STM32 V5 source code
guowenxue
2018-02-04 785deec23b4cb1e7c4c4d81eb808f195adb1d98a
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
393
394
395
396
397
398
399
400
401
402
403
404
405
406
407
408
409
410
411
412
413
414
415
416
417
418
419
420
/*
 * Copyright (c) 2010, Swedish Institute of Computer Science.
 * All rights reserved.
 *
 * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
 * modification, are permitted provided that the following conditions
 * are met:
 * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
 *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
 * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
 *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
 *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
 * 3. Neither the name of the Institute nor the names of its contributors
 *    may be used to endorse or promote products derived from this software
 *    without specific prior written permission.
 *
 * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE INSTITUTE AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
 * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
 * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
 * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE INSTITUTE OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
 * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
 * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
 * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
 * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
 * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
 * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
 * SUCH DAMAGE.
 *
 * This file is part of the Contiki operating system.
 *
 */
 
/**
 * \file
 *         A Carrier Sense Multiple Access (CSMA) MAC layer
 * \author
 *         Adam Dunkels <adam@sics.se>
 */
 
#include "net/mac/csma.h"
#include "net/packetbuf.h"
#include "net/queuebuf.h"
 
#include "sys/ctimer.h"
#include "sys/clock.h"
 
#include "lib/random.h"
 
#include "net/netstack.h"
 
#include "lib/list.h"
#include "lib/memb.h"
 
#include <string.h>
 
#include <stdio.h>
 
#define DEBUG 0
#if DEBUG
#include <stdio.h>
#define PRINTF(...) printf(__VA_ARGS__)
#else /* DEBUG */
#define PRINTF(...)
#endif /* DEBUG */
 
#ifndef CSMA_MAX_MAC_TRANSMISSIONS
#ifdef CSMA_CONF_MAX_MAC_TRANSMISSIONS
#define CSMA_MAX_MAC_TRANSMISSIONS CSMA_CONF_MAX_MAC_TRANSMISSIONS
#else
#define CSMA_MAX_MAC_TRANSMISSIONS 3
#endif /* CSMA_CONF_MAX_MAC_TRANSMISSIONS */
#endif /* CSMA_MAX_MAC_TRANSMISSIONS */
 
#if CSMA_MAX_MAC_TRANSMISSIONS < 1
#error CSMA_CONF_MAX_MAC_TRANSMISSIONS must be at least 1.
#error Change CSMA_CONF_MAX_MAC_TRANSMISSIONS in contiki-conf.h or in your Makefile.
#endif /* CSMA_CONF_MAX_MAC_TRANSMISSIONS < 1 */
 
/* Packet metadata */
struct qbuf_metadata {
  mac_callback_t sent;
  void *cptr;
  uint8_t max_transmissions;
};
 
/* Every neighbor has its own packet queue */
struct neighbor_queue {
  struct neighbor_queue *next;
  rimeaddr_t addr;
  struct ctimer transmit_timer;
  uint8_t transmissions;
  uint8_t collisions, deferrals;
  LIST_STRUCT(queued_packet_list);
};
 
/* The maximum number of co-existing neighbor queues */
#ifdef CSMA_CONF_MAX_NEIGHBOR_QUEUES
#define CSMA_MAX_NEIGHBOR_QUEUES CSMA_CONF_MAX_NEIGHBOR_QUEUES
#else
#define CSMA_MAX_NEIGHBOR_QUEUES 2
#endif /* CSMA_CONF_MAX_NEIGHBOR_QUEUES */
 
#define MAX_QUEUED_PACKETS QUEUEBUF_NUM
MEMB(neighbor_memb, struct neighbor_queue, CSMA_MAX_NEIGHBOR_QUEUES);
MEMB(packet_memb, struct rdc_buf_list, MAX_QUEUED_PACKETS);
MEMB(metadata_memb, struct qbuf_metadata, MAX_QUEUED_PACKETS);
LIST(neighbor_list);
 
static void packet_sent(void *ptr, int status, int num_transmissions);
static void transmit_packet_list(void *ptr);
 
/*---------------------------------------------------------------------------*/
static struct neighbor_queue *
neighbor_queue_from_addr(const rimeaddr_t *addr)
{
  struct neighbor_queue *n = list_head(neighbor_list);
  while(n != NULL) {
    if(rimeaddr_cmp(&n->addr, addr)) {
      return n;
    }
    n = list_item_next(n);
  }
  return NULL;
}
/*---------------------------------------------------------------------------*/
static clock_time_t
default_timebase(void)
{
  clock_time_t time;
  /* The retransmission time must be proportional to the channel
     check interval of the underlying radio duty cycling layer. */
  time = NETSTACK_RDC.channel_check_interval();
 
  /* If the radio duty cycle has no channel check interval (i.e., it
     does not turn the radio off), we make the retransmission time
     proportional to the configured MAC channel check rate. */
  if(time == 0) {
    time = CLOCK_SECOND / NETSTACK_RDC_CHANNEL_CHECK_RATE;
  }
  return time;
}
/*---------------------------------------------------------------------------*/
static void
transmit_packet_list(void *ptr)
{
  struct neighbor_queue *n = ptr;
  if(n) {
    struct rdc_buf_list *q = list_head(n->queued_packet_list);
    if(q != NULL) {
      PRINTF("csma: preparing number %d %p, queue len %d\n", n->transmissions, q,
          list_length(n->queued_packet_list));
      /* Send packets in the neighbor's list */
      NETSTACK_RDC.send_list(packet_sent, n, q);
    }
  }
}
/*---------------------------------------------------------------------------*/
static void
free_packet(struct neighbor_queue *n, struct rdc_buf_list *p)
{
  if(p != NULL) {
    /* Remove packet from list and deallocate */
    list_remove(n->queued_packet_list, p);
 
    queuebuf_free(p->buf);
    memb_free(&metadata_memb, p->ptr);
    memb_free(&packet_memb, p);
    PRINTF("csma: free_queued_packet, queue length %d\n",
        list_length(n->queued_packet_list));
    if(list_head(n->queued_packet_list) != NULL) {
      /* There is a next packet. We reset current tx information */
      n->transmissions = 0;
      n->collisions = 0;
      n->deferrals = 0;
      /* Set a timer for next transmissions */
      ctimer_set(&n->transmit_timer, default_timebase(),
                 transmit_packet_list, n);
    } else {
      /* This was the last packet in the queue, we free the neighbor */
      ctimer_stop(&n->transmit_timer);
      list_remove(neighbor_list, n);
      memb_free(&neighbor_memb, n);
    }
  }
}
/*---------------------------------------------------------------------------*/
static void
packet_sent(void *ptr, int status, int num_transmissions)
{
  struct neighbor_queue *n;
  struct rdc_buf_list *q;
  struct qbuf_metadata *metadata;
  clock_time_t time = 0;
  mac_callback_t sent;
  void *cptr;
  int num_tx;
  int backoff_transmissions;
 
  n = ptr;
  if(n == NULL) {
    return;
  }
  switch(status) {
  case MAC_TX_OK:
  case MAC_TX_NOACK:
    n->transmissions++;
    break;
  case MAC_TX_COLLISION:
    n->collisions++;
    break;
  case MAC_TX_DEFERRED:
    n->deferrals++;
    break;
  }
 
  for(q = list_head(n->queued_packet_list);
      q != NULL; q = list_item_next(q)) {
    if(queuebuf_attr(q->buf, PACKETBUF_ATTR_MAC_SEQNO) ==
       packetbuf_attr(PACKETBUF_ATTR_MAC_SEQNO)) {
      break;
    }
  }
 
  if(q != NULL) {
    metadata = (struct qbuf_metadata *)q->ptr;
 
    if(metadata != NULL) {
      sent = metadata->sent;
      cptr = metadata->cptr;
      num_tx = n->transmissions;
      if(status == MAC_TX_COLLISION ||
         status == MAC_TX_NOACK) {
 
        /* If the transmission was not performed because of a
           collision or noack, we must retransmit the packet. */
 
        switch(status) {
        case MAC_TX_COLLISION:
          PRINTF("csma: rexmit collision %d\n", n->transmissions);
          break;
        case MAC_TX_NOACK:
          PRINTF("csma: rexmit noack %d\n", n->transmissions);
          break;
        default:
          PRINTF("csma: rexmit err %d, %d\n", status, n->transmissions);
        }
 
        /* The retransmission time must be proportional to the channel
           check interval of the underlying radio duty cycling layer. */
        time = default_timebase();
 
        /* The retransmission time uses a linear backoff so that the
           interval between the transmissions increase with each
           retransmit. */
        backoff_transmissions = n->transmissions + 1;
 
        /* Clamp the number of backoffs so that we don't get a too long
           timeout here, since that will delay all packets in the
           queue. */
        if(backoff_transmissions > 3) {
          backoff_transmissions = 3;
        }
 
        time = time + (random_rand() % (backoff_transmissions * time));
 
        if(n->transmissions < metadata->max_transmissions) {
          PRINTF("csma: retransmitting with time %lu %p\n", time, q);
          ctimer_set(&n->transmit_timer, time,
                     transmit_packet_list, n);
          /* This is needed to correctly attribute energy that we spent
             transmitting this packet. */
          queuebuf_update_attr_from_packetbuf(q->buf);
        } else {
          PRINTF("csma: drop with status %d after %d transmissions, %d collisions\n",
                 status, n->transmissions, n->collisions);
          free_packet(n, q);
          mac_call_sent_callback(sent, cptr, status, num_tx);
        }
      } else {
        if(status == MAC_TX_OK) {
          PRINTF("csma: rexmit ok %d\n", n->transmissions);
        } else {
          PRINTF("csma: rexmit failed %d: %d\n", n->transmissions, status);
        }
        free_packet(n, q);
        mac_call_sent_callback(sent, cptr, status, num_tx);
      }
    }
  }
}
/*---------------------------------------------------------------------------*/
static void
send_packet(mac_callback_t sent, void *ptr)
{
  struct rdc_buf_list *q;
  struct neighbor_queue *n;
  static uint16_t seqno;
  const rimeaddr_t *addr = packetbuf_addr(PACKETBUF_ADDR_RECEIVER);
 
  if(seqno == 0) {
    /* PACKETBUF_ATTR_MAC_SEQNO cannot be zero, due to a pecuilarity
       in framer-802154.c. */
    seqno++;
  }
  packetbuf_set_attr(PACKETBUF_ATTR_MAC_SEQNO, seqno++);
 
  /* Look for the neighbor entry */
  n = neighbor_queue_from_addr(addr);
  if(n == NULL) {
    /* Allocate a new neighbor entry */
    n = memb_alloc(&neighbor_memb);
    if(n != NULL) {
      /* Init neighbor entry */
      rimeaddr_copy(&n->addr, addr);
      n->transmissions = 0;
      n->collisions = 0;
      n->deferrals = 0;
      /* Init packet list for this neighbor */
      LIST_STRUCT_INIT(n, queued_packet_list);
      /* Add neighbor to the list */
      list_add(neighbor_list, n);
    }
  }
 
  if(n != NULL) {
    /* Add packet to the neighbor's queue */
    q = memb_alloc(&packet_memb);
    if(q != NULL) {
      q->ptr = memb_alloc(&metadata_memb);
      if(q->ptr != NULL) {
    q->buf = queuebuf_new_from_packetbuf();
    if(q->buf != NULL) {
      struct qbuf_metadata *metadata = (struct qbuf_metadata *)q->ptr;
      /* Neighbor and packet successfully allocated */
      if(packetbuf_attr(PACKETBUF_ATTR_MAX_MAC_TRANSMISSIONS) == 0) {
        /* Use default configuration for max transmissions */
        metadata->max_transmissions = CSMA_MAX_MAC_TRANSMISSIONS;
      } else {
        metadata->max_transmissions =
                  packetbuf_attr(PACKETBUF_ATTR_MAX_MAC_TRANSMISSIONS);
      }
      metadata->sent = sent;
      metadata->cptr = ptr;
 
      if(packetbuf_attr(PACKETBUF_ATTR_PACKET_TYPE) ==
         PACKETBUF_ATTR_PACKET_TYPE_ACK) {
        list_push(n->queued_packet_list, q);
      } else {
        list_add(n->queued_packet_list, q);
      }
 
      /* If q is the first packet in the neighbor's queue, send asap */
      if(list_head(n->queued_packet_list) == q) {
        ctimer_set(&n->transmit_timer, 0, transmit_packet_list, n);
      }
      return;
    }
    memb_free(&metadata_memb, q->ptr);
    PRINTF("csma: could not allocate queuebuf, dropping packet\n");
      }
      memb_free(&packet_memb, q);
      PRINTF("csma: could not allocate queuebuf, dropping packet\n");
    }
    /* The packet allocation failed. Remove and free neighbor entry if empty. */
    if(list_length(n->queued_packet_list) == 0) {
      list_remove(neighbor_list, n);
      memb_free(&neighbor_memb, n);
    }
    PRINTF("csma: could not allocate packet, dropping packet\n");
  } else {
    PRINTF("csma: could not allocate neighbor, dropping packet\n");
  }
  mac_call_sent_callback(sent, ptr, MAC_TX_ERR, 1);
}
/*---------------------------------------------------------------------------*/
static void
input_packet(void)
{
  NETSTACK_NETWORK.input();
}
/*---------------------------------------------------------------------------*/
static int
on(void)
{
  return NETSTACK_RDC.on();
}
/*---------------------------------------------------------------------------*/
static int
off(int keep_radio_on)
{
  return NETSTACK_RDC.off(keep_radio_on);
}
/*---------------------------------------------------------------------------*/
static unsigned short
channel_check_interval(void)
{
  if(NETSTACK_RDC.channel_check_interval) {
    return NETSTACK_RDC.channel_check_interval();
  }
  return 0;
}
/*---------------------------------------------------------------------------*/
static void
init(void)
{
  memb_init(&packet_memb);
  memb_init(&metadata_memb);
  memb_init(&neighbor_memb);
}
/*---------------------------------------------------------------------------*/
const struct mac_driver csma_driver = {
  "CSMA",
  init,
  send_packet,
  input_packet,
  on,
  off,
  channel_check_interval,
};
/*---------------------------------------------------------------------------*/