MicroBlaze ソフト プロセッサ コア
https://japan.xilinx.com/products/design-tools/microblaze.html
MicroBlaze プロセッサ リファレンス ガイド
https://www.xilinx.com/support/documentation/sw_manuals_j/xilinx2015_4/ug984-vivado-microblaze-ref.pdf
カスタム設計の MicroBlaze
http://bitcraft.web.fc2.com/embedded/microblaze/microblaze.html
toppers-jsp/config/microblaze/cpu_support.S
https://github.com/ryoon/toppers-jsp/blob/master/config/microblaze/cpu_support.S
/*
*
* TOPPERS/JSP Kernel
* Toyohashi Open Platform for Embedded Real-Time Systems/
* Just Standard Profile Kernel
*
* Copyright (C) 2000-2003 by Embedded and Real-Time Systems Laboratory
* Toyohashi Univ. of Technology, JAPAN
*
* 上記著作権者は，以下の (1)～(4) の条件か，Free Software Foundation
* によって公表されている GNU General Public License の Version 2 に記
* 述されている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．
*
* 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，その適用可能性も
* 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: cpu_support.S,v 1.15 2007/04/19 06:38:27 honda Exp $
*/
#define _MACRO_ONLY
/*
* アプリケーションと共通のインクルードファイル
*/
#include <kernel.h>
/*
* ターゲット依存情報の定義
*/
#include <t_config.h>
#include "jsp_kernel.h"
#include "offset.h"
#include <microblaze_asm.inc>
#include <microblaze.h>
/*
* INTCの設計について，
*
* 保存するレジスタ
* R3-R4 Return Valus (Volatile)
* R5-R10 Passing parameters (Volatile)
* R11-R12 Temporaries (Volatile)
* R14 Return address for interrupt
* R15 Return address for Sub-routine
* R16 Return address for Trap(Debugger)
* R17 Return address for Exeptions
* ?R18 Reserved for Assember
*/
#define STACK_TOP (STACKTOP - 0x4)
#define INTC_ISR (INTC_BASE + INTC_INT_STATUS_REG)
#define INTC_IPR (INTC_BASE + INTC_INT_PENDING_REG)
#define INTC_IER (INTC_BASE + INTC_INT_ENABLE_REG)
#define INTC_IAR (INTC_BASE + INTC_INT_ACK_REG)
#define INTC_SIE (INTC_BASE + INTC_SET_INT_ENABLE)
#define INTC_CIE (INTC_BASE + INTC_CLEAR_INT_ENABLE)
#define INTC_IVR (INTC_BASE + INTC_INT_VECTOR_REG)
#define INTC_MER (INTC_BASE + INTC_MASTER_ENABLE_REG)
/*
* 例外エントリ
* Not Support!
*/
.text
.globl exception_entry
.align 2
exception_entry:
nop
.text
.globl interrupt_entry
.align 2
interrupt_entry:
/*
* スタックポインタの切り替えが必要
*/
addik r1,r1,-64
swi r3, r1, 60
swi r4, r1, 56
swi r5, r1, 52
swi r6, r1, 48
swi r7, r1, 44
swi r8, r1, 40
swi r9, r1, 36
swi r10, r1, 32
swi r11, r1, 28
swi r12, r1, 24
swi r14, r1, 20
swi r15, r1, 16
swi r16, r1, 12
swi r17, r1, 8
swi r18, r1, 4
mfs r3, rmsr /* msrの保存 */
swi r3, r1, 0
lwi r5, r13, interrupt_count
bgti r5, nest_int /* ネスト回数が1以上ならスタックを切り替えない */
/*
* スタックポインタ切り替え
*/
la r4, r0, STACK_TOP /* タスク独立部のスタックの読み込み */
sw r1, r0, r4 /* タスクスタックの保存 */
Mov r1, r4 /* スタックポインタ切り替え */
nest_int:
/*
* 割込みネスト回数のインクリメント
*/
addi r5, r5, 1
swi r5, r13, interrupt_count
lwi r3, r0, INTC_IVR /* ベクタの読み込み */
add r3, r3, r3 /* ベクタを4倍 */
add r3, r3, r3
lwi r5, r3, int_handler_table /* ハンドラアドレスの読み込み */
lwi r6, r3, int_bit_table /* マスクビットの読み込み */
swi r6, r0, INTC_CIE /* 発生した割込みをマスク */
ori r4, r0, 0x02 | MSR_CACHE_SETTING /* r4 = 0x02 */
Push r6 /* マスクビットをスタックに */
mts rmsr,r4 /* 割込み許可(MSR(IE)をセット)*/
brald r15, r5 /* ハンドラ呼び出し */
nop
la r4, r0, MSR_CACHE_SETTING
mts rmsr,r4 /* 割込み禁止 */
// ori r4, r0, 0x03 /* r4 = 0x03 */
// swi r4, r0, INTC_MER /* INTC_MER = 0x0 INTCスタート */
Pop r6 /* マスクビットの取り出し */
// swi r6, r0, INTC_IAR /* ACK */
swi r6, r0, INTC_SIE /* 発生割込みの許可 */
/*
* 割込みネスト回数のデクリメント
*/
lwi r5, r13, interrupt_count
addi r5, r5, -1
swi r5, r13, interrupt_count
bgti r5, ret_to_task_int /* ネスト回数が1以上なら戻る */
lw r1, r0, r1 /* スタックポインタを戻す */
lwi r4, r13, reqflg /* reqflg のチェック */
beqi r4, ret_to_task_int /* FALSE なら タスクに戻る */
bri ret_int /* TRUE なら ret_int に */
ret_to_task_int:
lwi r3, r1, 0
mts rmsr,r3
lwi r18, r1, 4
lwi r17, r1, 8
lwi r16, r1, 12
lwi r15, r1, 16
lwi r14, r1, 20
lwi r12, r1, 24
lwi r11, r1, 28
lwi r10, r1, 32
lwi r9, r1, 36
lwi r8, r1, 40
lwi r7, r1, 44
lwi r6, r1, 48
lwi r5, r1, 52
lwi r4, r1, 56
lwi r3, r1, 60
rtid r14,0
addik r1,r1,64
/*
* 未登録の割込みが発生すると呼び出される
* Not Yet!
*/
.globl no_reg_interrupt
.align 2
no_reg_interrupt:
nop
/*
* タスクディスパッチャ
*
* dispatch は，interrupt_count = 0
* MSRの IE=0 の割込み禁止状態で呼び出さなければならない．
* exit_and_dispatch も同様に，interrupt_count = 0 割込み禁止状態で
* 呼び出すのが原則であるが，カーネル起動時に対応するため，
* interrupt_count = 1 で呼び出した場合にも対応している．
*
*/
.globl dispatch
.align 2
dispatch:
addi r1, r1, -64 /* スクラッチレジスタ以外を保存する */
swi r15, r1, 60
mfs r3, rmsr /* msrの保存(キャッシュの設定の保存) */
swi r3, r1, 56
swi r18, r1, 52 /* 必要か? */
swi r19, r1, 48
swi r20, r1, 44
swi r21, r1, 40
swi r22, r1, 36
swi r23, r1, 32
swi r24, r1, 28
swi r25, r1, 24
swi r26, r1, 20
swi r27, r1, 16
swi r28, r1, 12
swi r29, r1, 8
swi r30, r1, 4
swi r31, r1, 0
lwi r4 , r13, runtsk /* r4 <- runtsk */
swi r1 , r4, TCB_sp /* タスクスタックをTCBに保存 */
la r5 , r0, dispatch_r /* 実行再開番地を保存 */
swi r5 , r4, TCB_pc /* 実行再開番地をTCBに保存 */
bri dispatcher
dispatch_r:
lwi r31, r1, 0 /* レジスタを復帰 */
lwi r30, r1, 4
lwi r29, r1, 8
lwi r28, r1, 12
lwi r27, r1, 16
lwi r26, r1, 20
lwi r25, r1, 24
lwi r24, r1, 28
lwi r23, r1, 32
lwi r22, r1, 36
lwi r21, r1, 40
lwi r20, r1, 44
lwi r19, r1, 48
lwi r18, r1, 52
lwi r3, r1, 56 /* MSRを戻す(キャッシュの設定を戻す) */
mts rmsr,r3
addi r1, r1, 60 /* スタックポインタを戻す */
/*
* タスク例外処理ルーチンの起動
* dispatch_r は dispatcher から呼び出されるため，
* tcb のアドレスは r4 に入っている
* Not Yet!
*/
lwi r5, r4, TCB_enatex /* r5 <- enatex */
andi r6, r5, TCB_enatex_mask
beqi r6, dispatch_r_1 /* enatex が FALSE ならリターン */
lwi r7, r4, TCB_texptn /* r5 <- texptn */
beqi r7, dispatch_r_1 /* texptn が 0 でなければ */
brlid r15 call_texrtn /* タスク例外ルーチンの呼び出し */
nop
dispatch_r_1:
Pop r15
rtsd r15,8
nop
.globl exit_and_dispatch
exit_and_dispatch:
/* interrupt_count をクリア */
swi r0, r13, interrupt_count
dispatcher:
/*
* ここは割込み禁止で来ること
*/
lwi r4, r13, schedtsk /* r4 <- schedtsk */
swi r4, r13, runtsk /* schedtsk を runtsk に */
beqi r4, dispatcher_1 /* schedtsk があるか */
lwi r1, r4, TCB_sp /* TCBからタスクスタックを復帰 */
lwi r5, r4, TCB_pc /* TCBから実行再開番地を復帰 */
bra r5
dispatcher_1:
/*
* ここで割込みモードに切り替えるのは，ここで発生する割込み処理
* 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．
*/
la r1, r0, STACKTOP /* 割込みスタックに変更 */
la r6, r0, 1 /* interrupt_count を1に */
swi r6, r13, interrupt_count
la r5, r0, 0x02 | MSR_CACHE_SETTING /* IE = '1' */
la r4, r0, MSR_CACHE_SETTING /* IE = '0' */
dispatcher_2:
mts rmsr, r5 /* 割込み許可(MSR(IE)をセット) */
nop
nop
mts rmsr, r4 /* 割込み禁止(MSR(IE)をクリア) */
lwi r6, r13, reqflg /* r6 <- reqflg */
beqi r6, dispatcher_2 /* reqflg が FALSE なら */
swi r0, r13, interrupt_count /* interrupt_count をクリア */
swi r0, r13, reqflg /* reqflg を FALSE に */
bri dispatcher
/*
* 割込みハンドラ/CPU例外ハンドラ出口処理
*
* 戻り先がタスクで reqflg がセットされている場合のみここにくる．
* interrupt_count = 0，割込み禁止状態，スクラッチレジスタを保存した
* 状態で呼び出すこと．
*/
.align 2
.globl ret_int
.globl ret_exc
ret_exc:
ret_int:
swi r0, r13, reqflg /* reqflg を FALSE に */
lwi r4, r13, runtsk /* r4 <- runtsk */
lwi r6, r13, enadsp /* r6 <- enadsp */
beqi r6, ret_int_1 /* enadsp が FALSE なら ret_int_1 へ */
lwi r5, r13, schedtsk /* r5 <- schedtsk */
sub r6, r5, r4 /* runtsk と schedtsk が同じなら */
beqi r6, ret_int_1 /* ret_int_1 へ */
addi r1, r1, -52 /* 残りのレジスタを保存する */
swi r19, r1, 48
swi r20, r1, 44
swi r21, r1, 40
swi r22, r1, 36
swi r23, r1, 32
swi r24, r1, 28
swi r25, r1, 24
swi r26, r1, 20
swi r27, r1, 16
swi r28, r1, 12
swi r29, r1, 8
swi r30, r1, 4
swi r31, r1, 0
swi r1 , r4, TCB_sp /* タスクスタックをTCBに保存 */
la r6 , r0, ret_int_r /* 実行再開番地を保存 */
swi r6 , r4, TCB_pc /* 実行再開番地をTCBに保存 */
bri dispatcher
ret_int_r:
lwi r31, r1, 0 /* レジスタを復帰 */
lwi r30, r1, 4
lwi r29, r1, 8
lwi r28, r1, 12
lwi r27, r1, 16
lwi r26, r1, 20
lwi r25, r1, 24
lwi r24, r1, 28
lwi r23, r1, 32
lwi r22, r1, 36
lwi r21, r1, 40
lwi r20, r1, 44
lwi r19, r1, 48
addi r1, r1, 52
lwi r3, r1, 0 /* MSR を戻す（キャッシュの設定を戻す）*/
mts rmsr, r3
ret_int_1:
/*
* タスク例外ルーチンの起動
* ret_int_r は dispatcher から呼び出されるため，
* tcb のアドレスは r4 に入っている
*/
lwi r5, r4, TCB_enatex /* r5 <- enatex */
andi r6, r5, TCB_enatex_mask
beqi r6, ret_int_2 /* enatex が FALSE ならリターン */
lwi r7, r4, TCB_texptn /* r5 <- texptn */
beqi r7, ret_int_2 /* texptn が 0 でなければ */
brlid r15 call_texrtn /* タスク例外ルーチンの呼び出し */
nop
ret_int_2:
lwi r3, r1, 0 /* MSR を戻す（割込みIE=0で割込み禁止になる）*/
mts rmsr,r3
lwi r18, r1, 4
lwi r17, r1, 8
lwi r16, r1, 12
lwi r15, r1, 16
lwi r14, r1, 20
lwi r12, r1, 24
lwi r11, r1, 28
lwi r10, r1, 32
lwi r9, r1, 36
lwi r8, r1, 40
lwi r7, r1, 44
lwi r6, r1, 48
lwi r5, r1, 52
lwi r4, r1, 56
lwi r3, r1, 60
rtid r14,0
addik r1,r1,64
/*
* タスク起動処理
*
* スタックの取り方
* Microblaze Processor Reference Guide 52～53より
* 関数呼出しのさい引数は，r5～r10 に格納する．
* それと同時に呼出し元はスタックフレームに引数の格納場所を確保する必要
* がある．さらにその上にはリンクレジスタ(R15)の分の領域が必要となる．
* 呼出し先は更に他の関数を呼び出す場合等に r5～r10 をこの領域に保存す
* る．
* Low Address
* --------------------
* new_sp -> | Link Register(R15) |
* --------------------
* | Arg1用の領域 |
* --------------------
* | Arg2用の領域 |
* --------------------
* | .... |
* --------------------
* High Address
*/
.text
.globl activate_r
.align 2
activate_r:
ori r4, r0, 0x02 | MSR_CACHE_SETTING /* msrの初期値 */
mts rmsr,r4 /* 割込み許可(MSR(IE)をセット) */
lw r11, r1, r0 /* タスクの実行番地 */
lwi r5, r1, 4 /* 引数（exinf） */
la r15, r0, ext_tsk -8 /* タスクからの戻り先 */
bra r11 /* タスクの実行開始 */
/*
* 微少時間待ち
*/
.globl _sil_dly_nse
_sil_dly_nse:
addi r5, r5, -SIL_DLY_TIM1
bgti r5, _sil_dly_nse_1
rtsd r15, 8
nop
_sil_dly_nse_1:
addi r5, r5, -SIL_DLY_TIM2
bgti r5, _sil_dly_nse_1
rtsd r15, 8
nop