->tail > threshold) {
        rew = get_rewind_value(buf->size, threshold);
    } else {
        rew = 0;
    }
 
    buf->tail += (size - rew);
    buf->misc.byte_mode.tmp_tail = buf->tail;
 
    return 0;
}
 
uint32_t ring_buf_put(struct ring_buf *buf, const uint8_t *data, uint32_t size)
{
    uint8_t *dst;
    uint32_t partial_size;
    uint32_t total_size = 0U;
    int err;
 
    do {
        partial_size = ring_buf_put_claim(buf, &dst, size);
        memcpy(dst, data, partial_size);
        total_size += partial_size;
        size -= partial_size;
        data += partial_size;
    } while (size && partial_size);
 
    err = ring_buf_put_finish(buf, total_size);
    __ASSERT_NO_MSG(err == 0);
 
    return total_size;
}
 
uint8_t *ring_buf_put_direct(struct ring_buf *buf, uint8_t *data, uint32_t size)
{
    uint32_t partial_size;
    uint32_t total_size = 0U;
    int err;
 
    do {
        partial_size = ring_buf_put_claim(buf, &data, size);
        total_size += partial_size;
        size -= partial_size;
    } while (size && partial_size);
 
    err = ring_buf_put_finish(buf, total_size);
    __ASSERT_NO_MSG(err == 0);
 
    return data;
}
 
uint32_t ring_buf_get_claim(struct ring_buf *buf, uint8_t **data, uint32_t size)
{
    uint32_t space, granted_size, trail_size, tmp_head_mod;
    uint32_t tail = buf->tail;
 
    /* Tail is always ahead, if it is not, it's only because it got rewinded. */
    if (tail < buf->misc.byte_mode.tmp_head) {
        /* Locally, increment it to pre-rewind value */
        tail += get_rewind_value(buf->size,
                     ring_buf_get_rewind_threshold());
    }
 
    tmp_head_mod = mod(buf, buf->misc.byte_mode.tmp_head);
    space = tail - buf->misc.byte_mode.tmp_head;
    trail_size = buf->size - tmp_head_mod;
 
    /* Limit requested size to available size. */
    granted_size = Z_MIN(size, space);
 
    /* Limit allocated size to trail size. */
    granted_size = Z_MIN(trail_size, granted_size);
 
    *data = &buf->buf.buf8[tmp_head_mod];
    buf->misc.byte_mode.tmp_head += granted_size;
 
    return granted_size;
}
 
int ring_buf_get_finish(struct ring_buf *buf, uint32_t size)
{
    uint32_t tail = buf->tail;
    uint32_t rew;
 
    /* Tail is always ahead, if it is not, it's only because it got rewinded. */
    if (tail < buf->misc.byte_mode.tmp_head) {
        /* tail was rewinded. Locally, increment it to pre-rewind value */
        rew = get_rewind_value(buf->size,
                       ring_buf_get_rewind_threshold());
        tail += rew;
    } else {
        rew = 0;
    }
 
    if ((buf->head + size) > tail) {
        return -Z_EINVAL;
    }
 
    /* Include potential rewinding. */
    buf->head += (size - rew);
    buf->misc.byte_mode.tmp_head = buf->head;
 
    return 0;
}
 
uint32_t ring_buf_get(struct ring_buf *buf, uint8_t *data, uint32_t size)
{
    uint8_t *src;
    uint32_t partial_size;
    uint32_t total_size = 0U;
    int err;
 
    do {
        partial_size = ring_buf_get_claim(buf, &src, size);
        if (data) {
            memcpy(data, src, partial_size);
            data += partial_size;
        }
        total_size += partial_size;
        size -= partial_size;
    } while (size && partial_size);
 
    err = ring_buf_get_finish(buf, total_size);
    __ASSERT_NO_MSG(err == 0);
 
    return total_size;
}
 
uint8_t *ring_buf_get_direct(struct ring_buf *buf, uint8_t *data, uint32_t size)
{
    uint32_t partial_size;
    uint32_t total_size = 0U;
    int err;
 
    do {
        partial_size = ring_buf_get_claim(buf, &data, size);
        total_size += partial_size;
        size -= partial_size;
    } while (size && partial_size);
 
    err = ring_buf_get_finish(buf, total_size);
    __ASSERT_NO_MSG(err == 0);
 
    return data;
}
 
uint32_t ring_buf_peek(struct ring_buf *buf, uint8_t *data, uint32_t size)
{
    uint8_t *src;
    uint32_t partial_size;
    uint32_t total_size = 0U;
    int err;
 
    size = Z_MIN(size, ring_buf_size_get(buf));
 
    do {
        partial_size = ring_buf_get_claim(buf, &src, size);
        __ASSERT_NO_MSG(data != NULL);
        memcpy(data, src, partial_size);
        data += partial_size;
        total_size += partial_size;
        size -= partial_size;
    } while (size && partial_size);
 
    /* effectively unclaim total_size bytes */
    err = ring_buf_get_finish(buf, 0);
    __ASSERT_NO_MSG(err == 0);
 
    return total_size;
}