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Lynx-EyEDの電音鍵盤 新館

広帯域制御屋の駄文とか

RunnableインターフェースでマルチスレッドLチカ

LPC800 JVMとRunnableクラスの実装

前回(LPC800にJVM載せてUARTループバック - Lynx-EyEDの電音鍵盤 新館)の続きです。

なお、JVMソースコード一式は以下を参照ください
lynxeyed-atsu/RaVem · GitHub

マルチスレッドで複数のLEDを別々の周期で点滅させようと思います。
そうなると、マイコンのIOポート番号や周期をThreadクラスに引数として持たせたい訳ですが、そうするにはJavaではRunnable実装クラスをインスタンス化したオブジェクト参照を、Threadクラスのコンストラクタ引数として渡す必要があります。

JVMレベルで考えると、オペランドスタックに引数をスタック → newされたオブジェクトのインスタンス初期化メソッドが呼び出された際にローカルレジスタにコピー → Public Field領域に引数を書き込みます。

このJVMの一連の動作をどのようにLPC812に実装するかが課題だったのですが、漸くできました。

とりあえず深い事は考えず、まず、以下のJavaのコードを SoftBlinkLEDTest.java という名前で保存します。

public class SoftBlinkLEDTest implements Runnable{
    private int x,y;
    
    public SoftBlinkLEDTest(int bit_num, int sleep_time_ms){
        
        x = bit_num;
        y = sleep_time_ms;
       
    }
    
    public static void main(String[] args){
        
        SoftBlinkLEDTest LED1 = new SoftBlinkLEDTest(7, 40);       // PIO0_7, half-cycle = 40msec
        SoftBlinkLEDTest LED2 = new SoftBlinkLEDTest(16, 1000);    // PIO0_16, half-cycle = 1000msec
        SoftBlinkLEDTest LED3 = new SoftBlinkLEDTest(17, 500);    // PIO0_17, half-cycle = 500msec
        
        
        Thread th1 = new Thread(LED1);
        Thread th2 = new Thread(LED2);
        Thread th3 = new Thread(LED3);
        
        th1.start();
        th2.start();
        th3.start();
    }
    
    public void run(){
        
        int port_bit = x, time = y;
        
        while(true){
            try{
                Thread.sleep(time);
            }catch(Exception e){}
            
            lpc800.portWrite(port_bit, 1);
            System.out.println("LED_on");
            
            try{
                Thread.sleep(time);
            }catch(Exception e){}
            
            lpc800.portWrite(port_bit, 0);
            System.out.println("LED_off");
        }
    }
}

ここで、GPIOにアクセスするためのportWrite(bit_num, value) というメソッドをlpc800クラスに用意しました。もちろんこれは独自のクラスです。そんなクラスもメソッドも無いとコンパイラに怒られてしまいますので、コンパイラを騙すフェイクを作ります。以下を lpc800.java という名前で保存します。

public class lpc800{
    
    public static void portWrite(int bit, int value){}
    
}

コレだけです。LPC812本体がこのクラスとメソッドを正しく認識すれば良く、Javacがこのクラスが何をするか知っていてもあまり意味はないので、何も実動作を記述する必要はありません。
二つのファイルを同一のフォルダに入れて、コンパイラバイトコードを生成してもらいます。

$ javac SoftBlinkLEDTest.java

2つのclassファイルができますが、必要なのは SoftBlinkLEDTest.class だけです。このクラスの実態バイトコードです。これをカンマ区切りデータで表現すると、以下の様になります。

0xCA, 0xFE, 0xBA, 0xBE, 0x00, 0x00, 0x00, 0x32, 0x00, 0x41, 0x0A, 0x00, 0x10, 
	0x00, 0x21, 0x09, 0x00, 0x04, 0x00, 0x22, 0x09, 0x00, 0x04, 0x00, 0x23, 0x07, 0x00, 0x24, 0x0A, 
	0x00, 0x04, 0x00, 0x25, 0x07, 0x00, 0x26, 0x0A, 0x00, 0x06, 0x00, 0x27, 0x0A, 0x00, 0x06, 0x00, 
	0x28, 0x0A, 0x00, 0x06, 0x00, 0x29, 0x07, 0x00, 0x2A, 0x0A, 0x00, 0x2B, 0x00, 0x2C, 0x09, 0x00, 
	0x2D, 0x00, 0x2E, 0x08, 0x00, 0x2F, 0x0A, 0x00, 0x30, 0x00, 0x31, 0x08, 0x00, 0x32, 0x07, 0x00, 
	0x33, 0x07, 0x00, 0x34, 0x01, 0x00, 0x01, 0x78, 0x01, 0x00, 0x01, 0x49, 0x01, 0x00, 0x01, 0x79, 
	0x01, 0x00, 0x06, 0x3C, 0x69, 0x6E, 0x69, 0x74, 0x3E, 0x01, 0x00, 0x05, 0x28, 0x49, 0x49, 0x29, 
	0x56, 0x01, 0x00, 0x04, 0x43, 0x6F, 0x64, 0x65, 0x01, 0x00, 0x0F, 0x4C, 0x69, 0x6E, 0x65, 0x4E, 
	0x75, 0x6D, 0x62, 0x65, 0x72, 0x54, 0x61, 0x62, 0x6C, 0x65, 0x01, 0x00, 0x04, 0x6D, 0x61, 0x69, 
	0x6E, 0x01, 0x00, 0x16, 0x28, 0x5B, 0x4C, 0x6A, 0x61, 0x76, 0x61, 0x2F, 0x6C, 0x61, 0x6E, 0x67, 
	0x2F, 0x53, 0x74, 0x72, 0x69, 0x6E, 0x67, 0x3B, 0x29, 0x56, 0x01, 0x00, 0x03, 0x72, 0x75, 0x6E, 
	0x01, 0x00, 0x03, 0x28, 0x29, 0x56, 0x01, 0x00, 0x0D, 0x53, 0x74, 0x61, 0x63, 0x6B, 0x4D, 0x61, 
	0x70, 0x54, 0x61, 0x62, 0x6C, 0x65, 0x07, 0x00, 0x2A, 0x01, 0x00, 0x0A, 0x53, 0x6F, 0x75, 0x72, 
	0x63, 0x65, 0x46, 0x69, 0x6C, 0x65, 0x01, 0x00, 0x15, 0x53, 0x6F, 0x66, 0x74, 0x42, 0x6C, 0x69, 
	0x6E, 0x6B, 0x4C, 0x45, 0x44, 0x54, 0x65, 0x73, 0x74, 0x2E, 0x6A, 0x61, 0x76, 0x61, 0x0C, 0x00, 
	0x15, 0x00, 0x1C, 0x0C, 0x00, 0x12, 0x00, 0x13, 0x0C, 0x00, 0x14, 0x00, 0x13, 0x01, 0x00, 0x10, 
	0x53, 0x6F, 0x66, 0x74, 0x42, 0x6C, 0x69, 0x6E, 0x6B, 0x4C, 0x45, 0x44, 0x54, 0x65, 0x73, 0x74, 
	0x0C, 0x00, 0x15, 0x00, 0x16, 0x01, 0x00, 0x10, 0x6A, 0x61, 0x76, 0x61, 0x2F, 0x6C, 0x61, 0x6E, 
	0x67, 0x2F, 0x54, 0x68, 0x72, 0x65, 0x61, 0x64, 0x0C, 0x00, 0x15, 0x00, 0x35, 0x0C, 0x00, 0x36, 
	0x00, 0x1C, 0x0C, 0x00, 0x37, 0x00, 0x38, 0x01, 0x00, 0x13, 0x6A, 0x61, 0x76, 0x61, 0x2F, 0x6C, 
	0x61, 0x6E, 0x67, 0x2F, 0x45, 0x78, 0x63, 0x65, 0x70, 0x74, 0x69, 0x6F, 0x6E, 0x07, 0x00, 0x39, 
	0x0C, 0x00, 0x3A, 0x00, 0x16, 0x07, 0x00, 0x3B, 0x0C, 0x00, 0x3C, 0x00, 0x3D, 0x01, 0x00, 0x06, 
	0x4C, 0x45, 0x44, 0x5F, 0x6F, 0x6E, 0x07, 0x00, 0x3E, 0x0C, 0x00, 0x3F, 0x00, 0x40, 0x01, 0x00, 
	0x07, 0x4C, 0x45, 0x44, 0x5F, 0x6F, 0x66, 0x66, 0x01, 0x00, 0x10, 0x6A, 0x61, 0x76, 0x61, 0x2F, 
	0x6C, 0x61, 0x6E, 0x67, 0x2F, 0x4F, 0x62, 0x6A, 0x65, 0x63, 0x74, 0x01, 0x00, 0x12, 0x6A, 0x61, 
	0x76, 0x61, 0x2F, 0x6C, 0x61, 0x6E, 0x67, 0x2F, 0x52, 0x75, 0x6E, 0x6E, 0x61, 0x62, 0x6C, 0x65, 
	0x01, 0x00, 0x17, 0x28, 0x4C, 0x6A, 0x61, 0x76, 0x61, 0x2F, 0x6C, 0x61, 0x6E, 0x67, 0x2F, 0x52, 
	0x75, 0x6E, 0x6E, 0x61, 0x62, 0x6C, 0x65, 0x3B, 0x29, 0x56, 0x01, 0x00, 0x05, 0x73, 0x74, 0x61, 
	0x72, 0x74, 0x01, 0x00, 0x05, 0x73, 0x6C, 0x65, 0x65, 0x70, 0x01, 0x00, 0x04, 0x28, 0x4A, 0x29, 
	0x56, 0x01, 0x00, 0x06, 0x6C, 0x70, 0x63, 0x38, 0x30, 0x30, 0x01, 0x00, 0x09, 0x70, 0x6F, 0x72, 
	0x74, 0x57, 0x72, 0x69, 0x74, 0x65, 0x01, 0x00, 0x10, 0x6A, 0x61, 0x76, 0x61, 0x2F, 0x6C, 0x61, 
	0x6E, 0x67, 0x2F, 0x53, 0x79, 0x73, 0x74, 0x65, 0x6D, 0x01, 0x00, 0x03, 0x6F, 0x75, 0x74, 0x01, 
	0x00, 0x15, 0x4C, 0x6A, 0x61, 0x76, 0x61, 0x2F, 0x69, 0x6F, 0x2F, 0x50, 0x72, 0x69, 0x6E, 0x74, 
	0x53, 0x74, 0x72, 0x65, 0x61, 0x6D, 0x3B, 0x01, 0x00, 0x13, 0x6A, 0x61, 0x76, 0x61, 0x2F, 0x69, 
	0x6F, 0x2F, 0x50, 0x72, 0x69, 0x6E, 0x74, 0x53, 0x74, 0x72, 0x65, 0x61, 0x6D, 0x01, 0x00, 0x07, 
	0x70, 0x72, 0x69, 0x6E, 0x74, 0x6C, 0x6E, 0x01, 0x00, 0x15, 0x28, 0x4C, 0x6A, 0x61, 0x76, 0x61, 
	0x2F, 0x6C, 0x61, 0x6E, 0x67, 0x2F, 0x53, 0x74, 0x72, 0x69, 0x6E, 0x67, 0x3B, 0x29, 0x56, 0x00, 
	0x21, 0x00, 0x04, 0x00, 0x10, 0x00, 0x01, 0x00, 0x11, 0x00, 0x02, 0x00, 0x02, 0x00, 0x12, 0x00, 
	0x13, 0x00, 0x00, 0x00, 0x02, 0x00, 0x14, 0x00, 0x13, 0x00, 0x00, 0x00, 0x03, 0x00, 0x01, 0x00, 
	0x15, 0x00, 0x16, 0x00, 0x01, 0x00, 0x17, 0x00, 0x00, 0x00, 0x33, 0x00, 0x02, 0x00, 0x03, 0x00, 
	0x00, 0x00, 0x0F, 0x2A, 0xB7, 0x00, 0x01, 0x2A, 0x1B, 0xB5, 0x00, 0x02, 0x2A, 0x1C, 0xB5, 0x00, 
	0x03, 0xB1, 0x00, 0x00, 0x00, 0x01, 0x00, 0x18, 0x00, 0x00, 0x00, 0x12, 0x00, 0x04, 0x00, 0x00, 
	0x00, 0x04, 0x00, 0x04, 0x00, 0x06, 0x00, 0x09, 0x00, 0x07, 0x00, 0x0E, 0x00, 0x09, 0x00, 0x09, 
	0x00, 0x19, 0x00, 0x1A, 0x00, 0x01, 0x00, 0x17, 0x00, 0x00, 0x00, 0x90, 0x00, 0x04, 0x00, 0x07, 
	0x00, 0x00, 0x00, 0x54, 0xBB, 0x00, 0x04, 0x59, 0x10, 0x07, 0x10, 0x28, 0xB7, 0x00, 0x05, 0x4C, 
	0xBB, 0x00, 0x04, 0x59, 0x10, 0x10, 0x11, 0x03, 0xE8, 0xB7, 0x00, 0x05, 0x4D, 0xBB, 0x00, 0x04, 
	0x59, 0x10, 0x11, 0x11, 0x01, 0xF4, 0xB7, 0x00, 0x05, 0x4E, 0xBB, 0x00, 0x06, 0x59, 0x2B, 0xB7, 
	0x00, 0x07, 0x3A, 0x04, 0xBB, 0x00, 0x06, 0x59, 0x2C, 0xB7, 0x00, 0x07, 0x3A, 0x05, 0xBB, 0x00, 
	0x06, 0x59, 0x2D, 0xB7, 0x00, 0x07, 0x3A, 0x06, 0x19, 0x04, 0xB6, 0x00, 0x08, 0x19, 0x05, 0xB6, 
	0x00, 0x08, 0x19, 0x06, 0xB6, 0x00, 0x08, 0xB1, 0x00, 0x00, 0x00, 0x01, 0x00, 0x18, 0x00, 0x00, 
	0x00, 0x2A, 0x00, 0x0A, 0x00, 0x00, 0x00, 0x0D, 0x00, 0x0C, 0x00, 0x0E, 0x00, 0x19, 0x00, 0x0F, 
	0x00, 0x26, 0x00, 0x12, 0x00, 0x30, 0x00, 0x13, 0x00, 0x3A, 0x00, 0x14, 0x00, 0x44, 0x00, 0x16, 
	0x00, 0x49, 0x00, 0x17, 0x00, 0x4E, 0x00, 0x18, 0x00, 0x53, 0x00, 0x19, 0x00, 0x01, 0x00, 0x1B, 
	0x00, 0x1C, 0x00, 0x01, 0x00, 0x17, 0x00, 0x00, 0x00, 0x98, 0x00, 0x02, 0x00, 0x04, 0x00, 0x00, 
	0x00, 0x39, 0x2A, 0xB4, 0x00, 0x02, 0x3C, 0x2A, 0xB4, 0x00, 0x03, 0x3D, 0x1C, 0x85, 0xB8, 0x00, 
	0x09, 0xA7, 0x00, 0x04, 0x4E, 0x1B, 0x04, 0xB8, 0x00, 0x0B, 0xB2, 0x00, 0x0C, 0x12, 0x0D, 0xB6, 
	0x00, 0x0E, 0x1C, 0x85, 0xB8, 0x00, 0x09, 0xA7, 0x00, 0x04, 0x4E, 0x1B, 0x03, 0xB8, 0x00, 0x0B, 
	0xB2, 0x00, 0x0C, 0x12, 0x0F, 0xB6, 0x00, 0x0E, 0xA7, 0xFF, 0xD4, 0x00, 0x02, 0x00, 0x0A, 0x00, 
	0x0F, 0x00, 0x12, 0x00, 0x0A, 0x00, 0x20, 0x00, 0x25, 0x00, 0x28, 0x00, 0x0A, 0x00, 0x02, 0x00, 
	0x18, 0x00, 0x00, 0x00, 0x26, 0x00, 0x09, 0x00, 0x00, 0x00, 0x1D, 0x00, 0x0A, 0x00, 0x21, 0x00, 
	0x0F, 0x00, 0x22, 0x00, 0x13, 0x00, 0x24, 0x00, 0x18, 0x00, 0x25, 0x00, 0x20, 0x00, 0x28, 0x00, 
	0x25, 0x00, 0x29, 0x00, 0x29, 0x00, 0x2B, 0x00, 0x2E, 0x00, 0x2C, 0x00, 0x1D, 0x00, 0x00, 0x00, 
	0x11, 0x00, 0x05, 0xFD, 0x00, 0x0A, 0x01, 0x01, 0x47, 0x07, 0x00, 0x1E, 0x00, 0x54, 0x07, 0x00, 
	0x1E, 0x00, 0x00, 0x01, 0x00, 0x1F, 0x00, 0x00, 0x00, 0x02, 0x00, 0x20, 0x00, 0x00, 0x00

上記バイトコードを、MDK-ARMプロジェクトの中のravem.cにvm_array[]という配列名で記述し、コンパイルします。

LPCXpressoだとPIO0_7(赤色LED)が80msec周期、PIO0_16(青色LED)が2000msec周期、PIO0_17(緑色LED)が1000msec周期で点滅するのが確認できると思います。

f:id:Lynx-EyED:20130823203623j:plain