source: trunk/hal/tsar_mips32/core/hal_context.c @ 406

Last change on this file since 406 was 406, checked in by alain, 4 years ago

This version executed successfully the user "init" process on a mono-processor TSAR architecture.

File size: 13.8 KB
Line 
1/*
2 * hal_context.c - implementation of Thread Context API for TSAR-MIPS32
3 *
4 * Author  Alain Greiner    (2016)
5 *
6 * Copyright (c)  UPMC Sorbonne Universites
7 *
8 * This file is part of ALMOS-MKH.
9 *
10 * ALMOS-MKH.is free software; you can redistribute it and/or modify it
11 * under the terms of the GNU General Public License as published by
12 * the Free Software Foundation; version 2.0 of the License.
13 *
14 * ALMOS-MKH.is distributed in the hope that it will be useful, but
15 * WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
16 * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
17 * General Public License for more details.
18 *
19 * You should have received a copy of the GNU General Public License
20 * along with ALMOS-MKH.; if not, write to the Free Software Foundation,
21 * Inc., 51 Franklin St, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
22 */
23
24#include <hal_types.h>
25#include <hal_switch.h>
26#include <memcpy.h>
27#include <thread.h>
28#include <string.h>
29#include <process.h>
30#include <printk.h>
31#include <vmm.h>
32#include <core.h>
33#include <cluster.h>
34#include <hal_context.h>
35#include <hal_kentry.h>
36
37/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
38//       Define various SR values for TSAR-MIPS32
39/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
40
41#define SR_USR_MODE       0x0000FC13
42#define SR_USR_MODE_FPU   0x2000FC13
43#define SR_SYS_MODE       0x0000FC00
44
45/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
46// This structuree defines the cpu_context for TSAR MIPS32.
47// These registers are saved/restored at each context switch.
48// WARNING : check the two CONFIG_CPU_CTX_SIZE & CONFIG_FPU_CTX_SIZE configuration
49//           parameterss when modifying this structure.
50/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
51
52typedef struct hal_cpu_context_s
53{
54    uint32_t c0_epc;     // slot 0
55    uint32_t at_01;      // slot 1
56    uint32_t v0_02;      // slot 2
57    uint32_t v1_03;      // slot 3
58    uint32_t a0_04;      // slot 4
59    uint32_t a1_05;      // slot 5
60    uint32_t a2_06;      // slot 6
61    uint32_t a3_07;      // slot 7
62
63    uint32_t t0_08;      // slot 8
64    uint32_t t1_09;      // slot 9
65    uint32_t t2_10;      // slot 10
66    uint32_t t3_11;      // slot 11
67    uint32_t t4_12;      // slot 12
68    uint32_t t5_13;      // slot 13
69    uint32_t t6_14;      // slot 14
70    uint32_t t7_15;      // slot 15
71
72        uint32_t s0_16;      // slot 16
73        uint32_t s1_17;      // slot 17
74        uint32_t s2_18;      // slot 18
75        uint32_t s3_19;      // slot 19
76        uint32_t s4_20;      // slot 20
77        uint32_t s5_21;      // slot 21
78        uint32_t s6_22;      // slot 22
79        uint32_t s7_23;      // slot 23
80
81    uint32_t t8_24;      // slot 24
82    uint32_t t9_25;      // slot 25
83    uint32_t hi_26;      // slot 26
84    uint32_t lo_27;      // slot 27
85    uint32_t gp_28;      // slot 28
86        uint32_t sp_29;      // slot 29
87        uint32_t fp_30;      // slot 30
88        uint32_t ra_31;      // slot 31
89
90        uint32_t c2_ptpr;    // slot 32
91        uint32_t c2_mode;    // slot 33
92
93        uint32_t c0_sr;      // slot 34
94        uint32_t c0_th;      // slot 35
95} 
96hal_cpu_context_t;
97
98/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
99// This structure defines the fpu_context for TSAR MIPS32.
100/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
101
102typedef struct hal_fpu_context_s
103{
104        uint32_t   fpu_regs[32];     
105}
106hal_fpu_context_t;
107
108
109/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
110//        CPU context access functions
111/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
112
113/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
114// This function allocates and initializes the cpu_context stucture in thread descriptor.
115// The following context slots are initialised by this function:
116// GPR : a0_04 / sp_29 / fp_30 / ra_31
117// CP0 : c0_sr / c0_th / c0_epc
118// CP2 : c2_ptpr / c2_mode
119/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
120error_t hal_cpu_context_create( thread_t * thread )
121{
122    kmem_req_t  req;
123
124    assert( (sizeof(hal_cpu_context_t) <= CONFIG_CPU_CTX_SIZE) , __FUNCTION__ ,
125    "inconsistent CPU context size" );
126
127    context_dmsg("\n[DMSG] %s : enters for thread %x in process %x\n",
128                 __FUNCTION__ , thread->trdid , thread->process->pid );
129
130    // allocate memory for cpu_context
131    req.type   = KMEM_CPU_CTX;
132    req.flags  = AF_KERNEL | AF_ZERO;
133
134    hal_cpu_context_t * context = (hal_cpu_context_t *)kmem_alloc( &req );
135    if( context == NULL ) return ENOMEM;
136
137    // set cpu context pointer in thread
138    thread->cpu_context = (void*)context;
139
140    // stack pointer, status register and mmu_mode depends on thread type
141        uint32_t sp_29;
142    uint32_t c0_sr;
143    uint32_t c2_mode;
144    if( thread->type == THREAD_USER )
145    {
146        sp_29   = ((uint32_t)thread->u_stack_base) + thread->u_stack_size;
147        c0_sr   = SR_USR_MODE;
148        c2_mode = 0xF;
149    }
150    else
151    {
152        sp_29   = ((uint32_t)thread->k_stack_base) + thread->k_stack_size;
153        c0_sr   = SR_SYS_MODE;
154        c2_mode = 0x3;
155    }
156
157    // align stack pointer on a double word boundary
158        sp_29 = (sp_29 - 8) & (~ 0x7);
159
160    // initialise context
161    context->a0_04      = (uint32_t)thread->entry_args;
162        context->sp_29      = sp_29; 
163        context->fp_30      = sp_29;                               // TODO check this [AG]
164    context->ra_31      = (uint32_t)&hal_kentry_eret;
165    context->c0_epc     = (uint32_t)thread->entry_func;
166        context->c0_sr      = c0_sr;
167        context->c0_th      = (uint32_t)thread; 
168        context->c2_ptpr    = (uint32_t)((thread->process->vmm.gpt.ppn) >> 1);
169        context->c2_mode    = c2_mode;
170
171    context_dmsg("\n[DMSG] %s : exit for thread %x in process %x\n"
172                 " - a0   = %x\n"
173                 " - sp   = %x\n"
174                 " - fp   = %x\n"
175                 " - ra   = %x\n"
176                 " - sr   = %x\n"
177                 " - th   = %x\n"   
178                 " - epc  = %x\n"   
179                 " - ptpr = %x\n"   
180                 " - mode = %x\n", 
181                 __FUNCTION__ , thread->trdid , thread->process->pid,
182                 context->a0_04, context->sp_29, context->fp_30, context->ra_31,
183                 context->c0_sr, context->c0_th, context->c0_epc,
184                 context->c2_ptpr, context->c2_mode );
185    return 0;
186
187}  // end hal_cpu_context_create()
188
189/////////////////////////////////////////////////
190void hal_cpu_context_display( thread_t * thread )
191{
192    hal_cpu_context_t * ctx = (hal_cpu_context_t *)thread->cpu_context;
193
194    printk("\n***** CPU context for thread %x in process %x / cycle %d\n" 
195           " gp_28   = %X    sp_29   = %X    ra_31   = %X\n" 
196           " c0_sr   = %X    c0_epc  = %X    c0_th = %X\n"
197           " c2_ptpr = %X    c2_mode = %X\n",
198           thread->trdid, thread->process->pid, hal_time_stamp(),
199           ctx->gp_28   , ctx->sp_29   , ctx->ra_31,
200           ctx->c0_sr   , ctx->c0_epc  , ctx->c0_th,
201           ctx->c2_ptpr , ctx->c2_mode );
202
203}  // end hal_context_display()
204
205/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
206// These registers are saved/restored to/from CPU context defined by <ctx> argument.
207// - GPR : all, but (zero, k0, k1), plus (hi, lo)
208// - CP0 : c0_th , c0_sr , C0_epc
209// - CP2 : c2_ptpr , C2_mode
210/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
211// old_thread  : pointer on current thread descriptor
212// new_thread  : pointer on new thread descriptor
213/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
214void hal_cpu_context_switch( thread_t * old_thread,
215                             thread_t * new_thread )
216{
217    hal_cpu_context_t * ctx_old = old_thread->cpu_context;
218    hal_cpu_context_t * ctx_new = new_thread->cpu_context;
219
220    #if CONFIG_CONTEXT_DEBUG
221    hal_cpu_context_display( old_thread );
222    hal_cpu_context_display( new_thread );
223    #endif
224
225    // reset loadable field in new thread descriptor
226    new_thread->flags &= ~THREAD_FLAG_LOADABLE;
227
228    hal_do_switch( ctx_old , ctx_new );
229}
230
231/////////////////////////////////////////////
232error_t hal_cpu_context_copy( thread_t * dst,
233                              thread_t * src )
234{
235    kmem_req_t  req;
236
237    // allocate memory for dst cpu_context
238    req.type   = KMEM_CPU_CTX;
239    req.size   = sizeof(hal_cpu_context_t);
240    req.flags  = AF_KERNEL | AF_ZERO;
241
242    hal_cpu_context_t * dst_context = (hal_cpu_context_t *)kmem_alloc( &req );
243    if( dst_context == NULL ) return ENOMEM;
244
245    // set cpu context pointer in dst thread
246    dst->cpu_context = dst_context;
247
248    // get cpu context pointer from src thread
249    hal_cpu_context_t * src_context = src->cpu_context;
250
251    // copy CPU context from src to dst
252    memcpy( dst_context , src_context , sizeof(hal_cpu_context_t) );
253
254    return 0;
255
256}  // end hal_cpu_context_copy()
257
258/////////////////////////////////////////////////
259void hal_cpu_context_destroy( thread_t * thread )
260{
261    kmem_req_t  req;
262
263    req.type = KMEM_CPU_CTX;
264    req.ptr  = thread->cpu_context;
265    kmem_free( &req );
266
267}  // end hal_cpu_context_destroy()
268
269
270///////////////////////////////////////////////////
271error_t hal_fpu_context_create( thread_t * thread )
272{
273    kmem_req_t  req;
274
275    assert( (sizeof(hal_fpu_context_t) <= CONFIG_FPU_CTX_SIZE) , __FUNCTION__ ,
276    "inconsistent FPU context size" );
277
278    // allocate memory for uzone
279    req.type   = KMEM_FPU_CTX;
280    req.flags  = AF_KERNEL | AF_ZERO;
281
282    hal_fpu_context_t * context = (hal_fpu_context_t *)kmem_alloc( &req );
283    if( context == NULL ) return ENOMEM;
284
285    // set fpu context pointer in thread
286    thread->fpu_context = (void*)context;
287   
288    return 0;
289}  // hal_fpu_context_create()
290
291/////////////////////////////////////////////
292error_t hal_fpu_context_copy( thread_t * dst,
293                              thread_t * src )
294{
295    kmem_req_t  req;
296
297    // allocate memory for dst fpu_context
298    req.type   = KMEM_FPU_CTX;
299    req.flags  = AF_KERNEL | AF_ZERO;
300
301    hal_fpu_context_t * dst_context = (hal_fpu_context_t *)kmem_alloc( &req );
302    if( dst_context == NULL ) return ENOMEM;
303
304    // set fpu context pointer in dst thread
305    dst->fpu_context = (void*)dst_context;
306
307    // get fpu context pointer from src thread
308    hal_fpu_context_t * src_context = src->fpu_context;
309
310    // copy CPU context from src to dst
311    memcpy( dst_context , src_context , sizeof(hal_fpu_context_t) );
312
313    return 0;
314}  // end hal_fpu_context_copy()
315
316/////////////////////////////////////////////////
317void hal_fpu_context_destroy( thread_t * thread )
318{
319    kmem_req_t  req;
320
321    req.type = KMEM_FPU_CTX;
322    req.ptr  = thread->fpu_context;
323    kmem_free( &req );
324
325}  // end hal_fpu_context_destroy()
326
327//////////////////////////////////////////////
328void hal_fpu_context_save( thread_t * thread )
329{
330    uint32_t ctx = (uint32_t)thread->fpu_context;
331
332    asm volatile(
333    ".set noreorder           \n"
334    "swc1    $f0,    0*4(%0)  \n"   
335    "swc1    $f1,    1*4(%0)  \n"   
336    "swc1    $f2,    2*4(%0)  \n"   
337    "swc1    $f3,    3*4(%0)  \n"   
338    "swc1    $f4,    4*4(%0)  \n"   
339    "swc1    $f5,    5*4(%0)  \n"   
340    "swc1    $f6,    6*4(%0)  \n"   
341    "swc1    $f7,    7*4(%0)  \n"   
342    "swc1    $f8,    8*4(%0)  \n"   
343    "swc1    $f9,    9*4(%0)  \n"   
344    "swc1    $f10,  10*4(%0)  \n"   
345    "swc1    $f11,  11*4(%0)  \n"   
346    "swc1    $f12,  12*4(%0)  \n"   
347    "swc1    $f13,  13*4(%0)  \n"   
348    "swc1    $f14,  14*4(%0)  \n"   
349    "swc1    $f15,  15*4(%0)  \n"   
350    "swc1    $f16,  16*4(%0)  \n"   
351    "swc1    $f17,  17*4(%0)  \n"   
352    "swc1    $f18,  18*4(%0)  \n"   
353    "swc1    $f19,  19*4(%0)  \n"   
354    "swc1    $f20,  20*4(%0)  \n"   
355    "swc1    $f21,  21*4(%0)  \n"   
356    "swc1    $f22,  22*4(%0)  \n"   
357    "swc1    $f23,  23*4(%0)  \n"   
358    "swc1    $f24,  24*4(%0)  \n"   
359    "swc1    $f25,  25*4(%0)  \n"   
360    "swc1    $f26,  26*4(%0)  \n"   
361    "swc1    $f27,  27*4(%0)  \n"   
362    "swc1    $f28,  28*4(%0)  \n"   
363    "swc1    $f29,  29*4(%0)  \n"   
364    "swc1    $f30,  30*4(%0)  \n"   
365    "swc1    $f31,  31*4(%0)  \n"   
366    ".set reorder             \n"
367    : : "r"(ctx) );
368
369}  // end hal_cpu_context_save()
370
371/////////////////////////////////////////////////
372void hal_fpu_context_restore( thread_t * thread )
373{
374    uint32_t ctx = (uint32_t)thread->fpu_context;
375
376    asm volatile(
377    ".set noreorder           \n"
378    "lwc1    $f0,    0*4(%0)  \n"   
379    "lwc1    $f1,    1*4(%0)  \n"   
380    "lwc1    $f2,    2*4(%0)  \n"   
381    "lwc1    $f3,    3*4(%0)  \n"   
382    "lwc1    $f4,    4*4(%0)  \n"   
383    "lwc1    $f5,    5*4(%0)  \n"   
384    "lwc1    $f6,    6*4(%0)  \n"   
385    "lwc1    $f7,    7*4(%0)  \n"   
386    "lwc1    $f8,    8*4(%0)  \n"   
387    "lwc1    $f9,    9*4(%0)  \n"   
388    "lwc1    $f10,  10*4(%0)  \n"   
389    "lwc1    $f11,  11*4(%0)  \n"   
390    "lwc1    $f12,  12*4(%0)  \n"   
391    "lwc1    $f13,  13*4(%0)  \n"   
392    "lwc1    $f14,  14*4(%0)  \n"   
393    "lwc1    $f15,  15*4(%0)  \n"   
394    "lwc1    $f16,  16*4(%0)  \n"   
395    "lwc1    $f17,  17*4(%0)  \n"   
396    "lwc1    $f18,  18*4(%0)  \n"   
397    "lwc1    $f19,  19*4(%0)  \n"   
398    "lwc1    $f20,  20*4(%0)  \n"   
399    "lwc1    $f21,  21*4(%0)  \n"   
400    "lwc1    $f22,  22*4(%0)  \n"   
401    "lwc1    $f23,  23*4(%0)  \n"   
402    "lwc1    $f24,  24*4(%0)  \n"   
403    "lwc1    $f25,  25*4(%0)  \n"   
404    "lwc1    $f26,  26*4(%0)  \n"   
405    "lwc1    $f27,  27*4(%0)  \n"   
406    "lwc1    $f28,  28*4(%0)  \n"   
407    "lwc1    $f29,  29*4(%0)  \n"   
408    "lwc1    $f30,  30*4(%0)  \n"   
409    "lwc1    $f31,  31*4(%0)  \n"   
410    ".set reorder             \n"
411    : : "r"(ctx) );
412
413} // end hal_cpu_context_restore()
414
415/////////////////////////////////////
416void hal_fpu_context_dup( xptr_t dst,
417                          xptr_t src )
418{
419        hal_remote_memcpy( dst , src , sizeof(hal_fpu_context_t) );
420}
421
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.