一種提高uc/os-ii操作系統(tǒng)安全性與穩(wěn)定性的方法

3．2．2 修改任務創(chuàng)建函數(shù)

在任務創(chuàng)建函數(shù)的參數(shù)中加入mode參數(shù)，形式如下：

對OSTaskCreateExt()函數(shù)做的修改同上。

3．2．3 修改堆棧初始函數(shù)

在堆棧初始化時，把mode值存儲在MSP底部，以便任務第一次運行時進入相應的運行狀態(tài)(特權級還是用戶級，使用MSP還是PSP)。系統(tǒng)任務的mode是OS_Mode_PRIVILEGE | OS_Mode_MSP，任務創(chuàng)建時PSP為0；而用戶任務為OS_Mode_USER | OS_Mode_PSP。

堆棧初始函數(shù)的參數(shù)中加入mode參數(shù)，形式如下：

OS_TCBInit()函數(shù)把堆棧初始化得到的堆棧指針存入OS_TCB中。

3．3 修改OS_CPU_A．ASM文件中的函數(shù)

在OS_CPU_A．ASM文件中，只需修改函數(shù)PendSV_Handler(PendSV服務例程)，任務切換是由它來完成的。
PendSV服務例程的流程如圖2所示。

3．4 系統(tǒng)函數(shù)的使用

系統(tǒng)函數(shù)都是在“特權級+MSP”狀態(tài)下執(zhí)行的，因此，在用戶任務調用系統(tǒng)函數(shù)前，應先切換到“特權級+MSP”狀態(tài)，系統(tǒng)函數(shù)執(zhí)行完畢后再切換到“用戶級+PSP”狀態(tài)。具體代碼如下。

在特權級下通過置位CONTRO[0]來進入用戶級，而用戶級下是不能直接修改CONTROL[0]回到特權級的，必須通過一個異常，在異常例程中修改CONTROL[0]，才能在返回到線程模式后拿到特權級。通常的方法是使用軟中斷SVC。

因此，從“用戶級+PSP”狀態(tài)下切換到“特權級+MSP”狀態(tài)的實現(xiàn)方法是：在用戶級下執(zhí)行SVC指令，在SVC異常服務函數(shù)中清零CONTROL[0]位，再返回到線程模式下清零CONTROL[1]位切換到MSP；而從“特權級+MSP”狀態(tài)下切換到“用戶級+PSP”狀態(tài)下，只需置位CONTROL[0]與CONTROL[1]。

4 系統(tǒng)測試

在基于第二代Correx-M3內核的LPC1786處理器的語音識別系統(tǒng)上，對修改后的操作系統(tǒng)進行測試。具體測試過程為：首先創(chuàng)建3個信號量0、1、2(計數(shù)器初始值都為0)；ADC按10 kHz的頻率對語音信號采樣，采樣200點(也就是一幀數(shù)據)后發(fā)送信號量0(發(fā)生中斷級切換)；任務0(優(yōu)先級0)請求信號量0，并對語音信號預處理并檢測語音信號的起始端與結束端；當任務0檢測到起始端后，每處理完一幀數(shù)據都發(fā)送信號量1(產生任務級切換)，直到檢測到結束端，任務1(優(yōu)先級1)請求道信號量1后對真正的語言信號進行特征提??；當任務0檢測到語音信號結束端時發(fā)送信號量2，任務2(優(yōu)先級2)獲得信號量2后利用DWT算法對語音信號進行識別并顯示到LCD屏上。
測試結果表明，改進后的系統(tǒng)抗干擾能力、穩(wěn)定性和安全性均大大增強，并且系統(tǒng)連續(xù)穩(wěn)定地運行很長時間，沒有出現(xiàn)任何問題，可見系統(tǒng)移植成功。

結語

改進后的系統(tǒng)，內存的使用沒有增加，只是增加了很小的系統(tǒng)開銷；但配合MPU使用，使系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性得到了很大的提高。該方法可廣泛應用于對系統(tǒng)安全性與穩(wěn)定性要求比較高的場合。