asp/extension/ovrhdr/kernel/task.c

   1 /*
   2  *  TOPPERS/ASP Kernel
   3  *      Toyohashi Open Platform for Embedded Real-Time Systems/
   4  *      Advanced 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) 2005-2010 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)の条件を満たす場合に限り，本ソフトウェ
  12  *  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
  13  *  変・再配布（以下，利用と呼ぶ）することを無償で許諾する．
  14  *  (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
  15  *      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
  16  *      スコード中に含まれていること．
  17  *  (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
  18  *      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
  19  *      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
  20  *      の無保証規定を掲載すること．
  21  *  (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
  22  *      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
  23  *      と．
  24  *    (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
  25  *        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．
  26  *    (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
  27  *        報告すること．
  28  *  (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
  29  *      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．
  30  *      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
  31  *      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  *      免責すること．
  33  *
  34  *  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
  35  *  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
  36  *  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
  37  *  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  *  の責任を負わない．
  39  *
  40  *  $Id: task.c 1812 2010-06-27 13:07:15Z ertl-hiro $
  41  */
  42
  43 /*
  44  *              タスク管理モジュール
  45  */
  46
  47 #include "kernel_impl.h"
  48 #include "wait.h"
  49 #include "task.h"
  50
  51 /*
  52  *  トレースログマクロのデフォルト定義
  53  */
  54 #ifndef LOG_TEX_ENTER
  55 #define LOG_TEX_ENTER(p_tcb, texptn)
  56 #endif /* LOG_TEX_ENTER */
  57
  58 #ifndef LOG_TEX_LEAVE
  59 #define LOG_TEX_LEAVE(p_tcb)
  60 #endif /* LOG_TEX_LEAVE */
  61
  62 #ifdef TOPPERS_tskini
  63
  64 /*
  65  *  実行状態のタスク
  66  */
  67 TCB             *p_runtsk;
  68
  69 /*
  70  *  最高優先順位のタスク
  71  */
  72 TCB             *p_schedtsk;
  73
  74 /*
  75  *  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
  76  */
  77 bool_t  reqflg;
  78
  79 /*
  80  *  ディスパッチ禁止状態
  81  */
  82 bool_t  disdsp;
  83
  84 /*
  85  *  タスクディスパッチ可能状態
  86  */
  87 bool_t  dspflg;
  88
  89 /*
  90  *  レディキュー
  91  */
  92 QUEUE   ready_queue[TNUM_TPRI];
  93
  94 /*
  95  *  レディキューサーチのためのビットマップ
  96  */
  97 uint16_t        ready_primap;
  98
  99 /*
 100  *  タスク管理モジュールの初期化
 101  */
 102 void
 103 initialize_task(void)
 104 {
 105         uint_t  i, j;
 106         TCB             *p_tcb;
 107
 108         p_runtsk = p_schedtsk = NULL;
 109         reqflg = false;
 110         disdsp = false;
 111         dspflg = true;
 112
 113         for (i = 0; i < TNUM_TPRI; i++) {
 114                 queue_initialize(&(ready_queue[i]));
 115         }
 116         ready_primap = 0U;
 117
 118         for (i = 0; i < tnum_tsk; i++) {
 119                 j = INDEX_TSK(torder_table[i]);
 120                 p_tcb = &(tcb_table[j]);
 121                 p_tcb->p_tinib = &(tinib_table[j]);
 122                 p_tcb->actque = false;
 123                 make_dormant(p_tcb);
 124                 if ((p_tcb->p_tinib->tskatr & TA_ACT) != 0U) {
 125                         make_active(p_tcb);
 126                 }
 127         }
 128 }
 129
 130 #endif /* TOPPERS_tskini */
 131
 132 /*
 133  *  ビットマップサーチ関数
 134  *
 135  *  bitmap内の1のビットの内，最も下位（右）のものをサーチし，そのビッ
 136  *  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を指定
 137  *  してはならない．この関数では，bitmapが16ビットであることを仮定し，
 138  *  uint16_t型としている．
 139  *
 140  *  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
 141  *  書き直した方が効率が良い場合がある．このような場合には，ターゲット
 142  *  依存部でビットサーチ命令を使ったbitmap_searchを定義し，
 143  *  OMIT_BITMAP_SEARCHをマクロ定義すればよい．また，ビットサーチ命令の
 144  *  サーチ方向が逆などの理由で優先度とビットとの対応を変更したい場合に
 145  *  は，PRIMAP_BITをマクロ定義すればよい．
 146  *
 147  *  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ブ
 148  *  ラリを使った方が効率が良い可能性もある．
 149  *              #define bitmap_search(bitmap) (ffs(bitmap) - 1)
 150  */
 151 #ifndef PRIMAP_BIT
 152 #define PRIMAP_BIT(pri)         (1U << (pri))
 153 #endif /* PRIMAP_BIT */
 154
 155 #ifndef OMIT_BITMAP_SEARCH
 156
 157 static const unsigned char bitmap_search_table[] = { 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0,
 158                                                                                                 3, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0 };
 159
 160 Inline uint_t
 161 bitmap_search(uint16_t bitmap)
 162 {
 163         uint_t  n = 0U;
 164
 165         assert(bitmap != 0U);
 166         if ((bitmap & 0x00ffU) == 0U) {
 167                 bitmap >>= 8;
 168                 n += 8;
 169         }
 170         if ((bitmap & 0x0fU) == 0U) {
 171                 bitmap >>= 4;
 172                 n += 4;
 173         }
 174         return(n + bitmap_search_table[(bitmap & 0x0fU) - 1]);
 175 }
 176
 177 #endif /* OMIT_BITMAP_SEARCH */
 178
 179 /*
 180  *  優先度ビットマップが空かのチェック
 181  */
 182 Inline bool_t
 183 primap_empty(void)
 184 {
 185         return(ready_primap == 0U);
 186 }
 187
 188 /*
 189  *  優先度ビットマップのサーチ
 190  */
 191 Inline uint_t
 192 primap_search(void)
 193 {
 194         return(bitmap_search(ready_primap));
 195 }
 196
 197 /*
 198  *  優先度ビットマップのセット
 199  */
 200 Inline void
 201 primap_set(uint_t pri)
 202 {
 203         ready_primap |= PRIMAP_BIT(pri);
 204 }
 205
 206 /*
 207  *  優先度ビットマップのクリア
 208  */
 209 Inline void
 210 primap_clear(uint_t pri)
 211 {
 212         ready_primap &= ~PRIMAP_BIT(pri);
 213 }
 214
 215 /*
 216  *  最高優先順位タスクのサーチ
 217  */
 218 #ifdef TOPPERS_tsksched
 219
 220 TCB *
 221 search_schedtsk(void)
 222 {
 223         uint_t  schedpri;
 224
 225         schedpri = primap_search();
 226         return((TCB *)(ready_queue[schedpri].p_next));
 227 }
 228
 229 #endif /* TOPPERS_tsksched */
 230
 231 /*
 232  *  実行できる状態への遷移
 233  *
 234  *  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
 235  *  と，p_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
 236  *  る．
 237  */
 238 #ifdef TOPPERS_tskrun
 239
 240 bool_t
 241 make_runnable(TCB *p_tcb)
 242 {
 243         uint_t  pri = p_tcb->priority;
 244
 245         queue_insert_prev(&(ready_queue[pri]), &(p_tcb->task_queue));
 246         primap_set(pri);
 247
 248         if (p_schedtsk == (TCB *) NULL || pri < p_schedtsk->priority) {
 249                 p_schedtsk = p_tcb;
 250                 return(dspflg);
 251         }
 252         return(false);
 253 }
 254
 255 #endif /* TOPPERS_tskrun */
 256
 257 /*
 258  *  実行できる状態から他の状態への遷移
 259  *
 260  *  最高優先順位のタスクを更新するのは，p_tcbが最高優先順位のタスクで
 261  *  あった場合である．p_tcbと同じ優先度のタスクが他にある場合は，p_tcb
 262  *  の次の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
 263  *  サーチする必要がある．
 264  */
 265 #ifdef TOPPERS_tsknrun
 266
 267 bool_t
 268 make_non_runnable(TCB *p_tcb)
 269 {
 270         uint_t  pri = p_tcb->priority;
 271         QUEUE   *p_queue = &(ready_queue[pri]);
 272
 273         queue_delete(&(p_tcb->task_queue));
 274         if (queue_empty(p_queue)) {
 275                 primap_clear(pri);
 276                 if (p_schedtsk == p_tcb) {
 277                         p_schedtsk = primap_empty() ? (TCB *) NULL : search_schedtsk();
 278                         return(dspflg);
 279                 }
 280         }
 281         else {
 282                 if (p_schedtsk == p_tcb) {
 283                         p_schedtsk = (TCB *)(p_queue->p_next);
 284                         return(dspflg);
 285                 }
 286         }
 287         return(false);
 288 }
 289
 290 #endif /* TOPPERS_tsknrun */
 291
 292 /*
 293  *  休止状態への遷移
 294  */
 295 #ifdef TOPPERS_tskdmt
 296
 297 void
 298 make_dormant(TCB *p_tcb)
 299 {
 300         p_tcb->tstat = TS_DORMANT;
 301         p_tcb->priority = p_tcb->p_tinib->ipriority;
 302         p_tcb->wupque = false;
 303         p_tcb->enatex = false;
 304         p_tcb->texptn = 0U;
 305         p_tcb->leftotm = 0U;
 306         LOG_TSKSTAT(p_tcb);
 307 }
 308
 309 #endif /* TOPPERS_tskdmt */
 310
 311 /*
 312  *  休止状態から実行できる状態への遷移
 313  */
 314 #ifdef TOPPERS_tskact
 315
 316 bool_t
 317 make_active(TCB *p_tcb)
 318 {
 319         activate_context(p_tcb);
 320         p_tcb->tstat = TS_RUNNABLE;
 321         LOG_TSKSTAT(p_tcb);
 322         return(make_runnable(p_tcb));
 323 }
 324
 325 #endif /* TOPPERS_tskact */
 326
 327 /*
 328  *  タスクの優先度の変更
 329  *
 330  *  タスクが実行できる状態の場合には，レディキューの中での位置を変更す
 331  *  る．オブジェクトの待ちキューの中で待ち状態になっている場合には，待
 332  *  ちキューの中での位置を変更する．
 333  *
 334  *  最高優先順位のタスクを更新するのは，(1) p_tcbが最高優先順位のタス
 335  *  クであって，その優先度を下げた場合，(2) p_tcbが最高優先順位のタス
 336  *  クではなく，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
 337  *  場合である．(1)の場合には，レディキューをサーチする必要がある．
 338  */
 339 #ifdef TOPPERS_tskpri
 340
 341 bool_t
 342 change_priority(TCB *p_tcb, uint_t newpri)
 343 {
 344         uint_t  oldpri;
 345
 346         oldpri = p_tcb->priority;
 347         p_tcb->priority = newpri;
 348
 349         if (TSTAT_RUNNABLE(p_tcb->tstat)) {
 350                 /*
 351                  *  タスクが実行できる状態の場合
 352                  */
 353                 queue_delete(&(p_tcb->task_queue));
 354                 if (queue_empty(&(ready_queue[oldpri]))) {
 355                         primap_clear(oldpri);
 356                 }
 357                 queue_insert_prev(&(ready_queue[newpri]), &(p_tcb->task_queue));
 358                 primap_set(newpri);
 359
 360                 if (p_schedtsk == p_tcb) {
 361                         if (newpri >= oldpri) {
 362                                 p_schedtsk = search_schedtsk();
 363                                 return(p_schedtsk != p_tcb && dspflg);
 364                         }
 365                 }
 366                 else {
 367                         if (newpri < p_schedtsk->priority) {
 368                                 p_schedtsk = p_tcb;
 369                                 return(dspflg);
 370                         }
 371                 }
 372         }
 373         else {
 374                 if (TSTAT_WAIT_WOBJCB(p_tcb->tstat)) {
 375                         /*
 376                          *  タスクが，同期・通信オブジェクトの管理ブロックの共通部
 377                          *  分（WOBJCB）の待ちキューにつながれている場合
 378                          */
 379                         wobj_change_priority(((WINFO_WOBJ *)(p_tcb->p_winfo))->p_wobjcb,
 380                                                                                                                                         p_tcb);
 381                 }
 382         }
 383         return(false);
 384 }
 385
 386 #endif /* TOPPERS_tskpri */
 387
 388 /*
 389  *  レディキューの回転
 390  *
 391  *  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
 392  *  ューの末尾に移動した場合である．
 393  */
 394 #ifdef TOPPERS_tskrot
 395
 396 bool_t
 397 rotate_ready_queue(uint_t pri)
 398 {
 399         QUEUE   *p_queue = &(ready_queue[pri]);
 400         QUEUE   *p_entry;
 401
 402         if (!queue_empty(p_queue) && p_queue->p_next->p_next != p_queue) {
 403                 p_entry = queue_delete_next(p_queue);
 404                 queue_insert_prev(p_queue, p_entry);
 405                 if (p_schedtsk == (TCB *) p_entry) {
 406                         p_schedtsk = (TCB *)(p_queue->p_next);
 407                         return(dspflg);
 408                 }
 409         }
 410         return(false);
 411 }
 412
 413 #endif /* TOPPERS_tskrot */
 414
 415 /*
 416  *  タスク例外処理ルーチンの呼出し
 417  *
 418  *  ASPカーネルでは，タスク例外処理ルーチン内でCPUロック状態に遷移し，
 419  *  元の状態に戻さずにリターンした場合，カーネルが元の状態に戻す．
 420  */
 421 #ifdef TOPPERS_tsktex
 422
 423 void
 424 call_texrtn(void)
 425 {
 426         TEXPTN  texptn;
 427         PRI             saved_ipm;
 428         bool_t  saved_disdsp, saved_dspflg;
 429
 430         saved_ipm = t_get_ipm();
 431         saved_disdsp = disdsp;
 432         saved_dspflg = dspflg;
 433         p_runtsk->enatex = false;
 434         do {
 435                 texptn = p_runtsk->texptn;
 436                 p_runtsk->texptn = 0U;
 437
 438                 t_unlock_cpu();
 439                 LOG_TEX_ENTER(p_runtsk, texptn);
 440                 (*((TEXRTN)(p_runtsk->p_tinib->texrtn)))(texptn,
 441                                                                                                 p_runtsk->p_tinib->exinf);
 442                 LOG_TEX_LEAVE(p_runtsk);
 443                 if (!t_sense_lock()) {
 444                         t_lock_cpu();
 445                 }
 446                 t_set_ipm(saved_ipm);
 447                 disdsp = saved_disdsp;
 448                 dspflg = saved_dspflg;
 449                 /*
 450                  *  ここでp_runtsk->enatexをfalseにするのは，タスク例外処理ルー
 451                  *  チンから，タスク例外処理許可状態のままリターンした場合の対
 452                  *  策である．
 453                  */
 454                 p_runtsk->enatex = false;
 455                 if (p_runtsk != p_schedtsk && dspflg) {
 456                         /*
 457                          *  ここでdispatchを呼び出す処理は，相互再帰呼出しになって
 458                          *  いるが，dispatchを呼ぶ前にp_runtsk->enatexをflaseにして
 459                          *  おけば支障がない．その理由については，「TOPPERS/ASP カー
 460                          *  ネル 設計メモ」を参照のこと．
 461                          */
 462                         dispatch();
 463                 }
 464         } while (p_runtsk->texptn != 0U);
 465         p_runtsk->enatex = true;
 466 }
 467
 468 /*
 469  *  タスク例外処理ルーチンの起動
 470  */
 471 #ifndef OMIT_CALLTEX
 472
 473 void
 474 calltex(void)
 475 {
 476         if (p_runtsk->enatex && p_runtsk->texptn != 0U) {
 477                 call_texrtn();
 478         }
 479 }
 480
 481 #endif /* OMIT_CALLTEX */
 482 #endif /* TOPPERS_tsktex */