bertos/cpu/cortex-m3/hw/switch_ctx_cm3.c

   1 /**
   2  * \file
   3  * <!--
   4  * This file is part of BeRTOS.
   5  *
   6  * Bertos is free software; you can redistribute it and/or modify
   7  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
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  10  *
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  12  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
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  15  *
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  17  * along with this program; if not, write to the Free Software
  18  * Foundation, Inc., 51 Franklin St, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301  USA
  19  *
  20  * As a special exception, you may use this file as part of a free software
  21  * library without restriction.  Specifically, if other files instantiate
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  28  *
  29  * Copyright 2010 Develer S.r.l. (http://www.develer.com/)
  30  *
  31  * -->
  32  *
  33  * \brief Cortex-M3 context switch
  34  *
  35  * \author Andrea Righi <arighi@develer.com>
  36  */
  37
  38 #include <cfg/compiler.h>
  39 #include <cfg/cfg_proc.h> /* CONFIG_KERN_PREEMPT */
  40 #include <cpu/irq.h> /* IRQ_PRIO_DISABLED */
  41 #include <cpu/types.h> /* cpu_stack_t */
  42 #include <kern/proc_p.h> /* asm_switch_context() prototype */
  43 #include <kern/proc.h> /* proc_preempt() */
  44 #include "switch_ctx_cm3.h"
  45
  46 #if CONFIG_KERN_PREEMPT
  47 /*
  48  * Kernel preemption: implementation details.
  49  *
  50  * The kernel preemption is implemented using the PendSV IRQ. Inside the
  51  * SysTick handler when a process needs to be interrupted (expires its time
  52  * quantum or a high-priority process is awakend) a pending PendSV call is
  53  * triggered.
  54  *
  55  * The PendSV handler is called immediately after the SysTick handler, using
  56  * the architecture's tail-chaining functionality (an ISR call without the
  57  * overhead of state saving and restoration between different IRQs). Inside the
  58  * PendSV handler we perform the stack-switching between the old and new
  59  * processes.
  60  *
  61  * Voluntary context switch is implemented as a soft-interrupt call (SVCall),
  62  * so any process is always suspended and resumed from an interrupt context.
  63  *
  64  * NOTE: interrupts must be disabled or enabled when resuming a process context
  65  * depending of the type of the previous suspension. If a process was suspended
  66  * by a voluntary context switch IRQs must be disabled on resume (voluntary
  67  * context switch always happen with IRQs disabled). Instead, if a process was
  68  * suspended by the kernel preemption IRQs must be always re-enabled, because
  69  * the PendSV handler resumes directly the process context. To keep track of
  70  * this, we save the state of the IRQ priority in register r3 before performing
  71  * the context switch.
  72  *
  73  * If CONFIG_KERN_PREEMPT is not enabled the cooperative implementation
  74  * fallbacks to the default stack-switching mechanism, performed directly in
  75  * thread-mode and implemented as a normal function call.
  76  */
  77
  78 /*
  79  * Voluntary context switch handler.
  80  */
  81 void NAKED svcall_handler(void)
  82 {
  83         asm volatile (
  84         /* Save context */
  85                 "mrs r3, basepri\n\t"
  86                 "mrs ip, psp\n\t"
  87                 "stmdb ip!, {r3-r11, lr}\n\t"
  88         /* Stack switch */
  89                 "str ip, [r1]\n\t"
  90                 "ldr ip, [r0]\n\t"
  91         /* Restore context */
  92                 "ldmia ip!, {r3-r11, lr}\n\t"
  93                 "msr psp, ip\n\t"
  94                 "msr basepri, r3\n\t"
  95                 "bx lr" : : : "memory");
  96 }
  97
  98 /*
  99  * Preemptible context switch handler.
 100  */
 101 void NAKED pendsv_handler(void)
 102 {
 103         register cpu_stack_t *stack asm("ip");
 104
 105         asm volatile (
 106                 "mrs r3, basepri\n\t"
 107                 "mov %0, %2\n\t"
 108                 "msr basepri, %0\n\t"
 109                 "mrs %0, psp\n\t"
 110                 "stmdb %0!, {r3-r11, lr}\n\t"
 111                 : "=r"(stack)
 112                 : "r"(stack), "i"(IRQ_PRIO_DISABLED)
 113                 : "r3", "memory");
 114         proc_current()->stack = stack;
 115         proc_preempt();
 116         stack = proc_current()->stack;
 117         asm volatile (
 118                 "ldmia %0!, {r3-r11, lr}\n\t"
 119                 "msr psp, %0\n\t"
 120                 "msr basepri, r3\n\t"
 121                 "bx lr"
 122                 : "=r"(stack) : "r"(stack)
 123                 : "memory");
 124 }
 125 #else /* !CONFIG_KERN_PREEMPT */
 126 #ifdef __IAR_SYSTEMS_ICC__
 127 #else /* __IAR_SYSTEMS_ICC__ */
 128 void NAKED asm_switch_context(cpu_stack_t **new_sp, cpu_stack_t **old_sp)
 129 {
 130         register cpu_stack_t **_new_sp asm("r0") = new_sp;
 131         register cpu_stack_t **_old_sp asm("r1") = old_sp;
 132
 133         asm volatile (
 134                 "mrs ip, psp\n\t"
 135                 /* Save registers */
 136                 "stmdb ip!, {r4-r11, lr}\n\t"
 137                 /* Save old stack pointer */
 138                 "str ip, [%1]\n\t"
 139                 /* Load new stack pointer */
 140                 "ldr ip, [%0]\n\t"
 141                 /* Load new registers */
 142                 "ldmia ip!, {r4-r11, lr}\n\t"
 143                 "msr psp, ip\n\t"
 144                 "bx lr"
 145                 : : "r"(_new_sp), "r"(_old_sp) : "ip", "memory");
 146 }
 147 #endif /* __IAR_SYSTEMS_ICC__ */
 148 #endif /* CONFIG_KERN_PREEMPT */