原创 Small Rtos51学习笔记3

2010-11-27 11:22 2011 5 5 分类: MCU/ 嵌入式

搞了一份KEIL手册来看汇编,呵呵,现在开始学习OSCtxSW这个函数


RSEG  ?PR?OSCtxSw?OS_CPU_A
OSCtxSw:
    USING 0                       ;使用BANK 0
                                    ;设置标志:任务再次恢复运行时不必恢复所有寄存器
    MOV     DPTR,#OSMapTbl          ;将OSMapTbl的地址作为基址


 //将OSTaskID作为便宜地址,就可以访问到SOMapTbl数组中相对应OSTaskID(也就是当前任务ID)的常量
    MOV     A,OSTaskID             
#if OS_MAX_TASKS < 9     // 判断任务数是否在9以下,也就是看是否使用8BIT的OSFastSwap可以表示
// 小于,那么直接将对应的常量跟OSFastSwap相或,既可将OSFastSwap中相应的位置位
// OSFastSwap相对应任务ID的位为高,则表示有任务调用,否则表示为中断调用
    MOVC    A,@A+DPTR   
    ORL     A,OSFastSwap
    MOV     OSFastSwap,A
#else
// 大于,将ACC的借位标志位CY清零,并将任务ID与8相减,若是任务号小于8,则CY会置为,通过
// 判断CY的高低就可以知道当前任务是否小于8(也就说任务小于8呢,将使用OSFastSwap的低八位)
// (若是任务大于8,那么肯定在OSFastSwap的高八位中表示)
    CLR     C
    SUBB    A,#8
    JC      OSCtxSw_1   ;小于8,跳转到OSCtxSW_1处执行
    MOVC    A,@A+DPTR   ; 大于8,那么将该任务ID减去8之后的值作为偏移量
    ORL     A,OSFastSwap
    MOV     OSFastSwap,A ;将A中的值与OSFastSwap高八位相或
    LJMP    C_OSCtxSw
OSCtxSw_1:
    MOV     A,OSTaskID 
    MOVC    A,@A+DPTR
    ORL     A,OSFastSwap+1 ;与OSFastSwap低八位操作
    MOV     OSFastSwap+1,A
#endif
    LJMP    C_OSCtxSw


 当看这段代码的时候,我十分不解的地方有两个,不过都是因为逻辑能力太弱和
 汇编匮乏引起的,一个就是,如果最大任务大于9且当前任务大于8的时候,常量表中
 只有9个量呀。假如当前任务是12,那么将超出常量表的最大表示范围了,后来才看
 原来用了SUBB后,结果是存放在A中的,也就是说相当于偏移量其实是4,那么,用OSFastSwap的
 高八位与常量表的第四位相或,其实就实现了呀,作者实现得真是非常巧妙,呵呵
 还有一点就是KEIL对双字节变量在内存中的存储方式不了解,后来查看了资料,翻看了调试中的
 汇编代码,知道了KEIL在存放双字节变量的时候,是先放高字节,再放低字节的,所以OSFastSWap+1
 也就可以理解了。


 继续看代码...........跳转到C_OSCtxSw
 貌似这里才是最关键的地方哦,真正的任务堆栈处理就在这里


 这段代码作者有用汇编来写了,为了提高效率


 RSEG  ?PR?C_OSCtxSw?OS_CPU_C
C_OSCtxSw:
    PUSH    Os_Enter_Sum            ;保存关中断计数器
    mov     r2,sp  ;保存堆栈指针(若是OSTaskID = OSNextTaskID)就直接函数返回
   
;     cp1 = (unsigned char idata *)SP +1; 将CP1指向栈顶
    MOV     R0,SP


IF EN_SP2  <> 0
    mov     sp,#(Sp2-1)             ;堆栈指向临时空间,允许“软非屏蔽中断”
ENDIF


    INC     R0
;temp用于保存OSnextTaskID的栈底地址
;     temp = (unsigned char )OSTsakStackBotton[OSNextTaskID+1];
    MOV     A,#LOW (OSTsakStackBotton+01H)
    ADD     A,OSNextTaskID
    MOV     R1,A
    MOV     A,@R1
    MOV     R7,A
;CP2保存当前任务的栈底地址
;     cp2 = OSTsakStackBotton[OSTaskID+1];
    MOV     A,#LOW (OSTsakStackBotton+01H)
    ADD     A,OSTaskID
    MOV     R1,A
    MOV     A,@R1
    MOV     R1,A
;如果当前任务小于下个任务
;     if( OSNextTaskID > OSTaskID)
    MOV     A,OSNextTaskID
    SETB    C
    SUBB    A,OSTaskID
    JC      ?C0001
;     {
;将OSNextTaskID堆栈复制到当前栈顶处
;         while(cp2 != (unsigned char idata *)temp)
;         {
;             *cp1++ = *cp2++;
;         }
    MOV     A,R7
    CLR     C
    SUBB    A,R1
    MOV     R6,A
?C0002:
    MOV     A,@R1
    MOV     @R0,A
    INC     R0
    INC     R1
    DJNZ    R6,?C0002
?C0003:
;         temp = OSTsakStackBotton[OSTaskID+1] - (unsigned char idata *)SP-1;
    MOV     A,#LOW (OSTsakStackBotton+1)
    ADD     A,OSTaskID
    MOV     R1,A
    MOV     A,@R1
    SETB    C
    ;SUBB    A,sp
    SUBB    A,r2
    MOV     R7,A
;SP指向刚移动好的下个任务堆栈的地方
;         SP = (unsigned char )cp1 - 1;
    DEC     R0;
    MOV     SP,R0
;重新给任务分配空间
;         for(i = OSTaskID+1;i < OSNextTaskID+1; i++)
;         {
;             OSTsakStackBotton -= temp;
;         }
    MOV     A,OSNextTaskID
    CLR     C
    SUBB    A,OSTaskID
    MOV     R6,A
    JZ      ?C0005


    MOV     A,#LOW (OSTsakStackBotton)
    ADD     A,OSTaskID
    MOV     R1,A   
    MOV     A,R7
    CPL     A
    INC     A
    MOV     R7,A
?C0004:
    INC     R1
    MOV     A,R7
    ADD     A,@R1   
    MOV     @R1,A
    DJNZ    R6,?C0004
?C0005:
;         OSTaskID = OSNextTaskID;
    MOV     OSTaskID,OSNextTaskID
;         LoadCtx();   
    LJMP    LoadCtx
;     }
?C0001:
; 如果当前任务ID小于下个任务ID
;     if( OSNextTaskID != OSTaskID)
    MOV     A,OSNextTaskID
    XRL     A,OSTaskID
    JZ      ?C000r
;     {
;反向移动堆栈空间
;          cp2--;
;          cp1--;
;         while(cp2 != (unsigned char idata *)temp)
;         {
;             *cp2-- = *cp1--;
;         }
    ;MOV     A,R7
    ;CLR     C
    ;SUBB    A,R1
    ;MOV     R6,A
    mov     a,r0
    clr     c
    subb    a,r7
    mov     r6,a
?C0008:
    DEC     R0
    DEC     R1
    MOV     A,@R0
    MOV     @R1,A
    DJNZ    R6,?C0008
?C0009:
;         temp = OSTsakStackBotton[OSTaskID+1] - (unsigned char idata *)SP-1;
    MOV     A,#LOW (OSTsakStackBotton+01H)
    ADD     A,OSTaskID
    MOV     R1,A
    MOV     A,@R1
    SETB    C
    ;SUBB    A,SP
    SUBB    A,r2
    MOV     R7,A
;         SP = (unsigned char )OSTsakStackBotton[OSNextTaskID+1];
    MOV     A,#LOW (OSTsakStackBotton+01H)
    ADD     A,OSNextTaskID
    MOV     R1,A
    MOV     A,@R1
    MOV     SP,A
;         for(i = OSNextTaskID+1;i < OSTaskID+1; i++)
;         {
;             OSTsakStackBotton += temp;
;         }


    MOV     A,OSTaskID
    CLR     C
    SUBB    A,OSNextTaskID
    JZ      ?C0011


    MOV     R6,A
    MOV     A,#LOW (OSTsakStackBotton)
    ADD     A,OSNextTaskID
    MOV     R1,A   
?C0010:
    INC     R1
    MOV     A,R7
    ADD     A,@R1   
    MOV     @R1,A
    DJNZ    R6,?C0010


?C0011:
;         OSTaskID = OSNextTaskID;       
    MOV   OSTaskID,OSNextTaskID
;         SP--;
    DEC   SP
;     }
?C0007:
;     LoadCtx();
    LJMP  LoadCtx
?C000r:
IF EN_SP2  <> 0
    mov     SP,r2
ENDIF
    LJMP  LoadCtx


这个过程理解了很长时间,现在终于有点眉目,过程大致是这样的
首先呢,比如现在是ID为0的任务正在运行,ID为0的任务堆栈空间是从STACK定义的地址开始的
我这边运行结果来看是0x18地址开始(在OSStart()函数分配的时候决定的)
而其他任务的堆栈空间分配时由ID从大到小,从0XFF往下分配的
我们分配任务堆栈空间完毕之后不是将SP指向了ID0的地址处么。那么这个时候,SP其实就是跟着
任务堆栈空间在走的。所以当下个任务大于当前任务的时候(我们第一次运行,肯定满足这个条件)
那么就会利用*cp1++ = *cp2++将下个任务的堆栈往下移动到当前任务堆栈结束的地方,也就是当前
SP指向的地方。SP我是这么理解的,沿途记录来的地方,换个车站就记录上一个车站的地址
也就是调用一个函数,那么就记录上一个函数的地点,执行完这个函数就返回,当然还记录一些入栈
的量。当函数需要返回的时候呢,就依次弹出相应的值,以便回到来的地方。
说了这么多,回到正题,将SP指向下个任务堆栈的顶部,其实在这里也就是存放了下个任务存放在CODE
中的位置,那么当函数返回的时候,SP会将这个值弹出给PC,就直接飞到了下个任务的地方开始执行了
依次类推。
若是当前任务ID比下个任务ID大其实也是同样的道理,只不是要反方向移动堆栈空间


下面这个函数是恢复下个要执行任务的堆栈的函数了


 RSEG  ?PR?LoadCtx?OS_CPU_A
LoadCtx:
 USING 0
   
    POP     Os_Enter_Sum            ;恢复关中断计数器
                                    ;判断是否需要恢复所有寄存器
    MOV     A,OSTaskID
    CJNE    A,#OS_MAX_TASKS,LoadCtx_0
    SJMP    LoadCtx_2
LoadCtx_0:
    MOV     DPTR,#OSMapTbl
#if OS_MAX_TASKS < 9
    MOVC    A,@A+DPTR
    ANL     A,OSFastSwap
#else
    MOV     R6,OSFastSwap
    CLR     C
    SUBB    A,#8
    JNC     LoadCtx_1
    MOV     R6,OSFastSwap + 1
    MOV     A,OSTaskID
LoadCtx_1:
    MOVC    A,@A+DPTR
    ANL     A,R6
#endif
    JNZ     LoadCtx_2
                                    ;恢复寄存器
    POP     7
    POP     6
    POP     5
    POP     4
    POP     3
    POP     2
    POP     1
    POP     0
    POP     PSW
    POP     DPL
    POP     DPH
    POP     B
    POP     ACC
LoadCtx_2:
                                    ;判断是否需要开中断
    INC     Os_Enter_Sum
    djnz    Os_Enter_Sum,LoadCtx_3
    SET_EA                          ;开中断
LoadCtx_3:
    RET
以上就是其实就是首先将C_OSCtxSw()入栈的Os_Enter_Sum弹出
然后就是判断当前执行时中断所为还是任务所为,我们先来分析任务所为
因为现在确实任务所为,任务所为我们就不需要弹出其他东西了,因为调用
函数的时候,寄存器会帮忙保存一下量,所以我们返回值,相应的值会自动填
到相应的寄存器里面去。中断就暂不做讨论了,等下再来看


我们定时器一直在跳动着,假如时间到了我们任务0延时结束的时间了


前面说到了 OSTickISR(void) interrupt OS_TIME_ISR调用OSTimeTick()会将
OSWaitTick的值减到0,
void  OSTimeTick(void)
{
    uint8 i;


    for (i = 0; i < OS_MAX_TASKS; i++)                
    {
        if (OSWaitTick != 0 )
        {
            OSWaitTick--;
            if (OSWaitTick == 0)
            {
                OSIntSendSignal(i);
            }
        }
    }
}
到0过后,就要调用OSIntSendSignal()函数,再看看具体实现过程


void OSIntSendSignal(uint8 TaskId)


{
    if (TaskId < OS_MAX_TASKS) ;判断任务ID是否有效
    {
        OS_ENTER_CRITICAL();
#if OS_MAX_TASKS < 9
        OSTaskRuning |= OSMapTbl[TaskId]; 任务有原来的挂起进入就绪状态
#else
        if (TaskId < 8)
        {
            ((uint8 *)(&OSTaskRuning))[LOW_BYTE] |= OSMapTbl[TaskId];
        }
        else
        {
            ((uint8 *)(&OSTaskRuning))[HIGH_BYTE] |= OSMapTbl[TaskId & 0x07];
        }
#endif
        OS_EXIT_CRITICAL();
    }
}
这个函数实现的功能就是将原来挂起的任务就绪,然后调用OS_EXIT_CRITICAL函数
       
void OSIntExit(void)
{
    uint8 temp;


    OS_ENTER_CRITICAL();
                /* 中断嵌套处理 */
#if EN_OS_INT_ENTER > 0
    if (OSIntNesting > 0)
    {
        OSIntNesting--;
    }
    if (OSIntNesting == 0)
    {
#endif
       
        Os_Enter_Sum = 0;/* 因为在中断中,所以关中断计数器为0 */
#if OS_MAX_TASKS < 9
                /* 查找处于就绪状态的任务中优先级最高的任务 */
        temp = OSTaskRuning;
        for (OSNextTaskID = 0; OSNextTaskID < OS_MAX_TASKS; OSNextTaskID++)
        {
            if ((temp & 0x01) != 0)
            {
                break;
            }
            temp = temp >> 1;
        }
        OSIntCtxSw();                   /* 进行任务调度 */
#else
                /* 查找处于就绪状态的任务中优先级最高的任务 */
        temp = OSTaskRuning % 256;
        for (OSNextTaskID = 0; OSNextTaskID < 8; OSNextTaskID++)
        {
            if ((temp & 0x01) != 0)
            {
                goto TaskSw;
            }
            temp = temp >> 1;
        }


        temp = OSTaskRuning / 256;
        for (; OSNextTaskID < OS_MAX_TASKS; OSNextTaskID++)
        {
            if ((temp & 0x01) != 0)
            {
                break;
            }
            temp = temp >> 1;
        }
TaskSw:
        OSIntCtxSw();                   /* 进行任务调度 */
#endif


#if EN_OS_INT_ENTER >0
    }
#endif
    OS_EXIT_CRITICAL();
}
该函数就是要查找出处于就绪状态的优先级最好的任务,也就是OSNextTaskID作为参数
传递给OSIntCtxSW()函数,该函数定义在OS_CPU_A.ASM中


RSEG  ?PR?OSIntCtxSw?OS_CPU_A
OSIntCtxSw:
 USING 0
                                        ;是否是优先级最低任务
    MOV     A,#OS_MAX_TASKS
    XRL     A,OSTaskID
    JNZ     OSIntCtxSw_0
                                        ;是则不需要保存所有寄存器
;SP=SP-13-4                             ;4:两层函数调用堆栈,13:寄存器数目
    MOV     A,#(-17)
    ADD     A,SP
    MOV     SP,A
                                        ;跳转到OSCtxSw,同时通知CPU中断处理完成
    MOV     A, #LOW  OSCtxSw
    PUSH    ACC
    MOV     A, #HIGH OSCtxSw
    PUSH    ACC
    RETI
                                        ;需要保存所有寄存器
OSIntCtxSw_0:
;SP=SP-4                                ;4:两层函数调用堆栈
    MOV     A,#0FCH
    ADD     A,SP
    MOV     SP,A
                                        ;设置标志:任务再次恢复运行时需要恢复所有寄存器
    MOV     DPTR,#OSMapTbl
    MOV     A,OSTaskID
#if OS_MAX_TASKS < 9
    MOVC    A,@A+DPTR
    CPL     A
    ANL     A,OSFastSwap
    MOV     OSFastSwap,A   
#else
    CLR     C
    SUBB    A,#8
    JC      OSIntCtxSw_1   
    MOVC    A,@A+DPTR
    CPL     A   
    ANL     A,OSFastSwap
    MOV     OSFastSwap,A
    SJMP    OSIntCtxSw_2
OSIntCtxSw_1:
    MOV     A,OSTaskID
    MOVC    A,@A+DPTR
    CPL     A   
    ANL     A,OSFastSwap+1
    MOV     OSFastSwap+1,A
OSIntCtxSw_2:
#endif
                                        ;跳转到堆栈处理,同时通知CPU中断处理完成
    MOV     A, #LOW  C_OSCtxSw
    PUSH    ACC
    MOV     A, #HIGH C_OSCtxSw
    PUSH    ACC
    RETI


中断调用的时候,寄存器会自动入栈,所以该函数就是要判断出该任务需要恢复寄存器
最后调用C_OSCtxSw()恢复任务寄存器就OK了,大致分下来明白了该OS运行的原理,在继续
分析一段时间,写一篇总结性的文字。

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