ti dspbios 4：线程调度( part 1 )

4.1.4 线程的比较 (1)
4.1.4 线程的比较 (2)
4.1.5 线程让出和抢先 (1)
DSP/BIOS运行优先级最高的线程
当下面情况发生时, 不一定运行优先级最高的线 程: (1) HWI_disable, SWI_disable或TSK_disable被 调用 (2) 高优先级的任务处于阻塞时,即调用了 TSK_sleep, LCK_pend, MBX_pend, or SEM_pend.
PRD： PRD函数以整数倍于低分辨时钟中断或其它事件（如 外部中断）的频率执行。
4.1.2 线程的选择 (4)
PRD与SWI： 所有的PRD函数属于同一个SWI优先级， 所有PRD函数间不能互相抢占。PRD函数 可以触发（post）低优先级软件中断来延长 处理时间。这可以保证在下一个系统计数 （tick）到来时PRD_swi（周期函数对应的 软件中断）可以抢占这些低优先级中断， 新的PRD_swi得以执行。
系统栈上保存了当软件中断抢占其它线程时的寄存器内容。
为了满足同一时刻最大可能的抢占数量，每增加一个软件 优先级别，系统栈大小都要增长。从堆栈使用的角度上看， 给所有的软件中断一个优先级更有效。
当建立第一个PRD对象时，会自动建立一个新的SWI对象 （称作PRD_swi）和系统时钟。如果没有其它的SWI对象， 那么PRD_swi对象使用最低优先级，同时增加系统栈的大 小。
DSP BIOS 4: 线程调度（ part 1 ）
4.1 线程调度概述
许多实时DSP应用都需要同时执行许多不相关的 功能(functions,函数),这些功能一般是对外部 事件的响应. 这些功能就叫线程.
DSP/BIOS定义线程为任何独立的指令流. 可以是 一个函数, 或一个中断服务程序.
4.1.1 线程的类型(续)
在DSP/BIOS中还有另外几种函数可以执行，它们 是在某一种类型的线程上下文中被执行的：
时钟（CLK）函数：在每个定时器中断的末尾执 行。缺省情况下，这些函数是按HWI函数执行的。
周期（PRD）函数：在片上定时器中断或其它事 件多次计数后执行周期函数，周期函数是一种特 殊类型的软件中断。
4.1.3 线程的优先级
在DSP/BIOS中，硬件中断有最 高的优先级，然后是软件中断， 软件中断可以被高优先权软件中 断或硬件中断抢先。软件中断是 不能被阻塞的。任务的优先权低 于软件中断，共有15个任务优先 权级别（加上TSK_idle应该16 个）。任务在等待某个资源有效 时可以被阻塞。后台线程 idle_loop是优先级最低的线程。
如果在一个SWI得到执行权之前被触发（post） 了多次，那么这个SWI只被执行一次。
4.3.4 软件中断的执行（2）
Postexecution的过程： 当一个SWI对象被触发时（post），SWI管理器将它加入到一个触发 递软件中断列表等待执行。然后SWI管理器检查软件中断是否被允 许： （1）如果没有被允许，就像在HWI函数中一样，SWI管理器将执行 权交给当前线程。 （2）如果软件中断是允许的，SWI管理器将被触发（post）SWI对 象的优先级和当前线程的优先级作比较： （2.1）如果当前运行线程是后台线程或是低优先级的SWI，那么 SWI管理器将这个SWI对象从已触发（posted）SWI对象列表中移去， 并将CPU控制权转到被触发的SWI，开始执行这个SWI。 （2.2）如果当前运行线程的优先级大于等于被触发（post）的 SWI，SWI管理器将控制权转到当前运行线程，当所有高优先级的 SWI运行结束后，被触发（post）的SWI才得以运行。
4.1.2 线程的选择 (2)
SWI与TSK 之间的选择: SWI一般用于相对独立的函数，如果要求比 较复杂的话使用TSK。TSK提供了很多任务 间通讯和同步的手段。一个任务可以挂起 等待某一个资源的有效。使用共享数据时， TSK比SWI有更多的选择。而软件中断执行 时必须保证所需的数据已经准备好。所有 的SWI使用同一个堆栈，所以在存储器使用 上更加高效。
一个软件中断会一直执行到完毕（没有挂起状态），除非 被硬件中断或更高级别的软件中断抢占。
如果在HWI中断服务程序内部需要调用任何会触发软件中 断的SWI函数，那么需要在中断服务程序的入口和出口调 用HWI_enter和HWI_exit，或者使用HWI分派器 （diapatcher）来调用中断服务程序。
4.1.2 线程的选择 (3)
IDL： 后台函数用于执行没有执行时间限制的非关键处理
CLK： 如果希望每个定时器中断时触发一个函数的执行则使 用CLK函数。这些函数是当作HWI来运行，所以应该 保证运行时间尽量小。缺省的CLK对象PRD_clk增加 周期函数的一次计数（tick）。可以增加更多的CLK 对象以相同的速率执行某个函数。
一个硬件中断在响应前触发多次, 则仅响应 一次. 所以硬件中断的响应尽量快.
4.2.1 硬件中断的配置
在DSP/BIOS配置工具中为每一个硬件中断 建立了HWI对象。
使用HWI管理器，可以配置每个硬件中断的 ISR(中断服务函数)。在HWI对象的属性页 中输入ISR的函数名即可。
DSP/BIOS负责设置中断向量表。在配置工 具中也允许配置中断向量表在内存中的位 置（MEM 管理器中设置）。
IEMASK，定义那些中断位需要被屏蔽。
CCMASK，定义CSR中的缓存控制位的 设置值。
4.2.3 中断中的上下文切换和
硬件中断管理 （3）
HWI_enter/HWI_exit宏还保证在中断嵌套情况下只在最外层中断服 务例程中调用DSP/BIOS调度器。如果在HWI或其嵌套的HWI中触发 了（trigger）一个SWI（使用SWI_post）或使能了一个高优先权的 TSK，那么在最外层的HWI_exit中会调用SWI或TSK的调度器。SWI 调度器在切换到任何高优先权TSK之前首先服务所有未决的SWI。
4.2.1 硬件中断的配置（图）
4.2.2 允许和禁止硬件中断
在一个软件中断或任务中，可以在一个关键段的处理中暂 时禁止硬件中断。
函数HWI_disable和HWI_enable/HWI_restore需成对使用 来禁止或允许中断。
HWI_disable和HWI_restore成对使用允许硬件中断嵌套。
4.3 软件中断
软件中断不同于一般处理器上的软件中断指令， DSP/BIOS的SWI模块是独立于任何处理器相关的软件中断 指令的。
SWI线程适于处理的应用是速率较低的或时限不如HWI严 格的工作。
SWI的触发是编程实现的，有五个函数可以触发软件中断： SWI_andn,SWI_dec,SWI_inc,SWI_or,SWI_post
typedef struct SWI_Attrs {
SWI_Fxn
fxn;
Arg
arg0;
Arg
arg1;
#if defined(_54_)
Bool iscfxn;
#endif
Int
priority;
Uns
mailbox;
} SWI_Attrs;
4.3.2 设置软件中断优先级
配置工具中设置SWI对象的优先级。
时钟中断post的SWI的运行： DSP/BIOS是时钟驱动的操作系统。每个时钟中断服务CLK_F_isr后 调用FXN_F_run，FXN_F_run中运行每个CLK对象的函数（这些 CLK对象一般用于触发SWI，比如PRD_F_tick时钟函数触发 KNL_swi）。接着转到SWI_RUNFXN中，按优先级运行FXN_F_run 中post的每个软件中断。最低级的软件中断KNL_swi进行任务调度。 最后，回到IDL_loop中。
不要进行任务切换
4.2.3 中断中的上下文切换和 硬件中断管理 （1）
一个中断抢占另外一个中断时，这个中断要保存 和恢复它修改的寄存器。使用HWI_enter和 HWI_exit保存和恢复寄存器。
HWI_enter/HWI_exit还保证SWI和TSK管理器在 合适的时候被调用。
使用HWI dispatcher，就把C写的HWI函数放到 HWI_enter/HWI_exit宏对中。所以使用HWI dispatcher后，不能再调用HWI_enter/HWI_exit， 否会导致系统崩溃。
4.2.3 中断中的上下文切换和 硬件中断管理 （2）
HWI_enter ‘isr code‘
HWI_exit
C62_ABTEMPS, C62_CTEMPS, IEMASK, CCMASK C62_ABTEMPS, C62_CTEMPS, IEMASK, CCMASK
C62_ABTEMPS和C62_CTEMPS ，决定 保存并恢复那些A、B或控制寄存器。
只要存储器容量没有限制，可以建立任意多的SWI对象。
软件中断可以有15个优先级，从最低的SWI_MINPR（0） 到最高的SWI_MAXPRI（14）。优先级0是保留给 KNL_swi对象的，它是任务调度器。
4.3.3 软件中断优先级和 应用程序堆栈大小
除了任务，所有DSP/BIOS中的线程都是在同一个系统栈 上运行的。
DSP/BIOS使应用程序按线程结构化设计,每个线 程完成一个模块化的功能.
多线程程序中允许高优先级线程抢占低优先级线 程，以及线程间的同步和通讯
4.1.1 线程的类型
DSP/BIOS 支持4种线程：
（1）硬件中断（HWI）: 频率可达200KHz（5us），处理 时限在2us～100us . （2）软件中断（SWI）:时限100us以上，SWI允许HWI 将一些非关键处理在低优先级上延迟执行，这样可以减少 在中断服务程序中的驻留时间 （3）任务(TSK)：任务与软件中断不同的地方在于在运行 过程中可以被挂起。DSP/BIOS提供了一些任务间同步和 通讯的机制，包括队列、信号灯和邮箱。 （4）后台线程（IDL）： MAIN->空闲循环: 运行那些没 有执行期限（deadlines）的函数
4.1.5 线程让出和抢先 (2)
4.1.5 线程让出和抢先 (3)
线程抢先的例子
4.2 硬件中断
硬件中断是对外界异步事件触发的, 来源可 以是片上(on-device)设备或外部设备.
硬件中断发生,处理器转向中断处理向量.
一个硬件中断在处理时可以被另外一个硬 件中断抢占,而不论其优先级.
4.3.1 建立SWI对象
动态法：SWI_creat；可以动态删除 静态法：配置工具； 不能动态删除
swi = SWI_create(attrs); 其中，swiห้องสมุดไป่ตู้一个句柄。 attrs是一个 SWI_Attrs结构。
SWI_create只能在任务 级调用，而不能在HWI或 其它SWI中调用。
4.3.5 SWI对象的邮箱（1）
每个SWI都有一个32位的邮箱，它用来决定是否 触发中断或者被SWI函数内部使用。
5个触发SWI的函数的不同和对邮箱的作用
4.3.5 SWI对象的邮箱（2）
SWI触发后，邮箱的 值恢复初始化的值。
SWI_getmbox(),得到 SWI在触发前的邮箱 值。 利用这一点，可以控 制SWI的函数的执行 次数。（难点之一） 提供的运行机制！
4.3.4 软件中断的执行（1）
一般通过调用SWI_andn、SWI_dec、SWI_inc、 SWI_or和SWI_post来使软件中断进入调度。这 些函数可以在程序的任何地方调用。
SWI可以被更高优先级的线程抢占，但是，SWI不 能被阻塞，即使软件中断正在等待一个外部设备 （比如等到设备准备好）也不可以将它挂起。
数据通知函数：在使用管道（PIP）或主机通道 （HST）传输数据时执行。
4.1.2 线程的选择 (1)
SWI、TSK与HWI之间的选择： 硬件中断只处理时间要求苛刻的关键任务。 HWI可以处理发生频率在200KHz左右的事 件。软件中断或任务可以用于执行时间限 制在100us以上的事件。HWI函数应该触发 （post）软件中断或任务来进行低优先级处 理。使用低优先级线程可以减小中断禁止 的时间，允许其它中断的触发。