kernel.h

説明を見る。

/*
 *  TOPPERS/ASP Kernel
 *      Toyohashi Open Platform for Embedded Real-Time Systems/
 *      Advanced Standard Profile Kernel
 * 
 *  Copyright (C) 2000-2003 by Embedded and Real-Time Systems Laboratory
 *                              Toyohashi Univ. of Technology, JAPAN
 *  Copyright (C) 2004-2008 by Embedded and Real-Time Systems Laboratory
 *              Graduate School of Information Science, Nagoya Univ., JAPAN
 * 
 *  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
 *  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
 *  変・再配布（以下，利用と呼ぶ）することを無償で許諾する．
 *  (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
 *      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
 *      スコード中に含まれていること．
 *  (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
 *      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
 *      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
 *      の無保証規定を掲載すること．
 *  (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
 *      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
 *      と．
 *    (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
 *        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．
 *    (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
 *        報告すること．
 *  (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
 *      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．
 *      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
 *      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
 *      免責すること．
 * 
 *  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
 *  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
 *  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
 *  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
 *  の責任を負わない．
 * 
 *  @(#) $Id: kernel.h 998 2008-04-30 01:54:44Z ertl-hiro $
 */

/*
 *      TOPPERS/ASPカーネル 標準ヘッダファイル
 *
 *  TOPPERS/ASPカーネルがサポートするサービスコールの宣言と，必要なデー
 *  タ型，定数，マクロの定義を含むヘッダファイル．
 *
 *  アセンブリ言語のソースファイルからこのファイルをインクルードする時
 *  は，TOPPERS_MACRO_ONLYを定義しておく．これにより，マクロ定義以外を
 *  除くようになっている．
 *
 *  このファイルをインクルードする前にインクルードしておくべきファイル
 *  はない．
 */

#ifndef TOPPERS_KERNEL_H
#define TOPPERS_KERNEL_H

#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif

/*
 *  TOPPERS共通のデータ型・定数・マクロ
 */
#include <t_stddef.h>

/*
 *  ターゲット依存部
 */
#include "target_kernel.h"

#ifndef TOPPERS_MACRO_ONLY

/*
 *  データ型の定義
 */

/*
 *  ビットパターンやオブジェクト番号の型定義
 */
typedef uint_t      TEXPTN;     /* タスク例外要因のビットパターン */
typedef uint_t      FLGPTN;     /* イベントフラグのビットパターン */
typedef uint_t      INHNO;      /* 割込みハンドラ番号 */
typedef uint_t      INTNO;      /* 割込み番号 */
typedef uint_t      EXCNO;      /* CPU例外ハンドラ番号 */

/*
 *  処理単位の型定義
 */
typedef void    (*TASK)(intptr_t exinf);
typedef void    (*TEXRTN)(TEXPTN texptn, intptr_t exinf);
typedef void    (*INTHDR)(void);
typedef void    (*ISR)(intptr_t exinf);
typedef void    (*CYCHDR)(intptr_t exinf);
typedef void    (*ALMHDR)(intptr_t exinf);
typedef void    (*EXCHDR)(void *p_excinf);
typedef void    (*INIRTN)(intptr_t exinf);
typedef void    (*TERRTN)(intptr_t exinf);

/*
 *  メモリ領域確保のための型定義
 */
#ifndef TOPPERS_STK_T
#define TOPPERS_STK_T   intptr_t
#endif /* TOPPERS_STK_T */
typedef TOPPERS_STK_T   STK_T;  /* スタック領域を確保するための型 */

#ifndef TOPPERS_MPF_T
#define TOPPERS_MPF_T   intptr_t
#endif /* TOPPERS_MPF_T */
typedef TOPPERS_MPF_T   MPF_T;  /* 固定長メモリプール領域を確保するための型 */

/*
 *  メッセージヘッダの型定義
 */
typedef struct t_msg {          /* メールボックスのメッセージヘッダ */
    struct t_msg    *pk_next;
} T_MSG;

typedef struct t_msg_pri {      /* 優先度付きメッセージヘッダ */
    T_MSG   msgque;             /* メッセージヘッダ */
    PRI     msgpri;             /* メッセージ優先度 */
} T_MSG_PRI;

/*
 *  パケット形式の定義
 */
typedef struct t_rtsk {
    STAT    tskstat;    /* タスク状態 */
    PRI     tskpri;     /* タスクの現在優先度 */
    PRI     tskbpri;    /* タスクのベース優先度 */
    STAT    tskwait;    /* 待ち要因 */
    ID      wobjid;     /* 待ち対象のオブジェクトのID */
    TMO     lefttmo;    /* タイムアウトするまでの時間 */
    uint_t  actcnt;     /* 起動要求キューイング数 */
    uint_t  wupcnt;     /* 起床要求キューイング数 */
} T_RTSK;

typedef struct t_rtex {
    STAT    texstat;    /* タスク例外処理の状態 */
    TEXPTN  pndptn;     /* 保留例外要因 */
} T_RTEX;

typedef struct t_rsem {
    ID      wtskid;     /* セマフォの待ち行列の先頭タスクのID */
    uint_t  semcnt;     /* セマフォの現在の資源数 */
} T_RSEM;

typedef struct t_rflg {
    ID      wtskid;     /* イベントフラグの待ち行列の先頭タスクのID */
    FLGPTN  flgptn;     /* イベントフラグの現在のビットパターン */
} T_RFLG;

typedef struct t_rdtq {
    ID      stskid;     /* データキューの送信待ち行列の先頭タスクのID */
    ID      rtskid;     /* データキューの受信待ち行列の先頭タスクのID */
    uint_t  sdtqcnt;    /* データキューに入っているデータの数 */
} T_RDTQ;

typedef struct t_rpdq {
    ID      stskid;     /* 優先度データキューの送信待ち行列の先頭タスクのID */
    ID      rtskid;     /* 優先度データキューの受信待ち行列の先頭タスクのID */
    uint_t  spdqcnt;    /* 優先度データキューに入っているデータの数 */
} T_RPDQ;

typedef struct t_rmbx {
    ID      wtskid;     /* メールボックスの待ち行列の先頭タスクのID */
    T_MSG   *pk_msg;    /* メッセージキューの先頭のメッセージパケット */
} T_RMBX;

typedef struct t_rmpf {
    ID      wtskid;     /* 固定長メモリプールの待ち行列の先頭タスクのID */
    uint_t  fblkcnt;    /* 固定長メモリプールの空きメモリブロック数 */
} T_RMPF;

typedef struct t_rcyc {
    STAT    cycstat;    /* 周期ハンドラの動作状態 */
    RELTIM  lefttim;    /* 周期ハンドラを次に起動すべき時刻までの時間 */
} T_RCYC;

typedef struct t_ralm {
    STAT    almstat;    /* アラームハンドラの動作状態 */
    RELTIM  lefttim;    /* アラームハンドラの起動時刻までの時間 */
} T_RALM;

/*
 *  サービスコールの宣言
 */

/*
 *  タスク管理機能
 */
extern ER       act_tsk(ID tskid) throw();
extern ER       iact_tsk(ID tskid) throw();
extern ER_UINT  can_act(ID tskid) throw();
extern ER       ext_tsk(void) throw();
extern ER       ter_tsk(ID tskid) throw();
extern ER       chg_pri(ID tskid, PRI tskpri) throw();
extern ER       get_pri(ID tskid, PRI *p_tskpri) throw();
extern ER       get_inf(intptr_t *p_exinf) throw();
extern ER       ref_tsk(ID tskid, T_RTSK *pk_rtsk) throw();

/*
 *  タスク付属同期機能
 */
extern ER       slp_tsk(void) throw();
extern ER       tslp_tsk(TMO tmout) throw();
extern ER       wup_tsk(ID tskid) throw();
extern ER       iwup_tsk(ID tskid) throw();
extern ER_UINT  can_wup(ID tskid) throw();
extern ER       rel_wai(ID tskid) throw();
extern ER       irel_wai(ID tskid) throw();
extern ER       sus_tsk(ID tskid) throw();
extern ER       rsm_tsk(ID tskid) throw();
extern ER       dly_tsk(RELTIM dlytim) throw();

/*
 *  タスク例外処理機能
 */
extern ER       ras_tex(ID tskid, TEXPTN rasptn) throw();
extern ER       iras_tex(ID tskid, TEXPTN rasptn) throw();
extern ER       dis_tex(void) throw();
extern ER       ena_tex(void) throw();
extern bool_t   sns_tex(void) throw();
extern ER       ref_tex(ID tskid, T_RTEX *pk_rtex) throw();

/*
 *  同期・通信機能
 */
extern ER       sig_sem(ID semid) throw();
extern ER       isig_sem(ID semid) throw();
extern ER       wai_sem(ID semid) throw();
extern ER       pol_sem(ID semid) throw();
extern ER       twai_sem(ID semid, TMO tmout) throw();
extern ER       ini_sem(ID semid) throw();
extern ER       ref_sem(ID semid, T_RSEM *pk_rsem) throw();

extern ER       set_flg(ID flgid, FLGPTN setptn) throw();
extern ER       iset_flg(ID flgid, FLGPTN setptn) throw();
extern ER       clr_flg(ID flgid, FLGPTN clrptn) throw();
extern ER       wai_flg(ID flgid, FLGPTN waiptn,
                        MODE wfmode, FLGPTN *p_flgptn) throw();
extern ER       pol_flg(ID flgid, FLGPTN waiptn,
                        MODE wfmode, FLGPTN *p_flgptn) throw();
extern ER       twai_flg(ID flgid, FLGPTN waiptn,
                        MODE wfmode, FLGPTN *p_flgptn, TMO tmout) throw();
extern ER       ini_flg(ID flgid) throw();
extern ER       ref_flg(ID flgid, T_RFLG *pk_rflg) throw();

extern ER       snd_dtq(ID dtqid, intptr_t data) throw();
extern ER       psnd_dtq(ID dtqid, intptr_t data) throw();
extern ER       ipsnd_dtq(ID dtqid, intptr_t data) throw();
extern ER       tsnd_dtq(ID dtqid, intptr_t data, TMO tmout) throw();
extern ER       fsnd_dtq(ID dtqid, intptr_t data) throw();
extern ER       ifsnd_dtq(ID dtqid, intptr_t data) throw();
extern ER       rcv_dtq(ID dtqid, intptr_t *p_data) throw();
extern ER       prcv_dtq(ID dtqid, intptr_t *p_data) throw();
extern ER       trcv_dtq(ID dtqid, intptr_t *p_data, TMO tmout) throw();
extern ER       ini_dtq(ID dtqid) throw();
extern ER       ref_dtq(ID dtqid, T_RDTQ *pk_rdtq) throw();

extern ER       snd_pdq(ID pdqid, intptr_t data, PRI datapri) throw();
extern ER       psnd_pdq(ID pdqid, intptr_t data, PRI datapri) throw();
extern ER       ipsnd_pdq(ID pdqid, intptr_t data, PRI datapri) throw();
extern ER       tsnd_pdq(ID pdqid, intptr_t data,
                                        PRI datapri, TMO tmout) throw();
extern ER       rcv_pdq(ID pdqid, intptr_t *p_data, PRI *p_datapri) throw();
extern ER       prcv_pdq(ID pdqid, intptr_t *p_data, PRI *p_datapri) throw();
extern ER       trcv_pdq(ID pdqid, intptr_t *p_data,
                                        PRI *p_datapri, TMO tmout) throw();
extern ER       ini_pdq(ID pdqid) throw();
extern ER       ref_pdq(ID pdqid, T_RPDQ *pk_rpdq) throw();

extern ER       snd_mbx(ID mbxid, T_MSG *pk_msg) throw();
extern ER       rcv_mbx(ID mbxid, T_MSG **ppk_msg) throw();
extern ER       prcv_mbx(ID mbxid, T_MSG **ppk_msg) throw();
extern ER       trcv_mbx(ID mbxid, T_MSG **ppk_msg, TMO tmout) throw();
extern ER       ini_mbx(ID mbxid) throw();
extern ER       ref_mbx(ID mbxid, T_RMBX *pk_rmbx) throw();

/*
 *  メモリプール管理機能
 */
extern ER       get_mpf(ID mpfid, void **p_blk) throw();
extern ER       pget_mpf(ID mpfid, void **p_blk) throw();
extern ER       tget_mpf(ID mpfid, void **p_blk, TMO tmout) throw();
extern ER       rel_mpf(ID mpfid, void *blk) throw();
extern ER       ini_mpf(ID mpfid) throw();
extern ER       ref_mpf(ID mpfid, T_RMPF *pk_rmpf) throw();

/*
 *  時間管理機能
 */
extern ER       get_tim(SYSTIM *p_systim) throw();
extern ER       get_utm(SYSUTM *p_sysutm) throw();

extern ER       sta_cyc(ID cycid) throw();
extern ER       stp_cyc(ID cycid) throw();
extern ER       ref_cyc(ID cycid, T_RCYC *pk_rcyc) throw();

extern ER       sta_alm(ID almid, RELTIM almtim) throw();
extern ER       ista_alm(ID almid, RELTIM almtim) throw();
extern ER       stp_alm(ID almid) throw();
extern ER       istp_alm(ID almid) throw();
extern ER       ref_alm(ID almid, T_RALM *pk_ralm) throw();

/*
 *  システム状態管理機能
 */
extern ER       rot_rdq(PRI tskpri) throw();
extern ER       irot_rdq(PRI tskpri) throw();
extern ER       get_tid(ID *p_tskid) throw();
extern ER       iget_tid(ID *p_tskid) throw();
extern ER       loc_cpu(void) throw();
extern ER       iloc_cpu(void) throw();
extern ER       unl_cpu(void) throw();
extern ER       iunl_cpu(void) throw();
extern ER       dis_dsp(void) throw();
extern ER       ena_dsp(void) throw();
extern bool_t   sns_ctx(void) throw();
extern bool_t   sns_loc(void) throw();
extern bool_t   sns_dsp(void) throw();
extern bool_t   sns_dpn(void) throw();
extern bool_t   sns_ker(void) throw();
extern ER       ext_ker(void) throw();

/*
 *  割込み管理機能
 */
extern ER       dis_int(INTNO intno) throw();
extern ER       ena_int(INTNO intno) throw();
extern ER       chg_ipm(PRI intpri) throw();
extern ER       get_ipm(PRI *p_intpri) throw();

/*
 *  CPU例外管理機能
 */
extern bool_t   xsns_dpn(void *p_excinf) throw();
extern bool_t   xsns_xpn(void *p_excinf) throw();

#endif /* TOPPERS_MACRO_ONLY */

/*
 *  オブジェクト属性の定義
 */
#define TA_ACT          UINT_C(0x02)    /* タスクを起動された状態で生成 */

#define TA_TPRI         UINT_C(0x01)    /* タスクの待ち行列を優先度順に */
#define TA_MPRI         UINT_C(0x02)    /* メッセージキューを優先度順に */

#define TA_WMUL         UINT_C(0x02)    /* 複数の待ちタスク */
#define TA_CLR          UINT_C(0x04)    /* イベントフラグのクリア指定 */

#define TA_STA          UINT_C(0x02)    /* 周期ハンドラを動作状態で生成 */

#define TA_NONKERNEL    UINT_C(0x02)    /* カーネル管理外の割込み */

#define TA_ENAINT       UINT_C(0x01)    /* 割込み要求禁止フラグをクリア */
#define TA_EDGE         UINT_C(0x02)    /* エッジトリガ */

/*
 *  サービスコールの動作モードの定義
 */
#define TWF_ORW         UINT_C(0x01)    /* イベントフラグのOR待ち */
#define TWF_ANDW        UINT_C(0x02)    /* イベントフラグのAND待ち */

/*
 *  オブジェクトの状態の定義
 */
#define TTS_RUN         UINT_C(0x01)    /* 実行状態 */
#define TTS_RDY         UINT_C(0x02)    /* 実行可能状態 */
#define TTS_WAI         UINT_C(0x04)    /* 待ち状態 */
#define TTS_SUS         UINT_C(0x08)    /* 強制待ち状態 */
#define TTS_WAS         UINT_C(0x0c)    /* 二重待ち状態 */
#define TTS_DMT         UINT_C(0x10)    /* 休止状態 */

#define TTW_SLP         UINT_C(0x0001)  /* 起床待ち */
#define TTW_DLY         UINT_C(0x0002)  /* 時間経過待ち */
#define TTW_SEM         UINT_C(0x0004)  /* セマフォ資源の獲得待ち */
#define TTW_FLG         UINT_C(0x0008)  /* イベントフラグ待ち */
#define TTW_SDTQ        UINT_C(0x0010)  /* データキューへの送信待ち */
#define TTW_RDTQ        UINT_C(0x0020)  /* データキューからの受信待ち */
#define TTW_SPDQ        UINT_C(0x0100)  /* 優先度データキューへの送信待ち */
#define TTW_RPDQ        UINT_C(0x0200)  /* 優先度データキューからの受信待ち */
#define TTW_MBX         UINT_C(0x0040)  /* メールボックスからの受信待ち */
#define TTW_MPF         UINT_C(0x2000)  /* 固定長メモリブロックの獲得待ち */

#define TTEX_ENA        UINT_C(0x01)    /* タスク例外処理許可状態 */
#define TTEX_DIS        UINT_C(0x02)    /* タスク例外処理禁止状態 */

#define TCYC_STP        UINT_C(0x01)    /* 周期ハンドラが動作していない */
#define TCYC_STA        UINT_C(0x02)    /* 周期ハンドラが動作している */

#define TALM_STP        UINT_C(0x01)    /* アラームハンドラが動作していない */
#define TALM_STA        UINT_C(0x02)    /* アラームハンドラが動作している */

/*
 *  その他の定数の定義
 */
#define TSK_SELF        0           /* 自タスク指定 */
#define TSK_NONE        0           /* 該当するタスクがない */

#define TPRI_SELF       0           /* 自タスクのベース優先度 */
#define TPRI_INI        0           /* タスクの起動時優先度 */

#define TIPM_ENAALL     0           /* 割込み優先度マスク全解除 */

/*
 *  構成定数とマクロ
 */

/*
 *  優先度の範囲
 */
#define TMIN_TPRI       1           /* タスク優先度の最小値（最高値）*/
#define TMAX_TPRI       16          /* タスク優先度の最大値（最低値）*/
#define TMIN_DPRI       1           /* データ優先度の最小値（最高値）*/
#define TMAX_DPRI       16          /* データ優先度の最大値（最低値）*/
#define TMIN_MPRI       1           /* メッセージ優先度の最小値（最高値）*/
#define TMAX_MPRI       16          /* メッセージ優先度の最大値（最低値）*/

/*
 *  バージョン情報
 */
#define TKERNEL_MAKER   UINT_C(0x0118)  /* カーネルのメーカーコード */
#define TKERNEL_PRID    UINT_C(0x0007)  /* カーネルの識別番号 */
#define TKERNEL_SPVER   UINT_C(0xf5b0)  /* ITRON仕様のバージョン番号 */
#define TKERNEL_PRVER   UINT_C(0x1031)  /* カーネルのバージョン番号 */

/*
 *  キューイング回数の最大値
 */
#define TMAX_ACTCNT     UINT_C(1)       /* 起動要求キューイング数の最大値 */
#define TMAX_WUPCNT     UINT_C(1)       /* 起床要求キューイング数の最大値 */

/*
 *  ビットパターンのビット数
 */
#ifndef TBIT_TEXPTN                 /* タスク例外要因のビット数 */
#define TBIT_TEXPTN     (sizeof(TEXPTN) * CHAR_BIT)
#endif /* TBIT_TEXPTN */

#ifndef TBIT_FLGPTN                 /* イベントフラグのビット数 */
#define TBIT_FLGPTN     (sizeof(FLGPTN) * CHAR_BIT)
#endif /* TBIT_FLGPTN */

/*
 *  メモリ領域確保のためのマクロ
 *
 *  以下のTOPPERS_COUNT_SZとTOPPERS_ROUND_SZの定義は，unitが2の巾乗であ
 *  ることを仮定している．
 */
#ifndef TOPPERS_COUNT_SZ
#define TOPPERS_COUNT_SZ(sz, unit)  (((sz) + (unit) - 1) / (unit))
#endif /* TOPPERS_COUNT_SZ */
#ifndef TOPPERS_ROUND_SZ
#define TOPPERS_ROUND_SZ(sz, unit)  (((sz) + (unit) - 1) & ~((unit) - 1))
#endif /* TOPPERS_ROUND_SZ */

#define COUNT_STK_T(sz)     TOPPERS_COUNT_SZ(sz, sizeof(STK_T))
#define ROUND_STK_T(sz)     TOPPERS_ROUND_SZ(sz, sizeof(STK_T))

#define COUNT_MPF_T(sz)     TOPPERS_COUNT_SZ(sz, sizeof(MPF_T))
#define ROUND_MPF_T(sz)     TOPPERS_ROUND_SZ(sz, sizeof(MPF_T))

/*
 *  必要なメモリ領域のサイズ
 */
#define TSZ_MPF(blkcnt, blksz)      ((blkcnt) * ROUND_MPF_T(blksz))

/*
 *  その他の構成定数
 */
#define TMAX_MAXSEM     UINT_MAX    /* セマフォの最大資源数の最大値 */

#ifdef __cplusplus
}
#endif

#endif /* TOPPERS_KERNEL_H */

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