]> begriffs open source - cmsis-freertos/blob - Demo/Common/Minimal/semtest.c
Update cmsis_os2.c
[cmsis-freertos] / Demo / Common / Minimal / semtest.c
1 /*
2     FreeRTOS V9.0.0 - Copyright (C) 2016 Real Time Engineers Ltd.
3     All rights reserved
4
5     VISIT http://www.FreeRTOS.org TO ENSURE YOU ARE USING THE LATEST VERSION.
6
7     This file is part of the FreeRTOS distribution.
8
9     FreeRTOS is free software; you can redistribute it and/or modify it under
10     the terms of the GNU General Public License (version 2) as published by the
11     Free Software Foundation >>>> AND MODIFIED BY <<<< the FreeRTOS exception.
12
13     ***************************************************************************
14     >>!   NOTE: The modification to the GPL is included to allow you to     !<<
15     >>!   distribute a combined work that includes FreeRTOS without being   !<<
16     >>!   obliged to provide the source code for proprietary components     !<<
17     >>!   outside of the FreeRTOS kernel.                                   !<<
18     ***************************************************************************
19
20     FreeRTOS is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY
21     WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or FITNESS
22     FOR A PARTICULAR PURPOSE.  Full license text is available on the following
23     link: http://www.freertos.org/a00114.html
24
25     ***************************************************************************
26      *                                                                       *
27      *    FreeRTOS provides completely free yet professionally developed,    *
28      *    robust, strictly quality controlled, supported, and cross          *
29      *    platform software that is more than just the market leader, it     *
30      *    is the industry's de facto standard.                               *
31      *                                                                       *
32      *    Help yourself get started quickly while simultaneously helping     *
33      *    to support the FreeRTOS project by purchasing a FreeRTOS           *
34      *    tutorial book, reference manual, or both:                          *
35      *    http://www.FreeRTOS.org/Documentation                              *
36      *                                                                       *
37     ***************************************************************************
38
39     http://www.FreeRTOS.org/FAQHelp.html - Having a problem?  Start by reading
40     the FAQ page "My application does not run, what could be wrong?".  Have you
41     defined configASSERT()?
42
43     http://www.FreeRTOS.org/support - In return for receiving this top quality
44     embedded software for free we request you assist our global community by
45     participating in the support forum.
46
47     http://www.FreeRTOS.org/training - Investing in training allows your team to
48     be as productive as possible as early as possible.  Now you can receive
49     FreeRTOS training directly from Richard Barry, CEO of Real Time Engineers
50     Ltd, and the world's leading authority on the world's leading RTOS.
51
52     http://www.FreeRTOS.org/plus - A selection of FreeRTOS ecosystem products,
53     including FreeRTOS+Trace - an indispensable productivity tool, a DOS
54     compatible FAT file system, and our tiny thread aware UDP/IP stack.
55
56     http://www.FreeRTOS.org/labs - Where new FreeRTOS products go to incubate.
57     Come and try FreeRTOS+TCP, our new open source TCP/IP stack for FreeRTOS.
58
59     http://www.OpenRTOS.com - Real Time Engineers ltd. license FreeRTOS to High
60     Integrity Systems ltd. to sell under the OpenRTOS brand.  Low cost OpenRTOS
61     licenses offer ticketed support, indemnification and commercial middleware.
62
63     http://www.SafeRTOS.com - High Integrity Systems also provide a safety
64     engineered and independently SIL3 certified version for use in safety and
65     mission critical applications that require provable dependability.
66
67     1 tab == 4 spaces!
68 */
69
70 /*
71  * Creates two sets of two tasks.  The tasks within a set share a variable, access
72  * to which is guarded by a semaphore.
73  *
74  * Each task starts by attempting to obtain the semaphore.  On obtaining a
75  * semaphore a task checks to ensure that the guarded variable has an expected
76  * value.  It then clears the variable to zero before counting it back up to the
77  * expected value in increments of 1.  After each increment the variable is checked
78  * to ensure it contains the value to which it was just set. When the starting
79  * value is again reached the task releases the semaphore giving the other task in
80  * the set a chance to do exactly the same thing.  The starting value is high
81  * enough to ensure that a tick is likely to occur during the incrementing loop.
82  *
83  * An error is flagged if at any time during the process a shared variable is
84  * found to have a value other than that expected.  Such an occurrence would
85  * suggest an error in the mutual exclusion mechanism by which access to the
86  * variable is restricted.
87  *
88  * The first set of two tasks poll their semaphore.  The second set use blocking
89  * calls.
90  *
91  */
92
93
94 #include <stdlib.h>
95
96 /* Scheduler include files. */
97 #include "FreeRTOS.h"
98 #include "task.h"
99 #include "semphr.h"
100
101 /* Demo app include files. */
102 #include "semtest.h"
103
104 /* The value to which the shared variables are counted. */
105 #define semtstBLOCKING_EXPECTED_VALUE           ( ( uint32_t ) 0xfff )
106 #define semtstNON_BLOCKING_EXPECTED_VALUE       ( ( uint32_t ) 0xff  )
107
108 #define semtstSTACK_SIZE                        configMINIMAL_STACK_SIZE
109
110 #define semtstNUM_TASKS                         ( 4 )
111
112 #define semtstDELAY_FACTOR                      ( ( TickType_t ) 10 )
113
114 /* The task function as described at the top of the file. */
115 static portTASK_FUNCTION_PROTO( prvSemaphoreTest, pvParameters );
116
117 /* Structure used to pass parameters to each task. */
118 typedef struct SEMAPHORE_PARAMETERS
119 {
120         SemaphoreHandle_t xSemaphore;
121         volatile uint32_t *pulSharedVariable;
122         TickType_t xBlockTime;
123 } xSemaphoreParameters;
124
125 /* Variables used to check that all the tasks are still running without errors. */
126 static volatile short sCheckVariables[ semtstNUM_TASKS ] = { 0 };
127 static volatile short sNextCheckVariable = 0;
128
129 /*-----------------------------------------------------------*/
130
131 void vStartSemaphoreTasks( UBaseType_t uxPriority )
132 {
133 xSemaphoreParameters *pxFirstSemaphoreParameters, *pxSecondSemaphoreParameters;
134 const TickType_t xBlockTime = ( TickType_t ) 100;
135
136         /* Create the structure used to pass parameters to the first two tasks. */
137         pxFirstSemaphoreParameters = ( xSemaphoreParameters * ) pvPortMalloc( sizeof( xSemaphoreParameters ) );
138
139         if( pxFirstSemaphoreParameters != NULL )
140         {
141                 /* Create the semaphore used by the first two tasks. */
142                 pxFirstSemaphoreParameters->xSemaphore = xSemaphoreCreateBinary();              
143
144                 if( pxFirstSemaphoreParameters->xSemaphore != NULL )
145                 {
146                         xSemaphoreGive( pxFirstSemaphoreParameters->xSemaphore );
147                         
148                         /* Create the variable which is to be shared by the first two tasks. */
149                         pxFirstSemaphoreParameters->pulSharedVariable = ( uint32_t * ) pvPortMalloc( sizeof( uint32_t ) );
150
151                         /* Initialise the share variable to the value the tasks expect. */
152                         *( pxFirstSemaphoreParameters->pulSharedVariable ) = semtstNON_BLOCKING_EXPECTED_VALUE;
153
154                         /* The first two tasks do not block on semaphore calls. */
155                         pxFirstSemaphoreParameters->xBlockTime = ( TickType_t ) 0;
156
157                         /* Spawn the first two tasks.  As they poll they operate at the idle priority. */
158                         xTaskCreate( prvSemaphoreTest, "PolSEM1", semtstSTACK_SIZE, ( void * ) pxFirstSemaphoreParameters, tskIDLE_PRIORITY, ( TaskHandle_t * ) NULL );
159                         xTaskCreate( prvSemaphoreTest, "PolSEM2", semtstSTACK_SIZE, ( void * ) pxFirstSemaphoreParameters, tskIDLE_PRIORITY, ( TaskHandle_t * ) NULL );
160
161                         /* vQueueAddToRegistry() adds the semaphore to the registry, if one
162                         is in use.  The registry is provided as a means for kernel aware
163                         debuggers to locate semaphores and has no purpose if a kernel aware
164                         debugger is not being used.  The call to vQueueAddToRegistry() will
165                         be removed by the pre-processor if configQUEUE_REGISTRY_SIZE is not
166                         defined or is defined to be less than 1. */
167                         vQueueAddToRegistry( ( QueueHandle_t ) pxFirstSemaphoreParameters->xSemaphore, "Counting_Sem_1" );
168                 }
169         }
170
171         /* Do exactly the same to create the second set of tasks, only this time
172         provide a block time for the semaphore calls. */
173         pxSecondSemaphoreParameters = ( xSemaphoreParameters * ) pvPortMalloc( sizeof( xSemaphoreParameters ) );
174         if( pxSecondSemaphoreParameters != NULL )
175         {
176                 pxSecondSemaphoreParameters->xSemaphore = xSemaphoreCreateBinary();             
177
178                 if( pxSecondSemaphoreParameters->xSemaphore != NULL )
179                 {
180                         xSemaphoreGive( pxSecondSemaphoreParameters->xSemaphore );
181                         
182                         pxSecondSemaphoreParameters->pulSharedVariable = ( uint32_t * ) pvPortMalloc( sizeof( uint32_t ) );
183                         *( pxSecondSemaphoreParameters->pulSharedVariable ) = semtstBLOCKING_EXPECTED_VALUE;
184                         pxSecondSemaphoreParameters->xBlockTime = xBlockTime / portTICK_PERIOD_MS;
185
186                         xTaskCreate( prvSemaphoreTest, "BlkSEM1", semtstSTACK_SIZE, ( void * ) pxSecondSemaphoreParameters, uxPriority, ( TaskHandle_t * ) NULL );
187                         xTaskCreate( prvSemaphoreTest, "BlkSEM2", semtstSTACK_SIZE, ( void * ) pxSecondSemaphoreParameters, uxPriority, ( TaskHandle_t * ) NULL );
188
189                         /* vQueueAddToRegistry() adds the semaphore to the registry, if one
190                         is in use.  The registry is provided as a means for kernel aware
191                         debuggers to locate semaphores and has no purpose if a kernel aware
192                         debugger is not being used.  The call to vQueueAddToRegistry() will
193                         be removed by the pre-processor if configQUEUE_REGISTRY_SIZE is not
194                         defined or is defined to be less than 1. */
195                         vQueueAddToRegistry( ( QueueHandle_t ) pxSecondSemaphoreParameters->xSemaphore, "Counting_Sem_2" );
196                 }
197         }
198 }
199 /*-----------------------------------------------------------*/
200
201 static portTASK_FUNCTION( prvSemaphoreTest, pvParameters )
202 {
203 xSemaphoreParameters *pxParameters;
204 volatile uint32_t *pulSharedVariable, ulExpectedValue;
205 uint32_t ulCounter;
206 short sError = pdFALSE, sCheckVariableToUse;
207
208         /* See which check variable to use.  sNextCheckVariable is not semaphore
209         protected! */
210         portENTER_CRITICAL();
211                 sCheckVariableToUse = sNextCheckVariable;
212                 sNextCheckVariable++;
213         portEXIT_CRITICAL();
214
215         /* A structure is passed in as the parameter.  This contains the shared
216         variable being guarded. */
217         pxParameters = ( xSemaphoreParameters * ) pvParameters;
218         pulSharedVariable = pxParameters->pulSharedVariable;
219
220         /* If we are blocking we use a much higher count to ensure loads of context
221         switches occur during the count. */
222         if( pxParameters->xBlockTime > ( TickType_t ) 0 )
223         {
224                 ulExpectedValue = semtstBLOCKING_EXPECTED_VALUE;
225         }
226         else
227         {
228                 ulExpectedValue = semtstNON_BLOCKING_EXPECTED_VALUE;
229         }
230
231         for( ;; )
232         {
233                 /* Try to obtain the semaphore. */
234                 if( xSemaphoreTake( pxParameters->xSemaphore, pxParameters->xBlockTime ) == pdPASS )
235                 {
236                         /* We have the semaphore and so expect any other tasks using the
237                         shared variable to have left it in the state we expect to find
238                         it. */
239                         if( *pulSharedVariable != ulExpectedValue )
240                         {
241                                 sError = pdTRUE;
242                         }
243
244                         /* Clear the variable, then count it back up to the expected value
245                         before releasing the semaphore.  Would expect a context switch or
246                         two during this time. */
247                         for( ulCounter = ( uint32_t ) 0; ulCounter <= ulExpectedValue; ulCounter++ )
248                         {
249                                 *pulSharedVariable = ulCounter;
250                                 if( *pulSharedVariable != ulCounter )
251                                 {
252                                         sError = pdTRUE;
253                                 }
254                         }
255
256                         /* Release the semaphore, and if no errors have occurred increment the check
257                         variable. */
258                         if(     xSemaphoreGive( pxParameters->xSemaphore ) == pdFALSE )
259                         {
260                                 sError = pdTRUE;
261                         }
262
263                         if( sError == pdFALSE )
264                         {
265                                 if( sCheckVariableToUse < semtstNUM_TASKS )
266                                 {
267                                         ( sCheckVariables[ sCheckVariableToUse ] )++;
268                                 }
269                         }
270
271                         /* If we have a block time then we are running at a priority higher
272                         than the idle priority.  This task takes a long time to complete
273                         a cycle (deliberately so to test the guarding) so will be starving
274                         out lower priority tasks.  Block for some time to allow give lower
275                         priority tasks some processor time. */
276                         vTaskDelay( pxParameters->xBlockTime * semtstDELAY_FACTOR );
277                 }
278                 else
279                 {
280                         if( pxParameters->xBlockTime == ( TickType_t ) 0 )
281                         {
282                                 /* We have not got the semaphore yet, so no point using the
283                                 processor.  We are not blocking when attempting to obtain the
284                                 semaphore. */
285                                 taskYIELD();
286                         }
287                 }
288         }
289 }
290 /*-----------------------------------------------------------*/
291
292 /* This is called to check that all the created tasks are still running. */
293 BaseType_t xAreSemaphoreTasksStillRunning( void )
294 {
295 static short sLastCheckVariables[ semtstNUM_TASKS ] = { 0 };
296 BaseType_t xTask, xReturn = pdTRUE;
297
298         for( xTask = 0; xTask < semtstNUM_TASKS; xTask++ )
299         {
300                 if( sLastCheckVariables[ xTask ] == sCheckVariables[ xTask ] )
301                 {
302                         xReturn = pdFALSE;
303                 }
304
305                 sLastCheckVariables[ xTask ] = sCheckVariables[ xTask ];
306         }
307
308         return xReturn;
309 }
310
311