/*
*********************************************************************************************************
*                                               uC/OS-II
*                                        The Real-Time Kernel
*
*                         (c) Copyright 1992-2002, Jean J. Labrosse, Weston, FL
*                                          All Rights Reserved
*
*                                       80x86/80x88 Specific code
*                                          LARGE MEMORY MODEL
*
*                                          Borland C/C++ V4.51
*
* File         : OS_CPU.H
* By           : Jean J. Labrosse
*********************************************************************************************************
*/

#ifdef  OS_CPU_GLOBALS
#define OS_CPU_EXT
#else
#define OS_CPU_EXT  extern
#endif

/*
*********************************************************************************************************
*                                              DATA TYPES
*                                         (Compiler Specific)
*********************************************************************************************************
*/

typedef unsigned char  BOOLEAN;
typedef unsigned char  INT8U;                    /* Unsigned  8 bit quantity                           */
typedef signed   char  INT8S;                    /* Signed    8 bit quantity                           */
typedef unsigned int   INT16U;                   /* Unsigned 16 bit quantity                           */
typedef signed   int   INT16S;                   /* Signed   16 bit quantity                           */
typedef unsigned long  INT32U;                   /* Unsigned 32 bit quantity                           */
typedef signed   long  INT32S;                   /* Signed   32 bit quantity                           */
typedef float          FP32;                     /* Single precision floating point                    */
typedef double         FP64;                     /* Double precision floating point                    */

typedef unsigned int   OS_STK;                   /* Each stack entry is 16-bit wide                    */
typedef unsigned short OS_CPU_SR;                /* Define size of CPU status register (PSW = 16 bits) */

#define BYTE           INT8S                     /* Define data types for backward compatibility ...   */
#define UBYTE          INT8U                     /* ... to uC/OS V1.xx.  Not actually needed for ...   */
#define WORD           INT16S                    /* ... uC/OS-II.                                      */
#define UWORD          INT16U
#define LONG           INT32S
#define ULONG          INT32U

/* 
*********************************************************************************************************
*                              Intel 80x86 (Real-Mode, Large Model)
*
* Method #1:  Disable/Enable interrupts using simple instructions.  After critical section, interrupts
*             will be enabled even if they were disabled before entering the critical section.
*
* Method #2:  Disable/Enable interrupts by preserving the state of interrupts.  In other words, if 
*             interrupts were disabled before entering the critical section, they will be disabled when
*             leaving the critical section.
*
* Method #3:  Disable/Enable interrupts by preserving the state of interrupts.  Generally speaking you
*             would store the state of the interrupt disable flag in the local variable 'cpu_sr' and then
*             disable interrupts.  'cpu_sr' is allocated in all of uC/OS-II's functions that need to 
*             disable interrupts.  You would restore the interrupt disable state by copying back 'cpu_sr'
*             into the CPU's status register.
*********************************************************************************************************
*/
#define  OS_CRITICAL_METHOD    2

#if      OS_CRITICAL_METHOD == 1                          /*第一種方法是以最簡單的方式來實現這2個宏調用的：用
處理器指令關中斷，然而這種方法有點小問題，如果調用UCOS的功能函數時，中斷是關掉的，則從UCOS的函數返回時，中斷
就打開了。若調用UCOS的函數之前已將中斷關掉，那么用戶往往希望從UCOS的函數返回時，中斷仍然是關掉的。在此情況下
，這種實現方法就不妥當；但是對于一些特定的處理器和編譯器，使用這種方法是唯一的選擇*/
#define  OS_ENTER_CRITICAL()  asm  CLI                    /* Disable interrupts                        */
#define  OS_EXIT_CRITICAL()   asm  STI                    /* Enable  interrupts                        */
#endif

#if      OS_CRITICAL_METHOD == 2                          /*實現OS_ENTER_CRITICAL()的第二種方法是在堆棧中保存
中斷的開關狀態，然后再關中斷。在實現OS_EXIT_CRITICAL()時，只需簡單的從堆棧中彈出原來中斷的開關狀態即可。利用這種
機制，不論用戶在調用UCOS的函數之前中斷是開著的還是關著的，函數的進入和返回狀態都得到了保護。換句話說，如果調用前
中斷是關掉的，則調用后扔是關掉的。關中斷后調用UCOS的函數要特別小心，因為關中斷延長了應用程序的中斷延遲時間；
任務切換時間和中斷延遲時間是評估RTOS性能的兩個重要指標。任務切換時間可以反映出RTOS執行任務的速度，而中斷延遲時間
可以反映出RTOS對外界變化的反應速度。表3為這兩種操作系統任務切換時間和中斷延遲時間的比較 ：任務切換時間/us 中斷延遲
時間/μs 測試環境 
μC/OS-II 29.7～34.2 78.8 Intel80186(33MHz) 
eCos 15.84 19.2 MPC860A3(33MHz) 
。*/
#define  OS_ENTER_CRITICAL()  asm {PUSHF; CLI}            /* Disable interrupts                        */
#define  OS_EXIT_CRITICAL()   asm  POPF                   /* Enable  interrupts                        */
#endif

#if      OS_CRITICAL_METHOD == 3                          /*一些編譯器提供了擴展功能，用戶可以得到當前處理器狀態字
的值，并保存在C函數的局部變量中這個變量可以用于恢復PSW*/
#define  OS_ENTER_CRITICAL()  (cpu_sr = OSCPUSaveSR())    /* Disable interrupts                        */
#define  OS_EXIT_CRITICAL()   (OSCPURestoreSR(cpu_sr))    /* Enable  interrupts                        */
#endif

/*
*********************************************************************************************************
*                           Intel 80x86 (Real-Mode, Large Model) Miscellaneous
*********************************************************************************************************
*/

#define  OS_STK_GROWTH        1                       /* Stack grows from HIGH to LOW memory on 80x86絕大多數微處理器和
微控制器的堆棧是從上往下遞減的，但是也有某些處理器使用的是相反的方式。UCOS被設計成2種情況都可以處理，只要在用被指常數
OS_STK_GROWTH指定堆棧的方向就可以了。OS_STK_GROWTH為0，表示堆棧從下(低地址)往上(高地址)遞增；置OS_STK_GROWTH為1，表示堆棧
從上(高地址)往下(低地址)遞減。之所以這樣處理，是出于2個原因:首先，OSInit()需要知道，當OS_TaskIdle()和OS_TaskStat()函數建立
任務時，堆棧的頂端地址在哪里；其次，在調用OSTaskStkChk()時，UCOS需要知道堆棧的底端地址在哪里，從而得到堆棧的使用情況。*/

#define  uCOS                 0x80                    /* Interrupt vector # used for context switch ；OS_TASK_SW()是一個宏
，是在UCOS從低優先級任務切換到高優先級任務時須用到的。OS_TASK_SW()總是在任務級代碼中調用。另一個函數OSIntExit()用在中斷服
務子程序ISR中。當中斷服務子程序使更高優先級任務進入就緒態時，OSIntExit()完成任務切換功能。任務切換只是簡單的將處理器的寄存
器保存到將被掛起的任務的堆棧中，并且從堆棧中恢復要運行的更高優先級的任務。
     在UCOS中，處于就緒態任務的堆棧結構看起來就像剛剛發生過中斷一樣，所有的寄存器都保存在堆棧中。換句話說，UCOS要運行處于
就緒態的任務必須要作的事就是，從任務堆棧中恢復處理器所有的寄存器，并且執行中斷返回指令。為了任務調度，可以通過執行
OS_TASK_SW()模仿中斷的產生。絕大多數處理器會提供軟中斷或指令陷阱(TRAP)來完成這項功能。中斷服務子程序或指令陷阱處理函數
也叫做異常處理函數的中斷向量地址必須指向匯編語言函數OSCtxSw()。用戶必須知道自己所使用的編譯器和處理器是如何實現讓中斷向量
指向OSCtxSw()的。80X86有256個軟中斷可供選用。中斷服務子程序ISR也稱為異常處理的入口地址必須指向匯編函數OSCtxSw()見
OS_CPU_A.ASM文件。這里需要確認0x80中斷向量指向OSCtxSw()。作者在PC機上做了測試，本章的代碼用到了向量號為128(0x80)的中斷，
因此此中斷是提供給用戶使用的。實際上，最初的PC將0x80~0xF0的中斷給BASIC解釋程序使用，后來機會在沒有內植BASIC解釋程序的PC機了
，所以用這些中斷向量是安全的。類似的，可用的中斷號還有0x4B~0x5B,0x5D~0x66以及0x68~0x6F。如果用的不是PC，而是其他嵌入式系統
，如80186處理器，則可能有更多的終端資源可供選用。*/

#define  OS_TASK_SW()         asm  INT   uCOS         

/*
*********************************************************************************************************
*                                            GLOBAL VARIABLES
*********************************************************************************************************
*/

OS_CPU_EXT  INT8U  OSTickDOSCtr;       /* Counter used to invoke DOS's tick handler every 'n' ticks 在這里聲明了一個8位
變量OSTickDOSCtr，用來保存時鐘節拍發生的次數。每發生11次，調用1次DOS的時鐘節拍函數，從而實現與DOS時鐘的同步。OSTickDOSCtr
在OS_CPU_A.ASM中使用，是專門為PC環境而定義的。如果在其他非PC的嵌入式系統中運行UCOS,就不必使用這種方法了，直接設定時鐘節拍
頻率就可以了。*/
                                       /*實時系統中時鐘節拍的頻率應該置為10~100HZ。通常但不是必須為了方便計
算，設為整數。不幸的是，在PC中，系統默認的時鐘節拍頻率是18.20648HZ，這對于計算和設置都不方便。本章中，將PC的時鐘節拍頻率從
18.20648HZ改為200HZ（間隔5ms）。這樣做的原因有3個：
1，200HZ近似18.206 48HZ的11倍，可以經過11次延時，在調用DOS中斷。在DOS中，時鐘節拍處理程序要求每隔54.93ms進行一次有關系統
維護的操作；
2，設定的間隔5ms對于時間延時和時間超時設置都很有用。若pc機處理器是80386，那么時鐘節拍最快也只能到200HZ；而如果是PentiumII
處理器，則很容易達到200HZ以上。
3，雖然將時鐘節拍頻率設定為20HZ或者100HZ也是可以的，但是這樣將難以產生18.206 48HZ的DOS中斷。這就是選擇整數倍頻，即選擇200hz
的原因。當然也可以選擇22倍頻，這樣就是400HZ間隔2.5ms。在一臺更快的PC上，使用這種時鐘節拍頻率甚至更高的頻率都不會有問題。
*/

/*
*********************************************************************************************************
*                                              PROTOTYPES
*********************************************************************************************************
*/

void       OSTaskStkInit_FPE_x86(OS_STK **pptos, OS_STK **ppbos, INT32U *psize); 
                                                 /*如前面所述，Borland編譯器提供了一個浮點仿真庫。但是該庫不具備可重入性。
           增加了一個函數，使用戶可以預處理任務的堆棧。這樣使BorlandC任務只有一個任務在使用浮點仿真庫，于是讓浮點仿真庫
           具備可重入性*/

#if OS_CRITICAL_METHOD == 3                      /* Allocate storage for CPU status register           */
OS_CPU_SR  OSCPUSaveSR(void);
void       OSCPURestoreSR(OS_CPU_SR cpu_sr);
#endif