嵌入式實時操作系統(tǒng) μC/OS-II 在S12 單片機上的移植

typedef unsigned char BOOLEAN; /* 布爾變量*/

typedef unsigned char INT8U; /* 無符號8 位整型變量*/

typedef signed char INT8S; /* 有符號8 位整型變量 */

typedef unsigned int INT16U; /* 無符號16 位整型變量*/

typedef signed int INT16S; /* 有符號16 位整型變量*/

……

用戶還必須將任務堆棧的數據類型告訴給μC/OS-II。S12CPU 的是堆棧是16 位的，所以定義OS_STK 為INT16U。所有的任務堆棧都必須用OS_STK 來聲明數據類型。

#define OS_STK INT16U /* 堆棧是16 位寬度*/

對于不同的處理器而言，數據入堆棧時堆棧指針的增長方向也是不一樣的，MC9S12DG128 單片機的堆棧指針是由高地址向低地址增長的，所以，要預先設定堆棧的

增長方向:

#define OS_STK_GROWTH 1 /*堆棧指針由高地址向低地址增長*/

μC/OS-II 需要先禁止中斷再訪問代碼的臨界段，并且在訪問完畢后重新允許中斷。這就使得μC/OS-II 能夠保護臨界段代碼免受多任務或中斷服務例程的破壞。禁止和允

許中斷的宏是OS_ENTER_CRITICAL()和OS_EXIT_CRITICAL()，定義這兩個宏的有三種方法，移植時采用的是方法1，進入臨界代碼前關中斷，脫離臨界代碼后開中斷[2]。方法1在OS_CPU.H 中是這樣定義的：

#if OS_CRITICAL_METHOD == 1 //方法一

#define OS_ENTER_CRITICAL( ) asm SEI

#defien OS_EXIT_CRITICAL () asm CLI

#endif

3.2 編寫與硬件相關的代碼

接下來需要編寫與硬件相關的代碼。這部分代碼可以用C 語言，也可以用匯編語言。移植中與硬件相關的文件中最主要的是OS_CPU_C.C 和匯編文件OS_CPU_A.ASM。由于移植使用的是Metrowerks 公司提供的CodeWarrior CW12 V4.6 版本的C 交叉編譯工具，而CW12 V4.6 允許在C 代碼中插入匯編語句，所以可以把OS_CPU_A.ASM 這個文件合并

到OS_CPU_C.C 文件中去。以下是具體的移植過程。

3.2.1 中斷服務子程序OSTickISR()

中斷服務子程序所使用的中斷可以用實時時鐘產生，也可以用單片機片內的定時器模塊來產生。本次移植采用的是用模數計數器產生精確時鐘節(jié)拍中斷，用S12 的模數計數器可以實現任意時間的精確中斷，這里的中斷為每秒30 次。

時鐘節(jié)拍中斷發(fā)生時，CPU12 會自動CPU 把CPU 寄存器推入堆棧，然后是清中斷標志。但是頁面寄存器PPAGE 并沒有被推入堆棧，如果CPU12 的尋址范圍超過了64KB，則要把PPAGE 也推入堆棧，本文中沒有用到PPAGE 寄存器。

時鐘節(jié)拍中斷服務子程序可能激活一個優(yōu)先級高于當前被中斷任務的優(yōu)先級的任務。時鐘節(jié)拍中斷服務子程序要連續(xù)調用：OSIntEnter()、OSTimerTick()和OSIntExit()

這三個函數。OSIntEnter()通知μC/OS-II 進入中斷服務子程序了。OSTimerTick()給要求延遲若干時鐘節(jié)拍的任務延遲計數器減1，減1 后為0 則該任務進入就緒態(tài)。

OSIntExit()函數告訴μC/OS-II 時鐘節(jié)拍中斷服務子程序結束了，如果這時有更高優(yōu)先級的任務進入了就緒態(tài)，OSIntExit()就會調用中斷級的任務切換函數OSIntCtxSw()

做任務切換，以便讓更高的優(yōu)先級的任務運行。以下是函數代碼：

void OSTickISR(void)

{

/*根據需要決定是否保存PPAGE 寄存器，此處沒有保存*/

OSIntEnter();

MCFLG_MCZF=1; //清除模計數器中斷標志位

OSTimeTick();

OSIntExit(); //退出中斷并進行任務切換

}

3.2.2 任務堆棧初始化函數OSTaskStkInit()

這個C語言寫的函數是與CPU硬件相關的。這個函數初始化任務的堆棧，由建立任務的函數OSTaskCreate()或擴展的建立任務函數OSTaskCreatExit()調用。建立任務的函數帶有4個形式參數，擴展的建立任務的函數有8個參數。其中pdata用于向任務傳遞參數。利用了這個參數將頁面寄存器PPAGE 參數傳給建立的任務。在改寫該函數的時候一定要深刻了解S12CPU在中斷發(fā)生時各個CPU寄存器的入棧的順序，否則，μC/OS-II是運行不起來的。中斷發(fā)生時S12CPU各個寄存器入棧的順序如圖3所示。由于該函數是被建立任務的函數所調用的，所以各個CPU寄存器的初始值并不重要。但要CCR寄存器的內容需要注意：如果選擇任務啟動后允許中斷發(fā)生，則所有的任務運行期間中斷都允許;同樣，如果選擇任務啟動后禁止中斷，則所有的任務都禁止中斷發(fā)生，而不能有所選擇。本文選擇在任務啟動時開啟中斷。以下是函數代碼：

void *OSTaskStkInit (void (*task)(void *pd), void *pdata, void *ptos, INT16U opt)

{

INT16U *stk;

pt = opt; // 'opt'未使用,此處可防止編譯器的警告

stk = (INT16U *)ptos; //載入堆棧指針

*--stk = (INT16U)(pdata); //放置向函數傳遞的參數pdata

*--stk = (INT16U)(task); //函數返回地址PC

*--stk = (INT16U)(0x1122); //寄存器 Y

*--stk = (INT16U)(0x3344); //寄存器 X

((INT8U *)stk)--; // 寄存器A 僅需要1 個字節(jié)

*(INT8U *)stk = (INT8U)(0x55); //寄存器 A

((INT8U *)stk)--; // 寄存器B 僅需要1 個字節(jié)

*(INT8U *)stk = (INT8U)(0x66); //寄存器 B

((INT8U *)stk)--; // 寄存器CCR 僅需要1 個字節(jié)

*(INT8U *)stk = (INT8U)(0x00); //寄存器 CCR，開中斷

return ((void *)stk);

}

3.2.3 讓優(yōu)先級最高的就緒態(tài)任務開始運行OSStartHightRdy()

OSStartHighRdy()是在多任務啟動時被OSStart()調用的，μC/OS-II 做完所有的初始化工作之后，OSStart()就啟動運行多任務，而OSStart()調用OSStartHighRdy()

函數運行多個就緒任務中優(yōu)先級最高的任務。注意，堆棧指針總是儲存在任務控制塊的開頭。

圖3 中斷發(fā)生時S12CPU寄存器入棧的順序

OSStartHighRdy()將CPU 的堆棧指針SP 的值，改成優(yōu)先級最高的就緒態(tài)任務的堆棧指針的值，然后將該任務的狀態(tài)字由非運行態(tài)“FALSE”，改為運行態(tài)“TRUE”，然后