src/kernel/ProcMng/ProcMngTask.c

   1 /******************************************************************************/
   2 /* src/kernel/ProcMng/ProcMngTask.c                                           */
   3 /*                                                                 2017/03/16 */
   4 /* Copyright (C) 2017 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
  15 /* 外部モジュールヘッダ */
  16 #include <Cmn.h>
  17 #include <Debug.h>
  18 #include <MemMng.h>
  19 #include <ProcMng.h>
  20
  21 /* 内部モジュールヘッダ */
  22 #include "ProcMngSched.h"
  23 #include "ProcMngTask.h"
  24 #include "ProcMngTss.h"
  25
  26
  27 /******************************************************************************/
  28 /* 定義                                                                       */
  29 /******************************************************************************/
  30 /* デバッグトレースログ出力マクロ */
  31 #ifdef DEBUG_LOG_ENABLE
  32 #define DEBUG_LOG( ... )                        \
  33     DebugLogOutput( CMN_MODULE_PROCMNG_TASK,    \
  34                     __LINE__,                   \
  35                     __VA_ARGS__ )
  36 #else
  37 #define DEBUG_LOG( ... )
  38 #endif
  39
  40 /* タスクID使用フラグ */
  41 #define TASK_ID_UNUSED ( 0 )    /** 未使用 */
  42 #define TASK_ID_USED   ( 1 )    /** 使用済 */
  43
  44 /* スタックサイズ */
  45 #define TASK_KERNEL_STACK_SIZE ( 1024000 )  /**< カーネルスタックサイズ */
  46 #define TASK_STACK_SIZE        ( 1024000 )  /**< スタックサイズ         */
  47
  48 /** タスクスタック情報 */
  49 typedef struct {
  50     void   *pTopAddr;       /**< 先頭アドレス */
  51     void   *pBottomAddr;    /**< 後尾アドレス */
  52     size_t size;            /**< サイズ       */
  53 } taskStackInfo_t;
  54
  55 /** タスク管理テーブル構造体 */
  56 typedef struct {
  57     uint8_t              used;              /**< 使用フラグ               */
  58     uint8_t              type;              /**< タスクタイプ             */
  59     uint8_t              state;             /**< タスク状態               */
  60     uint8_t              reserved;          /**< パディング               */
  61     ProcMngTaskContext_t context;           /**< コンテキスト             */
  62     void                 *pEntryPoint;      /**< エントリポイント         */
  63     taskStackInfo_t      kernelStackInfo;   /**< カーネルスタックアドレス */
  64     taskStackInfo_t      stackInfo;         /**< スタックアドレス         */
  65 } taskTbl_t;
  66
  67
  68 /******************************************************************************/
  69 /* 変数定義                                                                   */
  70 /******************************************************************************/
  71 /** タスク管理テーブル */
  72 static taskTbl_t gTaskTbl[ PROCMNG_TASK_ID_NUM ];
  73
  74
  75 /******************************************************************************/
  76 /* グローバル関数定義                                                         */
  77 /******************************************************************************/
  78 /******************************************************************************/
  79 /**
  80  * @brief       タスク追加
  81  * @details     タスク追加を行う。
  82  *
  83  * @param[in]   taskType     タスクタイプ
  84  *                  - PROCMNG_TASK_TYPE_DRIVER ドライバ
  85  *                  - PROCMNG_TASK_TYPE_SERVER サーバ
  86  *                  - PROCMNG_TASK_TYPE_USER   ユーザ
  87  * @param[in]   *pEntryPoint エントリポイント
  88  *
  89  * @retval      PROCMNG_TASK_ID_NULL 失敗
  90  * @retval      PROCMNG_TASK_ID_MIN  タスクID最小値
  91  * @retval      PROCMNG_TASK_ID_MAX  タスクID最大値
  92  */
  93 /******************************************************************************/
  94 uint32_t ProcMngTaskAdd( uint8_t taskType,
  95                          void    *pEntryPoint )
  96 {
  97     void            *pKernelStack; /* カーネルスタック */
  98     void            *pStack;       /* スタック         */
  99     int32_t         ret;           /* 関数戻り値       */
 100     uint32_t        taskId;        /* タスクID         */
 101     taskStackInfo_t *pStackInfo;   /* スタック情報     */
 102
 103     /* 初期化 */
 104     pKernelStack = NULL;
 105     pStack       = NULL;
 106     ret          = CMN_FAILURE;
 107     taskId       = PROCMNG_TASK_ID_MIN;
 108     pStackInfo   = NULL;
 109
 110     /* デバッグトレースログ出力 */
 111     DEBUG_LOG( "%s() start. taskType=%u, pEntryPoint=%010p",
 112                __func__,
 113                taskType,
 114                pEntryPoint );
 115
 116     /* 空タスク検索 */
 117     for ( ; taskId < PROCMNG_TASK_ID_MAX; taskId++ ) {
 118         /* 使用フラグ判定 */
 119         if ( gTaskTbl[ taskId ].used == TASK_ID_UNUSED ) {
 120             /* 未使用 */
 121
 122             /* カーネルスタック領域割り当て */
 123             pKernelStack = MemMngAreaAlloc( TASK_KERNEL_STACK_SIZE );
 124
 125             /* スタック領域割り当て */
 126             pStack = MemMngAreaAlloc( TASK_STACK_SIZE );
 127
 128             /* 割り当て結果判定 */
 129             if ( ( pKernelStack == NULL ) ||
 130                  ( pStack       == NULL )    ) {
 131                 /* 失敗 */
 132
 133                 /* [TODO] */
 134                 /* 設定したタスクを初期化する処理。異常処理はちょっと後回し */
 135
 136                 return PROCMNG_TASK_ID_NULL;
 137             }
 138
 139             /* タスク基本設定 */
 140             gTaskTbl[ taskId ].used        = TASK_ID_USED;
 141             gTaskTbl[ taskId ].type        = taskType;
 142             gTaskTbl[ taskId ].state       = 0;
 143             gTaskTbl[ taskId ].context.eip = ( uint32_t ) ProcMngTaskStart;
 144             gTaskTbl[ taskId ].context.esp = ( uint32_t ) pKernelStack + TASK_KERNEL_STACK_SIZE;
 145             gTaskTbl[ taskId ].pEntryPoint = pEntryPoint;
 146
 147             /* カーネルスタック情報設定 */
 148             pStackInfo              = &( gTaskTbl[ taskId ].kernelStackInfo );
 149             pStackInfo->pTopAddr    = pKernelStack;
 150             pStackInfo->pBottomAddr = pKernelStack + TASK_KERNEL_STACK_SIZE;
 151             pStackInfo->size        = TASK_KERNEL_STACK_SIZE;
 152
 153             /* スタック情報設定 */
 154             pStackInfo              = &( gTaskTbl[ taskId ].stackInfo );
 155             pStackInfo->pTopAddr    = pStack;
 156             pStackInfo->pBottomAddr = pStack + TASK_STACK_SIZE;
 157             pStackInfo->size        = TASK_STACK_SIZE;
 158
 159             /* スケジューラ追加 */
 160             ret = ProcMngSchedAdd( taskId );
 161
 162             /* 追加結果判定 */
 163             if ( ret == CMN_FAILURE ) {
 164                 /* 失敗 */
 165
 166                 /* [TODO] */
 167                 /* 設定したタスクを初期化する処理。異常処理はちょっと後回し */
 168
 169                 return PROCMNG_TASK_ID_NULL;
 170             }
 171
 172             /* デバッグトレースログ出力 */
 173             DEBUG_LOG( "%s() end. ret=%u", __func__, taskId );
 174
 175             return taskId;
 176         }
 177     }
 178
 179     /* デバッグトレースログ出力 */
 180     DEBUG_LOG( "%s() end. ret=%u", __func__, PROCMNG_TASK_ID_NULL );
 181
 182     return PROCMNG_TASK_ID_NULL;
 183 }
 184
 185
 186 /******************************************************************************/
 187 /**
 188  * @brief       コンテキスト取得
 189  * @details     指定したタスクIDのコンテキストを取得する。
 190  *
 191  * @param[in]   taskId タスクID
 192  *                  - PROCMNG_TASK_ID_MIN タスクID最小値
 193  *                  - PROCMNG_TASK_ID_MAX タスクID最大値
 194  *
 195  * @return      コンテキスト
 196  */
 197 /******************************************************************************/
 198 ProcMngTaskContext_t ProcMngTaskGetContext( uint32_t taskId )
 199 {
 200     /* コンテキスト返却 */
 201     return gTaskTbl[ taskId ].context;
 202 }
 203
 204
 205 /******************************************************************************/
 206 /**
 207  * @brief       カーネルスタックアドレス取得
 208  * @details     指定したタスクIDのカーネルスタックアドレスを取得する。
 209  *
 210  * @param[in]   taskId タスクID
 211  *                  - PROCMNG_TASK_ID_MIN タスクID最小値
 212  *                  - PROCMNG_TASK_ID_MAX タスクID最大値
 213  *
 214  * @return      カーネルスタックアドレス
 215  */
 216 /******************************************************************************/
 217 void *ProcMngTaskGetKernelStack( uint32_t taskId )
 218 {
 219     /* カーネルスタックアドレス返却 */
 220     return gTaskTbl[ taskId ].kernelStackInfo.pBottomAddr;
 221 }
 222
 223
 224 /******************************************************************************/
 225 /**
 226  * @brief       タスクタイプ取得
 227  * @details     指定したタスクIDのタスクタイプを取得する。
 228  *
 229  * @param[in]   taskId タスクID
 230  *                  - PROCMNG_TASK_ID_MIN タスクID最小値
 231  *                  - PROCMNG_TASK_ID_MAX タスクID最大値
 232  *
 233  * @retval      PROCMNG_TASK_TYPE_DRIVER ドライバ
 234  * @retval      PROCMNG_TASK_TYPE_SERVER サーバ
 235  * @retval      PROCMNG_TASK_TYPE_USER   ユーザ
 236  */
 237 /******************************************************************************/
 238 uint8_t ProcMngTaskGetType( uint32_t taskId )
 239 {
 240     /* タスクタイプ返却 */
 241     return gTaskTbl[ taskId ].type;
 242 }
 243
 244
 245 /******************************************************************************/
 246 /**
 247  * @brief       タスク管理初期化
 248  * @details     タスク管理サブモジュールの初期化を行う。
 249  */
 250 /******************************************************************************/
 251 void ProcMngTaskInit( void )
 252 {
 253     /* デバッグトレースログ出力 */
 254     DEBUG_LOG( "%s() start.", __func__ );
 255
 256     /* タスク管理テーブル初期化 */
 257     memset( gTaskTbl, 0, sizeof ( gTaskTbl ) );
 258
 259     /* アイドルタスク設定 */
 260     gTaskTbl[ PROCMNG_TASK_ID_IDLE ].used = TASK_ID_USED;   /* 使用フラグ */
 261
 262     /* デバッグトレースログ出力 */
 263     DEBUG_LOG( "%s() end.", __func__ );
 264
 265     return;
 266 }
 267
 268
 269 /******************************************************************************/
 270 /**
 271  * @brief       コンテキスト設定
 272  * @details     指定したタスクIDのコンテキストを設定する。
 273  *
 274  * @param[in]   taskId    設定先タスクID
 275  *                  - PROCMNG_TASK_ID_MIN タスクID最小値
 276  *                  - PROCMNG_TASK_ID_MAX タスクID最大値
 277  * @param[in]   *pContext コンテキスト
 278  */
 279 /******************************************************************************/
 280 void ProcMngTaskSetContext( uint32_t             taskId,
 281                             ProcMngTaskContext_t *pContext )
 282 {
 283     /* コンテキスト設定 */
 284     gTaskTbl[ taskId ].context = *pContext;
 285
 286     return;
 287 }
 288
 289
 290 /******************************************************************************/
 291 /**
 292  * @brief       タスク起動開始
 293  * @details     タスクの起動を開始する。
 294  */
 295 /******************************************************************************/
 296 void ProcMngTaskStart( void )
 297 {
 298     void      *pEntryPoint; /* エントリポイント         */
 299     void      *pStack;      /* スタックアドレス         */
 300     uint8_t   taskType;     /* タスクタイプ             */
 301     uint32_t  taskId;       /* タスクID                 */
 302     uint32_t  codeSegSel;   /* コードセグメントセレクタ */
 303     uint32_t  dataSegSel;   /* データセグメントセレクタ */
 304     taskTbl_t *pTask;       /* タスク管理情報           */
 305
 306     /* デバッグトレースログ出力 */
 307     DEBUG_LOG( "%s() start.", __func__ );
 308
 309     /* 初期化 */
 310     taskId      = ProcMngSchedGetTaskId();      /* タスクID         */
 311     pTask       = &( gTaskTbl[ taskId ] );      /* タスク管理情報   */
 312     pEntryPoint = pTask->pEntryPoint;           /* エントリポイント */
 313     pStack      = pTask->stackInfo.pBottomAddr; /* スタックアドレス */
 314     taskType    = pTask->type;                  /* タスクタイプ     */
 315
 316     /* デバッグトレースログ出力 */
 317     DEBUG_LOG( "taskId=%d, pEntryPoint=%p, pStack=%p",
 318                taskId,
 319                pEntryPoint,
 320                pStack );
 321
 322     /* タスクタイプ判定 */
 323     if ( taskType == PROCMNG_TASK_TYPE_DRIVER ) {
 324         /* ドライバ */
 325
 326         /* セグメントセレクタ設定 */
 327         codeSegSel = MEMMNG_SEGSEL_DRIVER_CODE;     /* コード */
 328         dataSegSel = MEMMNG_SEGSEL_DRIVER_DATA;     /* データ */
 329
 330     } else if ( taskType == PROCMNG_TASK_TYPE_SERVER ) {
 331         /* サーバ */
 332
 333         codeSegSel = MEMMNG_SEGSEL_SERVER_CODE;     /* コード */
 334         dataSegSel = MEMMNG_SEGSEL_SERVER_DATA;     /* データ */
 335
 336     } else {
 337         /* ユーザ */
 338
 339         codeSegSel = MEMMNG_SEGSEL_USER_CODE;       /* コード */
 340         dataSegSel = MEMMNG_SEGSEL_USER_DATA;       /* データ */
 341     }
 342
 343     /* iretd命令用スタック設定 */
 344     IA32InstructionPush( dataSegSel );              /* ss     */
 345     IA32InstructionPush( ( uint32_t ) pStack );     /* esp    */
 346     IA32InstructionPush( 0x00003202 );              /* eflags */
 347     IA32InstructionPush( codeSegSel );              /* cs     */
 348     IA32InstructionPush( ( uint32_t ) pEntryPoint );/* eip    */
 349
 350     /* セグメントレジスタ設定用スタック設定 */
 351     IA32InstructionPush( dataSegSel );              /* gs */
 352     IA32InstructionPush( dataSegSel );              /* fs */
 353     IA32InstructionPush( dataSegSel );              /* es */
 354     IA32InstructionPush( dataSegSel );              /* ds */
 355
 356     /* 汎用レジスタ設定用スタック設定 */
 357     IA32InstructionPush( 0 );                       /* eax           */
 358     IA32InstructionPush( 0 );                       /* ecx           */
 359     IA32InstructionPush( 0 );                       /* edx           */
 360     IA32InstructionPush( 0 );                       /* ebx           */
 361     IA32InstructionPush( 0 );                       /* esp( 未使用 ) */
 362     IA32InstructionPush( 0 );                       /* ebp           */
 363     IA32InstructionPush( 0 );                       /* esi           */
 364     IA32InstructionPush( 0 );                       /* edi           */
 365
 366     /* 汎用レジスタ設定 */
 367     IA32InstructionPopad();
 368
 369     /* セグメントレジスタ設定 */
 370     IA32InstructionPopDs();
 371     IA32InstructionPopEs();
 372     IA32InstructionPopFs();
 373     IA32InstructionPopGs();
 374
 375     /* タスクエントリポイントへ移行 */
 376     IA32InstructionIretd();
 377
 378     /* not return */
 379 }
 380
 381
 382 /******************************************************************************/