原创菜农心目中之OS即对HotOS系列之展望和安全意识

 2009-2-22 08:38  2679 6 6 分类: MCU/ 嵌入式

hotpower 发表于 2009-2-22 08:25 侃单片机 ←返回版面

2楼：哈哈～～～警告:看帖者自戴墨镜

hotpower 发表于 2009-2-22 08:24 侃单片机 ←返回版面

楼主：菜农心目中之OS即对HotOS系列之展望和安全意识

随着HotTasm51之研究和编写的进展，以及嵌入式专家吴旭光教授屈尊地加盟

HotPower的农会组织，俺久久不能入睡，真可谓“彻夜难眠”～～～

和吴教授的多次探讨，更让俺增强了信心和“胆量”。

首先，我选定了从51开始俺的HotOS系列的“开始旅程”，在DSP的54系列上

俺也进行了85%的研究，但是那时可以C/C++,他们的构架和资源差距很大，

再者，俺心里也选中了AVR,因为小芯片的记得有个汇编级源码的OS.

也想在ARM7的LPC213X/LPC214X上开刀～～～至少俺在其“防御系统”上实现

了突破～～～

在OS的编写上，有些代码是要用汇编才能实现的，这不单单是速度的问题，

实际速度并非重要，而是限于C语言有些对方根本访问不到，也限制了发挥。

一般所有的编译器都可以嵌入汇编代码，但Keil C51还要设置几个地方，虽然

不难，但总觉得别扭～～～

对于机器级来讲，代码和数据是很难区分的：

当机器运行过的地方，肯定是代码(当然也可用于加密校验及防止改写代码)。

否则，代码的可能性少点，应该认为是数据。

所以，由于汇编代码的不同，导致了OS的不同～～～

若是用汇编数组又如何呢？？？

所以俺在HotTask51上使用了汇编数组并计划将其用COM接口来封装。

再进一步将HotTask51用COM接口封装,那么不就和微软在DLL越发不可收拾时

推出COM接口来进行对DLL的再封装，这样就实现了不需将DLL用C++来编写

即可达到C++之效果～～～

若是COM技术的早几年的推出，我们的PC机里就不会出现居多的DLL文件～～

所以，菜农对COM技术进行了深入研究和在CVI和DSP上进行了实验并成功实现。

那么若能在51上实现又能如何呢？？？

都是C语言，都有结构及指针，以及位域和联合，所以51也能从COM接口中

完成更强的功能～～～

目前的OS特别是能在MCU上运行的，菜农说心里话都不满意，理由：

1. 满世界的全局变量及宏定义让人“眼晕”～～～简直是A人之举～～～
   无任何封装的概念～～～也难怪那些“OS的先烈们”了～～～

2. 神秘的内核让人“心醉”，华丽的外衣让人更想“裸了才爽”～～～
   51十分紧张的资源使那些“爱美的人们”不得不放下那“皇帝的外衣”

3. 现在是“拇指一代”了，任务的创建和配置，都很晕～～～
   由于编译器软件厂家的OS虽然和环境无缝连接，但天文数字的费用实在
   不能接受～～～想学习学习也要背个“D人”之名，难呀～～～

4. 开源OS之病在于原作者和厂家有很大之不同～～～
   首先是与环境的链接，当然像uCOS-II嵌入在IAR内固然很好，但～～～

   再者小容量MCU各在不同的干扰环境下的表现也不同，所以，这些应用

   群体的硬件上都有硬件看门狗之类的防护，虽然不盼着狗咬，但没人

    敢在设计上将狗遗忘～～～至少俺没这个胆量～～～

   所以在开工HotTask51之决定时，狗任务那是排第一的～～～

综合以上所述，故俺要PK～～～至少俺有“唐吉珂德之精神”～～～

在起点上，定调已把俺“雷翻”～～～

首先在Keil C51环境下，实现脚本文件的嵌入，这样可对任务及硬件的配置

实现“傻瓜设置”，即在编译前即搞定之，故最后决定放弃初始化任务中的

动态装载任务，改由对静待装载的确认，为使核占用资源更小，将凡涉及任务

指针、永不改写的参数都移入FLASH中，并像在LPCARM中应用很成功的防御体系

之中的精华---将中断向量表的地址改为中断号管理，这样虽说散转稍慢些，

但它可以捕捉错误，并保证中断、事件及任务程序入口的安全～～～

如何保证呢？？？这要追述到“中断喂狗”和“主程序喂狗”之争来了～～～

后者即“中断喂狗”的反对者观点大概如下：

“主程序飞但中断还在喂狗！！！”，所以结论是：不能在中断中喂狗。

反方的强烈支持者和俺自称是“狗论的缔造者”的菜农答曰：

正方自己打嘴巴～～～他承认了中断比主循环更安全，程序即使飞了下次还能

进入运行～～～

哈哈～～～因为中断的地址是固定的，不可改写的，是有很规律的地址表格，

即中断向量～～～虽然有2种代表方式，即指针或跳转地址。

所以，中断比主循环更安全～～～即使错几次，他总要回来，这是硬件的中断

机制所造成的～～～

所以菜农要将没一个任务和事件变成“中断机制”，将它们的地址用51的4组

中断向量表来填入，即所有任务函数都用真的中断函数来声明～～～

因为这次是针对52系列，它的中断源不会超过24个，故Keil C51允许使用4组

的情况下，HotTask51用了后16个，其中8个为任务，另8个作为其他中断的后台

处理任务。

故在菜农的心目中，把OS的组级别分成了：

1.中断
在HotTask51中，占用了T2定时器，主要是它能自动装载。特别是它的中断标志

TF2不能像T0/T1一样不能被自动清除，真可谓是天天生了“一副OS的模样”～～

一样这样就可分清是节拍定时中断，还是其他中断及事件和任务软中断。

哈哈～～～老天都在祝俺～～～谁就早知道TF2是OS专门不清零TF2的请举手～～～

2.事件

菜农俺无文化，说不出规范之语，故在HotTask51中是这样定义的：

当硬件中断紧急事务处理结束后，应该立即退出，而且必须在每个节拍之内

处理结束，否则应该进行“中断隐身”：

即上半身为“前台”，用于处理紧急事务，级别为特权级，它的级别有硬件设定。

下本身为“后台”，即做“中断隐身”操作后，级别降为“事件”，它比任何

任务的级别都高，但HotTask51私自规定：“狗”的权利归农会～～～

3.任务

在HotTask51中，任务包含了任务与OS有关和无关的事务～～～

任务由节拍中断触发同步，也可由高级别中断退出或隐身软中断异步进入。

也可由同级任务主动弃权后的软中断再入。

所以，HotTask51将问题简单化并有同一节拍中断的隐身转由节拍“事件”

来处理任务的优先级，节拍的申请及其他中断的“事件”等多复杂操作。

故HotTask51只承认三种形式的请求：中断-->事件-->任务。

而且它们的中断地址都为51的中断地址：N*8+3.

它们可以最多4组(51硬件决定)，故管理只需5个位来管理

其中2位作为4组的组号管理，它可以用来做4种区分：

中断，保留中断，事件，任务。

另3位用来做组内具体为哪个中断、保留中断、事件和任务。

故“红色之脑浆”用5位来PK中断向量表中的4(组)*8(个)*16位(地址位长)

最不太“精妙”，也未让人享受到其“防御体系之威力”，但数的概念

总能知道此回合应该判菜农“胜出”～～～

再者，狗任务是所有事件中的最高级别，也就是说它在节拍中断时间片里，

它永远排第一～～～因为它要先“排雷”“安检”及“验票”～～～

HotTask51的核即节拍事件，它采用高速数字处理中的预测处理算法，它能

在任务就绪后立即做出切换操作！！！

所以，HotTask51在设计的理念上还是够新潮的～～～因为它被菜农在理论

上设计为强实时的具有霸权的OS～～～

菜农在吴教授的解释和提醒下，记得见过对强实时的定义,估计无终论。

所以俺想在强实时和零耗时任务切换上都来个“红杏出墙”玩玩～～～

也好早给《keil c51红杏出墙记》找个“好婆家”嫁了算了～～～

不能老让它总是《Keil C51红杏出墙记》节选～～～

但愿这次搞成，俺一定写个搞笑的《Keil C51红杏出墙记》终结篇～～

HotPower农会主席菜农 HotPower@126.com 2009.2.22 论道于小白菜基地

keil c51红杏出墙记

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