STC 原生RTOS PK 移植RTOS

Cos***

CosyOS的基本设计思想源于Arm内核对操作系统的优化设计，方法上与keil RTX4/5非常相似，但又有不同。
Arm内核提供了两个异常（软中断），专门留给OS使用，SVC_Handler、PendSV_Handler。


Keil RTX4/5

在Keil RTX中，SysTick、PendSV均为最低优先级，SVC比他们高一级。
任务中调用服务：通过调用SVC来间接执行服务。
中断中调用服务：先注册到OSFIFO，再触发PendSV来间接执行服务。PendSV还负责上下文切换。
实现了内核服务与用户代码空间隔离，服务与服务空间隔离。
再配合互斥访问指令[STREX/LDREX]可实现全局不关中断。



CosyOS

在CosyOS中，有两个系统中断，SysTick、PendSV/其它替代中断，均为最低优先级。
任务中调用服务通过进入任务临界区实现，并未采用调用SVC的方法。
进入任务临界区：
8051/251内核：关闭上述两个系统中断；
Arm内核：屏蔽最低优先级的中断。

任务中调用服务
同步服务：进入任务临界区 → 本地执行服务 → 退出任务临界区
异步服务：进入任务临界区 → 服务入任务节点 → 触发任务调度 → 退出任务临界区

中断中调用服务
同步服务：本地执行服务
异步服务：
Arm内核：服务入[ISS] → 触发PendSV
8051/251内核：服务入[ISS] → 设置中断服务标志 → 触发PendSV

PendSV_Handler
中断异步服务的执行
任务异步服务的执行
任务调度与切换


中断中支持对任务的恢复、挂起、删除、设置优先级等服务，都属于中断异步服务，会在PendSV中统一执行服务，而后再任务调度与切换。
即使是中断嵌套也丝毫不受影响。


“中断服务任务”
在中断中应遵循快进快出的原则，仅执行最为紧急的工作，而把不太紧急的工作转为在任务中执行（中断服务任务）。
“中断服务任务”的实现方法：任务平时为挂起状态，在中断中恢复这个任务的运行，任务运行结束后再挂起自身。



以上，我只是做个简单介绍，关于这方面的陈述，在以前的帖子中做过详细介绍，所以不再详述。
感兴趣的朋友请参考：
CosyOS - 全局不关中断特性的详细说明
https://www.stcaimcu.com/forum.php?mod=viewthread&tid=1807&extra=page%3D1&page=5

Cos***

杨*** 发表于 2023-5-19 10:37
这个“LED灯的测试程序”待我抽空看下怎么回事。。。

我看到了很多小板凳，不知道第2局的PK你准备的怎么 ...

我今天抽空去看杨老师的大作，并好好学习一下。。。

杨***

Cos*** 发表于 2023-5-19 14:36
CosyOS的基本设计思想源于Arm内核对操作系统的优化设计，方法上与keil RTX4/5非常相似，但又有不同。
Arm内 ...

（1）"Arm内核提供了两个异常（软中断），专门留给OS使用，SVC_Handler、PendSV_Handler"，“在CosyOS中，有两个系统中断，SysTick、PendSV/其它替代中断，均为最低优先级。任务中调用服务通过进入任务临界区实现，并未采用调用SVC的方法。”

点评：ARM系列、80x86系列等CPU都有专门用于操作系统的“软中断”，而像8051单片机与目前的STC32G/F系列的单片机没有专门的软中断，因此CosyOS采用两个系统中断来代替，对于STC8H系列的单片机永远是唯一正确的选择。对于目前的STC32G/F系列的单片机也是唯一正确的选择。


（2）笔者在30多年前一直使用PDP-11/23计算机（做CCD图像采集和望远镜控制）和PDP-11/73计算机（做图像和数据处理）。PDP-11系列计算机的CPU指令集中有一条软中断指令“TRAP”，该指令在指定的矢量位置产生一个中断（硬件将返回地址与PSW推人堆栈），用户程序使用“RETI”指令返回（硬件读回PSW和返回被调用的地址）。
PDP-11系列计算机上有两个RTOS操作系统，一个DEC公司官方的“RT-11”实时多任务操作系统（另外“RSX-11”是它的分时多用户磁盘操作系统），另一个是FORTH语言鼻祖写的“Stand-Alone Forth-11”单机FORTH实时多任务操作系统。出于工作的需要，笔者全文阅读和研究了这两个RTOS的全部汇编语言程序，并指导学生将FORTH的部分核心移植到了IBM-PC/AT上。


（3）Intel的80251规范中特别为操作系统设计了“TRAP”指令（见STC32G指令集详解，机器码 B9H），目前该指令只是内部作为STC32G/F单片机的测试和仿真使用（猜测），没有开放给用户（在中断矢量表的中断号里有空位）。建议STC官方开放这个软中断给用户使用，这样近期就可以使像CosyOS这样的RTOS直接使用该中断，大大提高其实时响应能力，远期就可以像树莓派一样，允许运行某种真正的操作系统，在系统级别实现临界区保护和实时多任务调度，使STC32位8051单片机在软件上也迈上一个新台阶。

Cos***

杨*** 发表于 2023-5-19 20:31
（1）"Arm内核提供了两个异常（软中断），专门留给OS使用，SVC_Handler、PendSV_Handler"，“在CosyOS中 ...

杨老师果然学识渊博

Cos***

杨老师的大作我已拜读，测试程序设计的确实非常巧妙，LED灯犹如绚丽的彩霞缤纷多彩，在空中萦绕。
我已在杨老师测试程序的基础上，把uC/OS-II 替换成了 CosyOS最新版，由于手中没有合适的板子，所以还未测试。
现发布第一版测试程序，供大家参考。

04_CosyOS_基础测试程序_V1.0.0.rar (822.28 KB, 下载次数: 133)

2023-5-20 17:23 上传

点击文件名下载附件

软件延时一定是需要重新调整的，才能准确（本人未做调整）。
软件延时函数在 init_hook.c。

神***

希望 STC-ISP V6.91P版本的 【STC调试接口】在显示方面能帮上大家

Cos***

这个需要好好研究一下。

杨***

Cos*** 发表于 2023-5-20 15:35
杨老师的大作我已拜读，测试程序设计的确实非常巧妙，LED灯犹如绚丽的彩霞缤纷多彩，在空中萦绕。
我已在杨 ...

（1）祝贺，这是广大学习者的福音，也是我学习CosyOS的起点。从教学的角度讲，介绍一个新的系统，越简单的程序例子越好，就像C语言的第1课是“Hello,world”一样。

（2）范例我用打狗棒开发板测了，LOGO之后没有动静，似乎是中断没有启动，请检查下

杨***

Cos*** 发表于 2023-5-20 15:35
杨老师的大作我已拜读，测试程序设计的确实非常巧妙，LED灯犹如绚丽的彩霞缤纷多彩，在空中萦绕。
我已在杨 ...

（1）程序我已检查，少了定时器3的中断服务程序，加上后就正常工作了。

下图是补加的程序：


下面是运行效果的视频：


（2）下图是uC/OS-II程序的编译结果，从编译产生的data、xdata和code规模可以看出两者技术路线的特点

神***

CosyOS:   data = 249, xdata = 1665, code = 16019
uCOS-II:  data = 75,   xdata = 4026, code = 10767
=====  ?????  ========================================
现在 FLASH 不要钱啊，edata 现在 32位8051，配置至少 1K/2K/4K，再大成本太高
现在 FLASH 不要钱啊，idata  现在  1T 8051， 只有256

xdata 成本和普通SRAM成本是一样的
后续 STC8051H-45MHz-LQFP48/LQFP44/PDIP40, 管脚兼容 STC89C52RC/STC12C5A60S2
32位8051，edata = 2k, xdata = 16k, Flash = 64k, USB / DMA /12-BIT ADC, RMB3