「名古屋のIoTは名古屋のOSで」ARM AArch64 プロセッサ向け TOPPERS/SSP カーネル
http://dev.toppers.jp/trac_user/contrib/wiki/ssp_aarch64
動作させてみた。
第一段階 docker または Ubuntu xenialの用意
Ubuntu xenialのdockerを利用している。
Ubuntu xenialでも動作する。
Windows
Macintosh
Dockerどっかー使い方おかしかったんでしょうか。TOPPERS/SSP on RaspberryPi with Macintosh編：９つの関門
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/cbf40186ae4da48ec4c7
Linux
第二段階 git
$ git clone https://github.com/nmiri-nagoya-nsaito/docker-toppers.git
gitの導入
Macintosh: brew install git
Debian/Ubuntu: apt-get install git
第三段階 docker-compose build --no-cache
$ cd docker-toppers
$ docker-compose build --no-cache
$ ./start_shell.sh
start_shell.sh
#!/usr/bin/env bash
set -eu
SERVICE=cli
if [ "x$(docker-compose ps -q ${SERVICE})" = "x" ]; then
docker-compose build ${SERVICE}
fi
docker-compose up -d ${SERVICE}
docker exec -i -t `docker-compose ps -q ${SERVICE}` bash --login
exit 0
setup_user.sh
#!/usr/bin/env bash
set -eu
echo export LANG=ja_JP.UTF-8 >> ${HOME}/.profile
echo export LANGUAGE=ja_JP:ja >> ${HOME}/.profile
echo LV="-Au8" >> ${HOME}/.profile
cat << EOS >> ${HOME}/.vimrc
:set fenc=utf-8
:set fencs=iso-2022-jp,euc-jp,cp932,utf-8
:set enc=utf-8
EOS
exit 0
第四段階 workdir共有
$ cd workdir
$ svn co http://dev.toppers.jp/svn_user/contrib/ssp_aarch64/trunk ssp_aarch64
第五段階 コンパイル
$ ssp_aarch64/build_ssp.sh
第六段階 実行
$ cd ssp/build
$ qemu-system-aarch64 -M virt -cpu cortex-a53 -nographic -kernel sup
第七段階 キーボードから命令
キーボードから何も入力しなければ、Sample program starts.と表示しているだけで画面は動きません。
キーボードからa, b, c, d, eなどと打つと次のように出力します。
prc_support.S
Sample program starts.
Unknown command.
Unknown command.
Unknown command.
#act_tsk(1)
task1 is running (001). |
task1 is running (002). |
task1 is running (003). |
task1 is running (004). |
task1 is running (005). |
task1 is running (006). |
task1 is running (007). |
task1 is running (008). |
task1 is running (009). |
task1 is running (010). |
task1 is running (011). |
#sta_alm(1, 5000)
task1 is running (012). |
task1 is running (013). |
task1 is running (014). |
task1 is running (015). |
task1 is running (016). |
task1 is running (017). |
task1 is running (018). |
task1 is running (019). |
sta_cyc(1)
task1 is running (020). |
task1 is running (021). |
task1 is running (022). |
task1 is running (023). |
task1 is running (024). |
Cyclic handler is raised.
task1 is running (025). |
#1#snd_dtq(dtqid=1 , value=1)
Alarm handler is raised.
task1 is running (026). |
task1 is running (027). |
task1 is running (028). |
task1 is running (029). |
#1#terminate task
task2 is running (001). +
Cyclic handler is raised.
Unknown command.
task2 is running (002). +
Unknown command.
task2 is running (003). +
task2 is running (004). +
task2 is running (005). +
task2 is running (006). +
Cyclic handler is raised.
task2 is running (007). +
第八段階 終了
Ctrl-a を押し x を押す．
dockerを抜ける場合は exit
算譜(code)
/*
* TOPPERS/SSP Kernel
* Smallest Set Profile Kernel
*
* Copyright (C) 2008 by Embedded and Real-Time Systems Laboratory
* Graduate School of Information Science, Nagoya Univ., JAPAN
* Copyright (C) 2018 by Naoki Saito
* Nagoya Municipal Industrial Research Institute, 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．
*
*/
/*
* プロセッサ依存モジュール アセンブリ言語部（ARM64用）
*/
#define TOPPERS_MACRO_ONLY
#define UINT_C(val) (val) /* uint_t型の定数を作るマクロ */
#define ULONG_C(val) (val) /* ulong_t型の定数を作るマクロ */
#define CAST(type, val) (val) /* 型キャストを行うマクロ */
#include "kernel_impl.h"
/*
* ディスパッチャの動作開始
*/
.text
.align 2
.globl start_dispatch
.type start_dispatch, function
start_dispatch:
/*
* 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
* （割込みロック状態と同等）で呼び出される．
*
* ここでは dispatcher を呼び出す前の初期設定を行う．
* (1) システム状態の初期化．以下の状態へ移行する．
* ・全割込みロック解除状態(カーネル管理外の割込み許可)
* ・CPUロック状態(カーネル管理の割込み禁止)
* ・割込み優先度マスク全解除状態
* ・ディスパッチ許可状態
*
* (1-1) 割込み優先度マスクは gicc_initializeで，GICC_PMR を初期化することにより
* すでに（モデル上の）割込み優先度マスク全解除状態になっている．
* (1-2) ディスパッチ禁止フラグは task_initialize で disdsp を false に初期化しているため
* すでにディスパッチ許可状態になっている．
* (1-3) ここではカーネル管理の割込みを禁止する．
*
* (2) スタックポインタの初期化
* start_dispatch が呼び出されるとここに戻ってくることはないため
* スタックポインタをここで初期化する．
*/
ldr x0, =_kernel_istkpt // setup stack
ldr x0, [x0]
mov sp, x0
// カーネル管理内の割込み禁止
msr daifset, #3
// dispatcher呼び出し
b dispatcher
/*
* カーネルの終了処理の呼出し
*
* スタックを非タスクコンテキスト用に切り替え．
*
*/
.text
.align 2
.globl call_exit_kernel
.type call_exit_kernel, function
call_exit_kernel:
/*
* スタックポインタの初期化
*/
ldr x0, =_kernel_istkpt
ldr x0, [x0]
mov sp, x0
b exit_kernel /* カーネルの終了処理を呼ぶ */
/*
* 割込み/例外コンテキスト保存処理
*/
.macro __save_context
/*
* x0 - x29 の保存(x0,x1ペアからx28, x29まで)
*/
stp x1, x0, [sp, #-16]!
stp x3, x2, [sp, #-16]!
stp x5, x4, [sp, #-16]!
stp x7, x6, [sp, #-16]!
stp x9, x8, [sp, #-16]!
stp x11, x10, [sp, #-16]!
stp x13, x12, [sp, #-16]!
stp x15, x14, [sp, #-16]!
stp x17, x16, [sp, #-16]!
stp x19, x18, [sp, #-16]!
stp x21, x20, [sp, #-16]!
stp x23, x22, [sp, #-16]!
stp x25, x24, [sp, #-16]!
stp x27, x26, [sp, #-16]!
stp x29, x28, [sp, #-16]!
/*
* spsr_el1, x30をペアで保存
*/
mrs x21, spsr_el1
stp x21, x30, [sp, #-16]!
/*
* esr_el1, elr_el1 をペアで保存
*/
mrs x21, esr_el1
mrs x22, elr_el1
stp x21, x22, [sp, #-16]!
/*
* SPの調整(16ビットアライメントにする)
*/
mov x1, #8
mov x2, sp
and x1, x2, x1 // 調整量の計算(0 or 8)
sub sp, sp, x1 // SPの調整
stp xzr, x1, [sp, #-16]! // 調整量を保存
/*
* 追加の格納領域を確保するため，SPを減算しておく
*/
sub sp, sp, #16
.endm
/*
* コンテキスト復帰処理
*/
.macro __restore_context
/*
* スタックに保存した一部データの破棄(アライメント調整分を考慮)
*/
mov x1, #40
ldr x2, [sp, #24]
add x1, x1, x2
add sp, sp, x1
/*
* ELR/SPSR の復元
*/
ldp x21, x22, [sp], #16
msr elr_el1, x21
msr spsr_el1, x22
/*
* x0 - x30 の復元
*/
ldr x30, [sp], #8
ldp x29, x28, [sp], #16
ldp x27, x26, [sp], #16
ldp x25, x24, [sp], #16
ldp x23, x22, [sp], #16
ldp x21, x20, [sp], #16
ldp x19, x18, [sp], #16
ldp x17, x16, [sp], #16
ldp x15, x14, [sp], #16
ldp x13, x12, [sp], #16
ldp x11, x10, [sp], #16
ldp x9, x8, [sp], #16
ldp x7, x6, [sp], #16
ldp x5, x4, [sp], #16
ldp x3, x2, [sp], #16
ldp x1, x0, [sp], #16
.endm
/*
* 割込み/例外の出口処理
* 前提：CPUロック状態, ネストカウンタデクリメント済み
*/
.text
.align 2
.global ret_int
ret_int:
// 戻り先のコンテキストを確認し，多段割込みならリターン
ldr x1, =_kernel_intnest
ldrb w3, [x1]
cbnz w3, int_return
ret_int_2: // 初段の割込みの場合
// reqflg が false なら呼び出し元へ戻る
ldr x0, =reqflg
ldr w1, [x0]
cbz w1, int_return
ret_int_3: // reqflg が true の場合
mov w1, #0 // reqflg = false
str w1, [x0]
// ディスパッチ禁止なら呼び出し元へ戻る
ldr x0, =disdsp
ldr w1, [x0]
cbnz w1, int_return
/*
* 遅延ディスパッチ
* search_schedtsk の返値(x0)を引数として run_task を呼び出す
*/
bl search_schedtsk
bl run_task
/*
* 呼び出し元へリターン
*/
int_return:
__restore_context // レジスタ復帰
eret
/*
* 割込みベクタ
* 最初に割込み発生前のスタックに戻してからレジスタを保存する
* ハードウェアによってPSTATE.{I,F} がセット済であることを前提とする
*/
.text
.global vectors
.align 11
vectors:
/*
* From EL1t
*/
// Sync EL1
msr spsel, #0 // 例外発生前のスタック(SP_EL0)に戻す
__save_context
mov x22, #0 // 例外番号をx22にセット
b gic_exc_entry
// IRQ EL1
.align 7
msr spsel, #0 // 例外発生前のスタック(SP_EL0)に戻す
__save_context
b gic_int_entry
// FIQ EL1
.align 7
msr spsel, #0 // 例外発生前のスタック(SP_EL0)へ戻す
__save_context
b gic_int_entry
// SError EL1
.align 7
msr spsel, #0 // 例外発生前のスタック(SP_EL0)へ戻す
__save_context
mov x22, #1 // 例外番号をx22にセット
b gic_exc_entry
/*
* From EL1h
*/
// Sync EL1
.align 7
__save_context
mov x22, #2 // 例外番号をx22にセット
b gic_exc_entry
// IRQ EL1
.align 7
__save_context
b gic_int_entry
// FIQ EL1
.align 7
__save_context
b gic_int_entry
// Error EL1
.align 7
__save_context
mov x22, #3 // 例外番号をx22にセット
b gic_exc_entry
/*
* From EL0t
*/
// Sync EL0
.align 7
msr spsel, #0 // 例外発生前のスタック(SP_EL0)に戻す
__save_context
mov x22, #4 // 例外番号をx22にセット
b gic_exc_entry
// IRQ EL0
.align 7
msr spsel, #0 // 例外発生前のスタック(SP_EL0)に戻す
__save_context
b gic_int_entry
// FIQ EL0
.align 7
msr spsel, #0 // 例外発生前のスタック(SP_EL0)に戻す
__save_context
b gic_int_entry
// Error EL0
.align 7
msr spsel, #0 // 例外発生前のスタック(SP_EL0)に戻す
__save_context
mov x22, #5 // 例外番号をx22にセット
b gic_exc_entry
/*
* From EL0 using AArch32
*/
// AArch32 sync
.align 7
msr spsel, #0 // 例外発生前のスタック(SP_EL0)に戻す
__save_context
mov x22, #6 // 例外番号をx22にセット
b gic_exc_entry
// AArch32 IRQ
.align 7
msr spsel, #0 // 例外発生前のスタック(SP_EL0)に戻す
__save_context
b gic_int_entry
// AArch32 FIQ
.align 7
msr spsel, #0 // 例外発生前のスタック(SP_EL0)に戻す
__save_context
b gic_int_entry
// AArch32 Error
.align 7
msr spsel, #0 // 例外発生前のスタック(SP_EL0)に戻す
__save_context
mov x22, #7 // 例外番号をx22にセット
b gic_exc_entry
start.S
/*
* TOPPERS Software
* Toyohashi Open Platform for Embedded Real-Time Systems
*
* Copyright (C) 2000-2003 by Embedded and Real-Time Systems Laboratory
* Toyohashi Univ. of Technology, JAPAN
* Copyright (C) 2006-2016 by Embedded and Real-Time Systems Laboratory
* Graduate School of Information Science, Nagoya Univ., JAPAN
* Copyright (C) 2018 by Naoki Saito
* Nagoya Municipal Industrial Research Institute, 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．
*
* $Id$
*/
#define TOPPERS_MACRO_ONLY
#include "kernel_impl.h"
.text
.align 4
.global start
.global vectors
start:
msr daifset, #3 //割込み禁止(割込みロック相当)
/*
* 例外ベクタテーブルのベースアドレス設定
*/
ldr x0, =vectors
msr vbar_el1, x0
/*
* スタックポインタとフレームポインタの初期化
*/
ldr x0, =_kernel_istkpt // setup stack
ldr x0, [x0]
mov sp, x0
bl sta_ker
b .
関連資料(related document)
OSのタスク切り替え処理とAArch64(ARM64)の関数呼び出し規約
https://qiita.com/tkato/items/82f095a8f8c55be07cb5
「名古屋のIoTは名古屋のOSで」TOPPERS/SSPカーネルソース四段活用。落とし方、読み方、コンパイルの仕方、アプリの作り方 ７つの壁
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/cdce810943ba063efc47
「名古屋のIoTは名古屋のOSで」TOPPERS/SSPカーネルソース勉強会(0) docker, build_ssp.sh, build_ssp_ruby.sh
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/20e382d58c6dd0e40534
「名古屋のIoTは名古屋のOSで」Raspberry PIのSDカードをRaspbian, TOPPERS/FMP, TOPPERS/SSP起動用に利用する
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/814cccdaa59dc09196e3
「名古屋のIoTは名古屋のOSで」Dockerをどっかーらどうやって使えばいいんでしょう。TOPPERS/FMP on RaspberryPi with Macintosh編 ５つの関門
https://qiita.com/kaizen_nagoya/items/9c46c6da8ceb64d2d7af
文書履歴(document history)
ver. 0.10 初稿 20180730
ver. 0.11 アセンブラソース追記 20180731
ver. 0.12 表題、タグ変更 20180802
最後までおよみいただきありがとうございました。
いいね 💚、フォローをお願いします。
Thank you very much for reading to the last sentence.
Please press the like icon 💚 and follow me for your happy life.