CortexM3內核的μC/OSII安全性與穩定性的研究
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4.1 系統寄存器的設置
用戶應用程序運行在用戶級,使用PSP堆棧指針；操作系統函數運行在特權級，使用的也是PSP堆棧指針；而中斷服務例程運行在處理模式的特權方式下，使用MSP堆棧指針。
特權與用戶級分區
圖2 特權與用戶級分區
首先利用MPU把內存分為特權級訪問和用戶級訪問兩個區，如圖2所示。在系統初始化時，設置MPU相關寄存器，為系統分配任務堆棧與主堆棧：任務堆棧分配在用戶區，系統變量與主堆棧分配在特權區，只可特權級下訪問。
4.2 系統函數的修改
用戶任務工作在用戶級下，操作系統函數工作在特權級下，任務可能會在執行系統函數時執行上下文切換，因此系統要記錄任務切換時是處在特權級還是用戶級下，以便任務再次獲得處理器控制權時，切換到原先的訪問等級下。在任務創建時，加入訪問權限參數mode。
權限的值定義為：
#define OS_Mode_USER 1u //用戶級
#define OS_Mode_PRIVILEGE 0u //特權級
在創建任務函數與堆棧初始函數的參數中加入訪問權限參數，形式如下：
INT8U OSTaskCreateExt (……,INT8U mode );
OS_STK *OSTaskStkInit (……,INT8U mode);
在堆棧初始化時，把mode最后存到堆棧當中，以便任務第一次運行時進入相應的工作模式（特權級或用戶級）。統計任務和空閑任務的mode是OS_Mode_PRIVILEGE，而用戶任務為OS_Mode_USER。
4.3 OS_CPU_A.ASM文件中函數的修改
在OS_CPU_A.ASM文件中，只需修改函數PendSV_Handler（PendSV服務例程），任務切換是由它來完成的。同時，設置PendSV的優先級為最低，以便快速響應中斷，提高系統的實時性。PendSV服務例程的流程如圖3所示。
PendSV服務例程流程
圖3 PendSV服務例程流程
任務切換上文的程序：
SUBS R0,R0,#0x24;調整PSP指針，mode、R4~R11共36字節
MRS R1,CONTROL;獲取當前任務的訪問等級mode
STM R0,{R1,R4R11};壓棧mode，R4~R11
LDR R1,=OSTCBCur;獲取OSTCBCur博OSTCBStkPtr
LDR R1,[R1]
STR R0,[R1];存儲PSP值到任務控制塊切換下文的程序：
……;OSPrioCur=OSPrioHighRdy;
……;OSTCBCur=OSTCBHighRdy;
……;得到新任務的PSP值，存儲到R0中
LDM R0,{R1,R4R11};R1(mode),R4~R11出棧
MSR CONTROL,R1;修改CONTROL[0]
ORR LR,LR,#0x04;選擇返回時使用的堆棧
ADDS R0,R0,#0x24;調整PSP值
MSR PSP,R0;R0存入PSP中
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