“Кажется, что совершенство достигается не тогда, когда нечего более добавить, а тогда, когда нечего больше убрать."
(Антуан де Сент-Экзюпери)
По теме изучения программирования встроенных систем, ОС реального времени, Ассемблера и С позвольте представить очень простую операционную систему StartOS.
Предназначение:
— если вам необходимо создать устройство, начинающее работать через 1-2 секунды после включения питания и способное реагировать на сигналы из внешнего мира в течение микросекунд;
— для быстрого создания систем управления объектами с выводом данных в Интернет;
— отработка идей, алгоритмов, изготовлении прототипов устройств;
— приобретение опыта программирования встроенных систем на языках C и Assembler;
— получение полного доступа к «железу» компьютерного устройства, например, для разработки самомодифицирующихся программ.
Некоторые свойства системы:
Время готовности после включения питания: < 1 сек
Объем двоичного кода программы: < 40 kB
Система занимает небольшой объем в верхних адресах ОЗУ, предоставляя пользователю стандартную загрузку программ в нижние адреса ОЗУ. Автостарт программы пользователя присутствует, если система обнаруживает на карте памяти файл START.BIN, то он запускается автоматически.
Основные функции системы:
Инициализация SoC (System on Chip, системы на чипе) и других внешних устройств. Загрузка программ пользователя в память и предоставление им интерфейса к системным функциям:
— работа с LCD в текстовом и графическом режимах (вывод текста, пикселей, линий, BMP картинок, сохранение / восстановление области экрана…);
— ввод координат X,Y пера с сенсорного экрана;
— работа с часами реального времени (RTC);
— чтение данных из аналого-цифровых преобразователей (ADC);
— чтение данных из цифровых портов;
— чтение / запись символов и строк в COM порт;
— вывод на широтно-импульсные модуляторы (ШИМ, PWM) и пьезодинамик;
— ввод-вывод пакетов сети Ethernet с использованием встроенного контроллера;
— чтение и запись файлов;
— сервер-клиент для Интернета;
— работа с видеокамерой.
Система реализована на платах разработчиков фирмы Samsung или FriendlyARM с процессорами Samsung. На эти процессоры и платы имеется полная документация.
Итак, немного понагляднее. Лучше один раз увидеть, поэтому ссылка на видео:
Система немного посложнее, для ARM Cortex-A8:
И, конечно, код «Hello, World!» (с бегущей строкой к тому же):
char txt [ ]={"Hello"};
void Main(void)
{ int i;
for ( i = 134; i > 8; --i )
{
// X Y String
Print_String ( i, 150, "Hello, World!");
Print_String ( i, 170, txt);
Delay (20); // Delay 20 mS
}
Exit (); // Exit to OS
}
Это же на Ассемблере:
; Нужен только один файл, Hello.s. Двоичный код занимает ровно 100 Байт (!)
; номера системных вызовов взяты из файла StartOS.c
_Exit EQU 7 ; SysTrap _Exit
_Delay EQU 10 ; SysTrap _Delay
_Print_String EQU 122 ; SysTrap _Print_String
PRESERVE8 ; выравнивание до 8 Байтов
AREA INIT, CODE, READONLY ; инициал. секция, содержит код
ENTRY ; точка входа программы
;______ нужно для работы ОС __________
LDR r0, =0x33ffff08 ; просьба не редактировать
LDR r1, [r0,#0xE8] ;
STR r1, [r0] ;
; если Вам нужны прерывания, включите след. 4 строки
; MRS r0,cpsr
; BIC r0,r0,#0xDF
; ORR r1,r0,#0x13
; MSR cpsr_cxsf,r1
;___ Программа пользователя начинается здесь
; напечатаем строки текста...
; только-то и нужно поместить параметры в регистры и вызвать системные вызовы
;---- первый способ
LDR r2, text1 ; загружаем адрес текста 1 в регистр r2
MOV r1,#30 ; помещаем Y строки на экране в r1
MOV r0,#25 ; помщаем X на экране в r0
SWI _Print_String ; вызываем систему (Print_String(25,30,text1))
;---- Другой способ ----
ADR r2, text2 ; помещаем адрес строки text 2 в r2
MOV r1,#70 ; Y в r1
MOV r0,#25 ; X вr0
SWI _Print_String ; прерывание (Print_String(25,70,"Hello, ARM Assembler!"))
LDR r0, millis ; загружаем адрес ячейки с числом 5000 в r0
; в случае малых задержек (скажем, 500ms) можно так: MOV r0,#500
SWI _Delay ; вызов (Delay 5s)
SWI _Exit ; вызов выхода из программы в ОС, параметры не нужны
text1 DCD txt ; содержит адрес "Hello"
text2 DCB "Hello, ARM Assembler!",0 ; байты с нулем на конце
DCB 0,0 ; простое выравнивание до 32-бит адреса (*4 байта)
millis DCD 5000 ; равно 5000 мС или 5 секунд
DCB 0,0 ; выравнивание
txt DCB "Hello",0 ; содержит буквы H, e, l, l, o и 0
END ; и это - всё!
Предыстория создания системы такова. Автор отдает себе отчет, что написание «домашних» операционных систем — дело очень ответственное, рискованное (и не сулит создателям ничего, кроме критики). Но, как говорится, жизнь заставила. Так как же это получилось?
Дело было так: была найдена плата для разработчиков FriendlyARM Mini2440, очень дешевая и с большим выбором периферии. После применения контроллеров Atmel AVR в аппликаторе самоклеящихся этикеток, хотелось продолжить развитие последнего.
На тот момент (2010 год) плата Mini2440 стоила $80, примерно 2400 рублей, что было сравнимо со стоимостью датчиков в аппликаторе. Mini2440 была продемонстрирована руководителю одной фирмы, который одобрил ее применение и заверил, что «в случае успеха в ее программировании, мы будем делать заказы». Успех в программировании подразумевал использование устройства в реальном времени, когда сигналы от датчиков обрабатываются за микросекунды, и не заставил себя долго ждать. Через 2 месяца программа, зашитая в NAND память успешно управляла шаговым двигателем и загружалась за 1 секунду после включения питания. Но тут, как это бывает, уже руководитель впал в ступор и просто замолчал. Пока он молчал, время шло, и автор решил использовать момент для некоторого развития.
Чтобы каждый раз не вставлять в проект код инициализации, было решено сделать это раз и навсегда, а прикладные программы загружать в память с SD карты непосредственно в память и оттуда запускать.
Существует подход, например, в ARM7 контроллерах STM32, когда программа пользователя компилируется вместе с фирменной библиотекой для работы с внешними устройствами. При этом, фирма не разглашает свой проприетарный исходный код, программа пользователя вызывает фирменные подпрограммы по адресам в памяти.
В то же время, автор знал «внутренности» операционных систем, таких как RT-11 фирмы DEC, у нас применялись на «Электронике-60», ДВК-2...4 и других. Еще были хорошо изучены BIOS IBM PC AT, MS DOS, Palm OS. Во всех этих системах применялся классический подход — применение программных прерываний. То есть, ОС расположена в верхних адресах памяти, а программа пользователя — с начала памяти и вызывала подпрограммы операционной системы, передавая номер программного прерывания в команде, собственно приводящей к прерыванию.
Таким образом, в разработанной системе применен механизм программных прерываний через команду SWI (SVC). Код системы находится в вехних адресах, а программы пользователя загружаются непосредственно в начало памяти и запускаются. Не будем сравнивать с существующими системами, достаточно сказать что система получилась с минимальным объемом, максимально возможным быстродействием и «жестким» реальным временем. Мы всегда очень точно можем знать, в какой момент времени какая команда выполняется и что происходит.
Название системы было задумано как система начального уровня, стартовая. После поиска в Google выбор пал на StartOS и это имя было зарегистрировано (печально, что некоторое время спустя некий клон Linux на некоторой части планеты был тоже переименован в StartOS).
По просьбам пользователей, в систему был добавлен TCP IP Stack и сделаны Сервер и Клиент. И еще добавлена программа для работы с видеокамерой. Кстати, после подачи питания на плату, секунды через две на экране уже появляется картинка с камеры.
Примеры программ представлены для работы почти со всеми внешними устройствами, смонтированными на плате. Создавать программы можно в средах ADS1.2 (Metrowerks CodeWarrior), IAR, Keil и других.
Документацию, примеры и прочее можно посмотреть здесь и здесь.
Так как плата разработчика FriendlyARM Mini2440 уже устарела (хотя и годится для многих проектов), автор портировал систему на более современную плату Mini210s. Кстати сказать, многие пользователи применяли StartOS на платах фирмы Samsung и успешно.
С уважением к сообществу,
Анатолий Бесплеменнов, инженер
P.S.: Прошу относиться к системам реального времени серьезно, например, если система, управляющая поездом «зависнет», сработает сторожевой таймер, она перезапустится и будет опять работать через 1 секунду. Не даром марсоход Curiosity бороздит просторы Марса под управлением RT системы uCOS фирмы Micrium.
Комментарии (40)
DigitalSmile
05.02.2016 09:24+1Скажите, заведется ли StartOS на Atmel'овских чипах (ARM Cortex-M7)?
longtolik
05.02.2016 10:30+1Возможно, но надо будет ее портировать. Скорее всего, в Atmel другая организация памяти, регистров внешних устройств и пр. Даже в Samsung у разных процессоров всё по-разному. В общем, если есть документация и исходный код на процессор, например, в Keil, для инициализации SoC, еще известно, как организована память на плате, ее параметры, то можно. Но пока всё есть для ARM9 и ARM Cortex-A8. Это непростая работа…
VitGo
05.02.2016 10:07+1очень интересно, плюсую, пошел смотреть исходники
(написал чтобы потом иметь возможность комментировать)longtolik
05.02.2016 10:50+1Исходники есть на все примеры, работу с прерываниями, с видеокамерой, но не на саму систему (пока, во всяком случае). Для плат Mini2440 есть DVD с WinCE 6, Linux, Qt, uCOS и test2440. Вот последние два позволяют понять, как сделать программу, не заваисящую от ОС, (Non-OS, bare metal). Позже, исходники для таких программ перестали выкладывать, для Mini210s с процессором S5PV210 (ARM Cortex-A8, aka Exynos-3), пришлось все делать самому на основе документации от Samsung исходных кодов драйцверов Linux и еще — кода инициализации от Texas Instruments для Cortex-A8.
В StartOS ноу-хау является драйвер для программных прерываний и всего-то. Почему-то классические программные прерывания не применяются на практике (не видел). А сама технология подробно расписана на сайте холдинга ARM, но, как водится, их примеры не работоспособны. Что бы стать разработчиком, как я понял, надо ехать к ним на платные курсы.
FriendlyARM вообще сделала проприетарные экраны с обменом по одному проводу, пришлось их протокол просто тупо хакнуть.vanner
05.02.2016 22:17+1Почему-то классические программные прерывания не применяются на практике (не видел).
На software interrupts почти во всех ОС для ARM сисколы сделаны. Так что, ноу-хау ваше сомнительно. )longtolik
06.02.2016 12:03-1Сами программные прерывания — никакое не ноу-хау, подробно описаны.
Под ноу-хау подразумевалось то, что удалось заставить их работать.
GarryC
05.02.2016 12:30+1Это было ноу-хау, Карл, ноу-хау.
Когда механизм вызова через EMT применялся в реализации Basic для DEC микрокомпов, это было оправданно, поскольку позволяло сэкономить до 12% (на мой взгляд, цифра несколько завышена), что при объеме ПЗУ в 4КБ было вполне существенным. Но в наше время, на А8, применять подобное и называть это ноу-хау…
У меня просто нет слов.
И Бога ради, не надо выкладывать исходников на саму систему, это могут увидеть дети, мне более чем хватило исходников на примеры. Магические константы в каждой строке (в каждой строке, Карл), стандартные типы не применяются ввиду их фатального недостатка и создаются свои, полнейшее пренебрежение элементарными правилами структурирования кода, goto как замена while (это, наверное, тоже ноу-хау?), и это в примерах применения, мне страшно представить, как будет реализованна работа с регистрами периферии в самой системе.
Резюмируя, категорически не рекомендую использовать данный продукт с его ноу-хау дляизучения программирования встроенных систем, ОС реального времени, Ассемблера и С
— ничему хорошему не научитесь.longtolik
05.02.2016 18:59+5Мой знакомый говорит: «умных много, а работать — некому».
Сделайте, пожалуйста, что-то подобное, снабдите правильными примерами, без goto, хорошо структурированными, а мы — поучимся и даже критиковать не будем, только поапплодируем.
Еще так говорят: «отрицая — предлагай!». Подскажите, что применить для вызова системных подпрограмм из программы пользователя, когда разница в адресах больше 26 МБайт (больше в коде команды перехода не помещается, там ведь еще и код команды кроме адреса).
Современный подход мне не нравится, программы надо предустанавливать, вместо того, чтобы загружать в память и выполнять. Windows, Linux, Android занимают с добрую половину памяти, работают медленно, не в реальном времени, а программу пользователя отодвигают на второй план.
Пользователи бывают очень разные, кому-то понятнее goto (while тоже в примерах есть). Тут уж, как говорится, «дурак не заметит, а умный поймет».
Стандартный оператор printf занимает очень много памяти, еще и сбоит в работе, поэтому в платах Samsung для Linux его переписали, заменив своим.
Кстати, насчет «корявости» кода, просмотрев множество текстов для Linux и фирменных Samsung, вот тут уж — слов нету просто. StartOS содержит порядка 6000 строк кода, компилируется в загрузочный файл менее 32 КБайт (вполне себе эффективно), и главное — работает.
Еще посмотрите исходные коды на TCP IP Stack, там то байты, то 16-тиричные константы, то 32-битные слова, вот его покритикуйте…
Насчет «нерекомендования», боюсь, Вы опоздали, люди всё это уже используют (да еще и хвалят). И порекомендуйте своё, что-нибудь хорошее.
Напоследок, я — инженер-электрик по специальности «электропривод и автоматизация промышленных установок», в 1983 году столкнулся с применением микропроцессоров. Кстати, чего плохого в DEC? Реентерабельность, реккурентные вызовы подпрограмм, сопрограммы, трюки на ассбемблере, где они все сейчас, среди перлов и питонов?
Но это не помешало мне стать лауреатом Первого всесоюзного конкурса самодеятельных программистов СССР со своим «Программным синтезатором речи». Это я насчет давления авторитетом.
Хочу — сделаю себе ОС, хочу — свои библиотеки и свой компилятор текста в двоичный код, назову операторы тоже как хочу, кто мне запретит.
Самомодифицирующиеся программы — вот моя цель, и для этого нужен полный контроль над железом, а не работа в песочнице, к чему нас подталкивают.
Извините за длинный ответЧемберлену, вопрос тоже не был коротким.
А вообще, это здорово, что такая критика и обсуждение, всем — успехов!VitGo
05.02.2016 22:53-1а может быть сделаете статью про написание ОС для арм процессоров?
интересует привилегированный и обычный режимы процессора, минимальные функции и т.д.longtolik
06.02.2016 10:49Наверное, сделаю. Так, чтобы не умничать, а людям польза бы была, не натыкаться на известные грабли. Вообще, затея делать ОС — на грани помешательства.
Вкратце, для S3C2440A (Mini2440) были сложности, программа стартовала в режиме пользователя (User), система вызывалась в режиме SVC (привилегированном), прерывания из программы пользователя не работали, пришлось менять режим в программе обработки. Потом другая проблема, системные вызовы в одном варианте работали, в другом -не работали в пользовательской программе обработки аппаратных прерываний.
Пришлось применить стандартный подход, такой, что подпрограмма обработки прерывания должна быть короткой, она устанавливает флаги, о том, что произошло и выходит. Потом программа пользователя в спокойной обстановке анализирует флаги, приоритет событий и предпринимает нужные действия.
Для S5PV210 (Mini210s) всё проще, система в режиме User, программа позьзователя в режиме User, вызовы системы в режиме SVC. Мощная система векторных прерываний позволяет устанавливать адреса тремя способами.
Другая проблема, что адреса Reset, IRQ (FIQ) возможно менять легко, а вот поменять адрес SWI было непросто весьма и весьма.
Но, практика — критерий истины, работают прерывания и от таймеров, и от портов, и от другого.
Вот пример — вывод звука через таймер и ШИМ. Программа обработки сама все делает, независимо от основной, (вроде, как в учебнике).
GarryC
08.02.2016 11:33+1Ну по пунктам
Сделайте, пожалуйста, что-то подобное, снабдите правильными примерами, без goto, хорошо структурированными, а мы — поучимся и даже критиковать не будем, только поапплодируем.
uc/OS, FreeRTOS, esOS и т.д — хорошо структурированные, без goto — качайте, смотрите, учитесь (комментированы слабовато, но уж тут что есть, у Вас не лучше).
Подскажите, что применить для вызова системных подпрограмм из программы пользователя, когда разница в адресах больше 26 МБайт (больше в коде команды перехода не помещается, там ведь еще и код команды кроме адреса).
эта проблема решается линкерами (что, на мой взгляд, не есть хорошо) путем создания промежуточной команды длинного перехода, также существует, причем условная, команда длиного перехода по регистру. В любом случае это будет в разы быстрее, чем диспетчер вызовов.
Современный подход мне не нравится, программы надо предустанавливать, вместо того, чтобы загружать в память и выполнять
Мы вообще о встроенных системах говорим?
Пользователи бывают очень разные, кому-то понятнее goto (while тоже в примерах есть)
Не знаю, как Вас, но меня люди, не способные понять while, просто не интересуют, им не место в современном программировании. Я хорошо разбираюсь в ассемблере и прекрасно знаю, что в машинных командах нет (ну или почти нет) команд непосредственной организации цикла и внутри прячется переход, но любой язык программирования — это повышение уровня абстракции и не следует идти в обратном направлении.
Стандартный оператор printf занимает очень много памяти, еще и сбоит в работе, поэтому в платах Samsung для Linux его переписали, заменив своим
Я про него ничего не говорил, но, вообще то, в современных компиляторах есть возможность существенно уменьшить объем, занимаемый реализацией даного оператора, сбоев в работе лично я не наблюдал (наверное, везло, а может быть, Вы просто не умеете его готовить?), и если стандартный оператор вылизан годами интенсивной эксплуатации, то про реализацию Самсунга ничего сказать нельзя.
Кстати, насчет «корявости» кода, просмотрев множество текстов для Linux и фирменных Samsung, вот тут уж — слов нету просто. StartOS содержит порядка 6000 строк кода, компилируется в загрузочный файл менее 32 КБайт (вполне себе эффективно), и главное — работает
Как говорится, «указав другому на грязные плавники, Вы не станете плавать быстрее». Да, многие коды лично мне было бы стыдно выкладывать на всеобщее обозрение, но у авторов могут быть свое мнение по данному поводу. Размер загрузочного файла не имеет ни малейшего отношения к правильности оформления кода и соблюдения принципов структурирного программирования. Есть еще одно прекрасное выражение «Мы пишем программы не для компиляторов, а для других людей» и если мы можем, не уменьшая эффективности, сделать код более понятным и читаемым, то мы это сделать обязаны. Ну а последний аргумент — «главное, работает» просто приводит в изумление.
Насчет «нерекомендования», боюсь, Вы опоздали, люди всё это уже используют (да еще и хвалят). И порекомендуйте своё, что-нибудь хорошее.
И это просто пугает, то есть люди начинают думать, что так можно писать программы, а потом будут ссылаться — ну у них же не хуже, чем в Ваших примерах, а их похвалили. То есть мы стремимся ускорить деградацию качества программного продукта. Простите, но я не верю, что человек, не способный правильно (то есть понятно) расставить скобки в операторе if, может иметь какие-то глубокие мысли относительно содержательной части данных операторов. Для себя, для какой-то быстрой поделки — пожалуйста, но выкладывать такое на всеобщее обозрение — сильно. Многие хорошие программисты вообще рекомендуют, что всегда нужно писать так, чтобы не стыдно было показать код другим, это дисциплинирует.
Кстати, чего плохого в DEC? Реентерабельность, реккурентные вызовы подпрограмм, сопрограммы, трюки на ассбемблере, где они все сейчас, среди перлов и питонов?
Где я что-то плохое сказал про DEC? Это была превосходная (для своего времени) разработка, я на ней учился и многие вещи считаю эталоном. Просто хотелось бы заметить, что системные вызовы не были реентрабельными, это прямо указывалось в документации, сопрограммы легко реализовывались путем учета особенностей команды вызова, но не особо рекомендовались, а трюки на ассемблере — надо понимать, что они росли из необходимости вводить код руками через клавиатурный монитор или панель с клавишами, и применять их в наше время нет никаких оснований.
Хочу — сделаю себе ОС, хочу — свои библиотеки и свой компилятор текста в двоичный код, назову операторы тоже как хочу, кто мне запретит.
Да Бога ради, просто для того, чтобы назвать опереаторы по своему, нужно быть твердо уверенным в том, что неудобства, связанные с необходимостью переучиваться на новые названия, не превысят выигрыша от подобного переименования, то есть надо быть настолько уверенным в гениальности своих предложений, что простого звания лауреатаПервого всесоюзного конкурса самодеятельных программистов СССР
будет явно недостаточно.
Получилось совсем не коротко, но резюмирую — есть два способа реакции на критику — первый, подумать, а может быть есть в ней рациональное зерно, и попытаться привести свои коды в приемлемый вид, и второй — встать в позу «я художник, я так вижу» и вообще «не доросли вы еще до моей музыки». Мне, почему то, показалось, что Вы не выбрали первый способ.longtolik
08.02.2016 14:57Во-первых, здравствуйте!
(А у Вас отсутствуют операторы приветствия и прощания, не обижайтесь).
Если серьезно, то за критику — спасибо, говорят, что в науке отрицательный результат — тоже результат, а уж отрицательные отзывы всегда полезнее положительных.
Я хотел помочь заинтересованным людям, если кому пригодится, а мне-то ничего на надо. Дарёному коню в зубы ведь не смотрят.
Насчет оператора goto — примерно так я и думал, что будет такое отношение, но хотелось показать, что его тоже можно применить, наряду с while. И еще — в операционной системе Unix (или Linux?) все-таки констатировали применение хотя бы одного оператора goto (причем, с таким сожалением, как будто преступление совершили). Получается, Unix — плохой, написан ужасно…
Искал подтверждение, нашел статью про goto тут, на Хабре: habrahabr.ru/post/114211
Много пользователей из Индии, Колумбии, Пакистана и т.д. Для них goto понятнее, а потом они переходят на while.
Вот пример (один из них), вроде тут и структуривать особо нечего:
// RT-210s (StartOS) K1...K4 Interrupt Example Sketch #define U32 unsigned int #define U16 unsigned short #define U8 unsigned char //////////////////////////// // VIC #define VIC0RAWINTR (*(U32 *)0xF2000008) #define VIC0IRQSTATUS (*(U32 *)0xF2000000) #define VIC0FIQSTATUS (*(U32 *)0xF2000004) #define VIC0INTENABLE (*(U32 *)0xF2000010) #define VIC0INTSELECT (*(U32 *)0xF200000C) #define VIC0VECTADDR16 (*(U32 *)0xF2000140) #define VIC0VECTADDR17 (*(U32 *)0xF2000144) #define VIC0VECTADDR18 (*(U32 *)0xF2000148) #define VIC0VECTADDR19 (*(U32 *)0xF200014C) #define VIC0ADDRESS (*(U32 *)0xF2000F00) #define EXT_INT_1_CON (*(U32 *)0xE0200E04) // EXT_INT[8]...EXT_INT[15] #define EXT_INT_1_MASK (*(U32 *)0xE0200F04) #define EXT_INT_1_PEND (*(U32 *)0xE0200F44) #define EXT_INT_2_CON (*(U32 *)0xE0200E08) //EXT_INT[16]...EXT_INT[23] #define EXT_INT_2_MASK (*(U32 *)0xE0200F08) #define EXT_INT_2_PEND (*(U32 *)0xE0200F48) #define GPH2CON (*(U32 *)0xE0200C40) #define GPH2DAT (*(U32 *)0xE0200C44) void Isr_Init ( void ); void K_EINT16 (void); int i; int addr, num; Main (void) { Isr_Init ( ); while (1) { if ( num ) { Printf ( 10, 20,"Key ISR, Addr = %8x", addr ); Printf ( 10, 30,"Key Status = %8x", num ); Buzz ( num*1000, 20 ); num = 0; addr = 0; } i++; Printf (10,10,"Counter Value = %8d", i ); Delay ( 50 ); } } ////////////////////////////////////////// void Isr_Init ( void ) { VIC0VECTADDR16 = (U32)K_EINT16; GPH2CON |= ( 0xF << 0 ); // Pin function 1111: EXT_INT[16] GPH2CON |= ( 0xF << 4 ); // Pin function 1111: EXT_INT[17] GPH2CON |= ( 0xF << 8 ); // Pin function 1111: EXT_INT[18] GPH2CON |= ( 0xF << 12 ); // Pin function 1111: EXT_INT[19] EXT_INT_2_CON &=~( 0xF << 0 ); EXT_INT_2_CON |= ( 2 << 0 ); // Edge 010 = Falling, 011 = Rising EXT_INT_2_MASK &= ~( 1 << 0); // EXT_INT_2_MASK for EXT_INT[16] EXT_INT_2_CON &=~( 0xF << 4 ); EXT_INT_2_CON |= ( 2 << 4 );//Edge 010 = Falling, 011 = Rising EXT_INT_2_MASK &= ~( 1 << 1);//EXT_INT_2_MASK for EXT_INT[17] EXT_INT_2_CON &=~( 0xF << 8 ); EXT_INT_2_CON |= ( 2 << 8 );//Edge 010 = Falling, 011 = Rising EXT_INT_2_MASK &= ~( 1 << 2);//EXT_INT_2_MASK for EXT_INT[18] EXT_INT_2_CON &=~( 0xF << 12 ); EXT_INT_2_CON |= ( 2 << 12 );//Edge 010 = Falling, 011 = Rising EXT_INT_2_MASK &= ~( 1 << 3);//EXT_INT_2_MASK for EXT_INT[19] VIC0INTSELECT &= ~(1<<16);//Set Mode bit: IRQ and not FIQ VIC0INTENABLE |= (1<<16);//Enable EINT[16] VIC0ADDRESS = 0;//Clear VIC0ADDRESS } void K_EINT16 (void) { num = EXT_INT_2_PEND; addr = VIC0ADDRESS; EXT_INT_2_PEND |= num;//Reset reason of interrupt }
Если кто-то захочет, просто редактирует на свой вкус и всё.
Теперь мне понятно, зачем некоторые хотели купить исходные коды — они собирались уничтожить этот ужас! Вместе с примененными структурами, указателями, адресами в стеках FAT32, TCP IP и т.д.
Про расставление скобок в операторе if написано в книге «Совершенный код», в Android Studio в настройках редактора можно указать, как их ставить.
О плюсах и минусах современного программирования можно прочесть здесь:
code.google.com/archive/p/startos/wikis/Education_of_engineers.wiki
и здесь:
www.joelonsoftware.com/articles/ThePerilsofJavaSchools.html
Жаль, что они на английском, но суть там такова, что мы теряем программистов и инженеров, а программирование стало бизнесом (в тревожном смысле).
А вообще, путь пользователя такой — сталкивается со сложностями в инициализации ARM, начинает гуглить, находит стартос, пишет первые программы, добавляет код инициализации, получает Non-OS программу.
Вот один из примеров применения:
www.cttestset.com/PageA.htm
— человек был совсем начинающим в ARM, начал со StartOS, потом сделал специализированное устройство и продает свой аппарат, ему — 74 (!) года, в 1963 году получил диплом о высшем образовании и до сих пор творит.
Еще раз спасибо за науку, с уважением и успехов Вам во всём.
Анатолий
GarryC
09.02.2016 15:40Конечно же, здравствуйте, извините, если чем-то обидел.
Ни в коей мере на претендовал на статус гуру, поэтому за науку благодарить не следует.
И тем не менее, если можно сделать хорошо и правильно, ЗАЧЕМ делать коряво?
Например, в приведенном Вами листинге, почему не поставить тексты функций (нициализации и обработчик) выше main? Например, я, как и многие, читаю программу сверху вниз и мне удобнее увидеть функцию обработки прерывания ДО того, как ее адрес будет присвоен вектору, ну просто удобнее и все. Я не вижу оснований запихать ее ниже точки использования, то есть ухудшить читаемость в угоду чему?
И почему не оформить 4 однотипных фрагмента со настройкой источников прерывания в виде макроса и использовать его? От этого понятность программы возрастет (и даже размер несколько уменьшится исходного текста), а эффективность нисколько не пострадает — опять таки, во имя каких выгод Вы этого не сделали?
Мне просто непонятно нежелание делать красиво из неясных соображений, ни в коей мере не посягая на сами решения. Как говорят, красиво сделанная машина и ездит лучше, а для программ это еще более правильно.
Ну и замечание по существу — а разве переменные num и addr не следовало пометить как volatile? А переменную i превратить из глобальной в локальную для функции main? И присвоить им начальные нулевые значения, не полагаясь на инициализацию по умолчанию? Опять таки на конечный код это никак не повлияет, а ясности в исходный текст добавит. Вот из таких мелочей и вырастают проблемы.
И, конечно, успехов и Вам во всем.
Игорь.
dcc0
05.02.2016 13:18Операционные системы на Ассемблере удивительно быстро работают. Я где-то год назад узнал о Kolibri OS, загрузил через kvm и… не понял, что произошло — 1 секунда, и я вижу рабочий стол.
Недавно, нашел еще проект системы- gr8
https://code.google.com/archive/p/gr8os/
Который, кстати, разрабатывал мой родственник.
Хотелось бы верить, что однажды такие системы можно будет устанавливать на пользовательские компьютеры.
Спасибо за статью.longtolik
06.02.2016 10:52Спасибо, но она не на ассемблере, только небольшие части.
Но там такой код на С, что переписать на ассемблер не сложно, одни записи/чтения регистров, пересылки, и немного вычислений.
Код из текста на С получается очень компактный, это хорошо видно, если какой-то файл программы дизассемблировать.dcc0
06.02.2016 11:01+1Я не анализировал. Тут просто история такая: я решил поискать то, чем занимался мой двоюродный племянник — Great, он тут есть на Хабре, я только знал, что он бывает на wasm-e, практикует ассемблер и что-то пишет.
И вот спустя несколько лет узнал, чем он занимался, оказывается, один из его проектов — это ОС.
Я полистал описание, это учебная однопоточная система, но я сам такими вещами никогда не занимался, поэтому мне сложно понять.
Я был бы очень рад, если бы система кому-то пригодилась для учебных или иных целей, может, как прототип для написания более полной ОС.
И хотелось бы, конечно, чтобы труд Ильи не канул в лету, так как его самого уже нет с нами.
Revkov
05.02.2016 14:00Автор русский? «Программы», прям гордость взяла.
longtolik
05.02.2016 18:21+3Русский, а сарказм не понятен…
Revkov
06.02.2016 20:21Я имею ввиду автор ОС. Вы?
longtolik
06.02.2016 22:42-1Это маленькая ОС. (Хотя, MS-DOS тоже была однозадачной). Да, вот так получилось, ненароком. Я о слове программы в кавычках подумал, что сарказм.
У меня есть старые журналы «Микропроцессорные средства и системы», там, к примеру, были статьи о том, что «на кафедре мединститута была создана ОС...». И это был не единичный случай. И ОС была с потоками, семафорами и т.д.
jaiprakash
05.02.2016 16:24+1Создавать программы можно в средах ADS1.2 (Metrowerks CodeWarrior), IAR, Keil и других
Что из бесплатных/опенсорсных?longtolik
05.02.2016 19:11+1GCC под Linux или с эмуляторами под Windows. Только я с этим не работал, но есть документация ведь. Там надо в опциях указать ARM920T в качестве процессора, адрес загрузки и старта программы задать 0x20000000, это для платы Mini2440.
Подробнее можно узнать на форуме FriendlyARM
www.friendlyarm.net
С ADS1.2 тоже интересно, она идет в комлекте с платой на диске, люди интересовались, как ее получить легально, но так и не нашли ответа. Но она очень удобная.
Если программы небольшие, то, кажется, до 32 кБайт IAR (или Keil тоже) позволяют бесплатно использовать.
gleb_l
05.02.2016 21:28+4Мне кажется, что это не совсем OS, а скорее библиотека (удобных) сервисных функций и/или драйверов, заточенных на конкретное железо. Мне кажется, что ядро (RT)OS — это прежде всего: a) поддержка механизма многопоточности, б) поддержка синхронизационных примитивов и механизмов межпоточного обмена данными, в) управление памятью, г) поддержка периферии (втч через драйверы). Для RTOS, в отличие от OS, критически важна поддержка алгоритмов переключения контекста по аппаратным событиям в детермитированное время, втч «быстрые» обработчики прерываний.
Мне также кажется, что тот факт, что в данном решении такая частная задача, как вызов сервисных функций, решена через механизм программных прерываний, не делает систему ни лучше, ни хуже — это все равно, что спорить о том, какой способ передачи параметров лучше при вызове подпрограмм в модифицируемой памяти — класть их в стек или «под себя».
Для сравнения можно взять ChibiOS и посмотреть, например, на ее краткую документацию (даже не на код) — идеологию, организацию модулей, API итдlongtolik
06.02.2016 11:56-1Она делает свое дело, экономит время, запускает программы и предоставляет им API.
Конечно, ее можно наворотить при желании и наличи времени.
А если я делаю конкретный аппарат и многопоточность мне не нужна?
Кроме того, всегда можно (даже на уровне программы пользователя) включить свое многозадачное ядро, например, как в uC/OS и переключать задачи, как захочется.
Можно даже uC/OS запустить с карты памяти как программу пользователя, проверял.
А ОС бывают и однозадачные. Не так ведь давно был анонс, что «iOS теперь работает в настоящем многозадачном режиме, може даже выводить несколько окон на экран и все они будут работать».
Хотя железо ARM процессоров уже давно позволяет использовать до 32 (кажется) программ по 1 Мегабайту каждая одновременно, причем, они могут быть скомпилированы для работы, скажем, в адресе 0x20000000 каждая, а загружены в разные адреса, менеджер памяти сделает так, что программы и не будут подозревать, где они находятся.
Пока я не видел таких систем. Настоящих.
gleb_l
07.02.2016 01:14Анатолий, я же не говорю, что Ваш продукт — плохой. Я говорю, что он больше похож на оболочку, чем на ОС.
Насчет «многозадачность мне не нужна» — если Вам нужны прерывания — вам в 99% случаев нужна и многозадачность. Вопрос в парадигме реализации обработки системой асинхронных событий (а физический мир всегда асинхронен по отношению к работающей МК системе) — то есть если нет встроенных средств поддержки многозадачности ИЛИ нужна оперативная реакция на прерывания с лимитированным временем ответа и джиттером — тогда да, ограничиваемся просто обработчиком.
Если же ядро такие средства имеет, и величина латентности/джиттера допустима — строим на основе потоков и обмена сообщениями.
Последний способ гораздо менее привязан к конкретной аппаратуре, и соответственно, более понятен, гибок, переносим. Заметьте, что подавляющее большинство периферийных устройств современных SoC имеют встроенные аппаратныее средства, как раз позволяющие работать с ними с заметной латентностью.
Насчет iOS — имеется в виду «пользовательская» однозадачность — то есть в один момент времени только одно приложение может иметь интерактив с пользователем (показывать ему свой экран и принимать от него события). Внутри системы процессов может быть множество — иначе невозможно было бы ни пакетами по сети обменяться, ни музыку в фоне послущать.
Насчет управления памятью для RTOS — под этим редко подразумевается виртуализация и/или защита памяти — в отличие от больших ОС, все процессы RTOS априори а) дружественны друг другу, т.к. системы реального времени обычно замкнутые — в них нельзя загрузить и запустить произвольный процесс, и б) отдельные процессы представляют собой части одного и того же программного модуля, соответственно вопросы загрузки и настройки адресов в большинстве случаев тоже отпадают. Кроме того, управляющие системы реального времени желательно строить с неизменяемым сегментом кода для увеличения детерминированности поведения при обработке непрогнозируемых отказов аппаратуры (например, срабатывании вотчдога или пропадания питания в произвольный момент)
vanner
05.02.2016 22:41+2Не даром марсоход Curiosity бороздит просторы Марса под управлением RT системы uCOS фирмы Micrium.
Пруф есть? А то WindRiver оказывается фигню пишет, что на каком-то vxWorks Curiosity работает )longtolik
06.02.2016 10:59С сайта micrium.com взял, но кто управляет колесами, не вполне ясно, так что, возможно, что Ваше замечание правильное. Но Micrium uC/OS-II на Марсе есть, это факт. По крайней мере, управляет аналитическими лабораториями SAM.
www.micrium.com/curiosity
longtolik
06.02.2016 11:04Из Вашей ссылки следует, что Wind River's VxWorks тоже лабораторией управляет, а не колеса крутит (дались мне эти колеса).
Wind River's VxWorks Powers Mars Science Laboratory Rover, Curiosity — See more at: www.windriver.com/news/press/pr.html?ID=10901#sthash.WqzfkXoq.dpuf
VitGo
06.02.2016 08:06можно здоровую критику?
. . . ;---- первый способ LDR r2, text1 ; загружаем адрес текста 1 в регистр r2 . . . text1 DCD txt ; содержит адрес "Hello" . . . txt DCB "Hello",0 ; содержит буквы H, e, l, l, o и 0
помоему конструкция излишне сложная… можна написать проще:
. . . ;---- первый способ LDR r2, =txt ; загружаем адрес txt в регистр r2 . . . txt DCB "Hello",0 ; содержит буквы H, e, l, l, o и 0
то есть промежуточная константа text1 просто не нужна!longtolik
06.02.2016 11:42+1Можно любую критику, всегда полезно.
Согласен с Вашей правкой.
Я этот пример сам не писал, это был текст Hello World на языке C.
В ADS1.2 подвел курсор к файлу Hello.c, нажал правую кнопку мыши, выбрал «дизассемблировать». Вот и получил тот самый текст на Ассебмлере. Далее, его можно править вручную, заодно проверить можно, насколько эффективно работает компилятор с языка C.
Для RT-210 всё еще проще. Там программа пользователя загружается вниз памяти (0x20000000) и вызывается как подпрограмма. Не надо указывать никаких лишних адресов, как в StartOS.
Текст программы:
void Main(void) { Print_String (20, 150, "Hello, World!"); }
В проект надо только включить второй файл, StartOS.c с определениями функций. Если на него не смотреть, то он вообще не отвлекает внимание от главного кода проекта.
bankinobi
Забавно монитор ориентирован в первом видио.
DROS
Ну это не забавы ради, а листингов длинных для. А так же для манов и даташитов. У меня второй монитор на машине точно так же установлен. Очень удобно скажу я Вам.
claygod
Кстати да, когда мне приходилось писать на ассемблере, то его код по ширине был не велик, а вот высоты экрана реально не хватало (приходилось изменять текстовый режим). Какое отношение сторон у вашего монитора на видео? Вообще, этот момент по созданию удобной рабочей интересен, если будет время, напишите чуть подробней.
DROS
Ээээ… не я автор топика, но если интересно, то у меня 2 монитора: основной — 23" 16х10, вспомогательный (вертикально установленный) 19" 16х9.
claygod
Субъективно на видео мне показалось, что соотношение сторон больше, чем 2х1
longtolik
16:9
а вот строк помещается около 130 при высоте шрифта 8 пунктов (в зависимости от среды программирования)