quantum/serial_link/protocol/byte_stuffer.c

   1 /*
   2 The MIT License (MIT)
   3
   4 Copyright (c) 2016 Fred Sundvik
   5
   6 Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a copy
   7 of this software and associated documentation files (the "Software"), to deal
   8 in the Software without restriction, including without limitation the rights
   9 to use, copy, modify, merge, publish, distribute, sublicense, and/or sell
  10 copies of the Software, and to permit persons to whom the Software is
  11 furnished to do so, subject to the following conditions:
  12
  13 The above copyright notice and this permission notice shall be included in all
  14 copies or substantial portions of the Software.
  15
  16 THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR
  17 IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY,
  18 FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT. IN NO EVENT SHALL THE
  19 AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER
  20 LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING FROM,
  21 OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS IN THE
  22 SOFTWARE.
  23 */
  24
  25 #include "serial_link/protocol/byte_stuffer.h"
  26 #include "serial_link/protocol/frame_validator.h"
  27 #include "serial_link/protocol/physical.h"
  28 #include <stdbool.h>
  29
  30 // This implements the "Consistent overhead byte stuffing protocol"
  31 // https://en.wikipedia.org/wiki/Consistent_Overhead_Byte_Stuffing
  32 // http://www.stuartcheshire.org/papers/COBSforToN.pdf
  33
  34 #define MAX_FRAME_SIZE 1024
  35 #define NUM_LINKS 2
  36
  37 typedef struct byte_stuffer_state {
  38     uint16_t next_zero;
  39     uint16_t data_pos;
  40     bool long_frame;
  41     uint8_t data[MAX_FRAME_SIZE];
  42 }byte_stuffer_state_t;
  43
  44 static byte_stuffer_state_t states[NUM_LINKS];
  45
  46 void init_byte_stuffer_state(byte_stuffer_state_t* state) {
  47     state->next_zero = 0;
  48     state->data_pos = 0;
  49     state->long_frame = false;
  50 }
  51
  52 void init_byte_stuffer(void) {
  53     int i;
  54     for (i=0;i<NUM_LINKS;i++) {
  55         init_byte_stuffer_state(&states[i]);
  56     }
  57 }
  58
  59 void byte_stuffer_recv_byte(uint8_t link, uint8_t data) {
  60     byte_stuffer_state_t* state = &states[link];
  61     // Start of a new frame
  62     if (state->next_zero == 0) {
  63         state->next_zero = data;
  64         state->long_frame = data == 0xFF;
  65         state->data_pos = 0;
  66         return;
  67     }
  68
  69     state->next_zero--;
  70     if (data == 0) {
  71         if (state->next_zero == 0) {
  72             // The frame is completed
  73             if (state->data_pos > 0) {
  74                 validator_recv_frame(link, state->data, state->data_pos);
  75             }
  76         }
  77         else {
  78             // The frame is invalid, so reset
  79             init_byte_stuffer_state(state);
  80         }
  81     }
  82     else {
  83         if (state->data_pos == MAX_FRAME_SIZE) {
  84             // We exceeded our maximum frame size
  85             // therefore there's nothing else to do than reset to a new frame
  86             state->next_zero = data;
  87             state->long_frame = data == 0xFF;
  88             state->data_pos = 0;
  89         }
  90         else if (state->next_zero == 0) {
  91             if (state->long_frame) {
  92                 // This is part of a long frame, so continue
  93                 state->next_zero = data;
  94                 state->long_frame = data == 0xFF;
  95             }
  96             else {
  97                 // Special case for zeroes
  98                 state->next_zero = data;
  99                 state->data[state->data_pos++] = 0;
 100             }
 101         }
 102         else {
 103             state->data[state->data_pos++] = data;
 104         }
 105     }
 106 }
 107
 108 static void send_block(uint8_t link, uint8_t* start, uint8_t* end, uint8_t num_non_zero) {
 109     send_data(link, &num_non_zero, 1);
 110     if (end > start) {
 111         send_data(link, start, end-start);
 112     }
 113 }
 114
 115 void byte_stuffer_send_frame(uint8_t link, uint8_t* data, uint16_t size) {
 116     const uint8_t zero = 0;
 117     if (size > 0) {
 118         uint16_t num_non_zero = 1;
 119         uint8_t* end = data + size;
 120         uint8_t* start = data;
 121         while (data < end) {
 122             if (num_non_zero == 0xFF) {
 123                 // There's more data after big non-zero block
 124                 // So send it, and start a new block
 125                 send_block(link, start, data, num_non_zero);
 126                 start = data;
 127                 num_non_zero = 1;
 128             }
 129             else {
 130                 if (*data == 0) {
 131                     // A zero encountered, so send the block
 132                     send_block(link, start, data, num_non_zero);
 133                     start = data + 1;
 134                     num_non_zero = 1;
 135                 }
 136                 else {
 137                     num_non_zero++;
 138                 }
 139                 ++data;
 140             }
 141         }
 142         send_block(link, start, data, num_non_zero);
 143         send_data(link, &zero, 1);
 144     }
 145 }