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啟動(dòng)工作原理
剛接觸操作系統(tǒng)的時(shí)候覺得這個(gè)最神秘,到底里面做了什么,怎么就成了個(gè)操作系統(tǒng),它到底有什么用,為什么要引進(jìn)來著個(gè)東東。學(xué)了之后才知道,原來最根本的思想還是源于匯編里面的跳轉(zhuǎn)和壓棧,以調(diào)用一個(gè)函數(shù)為例,編譯后的匯編肯定是先通過 SP壓入當(dāng)前代碼段地址然后就是保存一些寄存器的值放棧里面(51單片機(jī)好像不是這樣),然后執(zhí)行程序,完了之后,出棧把寄存器恢復(fù),最后把原來存的代碼段地址付給 PC 然后回到原來的程序,這是匯編執(zhí)行函數(shù)的做法,而操作系統(tǒng)人為強(qiáng)行的模擬這樣操作,把代碼寫成不同代碼塊假定為 A、B,要相互之間執(zhí)行似乎不受影響,是這么實(shí)現(xiàn)的,假設(shè)首先代碼在 A 中執(zhí)行,代碼段一直往下指,如果我要執(zhí)行 B,首先把 A 的代碼段壓入棧,所有的寄存器值存入 A 的棧,然后讓 SP 強(qiáng)行指到 B 的棧執(zhí)行出棧操作,把寄存器恢復(fù)成 B 的,B 的代碼段地址放入 PC,這樣就 B 在執(zhí)行,如果又要 A 接著上次執(zhí)行,又強(qiáng)行把 B 的寄存器、當(dāng)前代碼段地址壓入 B 的棧,然后 SP 強(qiáng)行指到 A 的棧恢復(fù)的時(shí)候恢復(fù)成 A 最近一次保存的東西(和函數(shù)調(diào)用不同每次切換棧里面的東西是隨機(jī)的),這樣,可以很自由的在 A、B 中切換,如果切換足夠快,A、B 看以來好像同時(shí)在執(zhí)行,這就是并行,A、B 就是任務(wù)。如果這個(gè)切操作放到定時(shí)器函數(shù)中來做,就可以嚴(yán)格按照時(shí)間來切換,這就是操作系統(tǒng)雛形。另外,各個(gè)任務(wù)之間有存在一定的關(guān)系,有邏輯上的先后等,必須引進(jìn)全局的結(jié)構(gòu)體、變量來標(biāo)記一些信息,全局的這些數(shù)據(jù)是不會(huì)被釋放的,所以所有的任務(wù)可以去通過讀、寫這些數(shù)據(jù)來實(shí)現(xiàn)各個(gè)程序塊交流信息,實(shí)現(xiàn)所謂的同步、 互斥。 這就是操作系統(tǒng)的原理, 而這些不同的通信方式按功能細(xì)分就成事件管理、內(nèi)存管理啥玩意。有這些基本的管理就是一個(gè)只有內(nèi)核操作系統(tǒng)了。配上文件系統(tǒng)、圖形界面這些個(gè)模塊功能就能做出想 Window 這樣的東東。只有引入操作系統(tǒng)才能更好的寫程序,才能讓性能發(fā)揮到極致。具體到 uCOSII 也是這樣: 首先是主函數(shù), 然后是 OSInit(),這個(gè)函數(shù)就是對那些全局的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)初始化,建立希望的鏈表等數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),為后面全局變量通信做好準(zhǔn)備,并且創(chuàng)建了 1-2個(gè)系統(tǒng)任務(wù)(空閑任務(wù)必須,統(tǒng)計(jì)任務(wù)可選),而所謂的創(chuàng)建任務(wù) OSTaskCreate(另外在這個(gè)系統(tǒng)里還有個(gè)OSTaskCreateExt也是一種創(chuàng)建任務(wù)函數(shù),只不過多了些檢測棧、清楚棧的功
能而已)就是把一個(gè)函數(shù),的函數(shù)地址、自己的棧建立聯(lián)系、優(yōu)先級(jí)啥弄好為任務(wù)切換做好準(zhǔn)備。設(shè)置好定時(shí)切換的相關(guān)信息類似定時(shí)器,按照節(jié)拍在中斷中進(jìn)行任務(wù)切換判斷、 發(fā)生切換, 這個(gè)時(shí)候還沒有開啟開關(guān), 所以的任務(wù)創(chuàng)建完成后,啟動(dòng)多任務(wù)函數(shù) OSStart(),這個(gè)函數(shù)是讓 SP指到其中的一個(gè)站然后出棧就跳到一個(gè)任務(wù)函數(shù)里去了,接下來就是正常的任務(wù)運(yùn)行了。
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uCOSII源代碼剖析—終極篇
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