Arduinoでの開発をするためにボードとか書籍を通販で頼んだのだけど， まだ到着しないので，H8でのKOZOSの開発を進めています．
で，前回にDRAM上で動くようになったのでこれからはあまりサイズを気にせずに 開発することができる．ということで，いよいよネットワーク機能を実装して いこうと思う．
ネットワーク接続に関しては「移植編その２:KOZOSをH8に移植する」の (H8移植編第13回)LANにつないでみようで LANコントローラ(RTL8019)がすでに動作しているので，そのときのコードを まずはこちらに移植してみる．
まず上記の第13回のソースコードから ether.h, ether.c をOSにそのまま持ってくる． さらに consdrv.h, consdrv.c をベースにして，イーサネット・ドライバ・スレッド として etherdrv.h, etherdrv.c を作成する． さらにさらに，上記第13回のソースコードから network.c を， IP解釈のコードとして ip.c にリネームしてOS側に持ってくる．
ether.h, ether.c にはほぼ変更無し．ip.c は etherdrv.c に合わせて多少修正， etherdrv.c は ether.c に合わせてごっそり修正した．
以下，修正したソース．
以下にその他の修正点について説明しよう．
まずブートローダーに，割り込みとしてIRQ5を受け付ける対応を入れる． (H8移植編第13回)LANにつないでみようで説明したように， H8/3069FマイコンボードのLANコントローラの割り込みピンは，CPUのIRQ5に 接続されている．よって受信割り込みなどはIRQ5として受けることができる．
まずはブートローダーのintr.Sに，LANコントローラ用の割り込みハンドラを追加． これは他のハンドラをコピーして適当に修正しただけ．
diff -ruN h8_03/bootload/intr.S h8_04/bootload/intr.S --- h8_03/bootload/intr.S Mon Apr 5 22:23:32 2010 +++ h8_04/bootload/intr.S Wed Apr 7 12:51:33 2010 @@ -105,3 +105,29 @@ mov.l @er7+,er5 mov.l @er7+,er6 rte + + .global _intr_ethintr +# .type _intr_ethintr,@function +_intr_ethintr: + mov.l er6,@-er7 + mov.l er5,@-er7 + mov.l er4,@-er7 + mov.l er3,@-er7 + mov.l er2,@-er7 + mov.l er1,@-er7 + mov.l er0,@-er7 + mov.l er7,er1 + mov.l #_intrstack,sp + mov.l er1,@-er7 + mov.w #SOFTVEC_TYPE_ETHINTR,r0 + jsr @_interrupt + mov.l @er7+,er1 + mov.l er1,er7 + mov.l @er7+,er0 + mov.l @er7+,er1 + mov.l @er7+,er2 + mov.l @er7+,er3 + mov.l @er7+,er4 + mov.l @er7+,er5 + mov.l @er7+,er6 + rte次に割り込み種別として，「SOFTVEC_TYPE_ETHINTR」を追加．
diff -ruN h8_03/bootload/intr.h h8_04/bootload/intr.h --- h8_03/bootload/intr.h Mon Apr 5 22:23:32 2010 +++ h8_04/bootload/intr.h Wed Apr 7 12:51:33 2010 @@ -3,11 +3,12 @@ /* ソフトウエア・割込みベクタの定義 */ -#define SOFTVEC_TYPE_NUM 4 +#define SOFTVEC_TYPE_NUM 5 #define SOFTVEC_TYPE_SOFTERR 0 #define SOFTVEC_TYPE_SYSCALL 1 #define SOFTVEC_TYPE_SERINTR 2 #define SOFTVEC_TYPE_TIMINTR 3 +#define SOFTVEC_TYPE_ETHINTR 4 #endifさらに vector.c で定義されている割り込みベクタのIRQ5のエントリに， intr_ethintr()をハンドラとして登録する．
diff -ruN h8_03/bootload/vector.c h8_04/bootload/vector.c
--- h8_03/bootload/vector.c Mon Apr 5 22:23:32 2010
+++ h8_04/bootload/vector.c Wed Apr 7 12:51:33 2010
@@ -5,6 +5,7 @@
extern void intr_syscall(void); /* システム・コール */
extern void intr_serintr(void); /* シリアル割込み */
extern void intr_timintr(void); /* タイマ割込み */
+extern void intr_ethintr(void); /* イーサネット・コントローラ割込み */
/*
* 割込みベクタの設定．
@@ -13,7 +14,7 @@
void (*vectors[])(void) = {
start, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL,
intr_syscall, intr_softerr, intr_softerr, intr_softerr,
- NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL,
+ NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, intr_ethintr /* IRQ5 */, NULL, NULL,
NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL,
NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, NULL,
intr_timintr, intr_timintr, intr_timintr, intr_timintr,
ブートローダーの修正はここまで．次にOS側の修正．
intr.hはブートローダーと同様に修正．さらにethernetのフレーム受信用に， memory.c で2KBの領域を作成する(イーサネットのフレームは最大で1.5KB程度になる)． ついでにDRAM動作に移行してメモリサイズに余裕ができたので，他の領域も拡張して おく．
diff -ruN h8_03/os/memory.c h8_04/os/memory.c
--- h8_03/os/memory.c Mon Apr 5 22:23:32 2010
+++ h8_04/os/memory.c Wed Apr 7 12:51:33 2010
@@ -21,7 +21,7 @@
/* メモリ・プールの定義(個々のサイズと個数) */
static kzmem_pool pool[] = {
- { 16, 8, NULL }, { 32, 8, NULL }, { 64, 4, NULL },
+ { 16, 32, NULL }, { 32, 32, NULL }, { 64, 32, NULL }, { 2048, 16, NULL },
};
#define MEMORY_AREA_NUM (sizeof(pool) / sizeof(*pool))
defines.hは etherdrv との通信用に，新たにメッセージボックスを定義する．
diff -ruN h8_03/os/defines.h h8_04/os/defines.h --- h8_03/os/defines.h Mon Apr 5 22:23:32 2010 +++ h8_04/os/defines.h Wed Apr 7 12:51:33 2010 @@ -18,6 +18,8 @@ MSGBOX_ID_CONSOUTPUT, MSGBOX_ID_TIMDRIVE, MSGBOX_ID_TIMEXPIRE, + MSGBOX_ID_ETHINPUT, + MSGBOX_ID_ETHOUTPUT, MSGBOX_ID_NUM } kz_msgbox_id_t;kozos.hには新しいスレッドとして イーサネット・ドライバ・スレッド「etherdrvスレッド」と IPの解析用の「ipスレッド」のメイン関数の定義を追加する．
diff -ruN h8_03/os/kozos.h h8_04/os/kozos.h --- h8_03/os/kozos.h Mon Apr 5 22:23:32 2010 +++ h8_04/os/kozos.h Wed Apr 7 12:51:33 2010 @@ -36,9 +36,11 @@ /* システム・タスク */ int consdrv_main(int argc, char *argv[]); int timerdrv_main(int argc, char *argv[]); +int etherdrv_main(int argc, char *argv[]); /* ユーザ・タスク */ int command_main(int argc, char *argv[]); int clock_main(int argc, char *argv[]); +int ip_main(int argc, char *argv[]); #endifさらにmain.cの初期スレッドに etherdrvスレッドとipスレッドの起動を追加． clockスレッドは３秒ごとにメッセージを出してきてうっとうしいので削った．
diff -ruN h8_03/os/main.c h8_04/os/main.c --- h8_03/os/main.c Mon Apr 5 22:23:32 2010 +++ h8_04/os/main.c Wed Apr 7 12:51:33 2010 @@ -9,7 +9,11 @@ kz_run(consdrv_main, "consdrv", 1, 0x200, 0, NULL); kz_run(command_main, "command", 8, 0x200, 0, NULL); kz_run(timerdrv_main, "timerdrv", 2, 0x100, 0, NULL); + kz_run(etherdrv_main, "etherdrv", 3, 0x200, 0, NULL); +#if 0 kz_run(clock_main, "clock", 9, 0x100, 0, NULL); +#endif + kz_run(ip_main, "ip", 10, 0x200, 0, NULL); kz_chpri(15); /* 優先順位を下げて，アイドルスレッドに移行する */ INTR_ENABLE; /* 割込み有効にする */最後に Makefile を修正．ether.c, ip.c, etherdrv.c をコンパイル対象に追加する．
diff -ruN h8_03/os/Makefile h8_04/os/Makefile --- h8_03/os/Makefile Mon Apr 5 22:23:32 2010 +++ h8_04/os/Makefile Wed Apr 7 12:51:33 2010 @@ -14,10 +14,11 @@ STRIP = $(BINDIR)/$(ADDNAME)strip OBJS = startup.o main.o interrupt.o -OBJS += lib.o serial.o timer.o +OBJS += lib.o serial.o timer.o ether.o # sources of kozos -OBJS += kozos.o syscall.o memory.o consdrv.o timerdrv.o command.o clock.o +OBJS += kozos.o syscall.o memory.o command.o clock.o ip.o +OBJS += consdrv.o timerdrv.o etherdrv.o TARGET = kozos修正はここまで．では実行してみよう．
今回はブートローダーにも修正が入っているので，まずはブートローダーを 書き込む必要がある．ブートローダーをフラッシュROMに書き込んで， で，OSをロードして起動する．
OSを起動したら，てきとうなPCでIPアドレスを192.168.0.Xに設定する． マイコンボードのほうはとりあえず 192.168.0.16 に決めうちで書いてあるので， それとは違うアドレスにする．まあ 192.168.0.2 あたりが無難でしょう．
で，HUBを介してLANケーブルで接続すると，マイコンボードのLANポート付近の 青色LEDが光る．リンクアップで光るみたい．
PCからpingを実行すると，応答が返ってくる．ARP解決もされて，無事に疎通が とれている．
(PC側の出力)
hiroaki@teapot:~>% ping 192.168.0.16 PING 192.168.0.16 (192.168.0.16): 56 data bytes 64 bytes from 192.168.0.16: icmp_seq=0 ttl=64 time=24.596 ms 64 bytes from 192.168.0.16: icmp_seq=1 ttl=64 time=23.826 ms 64 bytes from 192.168.0.16: icmp_seq=2 ttl=64 time=24.381 ms 64 bytes from 192.168.0.16: icmp_seq=3 ttl=64 time=23.948 ms 64 bytes from 192.168.0.16: icmp_seq=4 ttl=64 time=23.953 ms ^C --- 192.168.0.16 ping statistics --- 5 packets transmitted, 5 packets received, 0% packet loss round-trip min/avg/max/stddev = 23.826/24.141/24.596/0.295 ms hiroaki@teapot:~>%
(マイコンボード側の出力)
kzload> run starting from entry point: 400100 kozos boot succeed! command> MAC: 0002cb0325f5 network ready. received: 0x0bytes no reply. received: 0x62bytes replyed. received: 0x62bytes replyed. received: 0x62bytes replyed. received: 0x62bytes replyed. received: 0x62bytes replyed.もともとお試しでLAN接続が動作していたこともあり，あっさりと動いた． ちなみにパケットの送受信時には，LANポート近くの白色LEDが光るようだ．
まあちょっとソースコードが整理されていないのと，送信割り込みがまだ サポートされていないのだが，とりあえずは動作した．
さて，これでIP接続はできた．次はいよいよTCPでの接続だ．
TCP接続をサポートしてさらにwebサーバを動作させるには，どのサービスをどの スレッドにやらせるのかをうまいこと設計して，処理を分割する必要がある． 今回作成した「ipスレッド」はIPパケットの処理だけに閉じて，TCPは別にスレッドを 作成したほうがいいだろう．なぜかというと，TCPの動作には状態遷移とタイマが 必須なので，専用のスレッドで管理したほうが構造がシンプルになるからだ．
さらにwebサーバはアプリケーションとしてまた独立したスレッドにするべきだ． このようにサービスや処理単位ごとにスレッドを作成して分散処理すると， いかにも組み込みプログラムって感じがするなあ．