μT-Kernel 2.0仕様書
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I/Oポートアクセスサポート機能

I/Oポートアクセスサポート機能は、入出力デバイスへのアクセスや操作をサポートするための機能である。アドレスを指定したI/Oポートに対して、バイト単位やワード単位で読込みや書込みを行う機能、入出力デバイスの操作時などに使う短い時間の待ち(微小待ち)を実現する機能が含まれる。

I/Oポートアクセスサポート機能は、ライブラリ関数またはC言語のマクロで提供され、これらはタスク独立部およびディスパッチ禁止・割込み禁止の状態から呼び出すことができる。

I/Oポートアクセス

I/O空間とメモリ空間が独立しているシステムでは、I/Oポートアクセス関数はI/O空間のアクセスとなる。メモリマップドI/Oのみのシステムでは、I/Oポートアクセス関数はメモリ空間のアクセスとなる。メモリマップドI/Oのシステムにおいても、これらの関数を利用することにより、ソフトウェアの移植性や可読性が向上する。

out_b - I/Oポート書込み(バイト)

パラメータ

INT	`port`	I/O Port Address	I/Oポートアドレス
UB	`data`	Write Data	書き込むデータ(バイト)

利用可能なコンテキスト

タスク部	準タスク部	タスク独立部
○	○	○

解説

port のアドレスで示されるI/Oポートに、バイト(8ビット)単位で data を書き込む。

μT-Kernel 1.0との差異

本APIは過去のμT-Kernelの仕様では除外されていたが、サービスプロファイルの導入によりプロファイルで許容される場合に利用が可能となった。

out_h - I/Oポート書込み(ハーフワード)

パラメータ

INT	`port`	I/O Port Address	I/Oポートアドレス
UH	`data`	Write Data	書き込むデータ(ハーフワード)

利用可能なコンテキスト

タスク部	準タスク部	タスク独立部
○	○	○

解説

port のアドレスで示されるI/Oポートに、ハーフワード(16ビット)単位で data を書き込む。

μT-Kernel 1.0との差異

本APIは過去のμT-Kernelの仕様では除外されていたが、サービスプロファイルの導入によりプロファイルで許容される場合に利用が可能となった。

out_w - I/Oポート書込み(ワード)

パラメータ

INT	`port`	I/O Port Address	I/Oポートアドレス
UW	`data`	Write Data	書き込むデータ(ワード)

利用可能なコンテキスト

タスク部	準タスク部	タスク独立部
○	○	○

解説

port のアドレスで示されるI/Oポートに、ワード(32ビット)単位で data を書き込む。

μT-Kernel 1.0との差異

本APIは過去のμT-Kernelの仕様では除外されていたが、サービスプロファイルの導入によりプロファイルで許容される場合に利用が可能となった。

out_d - I/Oポート書込み(ダブルワード)

パラメータ

INT	`port`	I/O Port Address	I/Oポートアドレス
UD	`data`	Write Data	書き込むデータ(ダブルワード)

利用可能なコンテキスト

タスク部	準タスク部	タスク独立部
○	○	○

解説

port のアドレスで示されるI/Oポートに、ダブルワード(64ビット)の data を書き込む。

なお、ハードウェアの制約により、ダブルワード(64ビット)単位でI/0ポートを一括アクセスできないシステムにおいては、ダブルワード(64ビット)よりも短い単位に分割されて処理される。

I/O用のデータバスが32ビット以下の場合など、ハードウェア構成の制約により、ダブルワード(64ビット)単位でのI/0ポートアクセスができないシステムも多く存在する。このようなシステム上には、指定のビット幅のデータを一括して処理するという意味での厳密な out_d() や in_d() の仕様は実装できないことになり、このAPIの本来の目的から言えば、out_d() や in_d() を未実装とするか、実行時にエラーを返すのが望ましい。しかしながら、実行時にバス構成等を判断してエラーを検出するのは現実的ではないし、64ビットのデータの書込みを32ビット以下の単位に分割して処理しても、問題にならないケースも多い。

このような状況から、out_d() や in_d() の仕様においては、64ビットのデータを一括して処理できないケースについても許容している。したがって、out_d() や in_d() で64ビットI/Oポートの一括アクセスが保証できるかどうかは実装依存である。64ビットI/Oポートの一括アクセスが必要であれば、システムのハードウェア構成および out_d() や in_d() の処理方法の確認が必要である。

#include <tk/tkernel.h>

UB data = in_b (INT port );

タスク部	準タスク部	タスク独立部
○	○	○

#include <tk/tkernel.h>

UH data = in_h (INT port );

タスク部	準タスク部	タスク独立部
○	○	○

#include <tk/tkernel.h>

UW data = in_w (INT port );

タスク部	準タスク部	タスク独立部
○	○	○

#include <tk/tkernel.h>

UD data = in_d (INT port );

タスク部	準タスク部	タスク独立部
○	○	○

#include <tk/tkernel.h>

void WaitUsec (UW usec );

タスク部	準タスク部	タスク独立部
○	○	○

解説

指定された時間分(マイクロ秒)の微小待ちを行う。

これらの待ちは通常ビジーループで実装される。すなわちカーネルの待ち状態ではなく、実行状態のまま微小待ちは行われる。

RAM上で実行する場合、ROM上で実行する場合、メモリキャッシュがオンの場合、オフの場合など、実行環境の影響を受けやすい。したがって、これらの待ち時間はあまり正確ではない。

#include <tk/tkernel.h>

void WaitNsec (UW nsec );

タスク部	準タスク部	タスク独立部
○	○	○

`TK_SUPPORT_IOPORT`	I/Oポートアクセスをサポート
`TK_HAS_DOUBLEWORD`	64ビットデータ型(D, UD, VD)をサポート

`TK_SUPPORT_IOPORT`	I/Oポートアクセスをサポート
`TK_HAS_DOUBLEWORD`	64ビットデータ型(D, UD, VD)をサポート

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