]> git.sur5r.net Git - freertos/blob - FreeRTOS/Source/portable/GCC/MicroBlazeV9/port.c
Update version number in preparation for maintenance release.
[freertos] / FreeRTOS / Source / portable / GCC / MicroBlazeV9 / port.c
1 /*\r
2     FreeRTOS V9.0.1 - Copyright (C) 2017 Real Time Engineers Ltd.\r
3     All rights reserved\r
4 \r
5     VISIT http://www.FreeRTOS.org TO ENSURE YOU ARE USING THE LATEST VERSION.\r
6 \r
7     This file is part of the FreeRTOS distribution.\r
8 \r
9     FreeRTOS is free software; you can redistribute it and/or modify it under\r
10     the terms of the GNU General Public License (version 2) as published by the\r
11     Free Software Foundation >>>> AND MODIFIED BY <<<< the FreeRTOS exception.\r
12 \r
13     ***************************************************************************\r
14     >>!   NOTE: The modification to the GPL is included to allow you to     !<<\r
15     >>!   distribute a combined work that includes FreeRTOS without being   !<<\r
16     >>!   obliged to provide the source code for proprietary components     !<<\r
17     >>!   outside of the FreeRTOS kernel.                                   !<<\r
18     ***************************************************************************\r
19 \r
20     FreeRTOS is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY\r
21     WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or FITNESS\r
22     FOR A PARTICULAR PURPOSE.  Full license text is available on the following\r
23     link: http://www.freertos.org/a00114.html\r
24 \r
25     ***************************************************************************\r
26      *                                                                       *\r
27      *    FreeRTOS provides completely free yet professionally developed,    *\r
28      *    robust, strictly quality controlled, supported, and cross          *\r
29      *    platform software that is more than just the market leader, it     *\r
30      *    is the industry's de facto standard.                               *\r
31      *                                                                       *\r
32      *    Help yourself get started quickly while simultaneously helping     *\r
33      *    to support the FreeRTOS project by purchasing a FreeRTOS           *\r
34      *    tutorial book, reference manual, or both:                          *\r
35      *    http://www.FreeRTOS.org/Documentation                              *\r
36      *                                                                       *\r
37     ***************************************************************************\r
38 \r
39     http://www.FreeRTOS.org/FAQHelp.html - Having a problem?  Start by reading\r
40     the FAQ page "My application does not run, what could be wrong?".  Have you\r
41     defined configASSERT()?\r
42 \r
43     http://www.FreeRTOS.org/support - In return for receiving this top quality\r
44     embedded software for free we request you assist our global community by\r
45     participating in the support forum.\r
46 \r
47     http://www.FreeRTOS.org/training - Investing in training allows your team to\r
48     be as productive as possible as early as possible.  Now you can receive\r
49     FreeRTOS training directly from Richard Barry, CEO of Real Time Engineers\r
50     Ltd, and the world's leading authority on the world's leading RTOS.\r
51 \r
52     http://www.FreeRTOS.org/plus - A selection of FreeRTOS ecosystem products,\r
53     including FreeRTOS+Trace - an indispensable productivity tool, a DOS\r
54     compatible FAT file system, and our tiny thread aware UDP/IP stack.\r
55 \r
56     http://www.FreeRTOS.org/labs - Where new FreeRTOS products go to incubate.\r
57     Come and try FreeRTOS+TCP, our new open source TCP/IP stack for FreeRTOS.\r
58 \r
59     http://www.OpenRTOS.com - Real Time Engineers ltd. license FreeRTOS to High\r
60     Integrity Systems ltd. to sell under the OpenRTOS brand.  Low cost OpenRTOS\r
61     licenses offer ticketed support, indemnification and commercial middleware.\r
62 \r
63     http://www.SafeRTOS.com - High Integrity Systems also provide a safety\r
64     engineered and independently SIL3 certified version for use in safety and\r
65     mission critical applications that require provable dependability.\r
66 \r
67     1 tab == 4 spaces!\r
68 */\r
69 \r
70 /*-----------------------------------------------------------\r
71  * Implementation of functions defined in portable.h for the MicroBlaze port.\r
72  *----------------------------------------------------------*/\r
73 \r
74 \r
75 /* Scheduler includes. */\r
76 #include "FreeRTOS.h"\r
77 #include "task.h"\r
78 \r
79 /* Standard includes. */\r
80 #include <string.h>\r
81 \r
82 /* Hardware includes. */\r
83 #include <xintc_i.h>\r
84 #include <xil_exception.h>\r
85 #include <microblaze_exceptions_g.h>\r
86 \r
87 /* Tasks are started with a critical section nesting of 0 - however, prior to\r
88 the scheduler being commenced interrupts should not be enabled, so the critical\r
89 nesting variable is initialised to a non-zero value. */\r
90 #define portINITIAL_NESTING_VALUE       ( 0xff )\r
91 \r
92 /* The bit within the MSR register that enabled/disables interrupts and \r
93 exceptions respectively. */\r
94 #define portMSR_IE                                      ( 0x02U )\r
95 #define portMSR_EE                                      ( 0x100U )\r
96 \r
97 /* If the floating point unit is included in the MicroBlaze build, then the\r
98 FSR register is saved as part of the task context.  portINITIAL_FSR is the value\r
99 given to the FSR register when the initial context is set up for a task being\r
100 created. */\r
101 #define portINITIAL_FSR                         ( 0U )\r
102 \r
103 /*-----------------------------------------------------------*/\r
104 \r
105 /*\r
106  * Initialise the interrupt controller instance.\r
107  */\r
108 static int32_t prvInitialiseInterruptController( void );\r
109 \r
110 /* Ensure the interrupt controller instance variable is initialised before it is\r
111  * used, and that the initialisation only happens once.\r
112  */\r
113 static int32_t prvEnsureInterruptControllerIsInitialised( void );\r
114 \r
115 /*-----------------------------------------------------------*/\r
116 \r
117 /* Counts the nesting depth of calls to portENTER_CRITICAL().  Each task\r
118 maintains its own count, so this variable is saved as part of the task\r
119 context. */\r
120 volatile UBaseType_t uxCriticalNesting = portINITIAL_NESTING_VALUE;\r
121 \r
122 /* This port uses a separate stack for interrupts.  This prevents the stack of\r
123 every task needing to be large enough to hold an entire interrupt stack on top\r
124 of the task stack. */\r
125 uint32_t *pulISRStack;\r
126 \r
127 /* If an interrupt requests a context switch, then ulTaskSwitchRequested will\r
128 get set to 1.  ulTaskSwitchRequested is inspected just before the main interrupt\r
129 handler exits.  If, at that time, ulTaskSwitchRequested is set to 1, the kernel\r
130 will call vTaskSwitchContext() to ensure the task that runs immediately after\r
131 the interrupt exists is the highest priority task that is able to run.  This is\r
132 an unusual mechanism, but is used for this port because a single interrupt can\r
133 cause the servicing of multiple peripherals - and it is inefficient to call\r
134 vTaskSwitchContext() multiple times as each peripheral is serviced. */\r
135 volatile uint32_t ulTaskSwitchRequested = 0UL;\r
136 \r
137 /* The instance of the interrupt controller used by this port.  This is required\r
138 by the Xilinx library API functions. */\r
139 static XIntc xInterruptControllerInstance;\r
140 \r
141 /*-----------------------------------------------------------*/\r
142 \r
143 /*\r
144  * Initialise the stack of a task to look exactly as if a call to\r
145  * portSAVE_CONTEXT had been made.\r
146  *\r
147  * See the portable.h header file.\r
148  */\r
149 StackType_t *pxPortInitialiseStack( StackType_t *pxTopOfStack, TaskFunction_t pxCode, void *pvParameters )\r
150 {\r
151 extern void *_SDA2_BASE_, *_SDA_BASE_;\r
152 const uint32_t ulR2 = ( uint32_t ) &_SDA2_BASE_;\r
153 const uint32_t ulR13 = ( uint32_t ) &_SDA_BASE_;\r
154 extern void _start1( void );\r
155 \r
156         /* Place a few bytes of known values on the bottom of the stack.\r
157         This is essential for the Microblaze port and these lines must\r
158         not be omitted. */\r
159         *pxTopOfStack = ( StackType_t ) 0x00000000;\r
160         pxTopOfStack--;\r
161         *pxTopOfStack = ( StackType_t ) 0x00000000;\r
162         pxTopOfStack--;\r
163         *pxTopOfStack = ( StackType_t ) 0x00000000;\r
164         pxTopOfStack--;\r
165 \r
166         #if( XPAR_MICROBLAZE_USE_FPU != 0 )\r
167                 /* The FSR value placed in the initial task context is just 0. */\r
168                 *pxTopOfStack = portINITIAL_FSR;\r
169                 pxTopOfStack--;\r
170         #endif\r
171 \r
172         /* The MSR value placed in the initial task context should have interrupts\r
173         disabled.  Each task will enable interrupts automatically when it enters\r
174         the running state for the first time. */\r
175         *pxTopOfStack = mfmsr() & ~portMSR_IE;\r
176         \r
177         #if( MICROBLAZE_EXCEPTIONS_ENABLED == 1 )\r
178         {\r
179                 /* Ensure exceptions are enabled for the task. */\r
180                 *pxTopOfStack |= portMSR_EE;\r
181         }\r
182         #endif\r
183 \r
184         pxTopOfStack--;\r
185 \r
186         /* First stack an initial value for the critical section nesting.  This\r
187         is initialised to zero. */\r
188         *pxTopOfStack = ( StackType_t ) 0x00;\r
189 \r
190         /* R0 is always zero. */\r
191         /* R1 is the SP. */\r
192 \r
193         /* Place an initial value for all the general purpose registers. */\r
194         pxTopOfStack--;\r
195         *pxTopOfStack = ( StackType_t ) ulR2;   /* R2 - read only small data area. */\r
196         pxTopOfStack--;\r
197         *pxTopOfStack = ( StackType_t ) 0x03;   /* R3 - return values and temporaries. */\r
198         pxTopOfStack--;\r
199         *pxTopOfStack = ( StackType_t ) 0x04;   /* R4 - return values and temporaries. */\r
200         pxTopOfStack--;\r
201         *pxTopOfStack = ( StackType_t ) pvParameters;/* R5 contains the function call parameters. */\r
202 \r
203         #ifdef portPRE_LOAD_STACK_FOR_DEBUGGING\r
204                 pxTopOfStack--;\r
205                 *pxTopOfStack = ( StackType_t ) 0x06;   /* R6 - other parameters and temporaries. */\r
206                 pxTopOfStack--;\r
207                 *pxTopOfStack = ( StackType_t ) 0x07;   /* R7 - other parameters and temporaries. */\r
208                 pxTopOfStack--;\r
209                 *pxTopOfStack = ( StackType_t ) NULL;   /* R8 - other parameters and temporaries. */\r
210                 pxTopOfStack--;\r
211                 *pxTopOfStack = ( StackType_t ) 0x09;   /* R9 - other parameters and temporaries. */\r
212                 pxTopOfStack--;\r
213                 *pxTopOfStack = ( StackType_t ) 0x0a;   /* R10 - other parameters and temporaries. */\r
214                 pxTopOfStack--;\r
215                 *pxTopOfStack = ( StackType_t ) 0x0b;   /* R11 - temporaries. */\r
216                 pxTopOfStack--;\r
217                 *pxTopOfStack = ( StackType_t ) 0x0c;   /* R12 - temporaries. */\r
218                 pxTopOfStack--;\r
219         #else\r
220                 pxTopOfStack-= 8;\r
221         #endif\r
222 \r
223         *pxTopOfStack = ( StackType_t ) ulR13;  /* R13 - read/write small data area. */\r
224         pxTopOfStack--;\r
225         *pxTopOfStack = ( StackType_t ) pxCode; /* R14 - return address for interrupt. */\r
226         pxTopOfStack--;\r
227         *pxTopOfStack = ( StackType_t ) _start1;        /* R15 - return address for subroutine. */\r
228 \r
229         #ifdef portPRE_LOAD_STACK_FOR_DEBUGGING\r
230                 pxTopOfStack--;\r
231                 *pxTopOfStack = ( StackType_t ) 0x10;   /* R16 - return address for trap (debugger). */\r
232                 pxTopOfStack--;\r
233                 *pxTopOfStack = ( StackType_t ) 0x11;   /* R17 - return address for exceptions, if configured. */\r
234                 pxTopOfStack--;\r
235                 *pxTopOfStack = ( StackType_t ) 0x12;   /* R18 - reserved for assembler and compiler temporaries. */\r
236                 pxTopOfStack--;\r
237         #else\r
238                 pxTopOfStack -= 4;\r
239         #endif\r
240 \r
241         *pxTopOfStack = ( StackType_t ) 0x00;   /* R19 - must be saved across function calls. Callee-save.  Seems to be interpreted as the frame pointer. */\r
242 \r
243         #ifdef portPRE_LOAD_STACK_FOR_DEBUGGING\r
244                 pxTopOfStack--;\r
245                 *pxTopOfStack = ( StackType_t ) 0x14;   /* R20 - reserved for storing a pointer to the Global Offset Table (GOT) in Position Independent Code (PIC). Non-volatile in non-PIC code. Must be saved across function calls. Callee-save.  Not used by FreeRTOS. */\r
246                 pxTopOfStack--;\r
247                 *pxTopOfStack = ( StackType_t ) 0x15;   /* R21 - must be saved across function calls. Callee-save. */\r
248                 pxTopOfStack--;\r
249                 *pxTopOfStack = ( StackType_t ) 0x16;   /* R22 - must be saved across function calls. Callee-save. */\r
250                 pxTopOfStack--;\r
251                 *pxTopOfStack = ( StackType_t ) 0x17;   /* R23 - must be saved across function calls. Callee-save. */\r
252                 pxTopOfStack--;\r
253                 *pxTopOfStack = ( StackType_t ) 0x18;   /* R24 - must be saved across function calls. Callee-save. */\r
254                 pxTopOfStack--;\r
255                 *pxTopOfStack = ( StackType_t ) 0x19;   /* R25 - must be saved across function calls. Callee-save. */\r
256                 pxTopOfStack--;\r
257                 *pxTopOfStack = ( StackType_t ) 0x1a;   /* R26 - must be saved across function calls. Callee-save. */\r
258                 pxTopOfStack--;\r
259                 *pxTopOfStack = ( StackType_t ) 0x1b;   /* R27 - must be saved across function calls. Callee-save. */\r
260                 pxTopOfStack--;\r
261                 *pxTopOfStack = ( StackType_t ) 0x1c;   /* R28 - must be saved across function calls. Callee-save. */\r
262                 pxTopOfStack--;\r
263                 *pxTopOfStack = ( StackType_t ) 0x1d;   /* R29 - must be saved across function calls. Callee-save. */\r
264                 pxTopOfStack--;\r
265                 *pxTopOfStack = ( StackType_t ) 0x1e;   /* R30 - must be saved across function calls. Callee-save. */\r
266                 pxTopOfStack--;\r
267                 *pxTopOfStack = ( StackType_t ) 0x1f;   /* R31 - must be saved across function calls. Callee-save. */\r
268                 pxTopOfStack--;\r
269         #else\r
270                 pxTopOfStack -= 13;\r
271         #endif\r
272 \r
273         /* Return a pointer to the top of the stack that has been generated so this\r
274         can     be stored in the task control block for the task. */\r
275         return pxTopOfStack;\r
276 }\r
277 /*-----------------------------------------------------------*/\r
278 \r
279 BaseType_t xPortStartScheduler( void )\r
280 {\r
281 extern void ( vPortStartFirstTask )( void );\r
282 extern uint32_t _stack[];\r
283 \r
284         /* Setup the hardware to generate the tick.  Interrupts are disabled when\r
285         this function is called.\r
286 \r
287         This port uses an application defined callback function to install the tick\r
288         interrupt handler because the kernel will run on lots of different\r
289         MicroBlaze and FPGA configurations - not all of which will have the same\r
290         timer peripherals defined or available.  An example definition of\r
291         vApplicationSetupTimerInterrupt() is provided in the official demo\r
292         application that accompanies this port. */\r
293         vApplicationSetupTimerInterrupt();\r
294 \r
295         /* Reuse the stack from main() as the stack for the interrupts/exceptions. */\r
296         pulISRStack = ( uint32_t * ) _stack;\r
297 \r
298         /* Ensure there is enough space for the functions called from the interrupt\r
299         service routines to write back into the stack frame of the caller. */\r
300         pulISRStack -= 2;\r
301 \r
302         /* Restore the context of the first task that is going to run.  From here\r
303         on, the created tasks will be executing. */\r
304         vPortStartFirstTask();\r
305 \r
306         /* Should not get here as the tasks are now running! */\r
307         return pdFALSE;\r
308 }\r
309 /*-----------------------------------------------------------*/\r
310 \r
311 void vPortEndScheduler( void )\r
312 {\r
313         /* Not implemented in ports where there is nothing to return to.\r
314         Artificially force an assert. */\r
315         configASSERT( uxCriticalNesting == 1000UL );\r
316 }\r
317 /*-----------------------------------------------------------*/\r
318 \r
319 /*\r
320  * Manual context switch called by portYIELD or taskYIELD.\r
321  */\r
322 void vPortYield( void )\r
323 {\r
324 extern void VPortYieldASM( void );\r
325 \r
326         /* Perform the context switch in a critical section to assure it is\r
327         not interrupted by the tick ISR.  It is not a problem to do this as\r
328         each task maintains its own interrupt status. */\r
329         portENTER_CRITICAL();\r
330         {\r
331                 /* Jump directly to the yield function to ensure there is no\r
332                 compiler generated prologue code. */\r
333                 asm volatile (  "bralid r14, VPortYieldASM              \n\t" \\r
334                                                 "or r0, r0, r0                                  \n\t" );\r
335         }\r
336         portEXIT_CRITICAL();\r
337 }\r
338 /*-----------------------------------------------------------*/\r
339 \r
340 void vPortEnableInterrupt( uint8_t ucInterruptID )\r
341 {\r
342 int32_t lReturn;\r
343 \r
344         /* An API function is provided to enable an interrupt in the interrupt\r
345         controller because the interrupt controller instance variable is private\r
346         to this file. */\r
347         lReturn = prvEnsureInterruptControllerIsInitialised();\r
348         if( lReturn == pdPASS )\r
349         {\r
350                 XIntc_Enable( &xInterruptControllerInstance, ucInterruptID );\r
351         }\r
352 \r
353         configASSERT( lReturn );\r
354 }\r
355 /*-----------------------------------------------------------*/\r
356 \r
357 void vPortDisableInterrupt( uint8_t ucInterruptID )\r
358 {\r
359 int32_t lReturn;\r
360 \r
361         /* An API function is provided to disable an interrupt in the interrupt\r
362         controller because the interrupt controller instance variable is private\r
363         to this file. */\r
364         lReturn = prvEnsureInterruptControllerIsInitialised();\r
365 \r
366         if( lReturn == pdPASS )\r
367         {\r
368                 XIntc_Disable( &xInterruptControllerInstance, ucInterruptID );\r
369         }\r
370 \r
371         configASSERT( lReturn );\r
372 }\r
373 /*-----------------------------------------------------------*/\r
374 \r
375 BaseType_t xPortInstallInterruptHandler( uint8_t ucInterruptID, XInterruptHandler pxHandler, void *pvCallBackRef )\r
376 {\r
377 int32_t lReturn;\r
378 \r
379         /* An API function is provided to install an interrupt handler because the\r
380         interrupt controller instance variable is private to this file. */\r
381 \r
382         lReturn = prvEnsureInterruptControllerIsInitialised();\r
383 \r
384         if( lReturn == pdPASS )\r
385         {\r
386                 lReturn = XIntc_Connect( &xInterruptControllerInstance, ucInterruptID, pxHandler, pvCallBackRef );\r
387         }\r
388 \r
389         if( lReturn == XST_SUCCESS )\r
390         {\r
391                 lReturn = pdPASS;\r
392         }\r
393 \r
394         configASSERT( lReturn == pdPASS );\r
395 \r
396         return lReturn;\r
397 }\r
398 /*-----------------------------------------------------------*/\r
399 \r
400 static int32_t prvEnsureInterruptControllerIsInitialised( void )\r
401 {\r
402 static int32_t lInterruptControllerInitialised = pdFALSE;\r
403 int32_t lReturn;\r
404 \r
405         /* Ensure the interrupt controller instance variable is initialised before\r
406         it is used, and that the initialisation only happens once. */\r
407         if( lInterruptControllerInitialised != pdTRUE )\r
408         {\r
409                 lReturn = prvInitialiseInterruptController();\r
410 \r
411                 if( lReturn == pdPASS )\r
412                 {\r
413                         lInterruptControllerInitialised = pdTRUE;\r
414                 }\r
415         }\r
416         else\r
417         {\r
418                 lReturn = pdPASS;\r
419         }\r
420 \r
421         return lReturn;\r
422 }\r
423 /*-----------------------------------------------------------*/\r
424 \r
425 /*\r
426  * Handler for the timer interrupt.  This is the handler that the application\r
427  * defined callback function vApplicationSetupTimerInterrupt() should install.\r
428  */\r
429 void vPortTickISR( void *pvUnused )\r
430 {\r
431 extern void vApplicationClearTimerInterrupt( void );\r
432 \r
433         /* Ensure the unused parameter does not generate a compiler warning. */\r
434         ( void ) pvUnused;\r
435 \r
436         /* This port uses an application defined callback function to clear the tick\r
437         interrupt because the kernel will run on lots of different MicroBlaze and\r
438         FPGA configurations - not all of which will have the same timer peripherals\r
439         defined or available.  An example definition of\r
440         vApplicationClearTimerInterrupt() is provided in the official demo\r
441         application that accompanies this port. */\r
442         vApplicationClearTimerInterrupt();\r
443 \r
444         /* Increment the RTOS tick - this might cause a task to unblock. */\r
445         if( xTaskIncrementTick() != pdFALSE )\r
446         {\r
447                 /* Force vTaskSwitchContext() to be called as the interrupt exits. */\r
448                 ulTaskSwitchRequested = 1;\r
449         }\r
450 }\r
451 /*-----------------------------------------------------------*/\r
452 \r
453 static int32_t prvInitialiseInterruptController( void )\r
454 {\r
455 int32_t lStatus;\r
456 \r
457         lStatus = XIntc_Initialize( &xInterruptControllerInstance, configINTERRUPT_CONTROLLER_TO_USE );\r
458 \r
459         if( lStatus == XST_SUCCESS )\r
460         {\r
461                 /* Initialise the exception table. */\r
462                 Xil_ExceptionInit();\r
463 \r
464             /* Service all pending interrupts each time the handler is entered. */\r
465             XIntc_SetIntrSvcOption( xInterruptControllerInstance.BaseAddress, XIN_SVC_ALL_ISRS_OPTION );\r
466 \r
467             /* Install exception handlers if the MicroBlaze is configured to handle\r
468             exceptions, and the application defined constant\r
469             configINSTALL_EXCEPTION_HANDLERS is set to 1. */\r
470                 #if ( MICROBLAZE_EXCEPTIONS_ENABLED == 1 ) && ( configINSTALL_EXCEPTION_HANDLERS == 1 )\r
471             {\r
472                 vPortExceptionsInstallHandlers();\r
473             }\r
474                 #endif /* MICROBLAZE_EXCEPTIONS_ENABLED */\r
475 \r
476                 /* Start the interrupt controller.  Interrupts are enabled when the\r
477                 scheduler starts. */\r
478                 lStatus = XIntc_Start( &xInterruptControllerInstance, XIN_REAL_MODE );\r
479 \r
480                 if( lStatus == XST_SUCCESS )\r
481                 {\r
482                         lStatus = pdPASS;\r
483                 }\r
484                 else\r
485                 {\r
486                         lStatus = pdFAIL;\r
487                 }\r
488         }\r
489 \r
490         configASSERT( lStatus == pdPASS );\r
491 \r
492         return lStatus;\r
493 }\r
494 /*-----------------------------------------------------------*/\r
495 \r
496 \r