begriffs open source - cmsis-freertos/blob - Source/portable/RVDS/ARM_CM3/port.c

   1 /*
   2  * FreeRTOS Kernel V10.6.2
   3  * Copyright (C) 2021 Amazon.com, Inc. or its affiliates.  All Rights Reserved.
   4  *
   5  * SPDX-License-Identifier: MIT
   6  *
   7  * Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a copy of
   8  * this software and associated documentation files (the "Software"), to deal in
   9  * the Software without restriction, including without limitation the rights to
  10  * use, copy, modify, merge, publish, distribute, sublicense, and/or sell copies of
  11  * the Software, and to permit persons to whom the Software is furnished to do so,
  12  * subject to the following conditions:
  13  *
  14  * The above copyright notice and this permission notice shall be included in all
  15  * copies or substantial portions of the Software.
  16  *
  17  * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR
  18  * IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY, FITNESS
  19  * FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT. IN NO EVENT SHALL THE AUTHORS OR
  20  * COPYRIGHT HOLDERS BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER LIABILITY, WHETHER
  21  * IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING FROM, OUT OF OR IN
  22  * CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS IN THE SOFTWARE.
  23  *
  24  * https://www.FreeRTOS.org
  25  * https://github.com/FreeRTOS
  26  *
  27  */
  28
  29 /*-----------------------------------------------------------
  30 * Implementation of functions defined in portable.h for the ARM CM3 port.
  31 *----------------------------------------------------------*/
  32
  33 /* Scheduler includes. */
  34 #include "FreeRTOS.h"
  35 #include "task.h"
  36
  37 #if configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY == 0
  38     #error configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY must not be set to 0.  See http: /*www.FreeRTOS.org/RTOS-Cortex-M3-M4.html */
  39 #endif
  40
  41 /* Legacy macro for backward compatibility only.  This macro used to be used to
  42  * replace the function that configures the clock used to generate the tick
  43  * interrupt (prvSetupTimerInterrupt()), but now the function is declared weak so
  44  * the application writer can override it by simply defining a function of the
  45  * same name (vApplicationSetupTickInterrupt()). */
  46 #ifndef configOVERRIDE_DEFAULT_TICK_CONFIGURATION
  47     #define configOVERRIDE_DEFAULT_TICK_CONFIGURATION    0
  48 #endif
  49
  50 /* Constants required to manipulate the core.  Registers first... */
  51 #define portNVIC_SYSTICK_CTRL_REG             ( *( ( volatile uint32_t * ) 0xe000e010 ) )
  52 #define portNVIC_SYSTICK_LOAD_REG             ( *( ( volatile uint32_t * ) 0xe000e014 ) )
  53 #define portNVIC_SYSTICK_CURRENT_VALUE_REG    ( *( ( volatile uint32_t * ) 0xe000e018 ) )
  54 #define portNVIC_SHPR3_REG                    ( *( ( volatile uint32_t * ) 0xe000ed20 ) )
  55 /* ...then bits in the registers. */
  56 #define portNVIC_SYSTICK_CLK_BIT              ( 1UL << 2UL )
  57 #define portNVIC_SYSTICK_INT_BIT              ( 1UL << 1UL )
  58 #define portNVIC_SYSTICK_ENABLE_BIT           ( 1UL << 0UL )
  59 #define portNVIC_SYSTICK_COUNT_FLAG_BIT       ( 1UL << 16UL )
  60 #define portNVIC_PENDSVCLEAR_BIT              ( 1UL << 27UL )
  61 #define portNVIC_PEND_SYSTICK_SET_BIT         ( 1UL << 26UL )
  62 #define portNVIC_PEND_SYSTICK_CLEAR_BIT       ( 1UL << 25UL )
  63
  64 #define portMIN_INTERRUPT_PRIORITY            ( 255UL )
  65 #define portNVIC_PENDSV_PRI                   ( ( ( uint32_t ) portMIN_INTERRUPT_PRIORITY ) << 16UL )
  66 #define portNVIC_SYSTICK_PRI                  ( ( ( uint32_t ) portMIN_INTERRUPT_PRIORITY ) << 24UL )
  67
  68 /* Constants required to check the validity of an interrupt priority. */
  69 #define portFIRST_USER_INTERRUPT_NUMBER       ( 16 )
  70 #define portNVIC_IP_REGISTERS_OFFSET_16       ( 0xE000E3F0 )
  71 #define portAIRCR_REG                         ( *( ( volatile uint32_t * ) 0xE000ED0C ) )
  72 #define portMAX_8_BIT_VALUE                   ( ( uint8_t ) 0xff )
  73 #define portTOP_BIT_OF_BYTE                   ( ( uint8_t ) 0x80 )
  74 #define portMAX_PRIGROUP_BITS                 ( ( uint8_t ) 7 )
  75 #define portPRIORITY_GROUP_MASK               ( 0x07UL << 8UL )
  76 #define portPRIGROUP_SHIFT                    ( 8UL )
  77
  78 /* Masks off all bits but the VECTACTIVE bits in the ICSR register. */
  79 #define portVECTACTIVE_MASK                   ( 0xFFUL )
  80
  81 /* Constants required to set up the initial stack. */
  82 #define portINITIAL_XPSR                      ( 0x01000000 )
  83
  84 /* The systick is a 24-bit counter. */
  85 #define portMAX_24_BIT_NUMBER                 ( 0xffffffUL )
  86
  87 /* A fiddle factor to estimate the number of SysTick counts that would have
  88  * occurred while the SysTick counter is stopped during tickless idle
  89  * calculations. */
  90 #define portMISSED_COUNTS_FACTOR              ( 94UL )
  91
  92 /* For strict compliance with the Cortex-M spec the task start address should
  93  * have bit-0 clear, as it is loaded into the PC on exit from an ISR. */
  94 #define portSTART_ADDRESS_MASK                ( ( StackType_t ) 0xfffffffeUL )
  95
  96 /* Let the user override the default SysTick clock rate.  If defined by the
  97  * user, this symbol must equal the SysTick clock rate when the CLK bit is 0 in the
  98  * configuration register. */
  99 #ifndef configSYSTICK_CLOCK_HZ
 100     #define configSYSTICK_CLOCK_HZ             ( configCPU_CLOCK_HZ )
 101     /* Ensure the SysTick is clocked at the same frequency as the core. */
 102     #define portNVIC_SYSTICK_CLK_BIT_CONFIG    ( portNVIC_SYSTICK_CLK_BIT )
 103 #else
 104     /* Select the option to clock SysTick not at the same frequency as the core. */
 105     #define portNVIC_SYSTICK_CLK_BIT_CONFIG    ( 0 )
 106 #endif
 107
 108 /*
 109  * Setup the timer to generate the tick interrupts.  The implementation in this
 110  * file is weak to allow application writers to change the timer used to
 111  * generate the tick interrupt.
 112  */
 113 void vPortSetupTimerInterrupt( void );
 114
 115 /*
 116  * Exception handlers.
 117  */
 118 void xPortPendSVHandler( void );
 119 void xPortSysTickHandler( void );
 120 void vPortSVCHandler( void );
 121
 122 /*
 123  * Start first task is a separate function so it can be tested in isolation.
 124  */
 125 static void prvStartFirstTask( void );
 126
 127 /*
 128  * Used to catch tasks that attempt to return from their implementing function.
 129  */
 130 static void prvTaskExitError( void );
 131
 132 /*-----------------------------------------------------------*/
 133
 134 /* Each task maintains its own interrupt status in the critical nesting
 135  * variable. */
 136 static UBaseType_t uxCriticalNesting = 0xaaaaaaaa;
 137
 138 /*
 139  * The number of SysTick increments that make up one tick period.
 140  */
 141 #if ( configUSE_TICKLESS_IDLE == 1 )
 142     static uint32_t ulTimerCountsForOneTick = 0;
 143 #endif /* configUSE_TICKLESS_IDLE */
 144
 145 /*
 146  * The maximum number of tick periods that can be suppressed is limited by the
 147  * 24 bit resolution of the SysTick timer.
 148  */
 149 #if ( configUSE_TICKLESS_IDLE == 1 )
 150     static uint32_t xMaximumPossibleSuppressedTicks = 0;
 151 #endif /* configUSE_TICKLESS_IDLE */
 152
 153 /*
 154  * Compensate for the CPU cycles that pass while the SysTick is stopped (low
 155  * power functionality only.
 156  */
 157 #if ( configUSE_TICKLESS_IDLE == 1 )
 158     static uint32_t ulStoppedTimerCompensation = 0;
 159 #endif /* configUSE_TICKLESS_IDLE */
 160
 161 /*
 162  * Used by the portASSERT_IF_INTERRUPT_PRIORITY_INVALID() macro to ensure
 163  * FreeRTOS API functions are not called from interrupts that have been assigned
 164  * a priority above configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY.
 165  */
 166 #if ( configASSERT_DEFINED == 1 )
 167     static uint8_t ucMaxSysCallPriority = 0;
 168     static uint32_t ulMaxPRIGROUPValue = 0;
 169     static const volatile uint8_t * const pcInterruptPriorityRegisters = ( uint8_t * ) portNVIC_IP_REGISTERS_OFFSET_16;
 170 #endif /* configASSERT_DEFINED */
 171
 172 /*-----------------------------------------------------------*/
 173
 174 /*
 175  * See header file for description.
 176  */
 177 StackType_t * pxPortInitialiseStack( StackType_t * pxTopOfStack,
 178                                      TaskFunction_t pxCode,
 179                                      void * pvParameters )
 180 {
 181     /* Simulate the stack frame as it would be created by a context switch
 182      * interrupt. */
 183     pxTopOfStack--;                                                      /* Offset added to account for the way the MCU uses the stack on entry/exit of interrupts. */
 184     *pxTopOfStack = portINITIAL_XPSR;                                    /* xPSR */
 185     pxTopOfStack--;
 186     *pxTopOfStack = ( ( StackType_t ) pxCode ) & portSTART_ADDRESS_MASK; /* PC */
 187     pxTopOfStack--;
 188     *pxTopOfStack = ( StackType_t ) prvTaskExitError;                    /* LR */
 189
 190     pxTopOfStack -= 5;                                                   /* R12, R3, R2 and R1. */
 191     *pxTopOfStack = ( StackType_t ) pvParameters;                        /* R0 */
 192     pxTopOfStack -= 8;                                                   /* R11, R10, R9, R8, R7, R6, R5 and R4. */
 193
 194     return pxTopOfStack;
 195 }
 196 /*-----------------------------------------------------------*/
 197
 198 static void prvTaskExitError( void )
 199 {
 200     /* A function that implements a task must not exit or attempt to return to
 201      * its caller as there is nothing to return to.  If a task wants to exit it
 202      * should instead call vTaskDelete( NULL ).
 203      *
 204      * Artificially force an assert() to be triggered if configASSERT() is
 205      * defined, then stop here so application writers can catch the error. */
 206     configASSERT( uxCriticalNesting == ~0UL );
 207     portDISABLE_INTERRUPTS();
 208
 209     for( ; ; )
 210     {
 211     }
 212 }
 213 /*-----------------------------------------------------------*/
 214
 215 __asm void vPortSVCHandler( void )
 216 {
 217 /* *INDENT-OFF* */
 218     PRESERVE8
 219
 220     ldr r3, = pxCurrentTCB   /* Restore the context. */
 221     ldr r1, [ r3 ] /* Use pxCurrentTCBConst to get the pxCurrentTCB address. */
 222     ldr r0, [ r1 ]           /* The first item in pxCurrentTCB is the task top of stack. */
 223     ldmia r0 !, { r4 - r11 } /* Pop the registers that are not automatically saved on exception entry and the critical nesting count. */
 224     msr psp, r0 /* Restore the task stack pointer. */
 225     isb
 226     mov r0, # 0
 227     msr basepri, r0
 228     orr r14, # 0xd
 229     bx r14
 230 /* *INDENT-ON* */
 231 }
 232 /*-----------------------------------------------------------*/
 233
 234 __asm void prvStartFirstTask( void )
 235 {
 236 /* *INDENT-OFF* */
 237     PRESERVE8
 238
 239     /* Use the NVIC offset register to locate the stack. */
 240     ldr r0, =0xE000ED08
 241     ldr r0, [ r0 ]
 242     ldr r0, [ r0 ]
 243
 244     /* Set the msp back to the start of the stack. */
 245     msr msp, r0
 246     /* Globally enable interrupts. */
 247     cpsie i
 248     cpsie f
 249     dsb
 250     isb
 251     /* Call SVC to start the first task. */
 252     svc 0
 253     nop
 254     nop
 255 /* *INDENT-ON* */
 256 }
 257 /*-----------------------------------------------------------*/
 258
 259 /*
 260  * See header file for description.
 261  */
 262 BaseType_t xPortStartScheduler( void )
 263 {
 264     #if ( configASSERT_DEFINED == 1 )
 265     {
 266         volatile uint8_t ucOriginalPriority;
 267         volatile uint32_t ulImplementedPrioBits = 0;
 268         volatile uint8_t * const pucFirstUserPriorityRegister = ( uint8_t * ) ( portNVIC_IP_REGISTERS_OFFSET_16 + portFIRST_USER_INTERRUPT_NUMBER );
 269         volatile uint8_t ucMaxPriorityValue;
 270
 271         /* Determine the maximum priority from which ISR safe FreeRTOS API
 272          * functions can be called.  ISR safe functions are those that end in
 273          * "FromISR".  FreeRTOS maintains separate thread and ISR API functions to
 274          * ensure interrupt entry is as fast and simple as possible.
 275          *
 276          * Save the interrupt priority value that is about to be clobbered. */
 277         ucOriginalPriority = *pucFirstUserPriorityRegister;
 278
 279         /* Determine the number of priority bits available.  First write to all
 280          * possible bits. */
 281         *pucFirstUserPriorityRegister = portMAX_8_BIT_VALUE;
 282
 283         /* Read the value back to see how many bits stuck. */
 284         ucMaxPriorityValue = *pucFirstUserPriorityRegister;
 285
 286         /* Use the same mask on the maximum system call priority. */
 287         ucMaxSysCallPriority = configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY & ucMaxPriorityValue;
 288
 289         /* Check that the maximum system call priority is nonzero after
 290          * accounting for the number of priority bits supported by the
 291          * hardware. A priority of 0 is invalid because setting the BASEPRI
 292          * register to 0 unmasks all interrupts, and interrupts with priority 0
 293          * cannot be masked using BASEPRI.
 294          * See https://www.FreeRTOS.org/RTOS-Cortex-M3-M4.html */
 295         configASSERT( ucMaxSysCallPriority );
 296
 297         /* Check that the bits not implemented in hardware are zero in
 298          * configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY. */
 299         configASSERT( ( configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY & ( ~ucMaxPriorityValue ) ) == 0U );
 300
 301         /* Calculate the maximum acceptable priority group value for the number
 302          * of bits read back. */
 303
 304         while( ( ucMaxPriorityValue & portTOP_BIT_OF_BYTE ) == portTOP_BIT_OF_BYTE )
 305         {
 306             ulImplementedPrioBits++;
 307             ucMaxPriorityValue <<= ( uint8_t ) 0x01;
 308         }
 309
 310         if( ulImplementedPrioBits == 8 )
 311         {
 312             /* When the hardware implements 8 priority bits, there is no way for
 313             * the software to configure PRIGROUP to not have sub-priorities. As
 314             * a result, the least significant bit is always used for sub-priority
 315             * and there are 128 preemption priorities and 2 sub-priorities.
 316             *
 317             * This may cause some confusion in some cases - for example, if
 318             * configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY is set to 5, both 5 and 4
 319             * priority interrupts will be masked in Critical Sections as those
 320             * are at the same preemption priority. This may appear confusing as
 321             * 4 is higher (numerically lower) priority than
 322             * configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY and therefore, should not
 323             * have been masked. Instead, if we set configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY
 324             * to 4, this confusion does not happen and the behaviour remains the same.
 325             *
 326             * The following assert ensures that the sub-priority bit in the
 327             * configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY is clear to avoid the above mentioned
 328             * confusion. */
 329             configASSERT( ( configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY & 0x1U ) == 0U );
 330             ulMaxPRIGROUPValue = 0;
 331         }
 332         else
 333         {
 334             ulMaxPRIGROUPValue = portMAX_PRIGROUP_BITS - ulImplementedPrioBits;
 335         }
 336
 337         /* Shift the priority group value back to its position within the AIRCR
 338          * register. */
 339         ulMaxPRIGROUPValue <<= portPRIGROUP_SHIFT;
 340         ulMaxPRIGROUPValue &= portPRIORITY_GROUP_MASK;
 341
 342         /* Restore the clobbered interrupt priority register to its original
 343          * value. */
 344         *pucFirstUserPriorityRegister = ucOriginalPriority;
 345     }
 346     #endif /* configASSERT_DEFINED */
 347
 348     /* Make PendSV and SysTick the lowest priority interrupts. */
 349     portNVIC_SHPR3_REG |= portNVIC_PENDSV_PRI;
 350
 351     portNVIC_SHPR3_REG |= portNVIC_SYSTICK_PRI;
 352
 353     /* Start the timer that generates the tick ISR.  Interrupts are disabled
 354      * here already. */
 355     vPortSetupTimerInterrupt();
 356
 357     /* Initialise the critical nesting count ready for the first task. */
 358     uxCriticalNesting = 0;
 359
 360     /* Start the first task. */
 361     prvStartFirstTask();
 362
 363     /* Should not get here! */
 364     return 0;
 365 }
 366 /*-----------------------------------------------------------*/
 367
 368 void vPortEndScheduler( void )
 369 {
 370     /* Not implemented in ports where there is nothing to return to.
 371      * Artificially force an assert. */
 372     configASSERT( uxCriticalNesting == 1000UL );
 373 }
 374 /*-----------------------------------------------------------*/
 375
 376 void vPortEnterCritical( void )
 377 {
 378     portDISABLE_INTERRUPTS();
 379     uxCriticalNesting++;
 380
 381     /* This is not the interrupt safe version of the enter critical function so
 382      * assert() if it is being called from an interrupt context.  Only API
 383      * functions that end in "FromISR" can be used in an interrupt.  Only assert if
 384      * the critical nesting count is 1 to protect against recursive calls if the
 385      * assert function also uses a critical section. */
 386     if( uxCriticalNesting == 1 )
 387     {
 388         configASSERT( ( portNVIC_INT_CTRL_REG & portVECTACTIVE_MASK ) == 0 );
 389     }
 390 }
 391 /*-----------------------------------------------------------*/
 392
 393 void vPortExitCritical( void )
 394 {
 395     configASSERT( uxCriticalNesting );
 396     uxCriticalNesting--;
 397
 398     if( uxCriticalNesting == 0 )
 399     {
 400         portENABLE_INTERRUPTS();
 401     }
 402 }
 403 /*-----------------------------------------------------------*/
 404
 405 __asm void xPortPendSVHandler( void )
 406 {
 407     extern uxCriticalNesting;
 408     extern pxCurrentTCB;
 409     extern vTaskSwitchContext;
 410
 411 /* *INDENT-OFF* */
 412     PRESERVE8
 413
 414     mrs r0, psp
 415     isb
 416
 417     ldr r3, =pxCurrentTCB /* Get the location of the current TCB. */
 418     ldr r2, [ r3 ]
 419
 420     stmdb r0 !, { r4 - r11 } /* Save the remaining registers. */
 421     str r0, [ r2 ] /* Save the new top of stack into the first member of the TCB. */
 422
 423     stmdb sp !, { r3, r14 }
 424     mov r0, #configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY
 425     msr basepri, r0
 426     dsb
 427     isb
 428     bl vTaskSwitchContext
 429     mov r0, #0
 430     msr basepri, r0
 431     ldmia sp !, { r3, r14 }
 432
 433     ldr r1, [ r3 ]
 434     ldr r0, [ r1 ] /* The first item in pxCurrentTCB is the task top of stack. */
 435     ldmia r0 !, { r4 - r11 } /* Pop the registers and the critical nesting count. */
 436     msr psp, r0
 437     isb
 438     bx r14
 439     nop
 440 /* *INDENT-ON* */
 441 }
 442 /*-----------------------------------------------------------*/
 443
 444 void xPortSysTickHandler( void )
 445 {
 446     /* The SysTick runs at the lowest interrupt priority, so when this interrupt
 447      * executes all interrupts must be unmasked.  There is therefore no need to
 448      * save and then restore the interrupt mask value as its value is already
 449      * known - therefore the slightly faster vPortRaiseBASEPRI() function is used
 450      * in place of portSET_INTERRUPT_MASK_FROM_ISR(). */
 451     vPortRaiseBASEPRI();
 452     {
 453         /* Increment the RTOS tick. */
 454         if( xTaskIncrementTick() != pdFALSE )
 455         {
 456             /* A context switch is required.  Context switching is performed in
 457              * the PendSV interrupt.  Pend the PendSV interrupt. */
 458             portNVIC_INT_CTRL_REG = portNVIC_PENDSVSET_BIT;
 459         }
 460     }
 461
 462     vPortClearBASEPRIFromISR();
 463 }
 464 /*-----------------------------------------------------------*/
 465
 466 #if ( configUSE_TICKLESS_IDLE == 1 )
 467
 468     __weak void vPortSuppressTicksAndSleep( TickType_t xExpectedIdleTime )
 469     {
 470         uint32_t ulReloadValue, ulCompleteTickPeriods, ulCompletedSysTickDecrements, ulSysTickDecrementsLeft;
 471         TickType_t xModifiableIdleTime;
 472
 473         /* Make sure the SysTick reload value does not overflow the counter. */
 474         if( xExpectedIdleTime > xMaximumPossibleSuppressedTicks )
 475         {
 476             xExpectedIdleTime = xMaximumPossibleSuppressedTicks;
 477         }
 478
 479         /* Enter a critical section but don't use the taskENTER_CRITICAL()
 480          * method as that will mask interrupts that should exit sleep mode. */
 481         __disable_irq();
 482         __dsb( portSY_FULL_READ_WRITE );
 483         __isb( portSY_FULL_READ_WRITE );
 484
 485         /* If a context switch is pending or a task is waiting for the scheduler
 486          * to be unsuspended then abandon the low power entry. */
 487         if( eTaskConfirmSleepModeStatus() == eAbortSleep )
 488         {
 489             /* Re-enable interrupts - see comments above the __disable_irq()
 490              * call above. */
 491             __enable_irq();
 492         }
 493         else
 494         {
 495             /* Stop the SysTick momentarily.  The time the SysTick is stopped for
 496              * is accounted for as best it can be, but using the tickless mode will
 497              * inevitably result in some tiny drift of the time maintained by the
 498              * kernel with respect to calendar time. */
 499             portNVIC_SYSTICK_CTRL_REG = ( portNVIC_SYSTICK_CLK_BIT_CONFIG | portNVIC_SYSTICK_INT_BIT );
 500
 501             /* Use the SysTick current-value register to determine the number of
 502              * SysTick decrements remaining until the next tick interrupt.  If the
 503              * current-value register is zero, then there are actually
 504              * ulTimerCountsForOneTick decrements remaining, not zero, because the
 505              * SysTick requests the interrupt when decrementing from 1 to 0. */
 506             ulSysTickDecrementsLeft = portNVIC_SYSTICK_CURRENT_VALUE_REG;
 507
 508             if( ulSysTickDecrementsLeft == 0 )
 509             {
 510                 ulSysTickDecrementsLeft = ulTimerCountsForOneTick;
 511             }
 512
 513             /* Calculate the reload value required to wait xExpectedIdleTime
 514              * tick periods.  -1 is used because this code normally executes part
 515              * way through the first tick period.  But if the SysTick IRQ is now
 516              * pending, then clear the IRQ, suppressing the first tick, and correct
 517              * the reload value to reflect that the second tick period is already
 518              * underway.  The expected idle time is always at least two ticks. */
 519             ulReloadValue = ulSysTickDecrementsLeft + ( ulTimerCountsForOneTick * ( xExpectedIdleTime - 1UL ) );
 520
 521             if( ( portNVIC_INT_CTRL_REG & portNVIC_PEND_SYSTICK_SET_BIT ) != 0 )
 522             {
 523                 portNVIC_INT_CTRL_REG = portNVIC_PEND_SYSTICK_CLEAR_BIT;
 524                 ulReloadValue -= ulTimerCountsForOneTick;
 525             }
 526
 527             if( ulReloadValue > ulStoppedTimerCompensation )
 528             {
 529                 ulReloadValue -= ulStoppedTimerCompensation;
 530             }
 531
 532             /* Set the new reload value. */
 533             portNVIC_SYSTICK_LOAD_REG = ulReloadValue;
 534
 535             /* Clear the SysTick count flag and set the count value back to
 536              * zero. */
 537             portNVIC_SYSTICK_CURRENT_VALUE_REG = 0UL;
 538
 539             /* Restart SysTick. */
 540             portNVIC_SYSTICK_CTRL_REG |= portNVIC_SYSTICK_ENABLE_BIT;
 541
 542             /* Sleep until something happens.  configPRE_SLEEP_PROCESSING() can
 543              * set its parameter to 0 to indicate that its implementation contains
 544              * its own wait for interrupt or wait for event instruction, and so wfi
 545              * should not be executed again.  However, the original expected idle
 546              * time variable must remain unmodified, so a copy is taken. */
 547             xModifiableIdleTime = xExpectedIdleTime;
 548             configPRE_SLEEP_PROCESSING( xModifiableIdleTime );
 549
 550             if( xModifiableIdleTime > 0 )
 551             {
 552                 __dsb( portSY_FULL_READ_WRITE );
 553                 __wfi();
 554                 __isb( portSY_FULL_READ_WRITE );
 555             }
 556
 557             configPOST_SLEEP_PROCESSING( xExpectedIdleTime );
 558
 559             /* Re-enable interrupts to allow the interrupt that brought the MCU
 560              * out of sleep mode to execute immediately.  See comments above
 561              * the __disable_irq() call above. */
 562             __enable_irq();
 563             __dsb( portSY_FULL_READ_WRITE );
 564             __isb( portSY_FULL_READ_WRITE );
 565
 566             /* Disable interrupts again because the clock is about to be stopped
 567              * and interrupts that execute while the clock is stopped will increase
 568              * any slippage between the time maintained by the RTOS and calendar
 569              * time. */
 570             __disable_irq();
 571             __dsb( portSY_FULL_READ_WRITE );
 572             __isb( portSY_FULL_READ_WRITE );
 573
 574             /* Disable the SysTick clock without reading the
 575              * portNVIC_SYSTICK_CTRL_REG register to ensure the
 576              * portNVIC_SYSTICK_COUNT_FLAG_BIT is not cleared if it is set.  Again,
 577              * the time the SysTick is stopped for is accounted for as best it can
 578              * be, but using the tickless mode will inevitably result in some tiny
 579              * drift of the time maintained by the kernel with respect to calendar
 580              * time*/
 581             portNVIC_SYSTICK_CTRL_REG = ( portNVIC_SYSTICK_CLK_BIT_CONFIG | portNVIC_SYSTICK_INT_BIT );
 582
 583             /* Determine whether the SysTick has already counted to zero. */
 584             if( ( portNVIC_SYSTICK_CTRL_REG & portNVIC_SYSTICK_COUNT_FLAG_BIT ) != 0 )
 585             {
 586                 uint32_t ulCalculatedLoadValue;
 587
 588                 /* The tick interrupt ended the sleep (or is now pending), and
 589                  * a new tick period has started.  Reset portNVIC_SYSTICK_LOAD_REG
 590                  * with whatever remains of the new tick period. */
 591                 ulCalculatedLoadValue = ( ulTimerCountsForOneTick - 1UL ) - ( ulReloadValue - portNVIC_SYSTICK_CURRENT_VALUE_REG );
 592
 593                 /* Don't allow a tiny value, or values that have somehow
 594                  * underflowed because the post sleep hook did something
 595                  * that took too long or because the SysTick current-value register
 596                  * is zero. */
 597                 if( ( ulCalculatedLoadValue <= ulStoppedTimerCompensation ) || ( ulCalculatedLoadValue > ulTimerCountsForOneTick ) )
 598                 {
 599                     ulCalculatedLoadValue = ( ulTimerCountsForOneTick - 1UL );
 600                 }
 601
 602                 portNVIC_SYSTICK_LOAD_REG = ulCalculatedLoadValue;
 603
 604                 /* As the pending tick will be processed as soon as this
 605                  * function exits, the tick value maintained by the tick is stepped
 606                  * forward by one less than the time spent waiting. */
 607                 ulCompleteTickPeriods = xExpectedIdleTime - 1UL;
 608             }
 609             else
 610             {
 611                 /* Something other than the tick interrupt ended the sleep. */
 612
 613                 /* Use the SysTick current-value register to determine the
 614                  * number of SysTick decrements remaining until the expected idle
 615                  * time would have ended. */
 616                 ulSysTickDecrementsLeft = portNVIC_SYSTICK_CURRENT_VALUE_REG;
 617                 #if ( portNVIC_SYSTICK_CLK_BIT_CONFIG != portNVIC_SYSTICK_CLK_BIT )
 618                 {
 619                     /* If the SysTick is not using the core clock, the current-
 620                      * value register might still be zero here.  In that case, the
 621                      * SysTick didn't load from the reload register, and there are
 622                      * ulReloadValue decrements remaining in the expected idle
 623                      * time, not zero. */
 624                     if( ulSysTickDecrementsLeft == 0 )
 625                     {
 626                         ulSysTickDecrementsLeft = ulReloadValue;
 627                     }
 628                 }
 629                 #endif /* portNVIC_SYSTICK_CLK_BIT_CONFIG */
 630
 631                 /* Work out how long the sleep lasted rounded to complete tick
 632                  * periods (not the ulReload value which accounted for part
 633                  * ticks). */
 634                 ulCompletedSysTickDecrements = ( xExpectedIdleTime * ulTimerCountsForOneTick ) - ulSysTickDecrementsLeft;
 635
 636                 /* How many complete tick periods passed while the processor
 637                  * was waiting? */
 638                 ulCompleteTickPeriods = ulCompletedSysTickDecrements / ulTimerCountsForOneTick;
 639
 640                 /* The reload value is set to whatever fraction of a single tick
 641                  * period remains. */
 642                 portNVIC_SYSTICK_LOAD_REG = ( ( ulCompleteTickPeriods + 1UL ) * ulTimerCountsForOneTick ) - ulCompletedSysTickDecrements;
 643             }
 644
 645             /* Restart SysTick so it runs from portNVIC_SYSTICK_LOAD_REG again,
 646              * then set portNVIC_SYSTICK_LOAD_REG back to its standard value.  If
 647              * the SysTick is not using the core clock, temporarily configure it to
 648              * use the core clock.  This configuration forces the SysTick to load
 649              * from portNVIC_SYSTICK_LOAD_REG immediately instead of at the next
 650              * cycle of the other clock.  Then portNVIC_SYSTICK_LOAD_REG is ready
 651              * to receive the standard value immediately. */
 652             portNVIC_SYSTICK_CURRENT_VALUE_REG = 0UL;
 653             portNVIC_SYSTICK_CTRL_REG = portNVIC_SYSTICK_CLK_BIT | portNVIC_SYSTICK_INT_BIT | portNVIC_SYSTICK_ENABLE_BIT;
 654             #if ( portNVIC_SYSTICK_CLK_BIT_CONFIG == portNVIC_SYSTICK_CLK_BIT )
 655             {
 656                 portNVIC_SYSTICK_LOAD_REG = ulTimerCountsForOneTick - 1UL;
 657             }
 658             #else
 659             {
 660                 /* The temporary usage of the core clock has served its purpose,
 661                  * as described above.  Resume usage of the other clock. */
 662                 portNVIC_SYSTICK_CTRL_REG = portNVIC_SYSTICK_CLK_BIT | portNVIC_SYSTICK_INT_BIT;
 663
 664                 if( ( portNVIC_SYSTICK_CTRL_REG & portNVIC_SYSTICK_COUNT_FLAG_BIT ) != 0 )
 665                 {
 666                     /* The partial tick period already ended.  Be sure the SysTick
 667                      * counts it only once. */
 668                     portNVIC_SYSTICK_CURRENT_VALUE_REG = 0;
 669                 }
 670
 671                 portNVIC_SYSTICK_LOAD_REG = ulTimerCountsForOneTick - 1UL;
 672                 portNVIC_SYSTICK_CTRL_REG = portNVIC_SYSTICK_CLK_BIT_CONFIG | portNVIC_SYSTICK_INT_BIT | portNVIC_SYSTICK_ENABLE_BIT;
 673             }
 674             #endif /* portNVIC_SYSTICK_CLK_BIT_CONFIG */
 675
 676             /* Step the tick to account for any tick periods that elapsed. */
 677             vTaskStepTick( ulCompleteTickPeriods );
 678
 679             /* Exit with interrupts enabled. */
 680             __enable_irq();
 681         }
 682     }
 683
 684 #endif /* #if configUSE_TICKLESS_IDLE */
 685
 686 /*-----------------------------------------------------------*/
 687
 688 /*
 689  * Setup the SysTick timer to generate the tick interrupts at the required
 690  * frequency.
 691  */
 692 #if ( configOVERRIDE_DEFAULT_TICK_CONFIGURATION == 0 )
 693
 694     __weak void vPortSetupTimerInterrupt( void )
 695     {
 696         /* Calculate the constants required to configure the tick interrupt. */
 697         #if ( configUSE_TICKLESS_IDLE == 1 )
 698         {
 699             ulTimerCountsForOneTick = ( configSYSTICK_CLOCK_HZ / configTICK_RATE_HZ );
 700             xMaximumPossibleSuppressedTicks = portMAX_24_BIT_NUMBER / ulTimerCountsForOneTick;
 701             ulStoppedTimerCompensation = portMISSED_COUNTS_FACTOR / ( configCPU_CLOCK_HZ / configSYSTICK_CLOCK_HZ );
 702         }
 703         #endif /* configUSE_TICKLESS_IDLE */
 704
 705         /* Stop and clear the SysTick. */
 706         portNVIC_SYSTICK_CTRL_REG = 0UL;
 707         portNVIC_SYSTICK_CURRENT_VALUE_REG = 0UL;
 708
 709         /* Configure SysTick to interrupt at the requested rate. */
 710         portNVIC_SYSTICK_LOAD_REG = ( configSYSTICK_CLOCK_HZ / configTICK_RATE_HZ ) - 1UL;
 711         portNVIC_SYSTICK_CTRL_REG = ( portNVIC_SYSTICK_CLK_BIT_CONFIG | portNVIC_SYSTICK_INT_BIT | portNVIC_SYSTICK_ENABLE_BIT );
 712     }
 713
 714 #endif /* configOVERRIDE_DEFAULT_TICK_CONFIGURATION */
 715 /*-----------------------------------------------------------*/
 716
 717 __asm uint32_t vPortGetIPSR( void )
 718 {
 719 /* *INDENT-OFF* */
 720     PRESERVE8
 721
 722     mrs r0, ipsr
 723     bx r14
 724 /* *INDENT-ON* */
 725 }
 726 /*-----------------------------------------------------------*/
 727
 728 #if ( configASSERT_DEFINED == 1 )
 729
 730     void vPortValidateInterruptPriority( void )
 731     {
 732         uint32_t ulCurrentInterrupt;
 733         uint8_t ucCurrentPriority;
 734
 735         /* Obtain the number of the currently executing interrupt. */
 736         ulCurrentInterrupt = vPortGetIPSR();
 737
 738         /* Is the interrupt number a user defined interrupt? */
 739         if( ulCurrentInterrupt >= portFIRST_USER_INTERRUPT_NUMBER )
 740         {
 741             /* Look up the interrupt's priority. */
 742             ucCurrentPriority = pcInterruptPriorityRegisters[ ulCurrentInterrupt ];
 743
 744             /* The following assertion will fail if a service routine (ISR) for
 745              * an interrupt that has been assigned a priority above
 746              * configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY calls an ISR safe FreeRTOS API
 747              * function.  ISR safe FreeRTOS API functions must *only* be called
 748              * from interrupts that have been assigned a priority at or below
 749              * configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY.
 750              *
 751              * Numerically low interrupt priority numbers represent logically high
 752              * interrupt priorities, therefore the priority of the interrupt must
 753              * be set to a value equal to or numerically *higher* than
 754              * configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY.
 755              *
 756              * Interrupts that  use the FreeRTOS API must not be left at their
 757              * default priority of  zero as that is the highest possible priority,
 758              * which is guaranteed to be above configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY,
 759              * and  therefore also guaranteed to be invalid.
 760              *
 761              * FreeRTOS maintains separate thread and ISR API functions to ensure
 762              * interrupt entry is as fast and simple as possible.
 763              *
 764              * The following links provide detailed information:
 765              * https://www.FreeRTOS.org/RTOS-Cortex-M3-M4.html
 766              * https://www.FreeRTOS.org/FAQHelp.html */
 767             configASSERT( ucCurrentPriority >= ucMaxSysCallPriority );
 768         }
 769
 770         /* Priority grouping:  The interrupt controller (NVIC) allows the bits
 771          * that define each interrupt's priority to be split between bits that
 772          * define the interrupt's pre-emption priority bits and bits that define
 773          * the interrupt's sub-priority.  For simplicity all bits must be defined
 774          * to be pre-emption priority bits.  The following assertion will fail if
 775          * this is not the case (if some bits represent a sub-priority).
 776          *
 777          * If the application only uses CMSIS libraries for interrupt
 778          * configuration then the correct setting can be achieved on all Cortex-M
 779          * devices by calling NVIC_SetPriorityGrouping( 0 ); before starting the
 780          * scheduler.  Note however that some vendor specific peripheral libraries
 781          * assume a non-zero priority group setting, in which cases using a value
 782          * of zero will result in unpredictable behaviour. */
 783         configASSERT( ( portAIRCR_REG & portPRIORITY_GROUP_MASK ) <= ulMaxPRIGROUPValue );
 784     }
 785
 786 #endif /* configASSERT_DEFINED */