Currently, TinyThreads supports Interrupt Interrupt Controller only.

Related: #4

When the initial thread terminated by returning from main() function, the system oddly stops by exit() even if there are any alive threads other than the initial thread.

The PTHREAD expects that the system (=process) keeps alive when any threads are running.

#include <pthread.h>
static void *worker(void *)
{
    for (;;); // this thread never ends
    return NULL;
}
int main(void)
{
    pthread_t subthread;
    pthread_create(&sub_thread, NULL, worker, NULL);
    return 0;
    // subthread is still working, but exit() function will be called soon
    // and the system will stop.
}

• TinyThreads 1.1
• Target: Nios II

In a new thread created by pthread_create(), standard I/O file pointer (reent->stdin/stdout/stderr) are NULL.
Because Altera HAL does not check if fp != NULL in their i/o functions, this may cause memory corruption.

Wikiのマニュアルに沿って、Nios IIでTinyThreadsを使おうとしています。
BSP TypeをTinyThreadsにしたBSPプロジェクトを作成し、ビルドしてみたところ以下のようなエラーが出ました。

make all 
Info: Building ../candy_gw_tt_bsp
C:/intelFPGA_lite/18.1/nios2eds/bin/gnu/H-x86_64-mingw32/bin/make --no-print-directory -C ../candy_gw_tt_bsp
Compiling altera_vic_funnel_non_preemptive.S...
nios2-elf-gcc -MP -MMD -c   -O0 -g -Wall  -mno-hw-div -mhw-mul -mno-hw-mulx -mgpopt=global    -I./TINYTH/inc -I./HAL/inc -I. -I./drivers/inc -pipe -D__hal__ -DALT_NO_INSTRUCTION_EMULATION -D__tinythreads__  -Wa,-gdwarf2  -o obj/drivers/src/altera_vic_funnel_non_preemptive.o drivers/src/altera_vic_funnel_non_preemptive.S
./TINYTH/inc/os/alt_hooks.h: Assembler messages:
./TINYTH/inc/os/alt_hooks.h:4: Error: unrecognised instruction extern
./TINYTH/inc/os/alt_hooks.h:5: Error: unrecognised instruction extern
./TINYTH/inc/os/alt_hooks.h:6: Error: unrecognised instruction extern
./TINYTH/inc/os/alt_hooks.h:7: Error: unrecognised instruction extern
drivers/src/altera_vic_funnel_non_preemptive.S:77: Error: unrecognised instruction alt_os_int_enter_asm
drivers/src/altera_vic_funnel_non_preemptive.S:92: Error: unrecognised instruction alt_os_int_exit_asm
make[1]: *** [obj/drivers/src/altera_vic_funnel_non_preemptive.o] Error 1
make: *** [../candy_gw_tt_bsp-recurs-make-lib] Error 2

alt_hooks.hの4～7行目（externで始まる宣言部）をコメントアウトして、

#define ALT_OS_INT_ENTER_ASM
#define ALT_OS_INT_EXIT_ASM

を加えると、ビルドは通りましたが、プログラムを実行するとpthread_createで指定した関数が実行される前にデバッガーが強制的にNIOS2_BREAK()でbreakしてしまいます。

Nios II 実装における、Shadow register setのサポートについて検討。

目的:

• Shadow register setの活用によるコンテキストスイッチの高速化が技術的に可能かどうか、実装コストが見合うかどうかを検討する。

調査結果:

• Nios II/f では、最大63セットのShadow register setを追加できる。(外部割り込みコントローラの使用有無にかかわらず)
• 現在使用中のregister setは、status.CRSで表されるが、CRSをソフトウェアから直接書き換えることはできず、CRS変更は以下のタイミングのみで発生する。
  • 外部割り込みコントローラからの割り込み発生で、RRSを複写するとき
  • eret命令でstatusが書き換わるとき (←ソフトウェアのみで書き換えるのはこれが唯一の方法)
• 標準HALのalt_exception_entry.Sでは、Shadow register setに対する処置はなし。無条件にr15までのレジスタをスタックに待避する。
  • この動作をTinyThreadsで変更する場合、alt_exception_entry.Sの置換が必要。
• r16以降のレジスタ待避は、eretによる強制CRS書き換えとtth_arch_nios2_asm.Sの実装のみで(おそらく)なんとかなる。
• Register setの数よりスレッドの数が増えたときの、Register set番号の管理機構を追加で実装する必要あり。

結論:

• TinyThreadsでは、Shadow register setを活用したコンテキストスイッチを実装しない。
  • 技術的には不可能ではないが、実装コストが高い。特に全コンテキストのスイッチには、標準HALの大幅な置換が必要となる。