src/kernel/TaskMng/TaskMngTask.c

   1 /******************************************************************************/
   2 /* src/kernel/TaskMng/TaskMngTask.c                                           */
   3 /*                                                                 2018/08/15 */
   4 /* Copyright (C) 2017-2018 Mochi.                                             */
   5 /******************************************************************************/
   6 /******************************************************************************/
   7 /* インクルード                                                               */
   8 /******************************************************************************/
   9 /* 共通ヘッダ */
  10 #include <stdarg.h>
  11 #include <stdint.h>
  12 #include <string.h>
  13 #include <hardware/IA32/IA32Instruction.h>
  14 #include <MLib/Basic/MLibBasic.h>
  15 #include <kernel/config.h>
  16 #include <kernel/types.h>
  17
  18 /* 外部モジュールヘッダ */
  19 #include <Cmn.h>
  20 #include <Debug.h>
  21 #include <MemMng.h>
  22 #include <TaskMng.h>
  23
  24 /* 内部モジュールヘッダ */
  25 #include "TaskMngElf.h"
  26 #include "TaskMngProc.h"
  27 #include "TaskMngSched.h"
  28 #include "TaskMngTask.h"
  29 #include "TaskMngTss.h"
  30
  31
  32 /******************************************************************************/
  33 /* 定義                                                                       */
  34 /******************************************************************************/
  35 /* デバッグトレースログ出力マクロ */
  36 #ifdef DEBUG_LOG_ENABLE
  37 #define DEBUG_LOG( ... )                        \
  38     DebugLogOutput( CMN_MODULE_TASKMNG_TASK,    \
  39                     __LINE__,                   \
  40                     __VA_ARGS__ )
  41 #else
  42 #define DEBUG_LOG( ... )
  43 #endif
  44
  45 /** タスクスタック情報 */
  46 typedef struct {
  47     void                 *pTopAddr;         /**< 先頭アドレス */
  48     void                 *pBottomAddr;      /**< 終端アドレス */
  49     size_t               size;              /**< サイズ       */
  50 } TaskStackInfo_t;
  51
  52 /** タスク管理テーブル構造体 */
  53 typedef struct {
  54     uint8_t              used;              /**< 使用フラグ               */
  55     uint8_t              state;             /**< タスク状態               */
  56     uint8_t              reserved[ 2 ];     /**< パディング               */
  57     MkPid_t              pid;               /**< プロセスID               */
  58     MkTid_t              tid;               /**< スレッドID               */
  59     TaskStackInfo_t      aplStackInfo;      /**< アプリスタックアドレス   */
  60     TaskStackInfo_t      kernelStackInfo;   /**< カーネルスタックアドレス */
  61     TaskMngTaskContext_t context;           /**< コンテキスト             */
  62 } TaskTbl_t;
  63
  64
  65 /******************************************************************************/
  66 /* 変数定義                                                                   */
  67 /******************************************************************************/
  68 /** タスク管理テーブル */
  69 static TaskTbl_t gTaskTbl[ MK_CONFIG_TASKID_NUM ];
  70
  71
  72 /******************************************************************************/
  73 /* グローバル関数定義                                                         */
  74 /******************************************************************************/
  75 /******************************************************************************/
  76 /**
  77  * @brief       タスク追加
  78  * @details     タスク追加を行う。
  79  *
  80  * @param[in]   pid       プロセスID
  81  * @param[in]   tid       スレッドID
  82  * @param[in]   pageDirId ページディレクトリID
  83  * @param[in]   *pAddr    実行アドレス
  84  *
  85  * @return      タスクID
  86  * @retval      MK_CONFIG_TASKID_NULL 失敗
  87  * @retval      MK_CONFIG_TASKID_MIN  タスクID最小値
  88  * @retval      MK_CONFIG_TASKID_MAX  タスクID最大値
  89  */
  90 /******************************************************************************/
  91 MkTaskId_t TaskMngTaskAdd( MkPid_t  pid,
  92                            MkTid_t  tid,
  93                            uint32_t pageDirId,
  94                            void     *pAddr     )
  95 {
  96     void            *pAplStack;      /* アプリスタック       */
  97     void            *pKernelStack;   /* カーネルスタック     */
  98     CmnRet_t        ret;             /* 関数戻り値           */
  99     MkTaskId_t      taskId;          /* タスクID             */
 100     TaskStackInfo_t *pStackInfo;     /* スタック情報         */
 101
 102     /* 初期化 */
 103     pAplStack    = NULL;
 104     pKernelStack = NULL;
 105     ret          = CMN_FAILURE;
 106     taskId       = MK_CONFIG_TASKID_MIN;
 107     pStackInfo   = NULL;
 108
 109     /* デバッグトレースログ出力 */
 110     DEBUG_LOG( "%s() start.", __func__ );
 111     DEBUG_LOG( "  pid=%u, tid=%u, pageDirId=%u, pAddr=%010p",
 112                pid,
 113                tid,
 114                pageDirId,
 115                pAddr                                          );
 116
 117     /* 空タスク検索 */
 118     for ( taskId = MK_CONFIG_TASKID_MIN;
 119           taskId < MK_CONFIG_TASKID_MAX;
 120           taskId++                       ) {
 121         /* 使用フラグ判定 */
 122         if ( gTaskTbl[ taskId ].used == CMN_UNUSED ) {
 123             /* 未使用 */
 124
 125             /* タスク基本設定 */
 126             gTaskTbl[ taskId ].used         = CMN_USED;
 127             gTaskTbl[ taskId ].state        = 0;
 128             gTaskTbl[ taskId ].pid          = pid;
 129             gTaskTbl[ taskId ].tid          = tid;
 130             gTaskTbl[ taskId ].context.eip  = ( uint32_t ) pAddr;
 131             gTaskTbl[ taskId ].context.esp  = MK_CONFIG_ADDR_KERNEL_STACK +
 132                                               MK_CONFIG_SIZE_KERNEL_STACK -
 133                                               sizeof ( uint32_t );
 134
 135             /* カーネルスタック情報設定 */
 136             pStackInfo              = &( gTaskTbl[ taskId ].kernelStackInfo );
 137             pStackInfo->pTopAddr    = ( void * ) MK_CONFIG_ADDR_KERNEL_STACK;
 138             pStackInfo->pBottomAddr = ( void * )
 139                                       ( MK_CONFIG_ADDR_KERNEL_STACK +
 140                                         MK_CONFIG_SIZE_KERNEL_STACK -
 141                                         sizeof ( uint32_t )            );
 142             pStackInfo->size        = MK_CONFIG_SIZE_KERNEL_STACK;
 143
 144             /* アプリスタック情報設定 */
 145             pStackInfo              = &( gTaskTbl[ taskId ].aplStackInfo );
 146             pStackInfo->pTopAddr    = ( void * ) MK_CONFIG_ADDR_APL_STACK;
 147             pStackInfo->pBottomAddr = ( void * )
 148                                       ( MK_CONFIG_ADDR_APL_STACK +
 149                                         MK_CONFIG_SIZE_APL_STACK -
 150                                         sizeof ( uint32_t )          );
 151             pStackInfo->size        = MK_CONFIG_SIZE_APL_STACK;
 152
 153             /* カーネルスタック領域割り当て */
 154             pKernelStack = MemMngPhysAlloc( MK_CONFIG_SIZE_KERNEL_STACK );
 155
 156             /* 割り当て結果判定 */
 157             if ( pKernelStack == NULL ) {
 158                 /* 失敗 */
 159
 160                 /* [TODO] */
 161
 162                 return MK_CONFIG_TASKID_NULL;
 163             }
 164
 165             /* アプリスタック領域割り当て */
 166             pAplStack = MemMngPhysAlloc( MK_CONFIG_SIZE_APL_STACK );
 167
 168             /* 割り当て結果判定 */
 169             if ( pAplStack == NULL ) {
 170                 /* 失敗 */
 171
 172                 /* [TODO] */
 173
 174                 return MK_CONFIG_TASKID_NULL;
 175             }
 176
 177             /* カーネルスタックページマップ設定 */
 178             ret = MemMngPageSet( pageDirId,
 179                                  ( void * ) MK_CONFIG_ADDR_KERNEL_STACK,
 180                                  pKernelStack,
 181                                  MK_CONFIG_SIZE_KERNEL_STACK,
 182                                  IA32_PAGING_G_NO,
 183                                  IA32_PAGING_US_SV,
 184                                  IA32_PAGING_RW_RW );
 185
 186             /* ページマップ設定結果判定 */
 187             if ( ret != CMN_SUCCESS ) {
 188                 /* 失敗 */
 189
 190                 /* [TODO] */
 191
 192                 return MK_CONFIG_TASKID_NULL;
 193             }
 194
 195             /* アプリスタックページマップ設定 */
 196             ret = MemMngPageSet( pageDirId,
 197                                  ( void * ) MK_CONFIG_ADDR_APL_STACK,
 198                                  pAplStack,
 199                                  MK_CONFIG_SIZE_APL_STACK,
 200                                  IA32_PAGING_G_NO,
 201                                  IA32_PAGING_US_USER,
 202                                  IA32_PAGING_RW_RW );
 203
 204             /* ページマップ設定結果判定 */
 205             if ( ret != CMN_SUCCESS ) {
 206                 /* 失敗 */
 207
 208                 /* [TODO] */
 209
 210                 return MK_CONFIG_TASKID_NULL;
 211             }
 212
 213             /* デバッグトレースログ出力 */
 214             DEBUG_LOG( "%s() end. ret=%u", __func__, taskId );
 215
 216             return taskId;
 217         }
 218     }
 219
 220     /* デバッグトレースログ出力 */
 221     DEBUG_LOG( "%s() end. ret=%u", __func__, MK_CONFIG_TASKID_NULL );
 222
 223     return MK_CONFIG_TASKID_NULL;
 224 }
 225
 226
 227 /******************************************************************************/
 228 /**
 229  * @brief       タスク存在確認
 230  * @details     指定したタスクIDのタスクが存在するか確認する。
 231  *
 232  * @param[in]   taskId タスクID
 233  *
 234  * @return      タスク有無
 235  * @retval      true  タスク有
 236  * @retval      false タスク無
 237  */
 238 /******************************************************************************/
 239 bool TaskMngTaskCheckExist( MkTaskId_t taskId )
 240 {
 241     return gTaskTbl[ taskId ].used == CMN_USED;
 242 }
 243
 244
 245 /******************************************************************************/
 246 /**
 247  * @brief       アプリスタックアドレス取得
 248  * @details     指定したタスクIDの終端アプリスタックアドレスを取得する。
 249  *
 250  * @param[in]   taskId タスクID
 251  *                  - MK_CONFIG_TASKID_MIN タスクID最小値
 252  *                  - MK_CONFIG_TASKID_MAX タスクID最大値
 253  *
 254  * @return      終端アプリスタックアドレス
 255  */
 256 /******************************************************************************/
 257 void *TaskMngTaskGetAplStack( MkTaskId_t taskId )
 258 {
 259     /* アプリスタックアドレス */
 260     return gTaskTbl[ taskId ].aplStackInfo.pBottomAddr;
 261 }
 262
 263
 264 /******************************************************************************/
 265 /**
 266  * @brief       コンテキスト取得
 267  * @details     指定したタスクIDのコンテキストを取得する。
 268  *
 269  * @param[in]   taskId タスクID
 270  *                  - MK_CONFIG_TASKID_MIN タスクID最小値
 271  *                  - MK_CONFIG_TASKID_MAX タスクID最大値
 272  *
 273  * @return      コンテキスト
 274  */
 275 /******************************************************************************/
 276 TaskMngTaskContext_t TaskMngTaskGetContext( MkTaskId_t taskId )
 277 {
 278     /* コンテキスト返却 */
 279     return gTaskTbl[ taskId ].context;
 280 }
 281
 282
 283 /******************************************************************************/
 284 /**
 285  * @brief       カーネルスタックアドレス取得
 286  * @details     指定したタスクIDの終端カーネルスタックアドレスを取得する。
 287  *
 288  * @param[in]   taskId タスクID
 289  *                  - MK_CONFIG_TASKID_MIN タスクID最小値
 290  *                  - MK_CONFIG_TASKID_MAX タスクID最大値
 291  *
 292  * @return      終端カーネルスタックアドレス
 293  */
 294 /******************************************************************************/
 295 void *TaskMngTaskGetKernelStack( MkTaskId_t taskId )
 296 {
 297     /* カーネルスタックアドレス返却 */
 298     return gTaskTbl[ taskId ].kernelStackInfo.pBottomAddr;
 299 }
 300
 301
 302 /******************************************************************************/
 303 /**
 304  * @brief       ページディレクトリID取得
 305  * @details     指定したタスクIDのページディレクトリIDを取得する。
 306  *
 307  * @param[in]   taskId タスクID
 308  *                  - MK_CONFIG_TASKID_MIN タスクID最小値
 309  *                  - MK_CONFIG_TASKID_MAX タスクID最大値
 310  *
 311  * @return      ページディレクトリID
 312  */
 313 /******************************************************************************/
 314 uint32_t TaskMngTaskGetPageDirId( MkTaskId_t taskId )
 315 {
 316     /* ページディレクトリID返却 */
 317     return TaskMngProcGetPageDirId( gTaskTbl[ taskId ].pid );
 318 }
 319
 320
 321 /******************************************************************************/
 322 /**
 323  * @brief       プロセスID取得
 324  * @details     指定したタスクIDのプロセスIDを取得する。
 325  *
 326  * @param[in]   taskId タスクID
 327  *                  - MK_CONFIG_TASKID_MIN タスクID最小値
 328  *                  - MK_CONFIG_TASKID_MAX タスクID最大値
 329  *
 330  * @return      プロセスID
 331  * @retval      MK_CONFIG_PID_MIN プロセスID最小値
 332  * @retval      MK_CONFIG_PID_MAX プロセスID最大値
 333  */
 334 /******************************************************************************/
 335 MkPid_t TaskMngTaskGetPid( MkTaskId_t taskId )
 336 {
 337     /* プロセスID返却 */
 338     return gTaskTbl[ taskId ].pid;
 339 }
 340
 341
 342 /******************************************************************************/
 343 /**
 344  * @brief       プロセスタイプ取得
 345  * @details     指定したタスクIDのプロセスタイプを取得する。
 346  *
 347  * @param[in]   taskId タスクID
 348  *                  - MK_CONFIG_TASKID_MIN タスクID最小値
 349  *                  - MK_CONFIG_TASKID_MAX タスクID最大値
 350  *
 351  * @return      プロセスタイプ
 352  * @retval      TASKMNG_PROC_TYPE_KERNEL カーネル
 353  * @retval      TASKMNG_PROC_TYPE_DRIVER ドライバ
 354  * @retval      TASKMNG_PROC_TYPE_SERVER サーバ
 355  * @retval      TASKMNG_PROC_TYPE_USER   ユーザ
 356  */
 357 /******************************************************************************/
 358 uint8_t TaskMngTaskGetType( MkTaskId_t taskId )
 359 {
 360     /* タスクタイプ返却 */
 361     return TaskMngProcGetType( gTaskTbl[ taskId ].pid );
 362 }
 363
 364
 365 /******************************************************************************/
 366 /**
 367  * @brief       プロセスタイプ差取得
 368  * @details     指定したタスクIDのプロセスタイプを比較し階層差を取得する。
 369  *
 370  * @param[in]   taskId1 タスクID
 371  * @param[in]   taskId2 タスクID
 372  *
 373  * @return      プロセスタイプ差
 374  * @retval      0 差0
 375  * @retval      1 差1
 376  * @retval      2 差2
 377  * @retval      3 差3
 378  */
 379 /******************************************************************************/
 380 uint8_t TaskMngTaskGetTypeDiff( MkTaskId_t taskId1,
 381                                 MkTaskId_t taskId2  )
 382 {
 383     uint8_t type1;  /* プロセスタイプ */
 384     uint8_t type2;  /* プロセスタイプ */
 385
 386     /* プロセスタイプ取得 */
 387     type1 = TaskMngProcGetType( taskId1 );
 388     type2 = TaskMngProcGetType( taskId2 );
 389
 390     return MLIB_BASIC_MAX( type1, type2 ) - MLIB_BASIC_MIN( type1, type2 );
 391 }
 392
 393
 394 /******************************************************************************/
 395 /**
 396  * @brief       タスク管理初期化
 397  * @details     タスク管理サブモジュールの初期化を行う。
 398  */
 399 /******************************************************************************/
 400 void TaskMngTaskInit( void )
 401 {
 402     /* デバッグトレースログ出力 */
 403     DEBUG_LOG( "%s() start.", __func__ );
 404
 405     /* タスク管理テーブル初期化 */
 406     memset( gTaskTbl, 0, sizeof ( gTaskTbl ) );
 407
 408     /* アイドルタスク設定 */
 409     gTaskTbl[ TASKMNG_TASKID_IDLE ].used = CMN_USED;
 410     gTaskTbl[ TASKMNG_TASKID_IDLE ].pid  = TASKMNG_PID_IDLE;
 411     gTaskTbl[ TASKMNG_TASKID_IDLE ].tid  = 0;
 412
 413     /* デバッグトレースログ出力 */
 414     DEBUG_LOG( "%s() end.", __func__ );
 415
 416     return;
 417 }
 418
 419
 420 /******************************************************************************/
 421 /**
 422  * @brief       コンテキスト設定
 423  * @details     指定したタスクIDのコンテキストを設定する。
 424  *
 425  * @param[in]   taskId    設定先タスクID
 426  *                  - MK_CONFIG_TASKID_MIN タスクID最小値
 427  *                  - MK_CONFIG_TASKID_MAX タスクID最大値
 428  * @param[in]   *pContext コンテキスト
 429  */
 430 /******************************************************************************/
 431 void TaskMngTaskSetContext( MkTaskId_t           taskId,
 432                             TaskMngTaskContext_t *pContext )
 433 {
 434     /* コンテキスト設定 */
 435     gTaskTbl[ taskId ].context = *pContext;
 436
 437     return;
 438 }
 439
 440
 441 /******************************************************************************/