OSE操作系统学习总结

OSE

OSE理解

OSE就是用于快速调度的操作系统。

其主要包括内存管理与进程管理两个方面。

OSE的全局变量与初始化

OSE的Main函数就调用一个函数start_OSE。在start_OSE函数中首先调用odo_config_start_handler1对系统的硬件进行初始化。

再调用odo_init_os进行OSE操作系统初始化。

odo_init_os

这其中会对OSE使用到的全局变量初始化，包括：

odo_config

odo_file_list/ odo_line_list

记录了各进程被强制start代码所在的文件名与行号。

OSE Process

Process状态

Waiting：

被W AIT的进程处于Waiting状态。

表示此任务正在等待一个新号Semaphore或事件Signal。Ready：

当一个W AITING进程接收到事件后，就会处于Ready状态了。

Running：

Ready状态的进程，如果CPU空出时间后，就会对齐进行调度。被调用的进程，CPU会运行其回调函数。

当某个进程运行在其回调函数中，则此进程就是Running状态。

Process functions

Start

进程被创建后，其就被Start，然后处于ready状态。

进程在创建后，其第一次进入进程是从进程的回调函数开始的。

进程的回调函数是一个死循环，后面的进入则是从进程保存的Context开始的。

如果进程回调函数运行完毕（死循环被break掉），则进程要被kill,同时其参数要被释放。如果进程回调函数运行完毕而不kill掉，则为垃圾进程了，不能完成任何工作。

W AIT（odo_wait）

当进程Start后，如果其需要ready一个消息，则会被W AIT。

终止进程，使其处于ready状态。直到被事件唤醒

唤醒进程的事件包括semaphore和signal。

其过程如下：

odo_swap_if_necessary

odo_swap_context

OSE Process的基本流程

对进程的理解：

进程是建立在操作系统的基础上的。有了操作系统才有进程的概念。

在操作系统之下的是CPU时间。进程只是操作系统为了让用户合理使用CPU时间以及各种外部资源而创建的CPU资源占用方式。

OSE本身的对进程管理的代码，可以认为是运行在超进程之上的代码。这个超进程也占用一定的CPU资源。

为了实现抢占式的CPU调度或者硬件中断最高优先级调度，并须要有某个起点代码地址。一般会遇到CPU抢占的情况有：

一个更高优先级的进程被W AIT，而后一个正在运行的低优先级进程给它一个事件，或者多

核系统中其它核给它一个事件进行触发。

这时候，必须有一个超进程，从某个固定起始代码点运行，把当前进程切换出来，并获取更高优先级进程开始运行。

进程创建删除与切换

新P创建

create_process函数创建新的进程。进程创建包括下面几个步骤

1.进程创建关键参数：

a)进程名称：

i.一个字符串指针，并须是字符常量的指针。

ii.最大15字符

b)进程类型：

i.包括OS_IDLE_PROC (1 << 4)、OS_PRI_PROC (1 << 2)、OS_INT_PROC

(1 << 0)。一般用户创建的是后两种。IDEL进程是系统自己创建的，且有且只

有一个IDEL进程。

ii.无效值是0，为OS_ILLEGAL

c)进程回调函数：

i.进程第一次进入的位置，也叫entry point.

ii.进程后续进入都是从系统保持的context进入的，不会再使用entry point了

d)优先级：是本进程类型内的优先级。用于优先调度

i.优先级值越大，优先级越低

ii.IDLE进程优先级是255

iii.INT进程优先级是从OSINT_PRIO_START 64开始

iv.PRI进程优先级是从0开始

v.但是INT比PRI类型有更高的优先级。

e)中断向量号(0-14):

i.在OS_INT_PROC进程有效，表示一种此进程的触发方式。可以是无效值-1。

ii.相对于普通OS_PRI_PROC进程，OS_INT_PROC进程还多有一种触发方式，就是中断触发。

iii.但是并不是所有OS_INT_PROC类型的进程都具有此触发方式。

OS_INT_PROC仅仅表示一种调度优先级类型。并不表明其一定会被中断触

发。

f)栈空间大小

i.OS_PRI_PROC类型的进程具有自己的栈空间

ii.OS_INT_PROC类型的进程全部共用OSE为其分配的公共栈空间

g)返回值PId：为中断好，是一个u16的值。

i.IDEL进程总是第一个被创建，且其PId为0

ii.其它的Process的Id从1开始，最大值可以定制，一般为63。

2.odo_init_pdb创建PDB（Process data block）结点：

a)pdb_t结点会记录此进程的所有参数。

b)记录进程的name/type/entry point/PRI/Stack Size/V ector/stack Pool ID

3.odo_init_pcb把创建调度PDB结点加入到PCB(process control block)链中：

a)odo_pcb_list[64] PCB是进程的控制结构，每个进程具有一个。

b)初始化的时候，每个都执行IDEL进程的PCB空间（IDEL固定用odo_pcb_list[0]）

c)进程创建的时候从1开始找，发现空闲PCB结点（PId = 0），则为其分配新的PCB

结构空间。并指向此空间。

d)PCB空间的结构(pcb_s)的起始几个字段如下：

i.4B: POOL_MAGIC_PCB = 0xF55FU

ii.4B: sigbuf_head*

iii.4B: sigbuf_tail*

iv.2B:Pid

v.1B: process priority

vi.1B: process Type

vii.1B: process state

e)PCB中有进程的context字段：

i.进程被切换前，应该记录进程当前的SP/PC/REGISTERS的值，便于进程切回

时能够继续上次的运行

ii.同时记录了进程的一些更关键信息：比如进程的栈首指针、栈长等。

4.odo_init_process初始化被创建进程的状态：

a)TIMER 进程把PCB挂到OSE的TIMESLOT下等待触发。OSE一共有128个

TIMESLOT

b)INT进程，使能中断事件，可以被触发

c)对于PRI进程，则直接挂到其优先级的ready队列中了。

可见所有进程创建后都立刻变为ready状态

P删除

kill_proc

释放PCB记录，释放其signal queue内存，释放其stack pool内存，从ready队列中删除它。

需要把此

P抢占切换的情况

1.任务主动切除的情况：

任务被两种信号量Wait，或者被signal Wait时都会主动切出。在当前的进程中会search 新的最高优先级ready状态的进程，并进程SW AP运行。

2.任务主动要求切入的情况：

在两种信号量Send时，在Send的进程中都会判断目录进程的优先级是否大于本进程优先级，如果是则会强制切换到目标进程；如果不是则会把目标进程设置为ready状态。

semaphore

Fast semaphore

get_fsem-n

signal_fsem++

Normal semaphore

Signal

Signal相对与信号量有以下区别：

1.也是进程的一种运行控制方式，但更是进程间通信的一种方式。它可以携带大量的用户

信息。

2.Signal可以进行不同CPU间的通信，而信号量不可以。

3.在进程Kill是，必须把其中所有的Signal取完，否则会Kill失败。而信号量没有这个

要求。

在每个PCB中，会有一个Signal链表。

当一个进程收到一个Signal时，会把这个Signal的指针挂到此链表上。

当进程接收时，则返回此Signal的指针。所以接收进程需要释放Signal的内存。

sigbuf_s结构是一个单向链表。

Receive

CPU内进程间通信：

用户可以指定接收几个Signal一次。

一般现在接收一个，然后For循环。

如果接收多个，则返回的是一个sigbuf_s结构单向链表。

如果用户一个Signal都没有接收到，则会被WAIT。

被W AIT的用户需要等待Send函数的Swap操作。

Send

CPU内信号发送：

//参数检查

//设置内存被OSE接管标志

//获取目标PCB

//把Signal放到目标PCB的Signal链表后面

//WAKEUP或者SWAP目标进程

中断

中断接收

Tick：Timer中断的顶层函数

中断对原有P的抢占

中断完成后P的恢复

常用过程

Running P由于事件等待变为W aiting

odo_wait

完成以下步骤：

1.把本进程从ready队列中删除RQUEUE_REMOVE_FIRST

2.判断本优先级的ready队列是否还有有效进程，没有清除本队列的标识

3.调用odo_do_swap，查找新的最高优先级的进程切换到CPU

4.odo_swap_context是真正切换进程的函数，它把新的context装载到CPU中，并把老的

context保存下来

Waiting P收到事件后变为Ready

进程管理使用的链表

定时器TIMER进程处理

Timer进程都是中断进程，但是触发方式有两种。一种是软TIMER进程，一种是硬件TIMER 进程

1.软Timer中断进程PRTYPE_TIMER：是OSE内部根据CPU频率计算的TIMESLOT。

OSE有128个TIMESLOT。OSE把要触发的TIMER进程挂到这些SLOTS上，然后等待软件触发。

2.硬件Timer中断进行PRTYPE_INT：它就是一个普通的硬件中断触发进程。只是它的触

发时CPU硬件周期性地触发。CPU可以根据用户的设置，以多少个CPU TICK为周期触发一个中断事件。

3.硬件中断的触发方式更准。一般系统都是定制一个系统需要的最小时钟周期的

PRTYPE_INT进程。然后在此进程上，模拟建立各种周期的TIMER进程。

a)在这种模拟建立的TIMER进程中，相当于接管了OSE的PRTYPE_TIMER进程相

关的TIMERSLOT管理。

强制start切入

Start

把指定进程PCB强制切入（但是对进程的类型有要求）

OSE MAGIC NUMBER

0xFAAFU(POOL_MAGIC_STACK 4B): 进程调用栈空间起始标识

42 （STACK_CHECK_MARK 1B）：进程调用栈空间结尾标识

0xF55FU(POOL_MAGIC_PCB 4B): 进程PCB的起始标识