TOPPERS Confidential TOPPERSプロジェクト ディスカッションメモ 制約タスクの仕様に関する検討 作成者: 高田広章（名古屋大学） 最終更新: 2010年8月25日 ○メモの位置付け このドキュメントは，TOPPERS/ASPカーネルに制約タスクを導入するための仕様 について検討するものである． ○スタック共有の方針 すべての制約タスクを1つのスタックで実行する方法もあるが，ASPカーネルに 対する修正が大きくなるため採用せず，同じ起動時優先度を持つ制約タスクを 同一のスタックで実行する方針とする． ○μITRON4.0仕様の制約タスクの仕様について μITRON4.0仕様における制約タスクの仕様は，次の通りである（μITRON4.0仕 様 5.2.1節より）． ---------------------------------------------------------------------- 制約タスクは，タスクの持つ機能を制限することで，複数のタスクを同一のス タック空間を用いて動作させることを可能にし，それによりタスクのスタック のためのメモリ領域の削減を図るものである．具体的には，制約タスクは，通 常のタスクと比較して以下の制限を持つ． (a) 待ち状態に入ることができない． (b) 優先度を変更することができない． (c) タスク生成時の初期優先度の指定に，式を用いることができない． (d) タスクのメインルーチンからのリターン以外の方法で，タスクを終了する ことはできない． タスクが制約タスクであるかどうかは，タスクの生成時に，タスク属性によっ て指定する． ---------------------------------------------------------------------- (a)の制限は本質的である．上の記述は，自動車制御プロファイルの範囲で記述 してあるために「待ち状態」としてあるが，ASPカーネルに適用する場合には， 「広義の待ち状態」とすべきである． (b)の制限は，緩めることも可能である．具体的には，制約タスクの優先度を， 起動時優先度と同じか，それよりも高い値に設定することは許してもよい．た だし，優先度の変更後は，同じ優先度内で最高優先順位としなければならない ため，chg_priサービスコールとは振舞いが異なることになる． (c)は，μITRON4.0仕様のコンフィギュレーション手順から来る制限であり， TOPPERS新世代カーネルでは必要ない． (d)の制限は，同じ起動時優先度を持つ制約タスクを同一のスタックで実行する 方針としたため，取り払っても問題がない． ここには記載していないが，制約タスクを含むレディキューに対するrot_rdqは， 制限しなければならない． ○ASPカーネルにおける制約タスクの仕様 上述の検討をふまえて，ASPカーネルにおける制約タスクは，通常のタスクと比 較して次の制限を持つものとする． (a) 広義の待ち状態に入ることができない (b) chg_priによりベース優先度を変更することができない (c) 自タスクのベース優先度を（起動時優先度と同じかそれより高い値に）変 更するサービスコールras_priを新設する また，対象優先度の中の先頭のタスクが制約タスクである場合には，rot_rdqは 発行できないものとする． 以上から仕様を具体化すると，次のようになる． (1) CRE_TSKにおいて，タスク属性にTA_RSTRを指定すると，生成されるタスク は制約タスクとなる．制約タスクのスタック領域の先頭番地にNULLを指定した 場合，同じ起動時優先度を持つ制約タスクで，同一のスタック領域が共有され る． (2) 制約タスクが，自タスクを待ち状態にする可能性のあるサービスコールを 呼び出した場合，E_NOSPTエラーとなる． (3) 制約タスクを対象として，wup_tsk，iwup_tsk，can_wup，rel_wai， irel_wai，sus_tsk，rsm_tskを呼び出した場合，E_NOSPTエラーとなる． (4) 制約タスクを対象としてchg_priを呼び出した場合，E_NOSPTエラーとなる． (5) rot_rdq，irot_rdqは，対象優先度を持つ実行できる状態のタスクの中で最 も優先順位が高いタスクが制約タスクである場合，E_NOSPTエラーとなる． (6) 以下の仕様のサービスコールras_priを新設する． ---------------------------------------------------------------------- ras_pri 自タスクのベース優先度の引き上げ〔T〕 【C言語API】 ER ercd = ras_pri(PRI tskpri) 【パラメータ】 PRI tskpri ベース優先度 【リターンパラメータ】 ER ercd 正常終了（E_OK）またはエラーコード 【エラーコード】 E_CTX コンテキストエラー（非タスクコンテキストからの呼出 し，CPUロック状態からの呼出し） E_PAR パラメータエラー（tskpriが不正） E_ILUSE サービスコール不正使用（tskpriが，自タスクの起動時 優先度よりも低い場合．tskpriが，自タスクがロックし ているかロックを待っている優先度上限ミューテックス の上限優先度よりも高い場合） 【機能】 自タスクのベース優先度を，tskpriで指定した優先度に変更する．具体的な振 舞いは以下の通り． 自タスクのベース優先度が，tskpriで指定した優先度に変更される．それに伴っ て，自タスクの現在優先度も変更される． 自タスクが，優先度上限ミューテックスをロックしていない場合には，同じ優 先度のタスクの中で最高優先順位となる．自タスクが，優先度上限ミューテッ クスをロックしている場合には，自タスクの現在優先度が変更されることはな く，優先順位も変更されない． tskpriにTPRI_INI（＝0）を指定すると，自タスクのベース優先度が，起動時優 先度に変更される． tskpriは，TPRI_INIであるか，TMIN_TPRI以上，TMAX_TPRI以下でなければなら ない．また，tskpriは，自タスクの起動時優先度と同じかそれよりも高くなけ ればならない．さらに，自タスクが優先度上限ミューテックスをロックしてい るかロックを待っている場合，tskpriは，それらのミューテックスの上限優先 度と同じかそれより低くなければならない． ---------------------------------------------------------------------- 以上