uC/OS II

uC/OS是以function的集合作爲kernel，並沒有和RTXC一樣把所有的Kernel operation包裝在一個 .C檔裏，也就是說uC/OS的kernal API沒有統一的entry point。

uC/OS規定每一個task有一個priority，priority不能重復，這個priority同時會拿來作task id。id越小，priority越高。規定只有64個task.

目前的執行的task id (priority)是放在OSPrioCur，task control block (TCB)是OSTCBCur。

uC/OS的task switch動作在OSCtxSw裏，所有作task switch的function最後都會執行這一段程式，OSCtxSw會switch到task id是OSPrioHighRdy的task，對應的TCB是OSTCBHighRdy，同時upate這兩個變數，所以執行完OSCtxSw後，OSPrioHighRdy=OSPrioCut，OSTCBHighRdy = OSTCBCur。

所以任何有可能做task switch的kernel API，都會找到ready task中priority最高的task，update到OSPrioHighRdy和OSTCBHighRdy裏，再由OSCtxSw作switch。

和其他的OS一樣，有機會作task switch的時機有1.Call kernel API. 2.Hardware interrupt，

uC/OS的system object有: Message, MemoryPartition, Queue, Semaphore, Task, Timer。

中斷服務常式的寫法：

1. 調整r14, 存入Stack[IRQ]

2. 將SPSR存入Stack[IRQ]

3. 清除中斷源

4. 切換SYS Mode，Disable Interrupt

5. 將r0~r12, r14存入Stack[SYS]

6. 呼叫OSIntEnter ( C function )

7. 呼叫 這個中斷的C function

8. 呼叫OSIntExit ( C function )

9. 將r0~r12, r14從Stack取出

10. 切換回IRQ Mode, Enable Interrupt

11. 回應硬體EOI (End Of Interrupt)

12. 將SPSR從Stack取出

13. ldmfd sp!, {pc}^

Timer Interrupt Service Routine

scratch reg: r12

IRQ Mode

1. IRQ 先存 Stack[IRQ]={ lr-4,SPSR,r12 }

2. IRQ 讀取AIC_IVR和TC0_Base[20]

3. IRQ Enable IRQ, Switch to SYS Mode

4. SYS 將所有reg存 Stack[SYS] = {r0~r12, r14}

5. SYS 呼叫 OSIntEnter, OSTimeTick

6. SYS 呼叫OSIntExit： -------------- 如果有需要，切回IRQ Mode，作Context Switch

7. SYS 取回r0 ~ r12, r14 Stack[SYS] = { }

8. SYS Disable IRQ, Switch to IRQ Mode

9. IRQ 讀取AIC_EOICR

10. IRQ 取回r12, r14(SPSR) Stack[IRQ]= {lr-4}

11. IRQ restore SPSR from r14

12. IRQ ldmfd sp!, {pc}^ 回到被中斷程式

OSIntExit

C function，所有Interrupt Service routine都要呼叫這個C function before ending， function主要工作是找出目前Priority最高的Ready Task，並且作Task Switch，會呼叫OSIntCtxSw (Assembly Code)作Context Switch

OSIntCtxSw

Assembly Code，主要工作是Content Switch，程式中負責Task Switch的有兩個，這是其中之一，另一個是OS_TASK_SW，不同的地方是OSIntCtxSw是在Interrupt Service Routine中作Task Switch， OS_TASK_SW是在呼叫System API時作Task Switch使用的。

1. 調整sp，sp = sp - 4

2. switch to IRQ Mode

3. 拿出所所有進入IRQ時Save的Stack, (3個register)

4. 通知EOI

5. Switch to SYS Mode

6. 到OSCtxSw執行

OS_TASK_SW

都是在SYS Mode

1. 存r0~r12, r14 Stack[SYS] = { r0~r12, r14 }

2. ---- OSCtxSw ---- label,以下和OSIntCtxSw共用

3. 存CPSR, SPSR Stack[SYS] = { r0~r12, r14, CPSR, SPSR }

4. OSPrioCur = OSPrioHighRdy

5. 將目前sp保存在tack的TCB結構 OSTCBCur.sp = SP

6. 切換目前的sp到新的task SP = OSTCBHighRdy.sp

7. OSTCBCur = OSTCBHighRdy

8. 從Stack中取回SPSR Stack[SYS] = { r0~r12, r14, CPSR }

9. 從Stack中取回CPSR Stack[SYS] = { r0~r12, r14 }

10. 取回r0~r12, r14 Stack[SYS] = { }

11. bx r14

uCOS_II用一個特殊的方法來找出目前ReadyList中priority最高的Task. 系統最多容許64個task,所以一個task用一個bit來代表，需要8個byte來代表所有Task。

8 bit OSRdyTbl[8] ： bit=1代表Ready Task

8 bit OSRdyGrp. ： bit=1代表OSRdyGrp的Entry不是0

當要從OSRdyTble[]找到最高priority的bit時(也就是bit order最小的task時)

uCOS_II利用一個Table

INT8U const OSUnMapTbl[] = {

0, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, 3, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0,

4, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, 3, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0,

5, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, 3, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0,

4, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, 3, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0,

6, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, 3, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0,

4, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, 3, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0,

5, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, 3, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0,

4, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, 3, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0,

7, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, 3, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0,

4, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, 3, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0,

5, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, 3, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0,

4, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, 3, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0,

6, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, 3, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0,

4, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, 3, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0,

5, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, 3, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0,

4, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, 3, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0

};

Table有256個entry，代表一個OSRdyTbl Entry (8 bit)的所有組合。這個Table就是”最小bit”的查表，舉例來說13的最bit是

OSUnMap[13]=0 /* 13 = 10011,最小是bit 0 */

所以先從

OSRdyGrp中找到最小不等於0的OSRdyTbl Entry

y = OSUnMapTbl [ OSRdyGrp ]

再由OSRdyTbl找到最小不為0的bit

x = OSUnMapTbl [ OSRdyTbl [ y ] ]

x + ( y <<>