3 * Toyohashi Open Platform for Embedded Real-Time Systems/
4 * Advanced Standard Profile Kernel
6 * Copyright (C) 2008 by Embedded and Real-Time Systems Laboratory
7 * Graduate School of Information Science, Nagoya Univ., JAPAN
9 * 上記著作権者は,以下の(1)〜(4)の条件を満たす場合に限り,本ソフトウェ
10 * ア(本ソフトウェアを改変したものを含む.以下同じ)を使用・複製・改
11 * 変・再配布(以下,利用と呼ぶ)することを無償で許諾する.
12 * (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
13 * 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
15 * (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
16 * 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
17 * 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
19 * (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
20 * 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
22 * (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
23 * 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.
24 * (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
26 * (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
27 * 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.
28 * また,本ソフトウェアのユーザまたはエンドユーザからのいかなる理
29 * 由に基づく請求からも,上記著作権者およびTOPPERSプロジェクトを
32 * 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
33 * よびTOPPERSプロジェクトは,本ソフトウェアに関して,特定の使用目的
34 * に対する適合性も含めて,いかなる保証も行わない.また,本ソフトウェ
35 * アの利用により直接的または間接的に生じたいかなる損害に関しても,そ
38 * @(#) $Id: prc_support.S 1365 2008-09-28 07:23:15Z futl-takaki $
42 * プロセッサ依存モジュール アセンブリ言語部(ARM-M用)
45 #define TOPPERS_MACRO_ONLY
46 #define UINT_C(val) (val) /* uint_t型の定数を作るマクロ */
47 #define ULONG_C(val) (val) /* ulong_t型の定数を作るマクロ */
48 #define CAST(type, val) (val) /* 型キャストを行うマクロ */
50 #include "kernel_impl.h"
62 .type dispatch, function
66 * このルーチンは,タスクコンテキスト・CPUロック状態・ディパッチ許可状態
67 * ・(モデル上の)割込み優先度マスク全開状態で呼び出される.
69 stmfd sp!,{r4-r11,lr} /* レジスタの保存 */
70 ldr r0, =p_runtsk /* p_runtskを読み込む */
72 str sp, [r1,#TCB_sp] /* タスクスタックを保存 */
73 ldr lr, =dispatch_r /* 実行再開番地を保存 */
80 .type dispatch_r, function
82 ldmfd sp!,{r4 - r11,lr} /* レジスタの復帰 */
85 * dispatcherから呼び出されるため,TCBのアドレスはr1に入っている
87 ldrb r0,[r1,#TCB_enatex]
88 tst r0,#TCB_enatex_mask
89 beq dispatch_r_1 /* enatex が false ならリターン */
90 ldr r0,[r1,#TCB_texptn] /* texptn が0でなければ */
92 bne call_texrtn /* タスク例外ルーチンの呼び出し */
93 dispatch_r_1: /* タスクへのcall_textnから戻る */
100 * 割込みエントリと処理の内容は同等だが,ログの種類が異なるため,
106 .global exc_entry_point
107 .type exc_entry_point, function
110 * 例外/割込みが発生すると,発生時にアクティブなスタックにスクラ
112 * この内容に加えて,CPU例外ハンドラへの情報として,basepri の値と,
113 * EXC_RETURNの情報を加えて保存する.basepriの値は,CPU例外からの
114 * リターン時に割込み優先度マスクの値を元に戻すためにも用いられる.
141 * 割込み発生時の割込み優先度マスクをスタックに保存するため取得
143 mrs r2, basepri /* baepriの値を取得 */
147 * EXC_RETURN(割込み時にLRに設定される値)をチェックして,例外発生時に
148 * アクティブなスタックを特定することで多重割込みか判定する.
150 tst lr, #EXC_RETURN_PSP /* 割込み元がMSPなら多重割込み */
151 beq exc_entry_1 /* 多重割込みならexc_entry_1へ */
152 mrs r0, psp /* 一段目の割込みの場合はPSP上に */
153 stmfd r0!,{r2} /* 割込み発生時の割込み優先度マスクを積む */
154 stmfd r0!,{lr} /* EXC_RETURN を積む */
155 msr psp, r0 /* CPU例外ハンドラへの引数となる */
156 push {lr} /* MSP上にもEXC_RETURN を積む */
158 exc_entry_1: /* 多重割込みの場合 */
159 push {r2} /* 割込み発生時の割込み優先度マスクを積む */
160 push {lr} /* EXC_RETURN を積む */
161 mov r0, sp /* CPU例外ハンドラへの引数となる */
167 mrs r3, ipsr /* ハンドラアドレスを取得 */
168 ldr r1, =_kernel_exc_tbl
169 ldr r2, [r1, r3, lsl #2]
173 mov r0, r3 /* 例外番号をパラメータに */
174 bl log_exc_enter /* log_exc_enterを呼び出す */
176 push {r3} /* 例外番号をスタックへ */
177 #endif /* LOG_EXC_ENTER */
185 pop {r0} /* 例外番号を引数に */
186 bl log_exc_leave /* log_exc_leaveを呼び出す */
187 #endif /* LOG_EXC_ENTER */
198 .global int_entry_point
199 .type int_entry_point, function
202 * 割込み発生時の割込み優先度マスクをスタックに保存するため取得
204 mrs r2, basepri /* baepriの値を取得 */
208 * EXC_RETURN(割込み時にLRに設定される値)をチェックして,例外発生時に
209 * アクティブなスタックを特定することで多重割込みか判定する.
211 tst lr, #EXC_RETURN_PSP /* 割込み元がMSPなら多重割込み */
212 beq int_entry_1 /* 多重割込みならint_entry_1へ */
213 mrs r0, psp /* 一段目の割込みの場合はPSP上に */
214 stmfd r0!,{r2} /* 割込み発生時の割込み優先度マスクを積む */
215 stmfd r0!,{lr} /* EXC_RETURN を積む */
216 msr psp, r0 /* CPU例外ハンドラへの引数となる */
217 push {lr} /* MSP上にもEXC_RETURN を積む */
219 int_entry_1: /* 多重割込みの場合 */
220 push {r2} /* 割込み発生時の割込み優先度マスクを積む */
221 push {lr} /* EXC_RETURN を積む */
222 mov r0, sp /* 未定義の割込みが発生した場合の情報とする */
228 mrs r3, ipsr /* ハンドラアドレスを取得 */
229 ldr r1, =_kernel_exc_tbl
230 ldr r2, [r1, r3, lsl #2]
234 mov r0, r3 /* 例外番号をパラメータに */
235 bl log_inh_enter /* log_exc_enterを呼び出す */
237 push {r3} /* 例外番号をスタックへ */
238 #endif /* LOG_EXC_ENTER */
246 pop {r0} /* 例外番号を引数に */
247 bl log_exc_leave /* log_exc_leaveを呼び出す */
248 #endif /* LOG_EXC_ENTER */
255 * ret_exc/ret_intは,CPU例外/割込みハンドラから戻った直後に実行する
261 * 割込みロック状態とする.この時点では,CPUロック状態にはならない
262 * (basepriとlock_flagとsaved_iipmは更新しない).
264 * 割込みロック状態とするのは,戻り先のコンテキストのチェックと,
265 * 戻り先が非タスクコンテキストであった場合のリターンをアトミック
266 * に行うためである.bsepriをCPUロックの値にすることでもアトミッ
267 * クなチェックと復帰は可能であるが,割込みからリターンしても,
268 * basepri の設定内容は元に戻らないため,使用することができない.
269 * 一方,FAULTMASKは,割込みからのリターン処理によって,'0'にクリ
277 * 割込みハンドラ実行にLRにセットされるEXC_RETURNをチェックして,戻り
278 * 先でMSPが使われていれば,割込み先が非タスクコンテキストと判定する.
280 pop {r3} /* lrをスタックから取得 */
281 tst r3, #EXC_RETURN_PSP /* 戻り先がPSPなら ret_int_1 へ */
283 pop {r1} /* 元の割込み優先度マスク(basepri)をr1へ */
284 b ret_int_2 /* の値をMSPから取得 */
291 * PSP上からEXC_RETURNを削除
300 * カーネル管理内の割込みは禁止した状態で実行する必要があるため,
301 * FAULTMASKを'1'にした状態で実行する.
302 * reqflgをチェックする前に割込みを禁止するのは,reqflgをチェック
303 * した直後に割込みハンドラが起動され,その中でディスパッチが要求
304 * された場合に,すぐにディスパッチされないという問題が生じるため
307 ldr r0, =reqflg /* reqflgがfalseならそのまま戻る */
309 cbnz r1, ret_int_3 /* trueならret_int_3へ */
310 mrs r2, psp /* 元の割込み優先度マスク(basepri) */
311 ldmfd r2!, {r1} /* の値をPSPから取得 */
316 * ここには割込みロック状態(FAULTMASKがセット)された状態で来る.
317 * Threadモードからのリターンにより自動的に割込みロック解除状態になる.
318 * 割込み優先度マスクは割込み前に状態に戻す.
320 msr basepri, r1 /* 割込み優先度マスクを割込み前に状態へ */
326 * ここでは,戻り先がタスクであり,PSP上にスクラッチレジスタと割
327 * 込み優先度マスク(basepri)が保存された状態になっている.また,
328 * プロセッサは,Handlerモード・割込みロック状態となっている.
329 * また,r0には,reqflgのアドレス,r3には割込み受付時のlrの値が保
332 mov r1, #0 /* reqflgをfalseに */
338 * カーネルの管理内の割込みを禁止するようにbasepriを設定し,
339 * lock_flag と saved_iipm を更新する.saved_iipmは,戻り先の割込み
340 * 優先度マスク(の内部表現)に設定する.
341 * この時点でCPUロック状態とするのは,dispatcherへ分岐する時と,
342 * call_texrtnを呼び出す時に,CPUロック状態になっている必要がある
344 * なお,この処理の後,Threadモードへの移行処理を行なうため,割込み
345 * ロック状態(FAULTMASKを"1")は保持する.
347 ldr r1, =IIPM_LOCK /* CPUロック状態 */
349 mov r1, #0x01 /* lock_flag を trueに */
352 mrs r2, psp /* 割込み前の割込み優先度マスクを */
353 ldr r1, [r2] /* タスクスタックから取得 */
354 ldr r0, =saved_iipm /* saved_iipmに保存 */
360 * dispatcherやcall_texrnを呼び出す場合は,Threadモードである必
361 * 要があるため,PSPスタック上にダミーの例外フレームを置いて,
362 * 擬似的に割込みハンドラからリターンする.
363 * リターンと同時にFAULTMASKが自動的にクリアされ,カーネル管理外の
366 ldr r0, =ret_int_4 /* PC */
367 ldr r1, =EPSR_T /* xPSR(Tビットが'1'である必要がある) */
368 stmfd r2!, {r0-r1} /* ダミーフレームをスタック上に積む */
369 sub r2, #(EXC_FRAME_SIZE - (4*2)) /* r0-r3,r12,lrの内容は設定する必要がない */
371 bx r3 /* Threadモードへ移行 */
375 * 上記の処理により,Threadモードで実行される.
376 * dspflgがfalseである場合と,p_runtskとp_schedtskが同じ場合には,
377 * ディスパッチを行わない.このチェックが必要なのは,タスク例外処
378 * 理ルーチンの呼出しが必要な場合に,ディスパッチが必要なくても,
379 * reqflgをtrueにするためである.
381 ldr r0, =p_runtsk /* ディスパッチを行わない場合でも,r1にp_runtsk の値(TCB) */
382 ldr r1, [r0] /* が入っている必要があるので,先に読み込む */
385 cbz r2, ret_int_r_1 /* dspflgがfalseならret_int_r_1へ */
388 cmp r1, r2 /* p_runtskとp_schedtskが同じなら */
389 beq ret_int_r_1 /* ret_int_r_1へ */
390 stmfd sp!, {r4-r11} /* 残りのレジスタを保存 */
391 str sp, [r1,#TCB_sp] /* タスクスタックを保存 */
392 ldr lr, =ret_int_r /* 実行再開番地を保存 */
394 b dispatcher /* ディスパッチャへ */
397 * 割込みによりプリエンプトされたタスクへのリターン処理
399 * Threadモードで,ディスパッチャや割込みの出口処理から呼び出される.
400 * 割込みによりプリエンプトされたタスクへリターンするには,いったん
401 * Handlerモードに移行し,PCに0xfffffffdを代入してリターンする必要
402 * がある.そのため,SVCにより,SVCハンドラを呼び出し,Handlerモー
408 .type ret_int_r, function
410 pop {r4-r11} /* レジスタの復帰 */
413 * enatexがtrueで,texptnが0でなければ,タスク例外処理ルーチンを
415 * dispatcherから呼び出されるため,TCBのアドレスはr1に入っている
417 ldrb r0, [r1,#TCB_enatex]
418 tst r0, #TCB_enatex_mask
419 beq ret_int_r_2 /* enatex が false なら ret_int_r_2へ */
420 ldr r0, [r1,#TCB_texptn] /* texptnをロード */
421 cbz r0, ret_int_r_2 /* '0'ならリターン */
422 bl call_texrtn /* タスク例外ルーチンの呼び出し */
434 .type svc_handler, function
437 * 割込み処理からのリターンにより,CPUロック解除状態に移行するよ
440 cpsid f /* 割込みロック状態へ */
442 add r0, #EXC_FRAME_SIZE /* スタックを捨てる */
445 ldr r1, =lock_flag /* CPUロック解除状態へ */
447 mrs r0, psp /* 割込み優先度マスクをタスクスタック */
448 ldmfd r0!, {r1} /* から取得 */
450 msr basepri, r1 /* 割込み優先度マスクを設定 */
459 .globl start_dispatch
462 * このルーチンは,カーネル起動時に,すべての割込みを禁止した状態
463 * (割込みロック状態と同等)で呼び出される.また,割込みモード(非
464 * タスクコンテキストと同等)で呼び出されることを想定している.
466 * prc_initializeで,lock_flagをtrueに,saved_iipmをIIPM_ENAALLに
467 * 初期化しているため,カーネル管理外の割込みを許可することで,
468 * CPUロック状態・(モデル上の)割込み優先度マスク全解除状態になる.
469 * また,task_initializeでdisdspをfalseに初期化しているため,ディ
472 ldr r0,=istkpt /* MSPを初期化 */
473 ldr r1,[r0] /* start_dispatch呼び出し時に呼び出し用に */
474 msr msp, r1 /* 使用しているため初期化する */
475 ldr r1, =IIPM_LOCK /* カーネル管理内の割込みを禁止 */
477 cpsie f /* カーネル管理外の割込みを許可 */
478 mov r0, #CONTROL_PSP /* PSPを有効に */
480 isb /* control の操作後に必要 */
483 * 現在のコンテキストを捨ててディスパッチ
488 .globl exit_and_dispatch
490 /* ディスパッチャ本体(dispatcher)へ */
498 * このルーチンは,タスクコンテキスト・CPUロック状態・ディスパッチ
499 * 許可状態・(モデル上の)割込み優先度マスク全解除状態で呼び出さ
502 * すなわち,Threadモード・lock_flagがtrue・disdspがfalse・dspflg
503 * がtrue・saved_iipmがIIPM_ENAALLとなっている.実行再開番地へもこ
507 ldr r1, =p_runtsk /* p_runtskをパラメータに */
510 #endif /* LOG_DSP_ENTER */
512 ldr r0, =p_schedtsk /* p_schedtskをp_runtskに */
516 cmp r1, #0 /* p_runtskがNULLならdispatcher_1へ */
518 ldr sp, [r1,#TCB_sp] /* タスクスタックを復帰 */
520 mov r0, r1 /* p_runtskをパラメータに */
521 mov r4, r1 /* r1はスクラッチレジスタなので保存 */
524 #endif /* LOG_DSP_LEAVE */
525 ldr pc, [r1,#TCB_pc] /* 実行再開番地を復帰 */
528 * CPUロック状態の解除と,非タスクコンテキスト実行状態への
531 mov r0, #CONTROL_MSP /* MSPを有効に */
533 isb /* control の操作後に必要 */
534 ldr r2, =reqflg /* r2 <- reqflg */
535 ldr r1, =IIPM_LOCK /* 割込みロック状態の割込み優先度マスクの値 */
537 ldr r4, =lock_flag /* CPUロック解除状態へ */
541 * 割込みを許可し,非タスクコンテキスト実行状態とし割込みを待つ.
543 * ここで非タスクコンテキスト実行状態に切り換えるのは,ここで発生
544 * する割込み処理にどのスタックを使うかという問題の解決と,割込み
545 * ハンドラ内でのタスクディスパッチの防止という2つの意味がある.
547 * プロセッサを割込み待ちに移行させる処理と,割込み許可とは,不可
549 * これを不可分に行なわない場合,割込みを許可した直後に割込
550 * みが入り,その中でタスクが実行可能状態になると,実行すべきタス
551 * クがあるにもかかわらずプロセッサが割込み待ちになってしまう.
552 * ARM-Mでは,PRIMASKをセットした状態でWFIを呼び出すことで実現できる.
553 * この状態で割込みが入ると,割込みは実行されず,WFIからリターンす
554 * ることになるので,一旦割込みを許可して割込みハンドラを実行する.
556 * 割込み待ちの間は,p_runtskをNULL(=0)に設定しなければならな
557 * い.このように設定しないと,割込みハンドラからiget_tidを呼び出
561 #ifdef TOPPERS_CUSTOM_IDEL
562 toppers_asm_custom_idle
564 cpsid i /* PRIMASK をセット */
565 msr basepri, r0 /* 全割込み許可 */
567 cpsie i /* PRIMASK をクリア(割込みを受け付ける) */
568 msr basepri, r1 /* CPUロック状態へ */
569 #endif /* TOPPERS_CUSTOM_IDLE */
571 ldr r6, [r2] /* reqflgがfalseならdispatcher_2へ */
574 str r0, [r2] /* reqflgをfalseに */
577 * CPUロック状態に戻す.割込み待ちの間に実行した割込みハンドラによ
578 * り,saved_iipmが書き換えられる可能性があるため,元の値に戻す必
579 * 要がある.dispatcherが実行される時は,saved_iipmがIIPM_ENAALL
580 * となっているため,ここではsaved_iipmをIIPM_ENAALL(=0)に戻せ
583 mov r0, #CONTROL_PSP /* PSPを有効に */
585 isb /* control の操作後に必要 */
586 mov r2, #1 /* lock_flagをtrueへ */
589 ldr r4, =saved_iipm /* saved_iipm を0に */
598 * スタックを非タスクコンテキスト用に切り替え.
604 .globl call_exit_kernel
605 .type call_exit_kernel, function
608 msr control, r0 /* MSPを有効に */
609 isb /* control の操作後に必要 */
610 b exit_kernel /* カーネルの終了処理を呼ぶ */
616 * dispatcherから呼び出されるため,TCBのアドレスはr1に入っている
623 .type start_r, function
626 ldr r4, =lock_flag /* CPUロック解除状態へ */
628 msr basepri, r0 /* 割込み許可 */
629 ldr lr, =ext_tsk /* 戻り番地設定 */
630 ldr r2, [r1, #TCB_p_tinib] /* p_runtsk->p_tinibをr2に */
631 ldr r0, [r2, #TINIB_exinf] /* exinfを引数レジスタr0に */
632 ldr r1, [r2, #TINIB_task] /* タスク起動番地にジャンプ */
642 .type sil_dly_nse, function
644 sub r0, r0, #SIL_DLY_TIM1
649 sub r0, r0, #SIL_DLY_TIM2