μC/OS-II在80x86上的移植

OSIntExit()函數(shù)檢查任務(wù)就緒狀態(tài)，如果需要進(jìn)行任務(wù)切換，將調(diào)用OSIntCtxSw()。所以

OSIntCtxSw()又稱為中斷級的任務(wù)切換函數(shù)。由于在調(diào)用OSIntCtxSw()之前已經(jīng)發(fā)生了中斷，

OSIntCtxSw()將默認(rèn)CPU寄存器已經(jīng)保存在被中斷任務(wù)的堆棧中了。

圖F 9.4 任務(wù)級任務(wù)切換時的80x86堆棧結(jié)構(gòu).

程序清單L9.5給出的代碼大部分與OSCtxSw()的代碼相同，不同之處是，第一，由于中斷已

經(jīng)發(fā)生， 此處不需要再保存CPU寄存器 (沒有PUSHA,PUSHES,或PUSHDS) ; 第二， OSIntCtxSw()需要調(diào)整堆棧指針，去掉堆棧中一些不需要的內(nèi)容，以使堆棧中只包含任務(wù)的運行環(huán)境。圖F9.5可以幫助讀者理解這一過程。

程序清單L 9.5 OSIntCtxSw().

_OSIntCtxSwPROCFAR

;;IgnorecallstoOSIntExitandOSIntCtxSw

;ADDSP,8;(UncommentifOS_CRITICAL_METHODis1,seeOS_CPU.H)(1)

ADDSP,10;(UncommentifOS_CRITICAL_METHODis2,seeOS_CPU.H)

;

MOVAX,SEG_OSTCBCur; 載入DS

MOVDS,AX

;

LESBX,DWORDPTRDS:_OSTCBCur;OSTCBCur->OSTCBStkPtr=SS:SP(2)

MOVES:[BX+2],SS

MOVES:[BX+0],SP

;

CALLFARPTR_OSTaskSwHook(3)

;

MOVAX,WORDPTRDS:_OSTCBHighRdy+2;OSTCBCur=OSTCBHighRdy(4)

MOVDX,WORDPTRDS:_OSTCBHighRdy

MOVWORDPTRDS:_OSTCBCur+2,AX

MOVWORDPTRDS:_OSTCBCur,DX

;

MOVAL,BYTEPTRDS:_OSPrioHighRdy;OSPrioCur=OSPrioHighRdy(5)

MOVBYTEPTRDS:_OSPrioCur,AL

;

LESBX,DWORDPTRDS:_OSTCBHighRdy;SS:SP=OSTCBHighRdy-

>OSTCBStkPtr (6)

MOVSS,ES:[BX+2]

MOVSP,ES:[BX]

;

POPDS; 載入新任務(wù)的CPU環(huán)境 (7)

POPES (8)

POPA (9)

;

IRET; 返回新任務(wù) (10)

;

_OSIntCtxSwENDP

圖F 9.5 中斷級任務(wù)切換時的80x86堆棧結(jié)構(gòu)

當(dāng)中斷發(fā)生后，CPU在完成當(dāng)前指令后，進(jìn)入中斷處理過程。首先是保存現(xiàn)場，將返回地址

壓入當(dāng)前任務(wù)堆棧，然后保存狀態(tài)寄存器的內(nèi)容。接下來CPU從中斷向量處找到中斷服務(wù)程序的

入口地址，運行中斷服務(wù)程序。在μC/OS-II中，要求用戶的中斷服務(wù)程序在開頭保存CPU其他寄

存器的內(nèi)容[圖F9.5(1)]。此后，用戶必須調(diào)用OSIntEnter()或著把全局變量OSIntNesting加1。

此時，被中斷任務(wù)的堆棧中保存了任務(wù)的全部運行環(huán)境。在中斷服務(wù)程序中，有可能引起任務(wù)

就緒狀態(tài)的改變而需要任務(wù)切換，例如調(diào)用了OSMboxPost(),OSQPostFront(),OSQPost(),或試

圖喚醒一個優(yōu)先級更高的任務(wù)(調(diào)用OSTaskResume()),還可能調(diào)用OSTimeTick()，

OSTimeDlyResume()等等。

μC/OS-II要求用戶在中斷服務(wù)程序的末尾調(diào)用OSInt Exit()，以檢查任務(wù)就緒狀態(tài)。在調(diào)用

OSInt Exit()后，返回地址會壓入堆棧中[圖F9.5(2)]。

進(jìn)入OSIntExit()后，由于要訪問臨界代碼區(qū)，首先關(guān)閉中斷。由于OS_ENTER_CRITICAL()可

能有不同的操作(見9.03.02節(jié))，狀態(tài)寄存器SW的內(nèi)容有可能被壓入堆棧[圖F9.5(3)]。如果

確實要進(jìn)行任務(wù)切換，指針OSTCBHighRdy將指向新的就緒任務(wù)的OS_TCB，OSIntExit()會調(diào)用

OSIntCtxSw()完成任務(wù)切換。注意，調(diào)用OSIntCtxSw()會在再一次在堆棧中保存返回地址[圖

F9.5(4)]。在進(jìn)行任務(wù)切換的時候，我們希望堆棧中只保留一次中斷發(fā)生的任務(wù)環(huán)境(如圖

F9.5(1))，而忽略掉由于函數(shù)嵌套調(diào)用而壓入的一系列返回地址(圖F9.5(2),(3),(4))。忽

略的方法也很簡單，只要把堆棧指針加一個固定的值就可以了[圖F9.5(5)/程序清單L9.5(1)]。

如果用方法2實現(xiàn)OS_ENTER_CRITICAL()，這個固定值是10;如果用方法1，則是8。實際操作中

還與編譯器以及編譯模式有關(guān)。例如，有些編譯器會為OSIntExit()在堆棧中分配臨時變量，這

都會影響具體占用堆棧的大小，這一點需要提醒用戶注意。

一但堆棧指針重新定位后，就被保存到將要被掛起的任務(wù)OS_TCB中[圖F9.5(6)/程序清單

L9.5(2)]。在μC/OS-II中(包括μC/OS)，OSIntCtxSw()是唯一一個與編譯器相關(guān)的函數(shù)，也是

用戶問的最多的。如果您的系統(tǒng)移植后運行一段時間后就會死機，就應(yīng)該懷疑是OSIntCtxSw()

中堆棧指針重新定位的問題。

當(dāng)當(dāng)前任務(wù)的現(xiàn)場保存完畢后，用戶定義的對外接口函數(shù)OSTaskSwHook()會被調(diào)用[程序清

單L9.5(3)]。注意到OSTCBCur指向當(dāng)前任務(wù)的OS_TCB，OSTCBHighRdy指向新任務(wù)的OS_TCB。在

函數(shù)OSTaskSwHook()中用戶可以訪問這兩個任務(wù)的OS_TCB。如果不用對外接口函數(shù)，請在頭文

件中關(guān)閉相應(yīng)的開關(guān)選項，提高任務(wù)切換的速度。

從對外接口函數(shù)OSTaskSwHook()返回后，由于任務(wù)的更替，變量OSTCBHighRdy被拷貝到

OSTCBCur中[程序清單L9.5(4)]，同樣，OSPrioHighRdy被拷貝到OSPrioCur中[程序清單

L9.5(5)]。此時，OSIntCtxSw()將載入新任務(wù)的CPU環(huán)境，首先從新任務(wù)OS_TCB中取出SS和SP寄

存器的值[圖F9.5(7)/程序清單L9.5(6)]，然后運行POPDS[圖F9.5(8)/程序清單L9.5(7)],

POPES[圖F9.5(9)/程序清單L9.5(8)],POPA[圖F9.5(10)/程序清單L9.5(9)]取出其他寄存器

的值,最后用中斷返回指令I(lǐng)RET[圖F9.5(11)/程序清單L9.5(10)]完成任務(wù)切換。

需要注意的是在運行OSIntCtxSw()和用戶定義的OSTaskSwHook()函數(shù)期間，中斷是禁止的。

9.04.04 OSTickISR()

在9.03.05節(jié)中，我們已經(jīng)提到過實時系統(tǒng)中時鐘節(jié)拍發(fā)生頻率的問題，應(yīng)該在10到100Hz