SylixOS最小系统开发(二)

 

 

1. 系统Tick

   MPC8313芯片的Tick实现比较特殊，因为在MPC8313芯片中存在名为Decrementer的寄存器，如图 1.1 Decrementer寄存器所示。

   

   图 1.1 Decrementer寄存器

   Decrementer寄存器中保存的数据会每4个总线周期减1，当Decrementer寄存器递减到0时，触发Decrementer异常，CPU会执行异常服务程序。Decrementer的异常服务函数需要在startup.S文件中设置，如图 1.2 startup.S所示。

   

   图 1.2 startup.S

2. Decrementer异常流程解析

   第一步：当Decrementer寄存器递减到0时，触发Decrementer异常，CPU会执行异常服务程序，系统通过异常向量表跳转到archDecrementerInterruptEntry函数。

   第二步：archDecrementerInterruptEntry函数会执行archDecrementerInterruptHandle函数，在archDecrementerInterruptHandle中会对Decrementer寄存器进行设置并调用系统的中断服务函数。

   第三步：系统的中断服务函数会根据archDecrementerInterruptHandle传入的用户注册的伪中断向量查找用户注册的Tick中断服务函数。

3. Tick实现

   根据上文所述，可以看出MPC8313的系统Tick可以在Decrementer寄存器的基础之上实现。由于Decrementer寄存器的控制接口已经在PowerPC的系统Base中实现，所以笔者无需自己实现，只需要调用系统接口即可。

   Tick的实现分以下三个步骤：

   第一步：使用非已有中断向量号并且大于255的非负数作为Tick的伪中断向量注册中断，如图 1.3 注册Tick中断所示。

   

   图 1.3注册Tick中断

   第二步：声明archDecrementerInit函数，如图 1.4 声明archDecrementerInit所示

   

   图 1.4声明archDecrementerInit

   第三步：初始化Decrementer，如图 1.5 初始化Decrementer所示

   

   图 1.5初始化Decrementer

4. 高速定时器

   由于系统Tick是基于Decrementer寄存器实现的，所以高速定时器也需要基于Decrementer寄存器实现。

5. 高速定时器原理简述

   高速定时器实质上是为了补偿系统Tick的不足，用于统计比一个Tick粒度更小的时间。在MPC8313中笔者通过读取Decrementer寄存器中的值来实现高速定时器的功能。

6. 高速定时器的实现

   由于Decrementer寄存器无状态位可读取,无法通过读取硬件获得是否产生了Tick中断,因此在base中添加了状态全局变量_G_bTickinterTag，并且在系统进入archDecrementerInterruptHandle时把_G_bTickinterTag置为LW_TRUE。

   高速定时器在bspLib.c下的bspTickHighResolution函数实现，如程序清单 2.1 高速定时器所示。

   程序清单 2.1高速定时器

   VOID bspTickHighResolution (struct timespec *ptv)
   
   {
   
       REGISTER UINT32 uiCntCur,uiDone;
   
       ULON     GulCPUId =LW_CPU_GET_CUR_ID();
   
    
   
       uiCntCur = ppcGetDEC ();
   
       uiDone  = GuiFullCnt - uiCntCur;
   
    
   
   /*
   
   * 由于Decrementer寄存器无状态位可读取,无法通过读取硬件获得是否产生
   
   * 了Tick中断,因此在base中添加了状态全局变量_G_bTickinterTag
   
   */
   
       if (_G_bTickinterTag[ulCPUId] == LW_TRUE) {
   
   /*
   
   * 这里由于 TICK 没有及时更新, 所以需要重新获取并且加上一个 TICK 的时间
   
   */
   
           uiCntCur = ppcGetDEC ();
   
           uiDone  = GuiFullCnt - uiCntCur;
   
    
   
           if (uiCntCur != 0) {
   
               uiDone +=GuiFullCnt;
   
           }
   
       }
   
    
   
       ptv->tv_nsec += (LONG)((Gui64NSecPerCnt7 * uiDone) >> 7);
   
       if (ptv->tv_nsec >= 1000000000) {
   
           ptv->tv_nsec -= 1000000000;
   
           ptv->tv_sec++;
   
       }
   
   }

   
   
   

7. 参考资料

   无