μCOS-II在ARM Cortex-M3處理器上的移植
加入技術交流群
2. 1 OS_CPU.H
OS_CPU．H包含處理器需要的用#defines語句定義的、與處理嘉相關的常數(shù)、宏以及類型。因為不同的處理器有不同的字長，μC／OS-II的移植包括了一系列的數(shù)據(jù)類型定義，以確保其可移植性。μC／OS-II內(nèi)核代碼不使用C語言中的short、int及l(fā)ong等數(shù)據(jù)類型，因為它們是編譯器相關的，是不可移植的。Cortex-M3是32位處理器，同時參照RVMDK編譯器文檔，對μC／OS-II內(nèi)核中的數(shù)據(jù)類型作如下定義：
…
typedef unsigned int OS_STK；
typedef unsigned int OS_CPU_SR；
OS_STK定義的是32位寬的堆棧入口地址數(shù)據(jù)類型，OS_CPU_SR定義的是32位寬的Cortex-M3處理器狀態(tài)寄存器數(shù)據(jù)類型。
和所有的實時內(nèi)核一樣，μC／OS-II為了訪問臨界區(qū)的代碼需要關閉中斷，訪問完，重新使能中斷。為了增加可移植性，μC／OS-II定義了兩個宏分別關閉和使能中斷一OS_ENTER_CRITICAL()、OS_EXIT_CRITICAL()。μC／OS-II定義了三種關閉和使能中斷方法，只需要使用其中一個。多數(shù)情況下，推薦使用OS_CRITICAL_METHOD#3。
OS_CRITICAL_METHOD#3通過寫一個保存CPU狀態(tài)寄存器在一個臨時變量里的函數(shù)，實現(xiàn)OS_ENTER_CRITICAL()。OS_EXIT_CRITICAL()調用另一個函數(shù)從臨時變量恢復CPU狀態(tài)寄存器。
絕大多數(shù)微處理器和控制器的堆棧是從上往下遞減的，但是也有些處理器使用的是相反的方式。μC／OS-II對兩種都可以處理，只要配置常數(shù)OS_STK_GROWTH指定堆棧的方向就可以了。ARM Cortex-M3的堆棧增長是從高內(nèi)存地址往低內(nèi)存地址，因此，OS_STK_GROWTH應該設置為l。
2. 2 OS_CPU_C．C
移植μC／OS-Ⅱ要求編寫10個簡單的C語言函數(shù)，但唯一必要的函數(shù)是OSTaskStkInit()，其他9個函數(shù)必須申明，但并不一定要包含任何代碼，允許用戶在必要時添加擴展OS功能的代碼。
OSTaskCreate()和OSTaskCreateExt()通過調用OSTaskStklnit()，初始化任務堆棧。因此，堆棧看起來像中斷剛發(fā)生過一樣，所有寄存器都保存在堆棧中。多數(shù)CPU寄存器的初始值并不重要，但是為了方便調試和檢查堆棧，用寄存器序號去初始化它們。寄存器的順序是重要
的，應該和ARM Cortex-M3在發(fā)生異常時的堆棧順序一樣。
2. 3 OS_CPU_A．ASM
移植μC／OS-II要求編寫5個簡單的匯編語言函數(shù)。
OS_CPU_SR_Save()
OS_CPU_SR_Restore()
OSStartHighRdy()
OSCtxSw()
OSIntCtxSw()
OS_CPU_SR_Save()按照OS_CRITICAL_METHOD#3的方式，首先保存中斷屏蔽寄存器，接著關閉中斷。這個函數(shù)被宏OS_ENTER_CRITICAL()調用。當這個函數(shù)返回時，RO包含關閉中斷前的中斷屏蔽寄存器的狀態(tài)。
OS_CPU_SR_Restore()恢復在調用OS_ENTER_CRITICAL()之前中斷屏蔽寄存器的原值。也就是說，若在調用OS_ENTER_CKJTICAL()之前中斷是關閉的，調用之后仍是關閉的。
OSStart()調用OSStartHighRdy()來運行在調用OSStart()之前創(chuàng)建的最高優(yōu)先級任務。OSStart()設置OSTCBHighRdy指向最高優(yōu)先級任務的OS_TCB。
當一個任務放棄對CPU的控制時，OS_TASK_SW()宏被調用，實際最終調用的是OSCtxSw()函數(shù)。通常，OSCtxSw()應該實現(xiàn)任務上下文切換，但是在ARM Cortex-M3中，所有的上下文切換由pendSV句柄來完成。OSCtxSw()僅僅觸發(fā)PendSV句柄，再返回到調用處。
ISR完成后，調用OSIntExit()查看是否有比中斷任務更重要的任務需要去執(zhí)行。若確實如此，OSIntExit()調用OSIntCtxSw()決定下一步將要運行哪一個任務。然而，和OSCtxSw()一樣，僅僅觸發(fā)PendSV句柄，再返回到調用處。
限于篇幅，不詳細列出5個函數(shù)的源代碼。
2．4 PendSV句柄及系統(tǒng)滴答
PendSV句柄函數(shù)為μC／OS-Ⅱ實現(xiàn)所有的上下文切換。這是ARM Cortex-M3推薦的上下文切換方法。這是因為ARM Cortex-M3發(fā)生任何異常時，自動保存多個寄存器，異常返回時自動恢復這些寄存器。PendSV僅僅需要保存R4-Rll和調整堆棧指針。不管是任務的初始化還是中斷或
異常引發(fā)的PendSV異常都是采用同樣的方法實現(xiàn)保存和恢復上下文。
μC／OS-Ⅱ要求用戶提供一個周期性的時鐘源來實現(xiàn)時間的延時和超時功能。Cortex-M3的系統(tǒng)滴答定時器是專門為RTOS設計的。可以在OSStart()運行后，μC／OS-II啟動運行的第一個任務中調用OS_CPU_SysTickInit()初始化系統(tǒng)滴答定時器并使能中斷。
需要注意的是：在系統(tǒng)啟動代碼中，初始化中斷向量時，向量14和15應放置PendSV和SysTick對應的句柄。
評論