hirado/kernel/kernel/task.c

   1 /*
   2  *  TOPPERS/JSP Kernel
   3  *      Toyohashi Open Platform for Embedded Real-Time Systems/
   4  *      Just Standard Profile Kernel
   5  *
   6  *  Copyright (C) 2000-2003 by Embedded and Real-Time Systems Laboratory
   7  *                              Toyohashi Univ. of Technology, JAPAN
   8  *  Copyright (C) 2005,2006 by Embedded and Real-Time Systems Laboratory
   9  *              Graduate School of Information Science, Nagoya Univ., JAPAN
  10  *
  11  *  上記著作権者は，以下の (1)〜(4) の条件か，Free Software Foundation
  12  *  によって公表されている GNU General Public License の Version 2 に記
  13  *  述されている条件を満たす場合に限り，本ソフトウェア（本ソフトウェア
  14  *  を改変したものを含む．以下同じ）を使用・複製・改変・再配布（以下，
  15  *  利用と呼ぶ）することを無償で許諾する．
  16  *  (1) 本ソフトウェアをソースコードの形で利用する場合には，上記の著作
  17  *      権表示，この利用条件および下記の無保証規定が，そのままの形でソー
  18  *      スコード中に含まれていること．
  19  *  (2) 本ソフトウェアを，ライブラリ形式など，他のソフトウェア開発に使
  20  *      用できる形で再配布する場合には，再配布に伴うドキュメント（利用
  21  *      者マニュアルなど）に，上記の著作権表示，この利用条件および下記
  22  *      の無保証規定を掲載すること．
  23  *  (3) 本ソフトウェアを，機器に組み込むなど，他のソフトウェア開発に使
  24  *      用できない形で再配布する場合には，次のいずれかの条件を満たすこ
  25  *      と．
  26  *    (a) 再配布に伴うドキュメント（利用者マニュアルなど）に，上記の著
  27  *        作権表示，この利用条件および下記の無保証規定を掲載すること．
  28  *    (b) 再配布の形態を，別に定める方法によって，TOPPERSプロジェクトに
  29  *        報告すること．
  30  *  (4) 本ソフトウェアの利用により直接的または間接的に生じるいかなる損
  31  *      害からも，上記著作権者およびTOPPERSプロジェクトを免責すること．
  32  *
  33  *  本ソフトウェアは，無保証で提供されているものである．上記著作権者お
  34  *  よびTOPPERSプロジェクトは，本ソフトウェアに関して，その適用可能性も
  35  *  含めて，いかなる保証も行わない．また，本ソフトウェアの利用により直
  36  *  接的または間接的に生じたいかなる損害に関しても，その責任を負わない．
  37  *
  38  *  @(#) $Id: task.c,v 1.1 2009/01/31 05:27:37 suikan Exp $
  39  */
  40
  41 /*
  42  *  タスク管理モジュール
  43  */
  44
  45 #include "jsp_kernel.h"
  46 #include "task.h"
  47 #include <cpu_context.h>
  48
  49 #ifdef __tskini
  50
  51 /*
  52  *  実行状態のタスク
  53  */
  54 TCB *runtsk;
  55
  56 /*
  57  *  最高優先順位のタスク
  58  */
  59 TCB *schedtsk;
  60
  61 /*
  62  *  タスクディスパッチ／タスク例外処理ルーチン起動要求フラグ
  63  */
  64 BOOL    reqflg;
  65
  66 /*
  67  *  タスクディスパッチ許可状態
  68  */
  69 BOOL    enadsp;
  70
  71 /*
  72  *  レディキュー
  73  */
  74 QUEUE   ready_queue[TNUM_TPRI];
  75
  76 /*
  77  *  レディキューサーチのためのビットマップ
  78  *
  79  *  ビットマップを UINT で定義しているが，ビットマップサーチ関数で優先
  80  *  度が16段階以下であることを仮定している．
  81  */
  82 UINT    ready_primap;
  83
  84 /*
  85  *  タスク管理モジュールの初期化
  86  */
  87 void
  88 task_initialize()
  89 {
  90     UINT    i, j;
  91     TCB *tcb;
  92
  93     runtsk = schedtsk = NULL;
  94     reqflg = FALSE;
  95     enadsp = TRUE;
  96
  97     for (i = 0; i < TNUM_TPRI; i++) {
  98         queue_initialize(&(ready_queue[i]));
  99     }
 100     ready_primap = 0;
 101
 102     for (i = 0; i < TNUM_TSK; i++) {
 103         j = INDEX_TSK(torder_table[i]);
 104         tcb = &(tcb_table[j]);
 105         tcb->tinib = &(tinib_table[j]);
 106         tcb->actcnt = FALSE;
 107         make_dormant(tcb);
 108         if ((tcb->tinib->tskatr & TA_ACT) != 0) {
 109             make_active(tcb);
 110         }
 111     }
 112 }
 113
 114 #endif /* __tskini */
 115
 116 /*
 117  *  ビットマップサーチ関数
 118  *
 119  *  bitmap 内の 1 のビットの内，最も下位（右）のものをサーチし，そのビ
 120  *  ット番号を返す．ビット番号は，最下位ビットを 0 とする．bitmap に 0
 121  *  を指定してはならない．この関数では，優先度が16段階以下であることを
 122  *  仮定し，bitmap の下位16ビットのみをサーチする．
 123  *  ビットサーチ命令を持つプロセッサでは，ビットサーチ命令を使うように
 124  *  書き直した方が効率が良いだろう．このような場合には，cpu_insn.h で
 125  *  ビットサーチ命令を使った bitmap_search を定義し，CPU_BITMAP_SEARCH
 126  *  をマクロ定義すればよい．また，ビットサーチ命令のサーチ方向が逆など
 127  *  の理由で優先度とビットとの対応を変更したい場合には，PRIMAP_BIT を
 128  *  マクロ定義すればよい．
 129  *  また，標準ライブラリに ffs があるなら，次のように定義して標準ライ
 130  *  ブラリを使った方が効率が良い可能性もある．
 131  *  #define bitmap_search(bitmap) (ffs(bitmap) - 1)
 132  */
 133 #ifndef PRIMAP_BIT
 134 #define PRIMAP_BIT(pri)     (1u << (pri))
 135 #endif /* PRIMAP_BIT */
 136
 137 #ifndef CPU_BITMAP_SEARCH
 138
 139 Inline UINT
 140 bitmap_search(UINT bitmap)
 141 {
 142     static const unsigned char search_table[] = { 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0,
 143                         3, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0 };
 144     UINT    n = 0;
 145
 146     assert((bitmap & 0xffff) != 0);
 147     if ((bitmap & 0x00ff) == 0) {
 148         bitmap >>= 8;
 149         n += 8;
 150     }
 151     if ((bitmap & 0x0f) == 0) {
 152         bitmap >>= 4;
 153         n += 4;
 154     }
 155     return(n + search_table[(bitmap & 0x0f) - 1]);
 156 }
 157
 158 #endif /* CPU_BITMAP_SEARCH */
 159
 160 /*
 161  *  最高優先順位タスクのサーチ
 162  */
 163 #ifdef __tsksched
 164
 165 TCB *
 166 search_schedtsk()
 167 {
 168     UINT    schedpri;
 169
 170     schedpri = bitmap_search(ready_primap);
 171     return((TCB *)(ready_queue[schedpri].next));
 172 }
 173
 174 #endif /* __tsksched */
 175
 176 /*
 177  *  実行できる状態への移行
 178  *
 179  *  最高優先順位のタスクを更新するのは，実行できるタスクがなかった場合
 180  *  と，tcb の優先度が最高優先順位のタスクの優先度よりも高い場合である．
 181  */
 182 #ifdef __tskrun
 183
 184 BOOL
 185 make_runnable(TCB *tcb)
 186 {
 187     UINT    pri = tcb->priority;
 188
 189     tcb->tstat = TS_RUNNABLE;
 190     LOG_TSKSTAT(tcb);
 191     queue_insert_prev(&(ready_queue[pri]), &(tcb->task_queue));
 192     ready_primap |= PRIMAP_BIT(pri);
 193
 194     if (schedtsk == (TCB *) NULL || pri < schedtsk->priority) {
 195         schedtsk = tcb;
 196         return(enadsp);
 197     }
 198     return(FALSE);
 199 }
 200
 201 #endif /* __tskrun */
 202
 203 /*
 204  *  実行できる状態から他の状態への移行
 205  *
 206  *  最高優先順位のタスクを更新するのは，tcb が最高優先順位のタスクであっ
 207  *  た場合である．tcb と同じ優先度のタスクが他にある場合は，tcb の次の
 208  *  タスクが最高優先順位になる．そうでない場合は，レディキューをサーチ
 209  *  する必要がある．
 210  */
 211 #ifdef __tsknrun
 212
 213 BOOL
 214 make_non_runnable(TCB *tcb)
 215 {
 216     UINT    pri = tcb->priority;
 217     QUEUE   *queue = &(ready_queue[pri]);
 218
 219     queue_delete(&(tcb->task_queue));
 220     if (queue_empty(queue)) {
 221         ready_primap &= ~PRIMAP_BIT(pri);
 222         if (schedtsk == tcb) {
 223             schedtsk = (ready_primap == 0) ? (TCB * ) NULL
 224                         : search_schedtsk();
 225             return(enadsp);
 226         }
 227     }
 228     else {
 229         if (schedtsk == tcb) {
 230             schedtsk = (TCB *)(queue->next);
 231             return(enadsp);
 232         }
 233     }
 234     return(FALSE);
 235 }
 236
 237 #endif /* __tsknrun */
 238
 239 /*
 240  *  休止状態への移行
 241  */
 242 #ifdef __tskdmt
 243
 244 void
 245 make_dormant(TCB *tcb)
 246 {
 247     tcb->priority = tcb->tinib->ipriority;
 248     tcb->tstat = TS_DORMANT;
 249     tcb->wupcnt = FALSE;
 250     tcb->enatex = FALSE;
 251     tcb->texptn = 0;
 252     create_context(tcb);
 253     LOG_TSKSTAT(tcb);
 254 }
 255
 256 #endif /* __tskdmt */
 257
 258 /*
 259  *  休止状態から実行できる状態への移行
 260  */
 261 #ifdef __tskact
 262
 263 BOOL
 264 make_active(TCB *tcb)
 265 {
 266     activate_context(tcb);
 267     return(make_runnable(tcb));
 268 }
 269
 270 #endif /* __tskact */
 271
 272 /*
 273  *  実行状態のタスクの終了
 274  */
 275 #ifdef __tskext
 276
 277 void
 278 exit_task()
 279 {
 280     make_non_runnable(runtsk);
 281     make_dormant(runtsk);
 282     if (runtsk->actcnt) {
 283         runtsk->actcnt = FALSE;
 284         make_active(runtsk);
 285     }
 286     exit_and_dispatch();
 287 }
 288
 289 #endif /* __tskext */
 290
 291 /*
 292  *  レディキュー中のタスクの優先度の変更
 293  *
 294  *  最高優先順位のタスクを更新するのは，(1) tcb が最高優先順位のタスク
 295  *  であって，その優先度を下げた場合，(2) tcb が最高優先順位のタスクで
 296  *  はなく，変更後の優先度が最高優先順位のタスクの優先度よりも高い場合
 297  *  である．(1) の場合には，レディキューをサーチする必要がある．
 298  */
 299 #ifdef __tskpri
 300
 301 BOOL
 302 change_priority(TCB *tcb, UINT newpri)
 303 {
 304     UINT    oldpri = tcb->priority;
 305
 306     tcb->priority = newpri;
 307     queue_delete(&(tcb->task_queue));
 308     if (queue_empty(&(ready_queue[oldpri]))) {
 309         ready_primap &= ~PRIMAP_BIT(oldpri);
 310     }
 311     queue_insert_prev(&(ready_queue[newpri]), &(tcb->task_queue));
 312     ready_primap |= PRIMAP_BIT(newpri);
 313
 314     if (schedtsk == tcb) {
 315         if (newpri >= oldpri) {
 316             schedtsk = search_schedtsk();
 317             return(schedtsk != tcb && enadsp);
 318         }
 319     }
 320     else {
 321         if (newpri < schedtsk->priority) {
 322             schedtsk = tcb;
 323             return(enadsp);
 324         }
 325     }
 326     return(FALSE);
 327 }
 328
 329 #endif /* __tskpri */
 330
 331 /*
 332  *  レディキューの回転
 333  *
 334  *  最高優先順位のタスクを更新するのは，最高優先順位のタスクがタスクキ
 335  *  ューの末尾に移動した場合である．
 336  */
 337 #ifdef __tskrot
 338
 339 BOOL
 340 rotate_ready_queue(UINT pri)
 341 {
 342     QUEUE   *queue = &(ready_queue[pri]);
 343     QUEUE   *entry;
 344
 345     if (!(queue_empty(queue)) && queue->next->next != queue) {
 346         entry = queue_delete_next(queue);
 347         queue_insert_prev(queue, entry);
 348         if (schedtsk == (TCB *) entry) {
 349             schedtsk = (TCB *)(queue->next);
 350             return(enadsp);
 351         }
 352     }
 353     return(FALSE);
 354 }
 355
 356 #endif /* __tskrot */
 357
 358 /*
 359  *  引数まで定義したタスク例外処理ルーチンの型
 360  */
 361 typedef void    (*TEXRTN)(TEXPTN texptn, VP_INT exinf);
 362
 363 /*
 364  *  タスク例外処理ルーチンの呼出し
 365  */
 366 #ifdef __tsktex
 367
 368 void
 369 call_texrtn()
 370 {
 371     TEXPTN  texptn;
 372
 373     do {
 374         texptn = runtsk->texptn;
 375         runtsk->enatex = FALSE;
 376         runtsk->texptn = 0;
 377         t_unlock_cpu();
 378         LOG_TEX_ENTER(texptn);
 379         (*((TEXRTN)(runtsk->tinib->texrtn)))(texptn,
 380                         runtsk->tinib->exinf);
 381         LOG_TEX_LEAVE(texptn);
 382         if (!t_sense_lock()) {
 383             t_lock_cpu();
 384         }
 385     } while (runtsk->texptn != 0);
 386     runtsk->enatex = TRUE;
 387 }
 388
 389 /*
 390  *  タスク例外処理ルーチンの起動
 391  */
 392 #ifndef OMIT_CALLTEX
 393
 394 void
 395 calltex()
 396 {
 397     if (runtsk->enatex && runtsk->texptn != 0) {
 398         call_texrtn();
 399     }
 400 }
 401
 402 #endif /* OMIT_CALLTEX */
 403 #endif /* __tsktex */