TNKernel будет ли порт для cortex m4 ? Опции

[dimanisu]

Здравствуйте!

У меня вопрос к разработчику ОС Юрию и всем, кто допиливал ось под себя(VslavX и т.д.), озвученный в названии темы. Будет ли такой порт? Планирую работать с STM32f4.
Планируется ли дальнейшее развитие TNKernel?

Заранее благодарен за ответы.

[VslavX]

Реализовал оба метода переключения контекста.
Метод 1: использование автоматического "ленивого" сохранения контекста FPU в стеке, полностью аналогичен коду порта scmRTOS
Метод 2: метод переключения контекста по требованию. Имеется системная переменная - указатель на TCB задачи, контекст которой загружен в данный момент в регистры FPU. При переключении задачи эта переменная сравнивается с TCB загружаемой задачи. При совпадении доступ к FPU разрешается через биты регистра CPACR, иначе доступ запрещен. Когда текущая задача, не владеющая контекстом FPU пытается выполнить плавучую операцию - происходит исключение, сохраняющее регистры FPU в TCB задачи-владельца, и загружающее нужный контекст текущей задачи.
Предварительно потестировал оба метода.
Для начала картинка GCC<->IAR без поддержки FPU

Мой взгляд, разницы принципиальной нет.

Теперь картинка сравнения разных методов, для компилятора GCC.

FPU1 - метод 1
FPU2 - метод 2
none - ни одна из двух тестовых задач не обращается к FPU
Task1 - только первая тестовая задач обращается к FPU
Task2 - только вторая тестовая задач обращается к FPU
Task12 - первая и вторая тестовая задачи обращаются к FPU

Для метода 1 следует помнить, что FPCA бит в регистре CONTROL является sticky - то есть если задача хотя бы раз (возможно в далеком прошлом) обратилась к FPU и теперь про него вообще забыла - крайняя левая картинка уже использоваться не будет - работает одна из правых. С явным сбросом FPCA могут быть проблемы, так как компилятор может неявно использовать FPU даже в отсутствие операций с float/double.

Для метода 2 есть недостаток - не поддерживается FPU в прерываниях/исключениях. В связи с этим для гарантии код операционной системы следует компилировать с оцпией -mfloat-abi=soft. А приложение и математические библиотеки с опцией softfp. Иначе оно не будет линковаться. На ассемблер разумеется никаких ограничений.

Еще немного потестирую и буду прикручивать к официальной версии 2.6. Кстати, там видно что пооптимизировать, предложу модификации.

Update: еще покрутил ассемблерный листинг - для метода 2 времянки еще улучшились немного. На крайней правой нижней картинке теперь общее время 3.73мкс. Можно еще уменьшить за счет удаления всяких проверок (типа не пришло ли исключение из режима обработчика), но это уже может сказаться на надежности.

Update 2: у меня тут префетч из флеша в тесте выключался оказывается, почему то заметно влияло только на самую нижнуюю правую картинку - итого полное время 3,30 мкс для метода 2.

Update 3: тестирование прошло удачно, обновил картинку с цифрами. Префетч включен

[AHTOXA]

Очень интересно. Только я не понял, как читать осциллограммы
Сначала думал, что жёлтый луч - это одна задача, синий - вторая, а промежуток между ними - переключение контекста. Но потом засомневался - что-то уж очень маленькое время переключения контекста получается.
Что касаемо того, что gcc может использовать регистры FPU по своему желанию - это, по идее, достаточно легко обнаружить при отладке (и как-то изменить программу, чтоб это убрать).

[VslavX]

Очень интересно. Только я не понял, как читать осциллограммы

Сейчас я убегаю, поэтому - по быстрому - фрагмент тестового кода:

CODE

#define TST_CONTEXT_STACK_SIZE 128

volatile BOOL tst_context_exit;
BYTE use_fpu;

void tst_context_task_func(void *param)
{
PTN_SEM sem;

//
// tst_printf("\r\nTest task started...\f");
//
sem = (PTN_SEM) param;
for(;;)
{
#ifdef _TEST_CONTEXT_PIN_2
IO_PORT_CLR(_TEST_CONTEXT_PIN_2);
#endif
tn_sem_acquire (sem, TN_WAIT_INFINITE);
#ifdef _TEST_CONTEXT_PIN_1
IO_PORT_CLR(_TEST_CONTEXT_PIN_1);
#endif
if (tst_context_exit)
{
//
// tst_printf("\r\nTest task completed...\f");
//
tn_task_exit(0, 0);
}
#if TN_SUPPORT_FPU
if (use_fpu & 2)
{
fpu_touch();
}
#endif
}
}

void io_test_context(void)
{
TN_SEM test_switch_sem;
TN_TCB test_task_clear;
PVOID test_task_stack[TST_CONTEXT_STACK_SIZE];
DWORD lock;

tst_printf("\r\nContext switch test...\f");
tst_context_exit = FALSE;

lock = hal_lock_interrupt();
{
#ifdef _TEST_CONTEXT_PIN_1
#if HAL_IO_SET_MODE
IO_SET_MODE(_TEST_CONTEXT_PIN_1);
#else
IO_PORT(_TEST_CONTEXT_PIN_1)->sFIO_DIR |= IO_MASK(_TEST_CONTEXT_PIN_1);
#endif
#endif
#ifdef _TEST_CONTEXT_PIN_2
#if HAL_IO_SET_MODE
IO_SET_MODE(_TEST_CONTEXT_PIN_2);
#else
IO_PORT(_TEST_CONTEXT_PIN_2)->sFIO_DIR |= IO_MASK(_TEST_CONTEXT_PIN_2);
#endif
#endif
}
hal_unlock_interrupt(lock);

tn_sem_create (&test_switch_sem, 1, 1);
tn_task_create(
(TN_TCB*)&test_task_clear,
tst_context_task_func,
IO_PRIMARY_PRIORITY-4,
&(test_task_stack[TST_CONTEXT_STACK_SIZE-1]),
TST_CONTEXT_STACK_SIZE,
(PVOID)&test_switch_sem,
TN_TASK_START_ON_CREATION);

for(;;)
{
tn_task_sleep(MS_TO_TICKS(1));
#ifdef _TEST_CONTEXT_PIN_1
IO_PORT_SET(_TEST_CONTEXT_PIN_1);
#endif
tn_sem_signal(&test_switch_sem);
#ifdef _TEST_CONTEXT_PIN_2
IO_PORT_SET(_TEST_CONTEXT_PIN_2);
#endif
if (tst_inkey() == 27)
{
tst_printf("\r\nStopping test task...\f");
while(test_task_clear.task_state != TSK_STATE_DORMANT)
{
tst_context_exit = TRUE;
tn_sem_signal(&test_switch_sem);
tn_task_sleep(MS_TO_TICKS(10));
}
tn_task_delete((TN_TCB*)&test_task_clear);
tn_sem_delete(&test_switch_sem);
tst_printf("\r\nTest completed...\f");
return;
}

#if TN_SUPPORT_FPU
if (use_fpu & 1)
{
fpu_touch();
}
#endif
}
}

Вечером продолжу тестирование и буду уже смотреть официальную ветку, там тоже есть что обсудить.
P.S. А префетч я отключал чтобы по-честному соревноваться с Вашими тестами scmRTOS - у Вас там ревизия проца старая
P.P.S. Картинки уже устарели - есть круче