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        μCOS-II在ARM Cortex-M3處理器上的移植

        作者: 時間:2010-09-29 來源:網絡 收藏

        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、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據類型定義,以確保其可移植性。μC/OS-II內核代碼不使用C語言中的short、int及long等數據類型,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內核中的數據類型作如下定義:

        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據類型,OS_CPU_SR定義的是32位寬的Cortex-M3處理器狀態寄存器數據類型。
        和所有的實時內核一樣,μC/OS-II為了訪問臨界區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狀態寄存器在一個臨時變量里的函數,實現OS_ENTER_CRITICAL()。OS_EXIT_CRITICAL()調用另一個函數從臨時變量恢復CPU狀態寄存器。
        絕大多數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OS_STK_GROWTH指定堆棧的方向就可以了。 Cortex-M3的堆棧增長是從高內存地址往低內存地址,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,但唯一必要的函數是OSTaskStkInit(),其他9個函數必須申明,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生過一樣,所有寄存器都保存在堆棧中。多數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 Cortex-M3在發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。
        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。這個函數被宏OS_ENTER_CRITICAL()調用。當這個函數返回時,RO包含關閉中斷前的中斷屏蔽寄存器的狀態。
        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()之前創建的最高優先級任務。OSStart()設置OSTCBHighRdy指向最高優先級任務的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。通常,OSCtxSw()應該實現任務上下文切換,但是在 Cortex-M3中,所有的上下文切換由pendSV句柄來完成。OSCtxSw()僅僅觸發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PendSV句柄,再返回到調用處。
        限于篇幅,不詳細列出5個函數的源代碼。
        2.4 PendSV句柄及系統滴答
        PendSV句柄函數為μC/OS-Ⅱ實現所有的上下文切換。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
        異常引發的PendSV異常都是采用同樣的方法實現保存和恢復上下文。
        μC/OS-Ⅱ要求用戶提供一個周期性的時鐘源來實現時間的延時和超時功能。Cortex-M3的系統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()初始化系統滴答定時器并使能中斷。
        需要注意的是:在系統啟動代碼中,初始化中斷向量時,向量14和15應放置PendSV和SysTick對應的句柄。


        關鍵詞: ARM

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