UC_OS_內(nèi)核堆棧設(shè)計(jì)的改進(jìn)

1、2011年第 26期 0. 引言C/OS-II是源碼開放的實(shí)時(shí)嵌入式操作系統(tǒng) , 其主要特點(diǎn)如下 :源碼開放 , 系統(tǒng)透明化 , 容易將操作系統(tǒng)移植到其他平臺(tái) 。 可移植 性 , 源碼大多數(shù)由 ANSI C 編寫 , 底層與硬件相關(guān)由匯編編寫 , 便于其 移植到其它硬件平臺(tái) 。 可固化 , 只要開發(fā)者有固化手段 , 就能嵌入到 操作系統(tǒng)上 。 可剪裁 , 用戶可以自定制所需要的系統(tǒng)服務(wù) 。 占先 式 , UC/OS-II采用的是占先式實(shí)時(shí)內(nèi)核 , 意味著 UC/OS-II總是運(yùn)行就 緒條件下優(yōu)先級(jí)最高的任務(wù) 。 多任務(wù) , UC/OS-II可以運(yùn)行 64個(gè)任 務(wù) , 8個(gè)系統(tǒng)任務(wù) (根據(jù)版本的

2、不同保留的系統(tǒng)數(shù)目不同 和 56個(gè)應(yīng) 用程序任務(wù) 。 服務(wù)時(shí)間可確定 , 所有 UC/OS-II服務(wù)的時(shí)間是確定 的 , UC/OS-II的運(yùn)行時(shí)間不依賴于應(yīng)用任務(wù)的多少 。 任務(wù)堆棧 , 每 個(gè)任務(wù)都有屬于自己的不同?？臻g 。1. C/OS- 的堆棧設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的改進(jìn)C/OS- 任務(wù)的狀態(tài)包括睡眠狀態(tài) 、 就緒狀態(tài) 、 運(yùn)行狀態(tài) 、 中斷 服務(wù)狀態(tài) 、 等待狀態(tài) 。 為了滿足近似每時(shí)每刻都運(yùn)行最高優(yōu)先級(jí)的任 務(wù) , 任務(wù)的狀態(tài)在這五種之間切換 , 因此每個(gè)任務(wù)的堆棧信息變化頻 率會(huì)隨著任務(wù)切換的頻率而變化 , 因此 , C/OS- 的設(shè)計(jì)者為每個(gè)任 務(wù)開辟足夠任務(wù)使用的堆?？臻g 。在 C/OS-

3、 中 , 每個(gè)任務(wù)都定義了一個(gè)獨(dú)立的任務(wù)堆棧 , 用來存 放任務(wù)的相關(guān)信息 , 這些信息包括 :1. 任務(wù)用到的局部變量 。 2. 任務(wù)中 各個(gè)函數(shù)的返回地址 。 3. 中斷發(fā)生時(shí)需要保存的上下文 。 4. 中斷嵌套時(shí) 需要保存的上下文 。在這 4部分中 , 前三個(gè)內(nèi)存需求比較容易估算 , 但是中斷嵌套時(shí) 需要保存的上下文所需要的內(nèi)存空間是隨著中斷嵌套深度而不斷增 加的 , 不確定性大 , 因此 C/OS- 的設(shè)計(jì)者要求定義一個(gè)足夠大的空 間 , 但是隨著任務(wù)數(shù)量的增多 , 內(nèi)存空間浪費(fèi)會(huì)很大 。 因此可將第四部 分單獨(dú)列出來 , 即每個(gè)任務(wù)堆棧中不再保存中斷嵌套時(shí)需要保存的上 下文 , 系統(tǒng)

4、對(duì)所有的任務(wù)僅分配一個(gè)共有的空間 , 這樣可以減少任務(wù) 堆棧實(shí)際所占的空間大小 。實(shí) 際 上 , 這 個(gè) 辦 法 是 可 行 的 , 在 C/OS- 中 , 全 局 變 量 OSIntNesting 用來記錄斷嵌套的層數(shù) , 系統(tǒng)在進(jìn)行任務(wù)調(diào)度時(shí) , 先要判 斷 OSIntNesting 是否為 0, 如果 OSIntNesting 不為 0, 就不進(jìn)行任務(wù) 切換 。 這里 , 為中斷嵌套單獨(dú)定義一個(gè)中斷嵌套棧 , 在發(fā)生第一次中斷嵌 套時(shí) , 中斷服務(wù)程序?qū)⑾到y(tǒng)堆棧指針指向這個(gè)中斷嵌套棧 , 當(dāng)再有中 斷嵌套時(shí) , 中斷嵌套的上下文內(nèi)容均保存在中斷嵌套棧中 , 中斷返回 時(shí)也在中斷嵌套次數(shù)為

5、 1即 OSIntNesting=1時(shí) , 中斷服務(wù)程序再從中 斷嵌套棧切換到任務(wù)堆棧 , 這樣就能實(shí)現(xiàn)了減少內(nèi)存浪費(fèi)的目標(biāo) 。因此 , 可設(shè)置中斷嵌套棧 OSInterruptStack , 并且對(duì)中斷處理做如 下修改 :(a保存全部 CPU 寄存器 。 (b直接將 OSIntNesting 加 1。增加 :判斷 OSIntNesting 是否等于 1, 如果不是則轉(zhuǎn)到 c 。 增加 :將棧指針 SP 保存到 OSTCBCur->OSTCBStkPtr。 增加 :將 SP 指向 OSInterruptStack 的棧頂 。 (c執(zhí)行用戶代碼做中斷服務(wù) 。 調(diào)用 OSIntExit 。增

6、加 :判斷 OSIntNesting 是否等于 0, 如果不是則轉(zhuǎn)到 e 。 增加 :從 OSTCBCur->OSTCBStkPtr中恢復(fù)棧指針 SP 。 (d恢復(fù)所有 CPU 寄存器 。 (e執(zhí)行中斷返回指令 。這樣 , 就實(shí)現(xiàn)了中斷嵌套棧和任務(wù)棧的雙向切換 。 節(jié)省了之前 C/OS- 系統(tǒng)存在的內(nèi)存空間的浪費(fèi)現(xiàn)象 。2. 結(jié)論本文介紹了 C/OS- 的特點(diǎn) , 并詳細(xì)分析了 C/OS- 設(shè)計(jì)者對(duì) 任務(wù)堆棧的處理 , 指出了這種設(shè)計(jì)方法造成浪費(fèi)內(nèi)存資源等缺點(diǎn) , 并 提出了增加中斷嵌套棧來解決這個(gè)缺點(diǎn)的方法 , 很好地節(jié)約了潛在的 內(nèi)存浪費(fèi) , 并對(duì)其他系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)有一定的指導(dǎo)作用

7、 。 科【 參考文獻(xiàn) 】1Jean J. Labrosse 編著 . 紹貝貝譯 . UC/OS-II源碼開放的實(shí)時(shí)嵌入式系統(tǒng) . 北 京 :中國(guó)電力出版社 , 2003.2王田苗 . 嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)例開發(fā) 基于 ARM 微處理器與 UC/OS-II實(shí) 時(shí)操作系統(tǒng) M.北京 :清華大學(xué)出版社 , 2002.3任哲 . 嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng) UC/OS-II原理及應(yīng)用 . 北京 :北京航天航空大學(xué) 出版社 ,2009.UC/OS-II 內(nèi)核堆棧設(shè)計(jì)的改進(jìn)范林美(中國(guó)礦業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院江蘇徐州221116【 摘 要 】 實(shí)時(shí)嵌入式操作系統(tǒng) C/OS- 具有開放源碼 、 可移植性 、 可固

8、化 、 可裁剪 、 占先式 、 多任務(wù) 、 中斷處理 、 可靠性好等特點(diǎn) , 將 CPU 時(shí)間 、 中斷 、 I/O、 定時(shí)器等資源包裝起來 , 給用戶留出一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的 API , 根據(jù)各個(gè)任務(wù)的優(yōu)先級(jí) , 合理地在不同任務(wù)之間分配 CPU 時(shí)間 。 然而 , 內(nèi)核在任務(wù)堆棧的使用方面存在內(nèi)存的浪費(fèi) , 本文改進(jìn)了 C/OS- 的堆棧處理使 C/OS- 更加高效節(jié)省內(nèi)存 ?！?關(guān)鍵詞 】 C/OS- ; 內(nèi)核 ; 堆棧Improvement for Stack Design of UC/OS-IIKernelFAN Lin-mei(ChinaUniversity of Mining and Te

9、chnology Jiangsu Xuzhou 221116【 Abstract 】 The real time embedded operating system u C/OS- , with open source, portability, can be cured, can be cut, heads type, multitasking, interrupt handling, good reliability for a characteristic, and CPU time, interruption, I/O,timer resources packaged and sett

10、ing aside to users a standard API, reasonable in different task according to the priority of each task, allocation between CPU time. However, it exists waste of memory in the use of task stack, this paper improves processing of task stack use of memory and make u C/OS- more effective and and save mo

11、re memory.【 Key words 】 uC/OS- ;Kernel;Stack(上接第 117頁 本次個(gè)人所得稅改革的著重點(diǎn) , 主要是降低中低 收入者的稅收負(fù)擔(dān) , 并適當(dāng)加大對(duì)高收入者的調(diào)節(jié)力度 。 我國(guó)現(xiàn)行的 個(gè)人所得稅制分類稅制模式 , 隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)形勢(shì)的發(fā)展和變化 , 也逐 步暴露出一些問題 :難以充分體現(xiàn)公平負(fù)擔(dān)的原則 , 稅率結(jié)構(gòu)較為復(fù) 雜 , 工薪所得稅率級(jí)次過多 , 低檔稅率的級(jí)距較短等 。 要從根本上解決 這些問題 , 需要建立健全綜合與分類相結(jié)合的個(gè)人所得稅制度 , 這可 以較好地兼顧納稅人的綜合收入水平和家庭負(fù)擔(dān)等情況 。 科【 參考文獻(xiàn) 】1王喬 , 席衛(wèi)群 . 比較稅制