uCOSII移植ARM的笔记

1、uCOS-II移植ARM的笔记UCOS-II的移植需要提供2，3个文件分别介绍如下：一：OS_CPU.H1 与编译器有关的数据类型经典的全局变量定义，可以套用，简洁明了实用性好。#ifdef  OS_CPU_GLOBALS#define OS_CPU_EXT#else#define OS_CPU_EXT  extern#endif   只是按照不同的编译器编写对应的数据类型的typedef   对应于ARM7的数据类型的编写如下typedef unsigned char  B

2、OOLEAN;                 /* 布尔变量                              

3、0;  */typedef unsigned char  INT8U;                   /* 无符号8位整型变量                     

4、60;  */typedef signed   char  INT8S;                   /* 有符号8位整型变量                   

5、0;    */typedef unsigned short INT16U;                  /* 无符号16位整型变量                     

6、  */typedef signed   short INT16S;                  /* 有符号16位整型变量                     

7、0; */typedef unsigned int   INT32U;                  /* 无符号32位整型变量                       *

8、/typedef signed   int   INT32S;                  /* 有符号32位整型变量                     &#

9、160; */typedef float          FP32;                    /* 单精度浮点数（32位长度）              

10、   */typedef double         FP64;                    /* 双精度浮点数（64位长度）             

11、60;   */    在上面定义的各种数据类型中按照ARM7的堆栈宽度选择INT32Utypedef INT32U         OS_STK;                  /* 堆栈是32位宽度      &

12、#160;                    */    2 与处理器相关的代码    先定义中断的实现方式，预先设定的中断方式有三种，在ARM7中设置为方式2#define     OS_CRITICAL_METHOD     2&#

13、160;           /* 选择开、关中断的方式 */ _swi(0x00) void OS_TASK_SW(void);              /*  任务级任务切换函数          */_

14、swi(0x01) void _OSStartHighRdy(void);         /*  运行优先级最高的任务        */_swi(0x02) void OS_ENTER_CRITICAL(void);       /*  关中断      

15、                */_swi(0x03) void OS_EXIT_CRITICAL(void);        /*  开中断                &#

16、160;     */ _swi(0x40) void *GetOSFunctionAddr(int Index); /*  获取系统服务函数入口        */_swi(0x41) void *GetUsrFunctionAddr(int Index);/*  获取自定义服务函数入口      */_swi(0x42) void OSISRBegin(

17、void);              /*  中断开始处理                */_swi(0x43) int  OSISRNeedSwap(void);       

18、0;   /*  判断中断是否需要切换        */ _swi(0x80) void ChangeToSYSMode(void);         /*  任务切换到系统模式          */_swi(0x81) void ChangeT

19、oUSRMode(void);         /*  任务切换到用户模式          */_swi(0x82) void TaskIsARM(INT8U prio);         /*  任务代码是ARM代码     

20、      */_swi(0x83) void TaskIsTHUMB(INT8U prio);       /*  任务代码是THUMB             */       定义堆栈的生长方式，ARM7内核支持两种生长方式，但是ADS的C语言

21、编译器只支持从上往下的生长方式，因此：#define OS_STK_GROWTH    1                      /*  堆栈是从上往下长的，0从下往上的生长方式         */ 最后几行分别定义了用户模式01和系统模式1f

22、以及IRQ中断禁止的指令80三个立即数，方便调用。#define     USR32Mode       0x10                /*  用户模式           

23、60;        */#define     SYS32Mode       0x1f                /*  系统模式       

24、;             */#define     NoInt           0x80    还有两个预定义往后看应该知道作用，暂不考虑，不是很重要。 #ifndef USER_USING_MODE#define USER_USING_MO

25、DE       USR32Mode               /*  任务缺省模式                 */#endif #ifndef OS_SELF_EN#de

26、fine OS_SELF_EN     0                        /*  允许返回OS与任务分别编译、固化*/   #endifOS_CPU_EXT INT32U OsEnterSum;   &#

27、160;               /*  关中断计数器（开关中断的信号量）    */ 二OS_CPU.C文件头文件的引用：#define  OS_CPU_GLOBALS#include "config.h" /* 函数名称: OSTaskStkInit* 功能描述: 任务堆栈初始化代码，本函数

28、调用失败会使系统崩溃* 输入: task  : 任务开始执行的地址*         pdata ：传递给任务的参数*         ptos  ：任务的堆栈开始位置*         opt   ：附加参数，当前版本对于本函数

29、无用，具体意义参见OSTaskCreateExt()的opt参数* 输出: 栈顶指针位置* 全局变量:* 调用模块:* 作者: 陈明计* 日期: 2003年6月5日*-* 修改人: 陈明计* 日期: 2003年6月13日*-*/         OS_STK *OSTaskStkInit (void (*task)(void *pd), void *pdata, OS_STK *ptos

30、, INT16U opt)    OS_STK *stk;     opt    = opt;                           /* 'opt' 

31、0;没有使用。作用是避免编译器警告    */    stk    = ptos;                          /* 获取堆栈指针     

32、;                                  */               

33、60;                             /* 建立任务环境，ADS1.2使用满递减堆栈       */    *stk = (OS_STK) task; 

34、                  /*  pc  */    *-stk = (OS_STK) task;                 /*  

35、lr  */     *-stk = 0;                             /*  r12  */    *-stk = 0; 

36、;                            /*  r11  */    *-stk = 0;           

37、                  /*  r10  */    *-stk = 0;                     &

38、#160;       /*  r9   */    *-stk = 0;                             /* &

39、#160;r8   */    *-stk = 0;                             /*  r7   */    *-stk

40、 = 0;                             /*  r6   */    *-stk = 0;        

41、60;                    /*  r5   */    *-stk = 0;                  

42、;           /*  r4   */    *-stk = 0;                           &

43、#160; /*  r3   */    *-stk = 0;                             /*  r2   */ 

44、60;  *-stk = 0;                             /*  r1   */    *-stk = (unsigned int) pdata;  

45、        /*  r0,第一个参数使用R0传递   */    *-stk = (USER_USING_MODE|0x00);           /*  spsr，允许 IRQ, FIQ 中断   */   &#

46、160;*-stk = 0;                             /*  关中断计数器OsEnterSum;    */     return (stk);OSTaskStkIni

47、t（）函数的功能是初始化任务的栈结构，任务的堆栈结构与CPU的体系结构、编译器有密切的关联。从ARM的结构可以写出如下的栈结构：程序计数器PC，程序链接器LR，R12R1，R0用于传递第一个参数pdata，CPSR/SPSR，关中断计数器（用于计算关中断的次数，这样就实现了中断的嵌套），返回的地址指针是指向的最后一个存入的数据，而不是一个空地址。/* 函数名称: SWI_Exception* 功能描述: 软中断异常处理程序，提供一些系统服务*          *&

48、#160;输入:  SWI_Num:功能号*          Regs0 为第一个参数，也是返回值*          Regs1 为第二个参数*          Regs2 为第三个参数*    

49、0;     Regs3 为第四个参数* 输出: 根据功能而定*        * 全局变量: 无* 调用模块: 无* 作者: 陈明计* 日期: 2003年6月5日*-* 修改人: 陈明计* 日期: 2003年6月19日*-* 修改人: 陈明计* 日期: 2003年6月24日*-

50、*/#if OS_SELF_EN > 0extern int const _OSFunctionAddr;extern int const _UsrFunctionAddr;#endif        void SWI_Exception(int SWI_Num, int *Regs)    OS_TCB   *ptcb;       switch(SWI_Num)

51、60;           /case 0x00:                    /* 任务切换函数OS_TASK_SW，参考os_cpu_s.s文件     */     

52、;   /    break;        /case 0x01:                    /* 启动任务函数OSStartHighRdy，参考os_cpu_s.s文件 */   &#

53、160;    /    break;        case 0x02:                      /* 关中断函数OS_ENTER_CRITICAL()，参考os_cpu.h文件 

54、*/            _asm                            MRS     R0, SPSR  &

55、#160;             ORR     R0, R0, #NoInt                MSR     SPSR_c, R0     &

56、#160;                  OsEnterSum+;            break;        case 0x03:      

57、60;               /* 开中断函数OS_EXIT_CRITICAL()，参考os_cpu.h文件 */            if (-OsEnterSum = 0)          

58、60;                 _asm                                

59、;    MRS     R0, SPSR                    BIC     R0, R0, #NoInt           &

60、#160;        MSR     SPSR_c, R0                                  

61、      break;#if OS_SELF_EN > 0        case 0x40:                              

62、;          /* 返回指定系统服务函数的地址       */                             

63、           /* 函数地址存于数组_OSFunctionAddr中*/                                 &#

64、160;      /* 数组_OSFunctionAddr需要另外定义  */                                    

65、;    /* Regs0 为第一个参数，也是返回值 */                                        /

66、* Regs1 为第二个参数             */                                 

67、60;      /* Regs2 为第三个参数             */                           

68、;             /* Regs3 为第四个参数             */                    &

69、#160;                   /* 仅有一个参数为系统服务函数的索引 */            Regs0 =  _OSFunctionAddrRegs0;      &

70、#160;     break;        case 0x41:                                 

71、60;      /* 返回指定用户的服务函数的地址     */                                  

72、60;     /* 函数地址存于数组_UsrFunctionAddr中*/                                      

73、0; /* 数组_UsrFunctionAddr需要另外定义 */                                        /* Regs0

74、0;为第一个参数，也是返回值 */                                        /* Regs1 为第二个参数   

75、          */                                       

76、0;/* Regs2 为第三个参数             */                                 

77、       /* Regs3 为第四个参数             */                          &#

78、160;             /* 仅有一个参数为用户服务函数的索引 */            Regs0 =  _UsrFunctionAddrRegs0;            b

79、reak;        case 0x42:                      /* 中断开始处理 */            OSIntNestin

80、g+;            break;        case 0x43:                      /*  判断中断是否需要切换 

81、;            */            if (OSTCBHighRdy = OSTCBCur)                     

82、;       Regs0 = 0;                        else                

83、60;           Regs0 = 1;                        break;#endif        case 0x80: &

84、#160;                    /* 任务切换到系统模式 */            _asm            &#

85、160;               MRS     R0, SPSR                BIC     R0, R0, #0x1f    

86、;            ORR     R0, R0, #SYS32Mode                   MSR     SPSR_c, R0   &

87、#160;                    break;        case 0x81:                  

88、60;   /* 任务切换到用户模式 */            _asm                            MRS &

89、#160;   R0, SPSR                BIC     R0, R0, #0x1f                ORR    

90、0;R0, R0, #USR32Mode                   MSR     SPSR_c, R0                    

91、60;   break;        case 0x82:                      /* 任务是ARM代码 */          

92、;  if (Regs0 <= OS_LOWEST_PRIO)                            ptcb = OSTCBPrioTblRegs0;          

93、60;     if (ptcb != NULL)                                    ptcb -> OSTCBStkPtr1 &= (1

94、<< 5);                                        break;       

95、 case 0x83:                      /* 任务是THUMB代码 */            if (Regs0 <= OS_LOWEST_PRIO)    

96、;                        ptcb = OSTCBPrioTblRegs0;                if (ptcb != NULL)   

97、;                                 ptcb -> OSTCBStkPtr1 |= (1 << 5);          

98、;                              break;        default:         

99、60;  break;    软件中断异常SWI服务程序C语言部分    void SWI_Exception(int SWI_Num, int *Regs)：参数SWI_Num对应前面文件中定义的功能号，其中0、1号的功能在后面的文件中定义，这里只定义了其他10个功能。    2、3分别对应关中断和开中断    关中断：MRS     R0, SPSR   

100、0;     /在软件中断的时候直接对程序状态保存寄存器SPSR操作也就是对CPSR的操作                   ORR     R0, R0, #NoInt    /在汇编语言中对寄存器的对应位置位用ORR，清零用BIC    

101、60;              MSR     SPSR_c, R0        /SPSR_c表示的是只改变SPSR的控制段的8位代码，其他三段_f，_s，_x中标志位在_f段，其他为保留位    开中断：MRS     R0, SPSR  &

102、#160;    /在开中断中基本与上面相同，只是ORR改成BIC清零                   BIC     R0, R0, #NoInt               

103、;    MSR     SPSR_c, R    由于需要实现中断嵌套，所以只有当关中断的计数器减为0的时候才能够开中断，而且每次关中断的时候该计数器都应该加1。另外，插入汇编语言时用_asm指令。     80、81、82、83分别对应系统模式、用户模式、ARM指令集、THUMB指令集    系统模式：MRS     R0, SPSR 

104、;                       BIC     R0, R0, #0x1f     /先将控制模式的低5位清零             

105、0;          ORR     R0, R0, #SYS32Mode       /设置成系统模式的1F                        MSR &

106、#160;   SPSR_c, R0    用户模式：MRS     R0, SPSR                        BIC     R0, R0, #0x1f    

107、60;                   ORR     R0, R0, #USR32Mode     /设置成用户模式的10                 

108、0;      MSR     SPSR_c, R0_OSStartHighRdy        MSR     CPSR_c, #(NoInt | SYS32Mode)  MSR：在ARM中只有MSR能够直接设置状态寄存器CPSR或SPSR，可以是立即数或者源寄存器，NoInt是禁止中断，SYS32Mode是系统模式     

109、                                           ;告诉uC/OS-II自身已经运行     

110、   LDR     R4, =OSRunning  ;OSRunning正在运行多任务的标志，OSRunning是把OSRunning的地址加载到R4，R4里存的是一个地址。        MOV     R5, #1          STRB    R5, R4   ;将R

111、5存储到R4存的地址的变量即OSRunning中，也就是将OSRunning置1        BL      OSTaskSwHook                    ;调用钩子函数，OSTaskSwHook 是用于扩展的，在任务切换的时候执行用户自己定义的功能。

112、0;       LDR     R6, =OSTCBHighRdy    ;OSTCBHighRdy指向最高优先级任务的控制块TCB的指针！将放指针的地址放到R6中。        LDR     R6, R6  ;将R6地址处的数据读出即OSTCBHighRdy的地址放到R6中     

113、0;  B       OSIntCtxSw_1   ;跳转到OSIntCtxSw_1         AREA    SWIStacks, DATA, NOINIT,ALIGN=2SvcStackSpace      SPACE   SVC_STACK_LEGTH * 4  ;管理模式堆栈空间 继续昨天没有

114、看完的代码OSIntCtxSw                                               

115、60;    ;下面为保存任务环境        LDR     R2, SP, #20                       ;获取PC，放入R2       

116、LDR     R12, SP, #16                      ;获取R12，/R12存的什么东西啊？        MRS     R0, CPSR      

117、;  MSR     CPSR_c, #(NoInt | SYS32Mode)   进入系统模式并禁止中断        MOV     R1, LR    R1放LR值        STMFD   SP!, R1-R2     

118、;                   ;保存LR,PC，将R1，R2存入SP        STMFD   SP!, R4-R12                

119、60;      ;保存R4-R12，将R4-12存入SP        MSR     CPSR_c, R0   ;再回到之前的模式        LDMFD   SP!, R4-R7            

120、            ;获取R0-R3        ADD     SP, SP, #8                        

121、  ;出栈R12,PC                MSR     CPSR_c, #(NoInt | SYS32Mode)        STMFD   SP!, R4-R7           

122、             ;保存R0-R3                LDR     R1, =OsEnterSum              &

123、#160;      ;获取OsEnterSum        LDR     R2, R1        STMFD   SP!, R2, R3                 

124、      ;保存CPSR,OsEnterSum                                          

125、;          ;保存当前任务堆栈指针到当前任务的TCB        LDR     R1, =OSTCBCur        LDR     R1, R1        STR   

126、;  SP, R1        BL      OSTaskSwHook                        ;调用钩子函数        

127、0;                                           ;OSPrioCur <= OSPrioHighRdy  

128、60;     LDR     R4, =OSPrioCur        LDR     R5, =OSPrioHighRdy        LDRB    R6, R5        STRB    R6,

129、 R4                                                 

130、60;  ;OSTCBCur <= OSTCBHighRdy        LDR     R6, =OSTCBHighRdy        LDR     R6, R6        LDR     R4, =OSTCBCur  &

131、#160;     STR     R6, R4OSIntCtxSw_1                                     &#

132、160;              ;获取新任务堆栈指针        LDR     R4, R6      ;把OSTCBHighRdy指向最高优先级任务的控制块TCB的指针给R4        ADD   

133、;  SP, R4, #68                         ;17寄存器：CPSR,OsEnterSum,R0-R12,LR,SP        LDR     LR, SP, #-8   ;取出LR放

134、到LR        MSR     CPSR_c, #(NoInt | SVC32Mode)        ;进入管理模式并且保持禁止中断        MOV     SP, R4          

135、60;                   ;设置堆栈指针        LDMFD   SP!, R4, R5                  &

136、#160;    ;CPSR,OsEnterSum。LDMFD数据出栈，放入R4，R5                                        &#

137、160;           ;恢复新任务的OsEnterSum        LDR     R3, =OsEnterSum   ;OsEnterSum的地址存入R3        STR     R4, R3   ;把R4的值赋给OsE

138、nterSum            MSR     SPSR_cxsf, R5                       ;恢复CPSR；在管理模式里是修改SPSR     &

139、#160;  LDMFD   SP!, R0-R12, LR, PC              ;运行新任务  ，恢复现场，异常处理返回 实时系统概念1 前后台系统   不复杂的小系统通常选择前后台系统，应用程序是一个无限循环。在循环中调用相应的函数完成相应的操作，这部分可以看成后台行为。中断服务程序处理异步事件，可以看成前台行为。2 代码的临界段 

140、0;  需要在前后关开中断的代码，不能被打断的代码 3 资源   输入输出设备，各种变量，结构，数组 4 共享资源   可以被多个任务使用的资源 5多任务   通过CPU在许多任务之间转换和调度 6任务  每个任务都是一个无限循环，都可能处于五种状态之一：休眠，就绪，运行，挂起，被中断。UCOS中提供各种函数使任务能从一个状态变为另一个状态  每个任务都有自己的CPU寄存器和栈空间以及T

141、CB任务控制块 7任务切换  任务切换过程是将正在运行任务的CPU寄存器全部内容保存到任务自己的栈区中，再将下一个要运行的任务的当前状况从该任务的栈中重新装入CPU的寄存器，并开始下一个任务的运行 8内核  负责管理各个任务，为每个任务分配CPU时间，并负责任务间的通信 9调度决定该轮到哪个任务运行。主要是通过优先级来决定。总是让处于就绪态的优先级最高的任务先运行。 10不可剥夺型内核  每个任务主动放弃CPU的使用权，放弃的方法可以使用多种函数定时或者定事件的放弃。异步事件还是由中断服务来处理

142、。中断处理结束之后还是回到被中断的那个任务直到该任务主动放弃CPU的使用权。在任务级，不可剥夺型内核允许使用不可重入函数函数不必担心被重复调用，因为每个时刻都只有一个任务在运行。当然，该函数不能具有放弃CPU使用权的功能。 11可剥夺型内核  当系统响应时间很重要，就需要使用可剥夺型内核。最高优先级任务一旦就绪，总能得到CPU的使用权。当运行的任务使一个更高优先级的任务进入就绪态，当前任务的CPU使用权就被剥夺或挂起，更高优先级的任务获得CPU的使用权。如果是中断服务子程序造成的，中断完成后被中断的任务被挂起，执行更高优先级的任务。  在可剥夺型内核中，要谨慎使用不可重入函数。因为低优先级的和高优先级的任务有可能都调用该函数。  总是让就绪态的高优先级的任务先运行，中断服务程序可以抢占CPU 12可重入函数  可重入函数或者只使用局部变量，要么就是使用全局变量并且对全局变量予以保护。 13时间片轮番调度法  UCOS中各个任务的优先级都是不同的。不支持时间片轮番调度 14任务优先级  从0开始，越小的优先级越高 15静态优先级  在执行过程中