嵌入式uCOS II在S3C2410上的移植 02 嵌入式

samwalton

　uC/OS II需要先关中断再访问临界区的代码，并且在访问完后重新允许中断。uC/OS II定义了两个宏来禁止和允许中断：OS_ENTER_CRITICAL()和OS_EXIT_CRITICAL()，本移植实现这两个宏的汇编代码。
　　#define OS_ENTER_CRITICAL()(cpu_sr=OSCPUSaveSR())/*Disable interrupts*/
　　#define OS_EXIT_CRITICAL()(OSCPURestoreSR(cpu_sr))/*Enable interrupts*/
　　EXPORT OSCPUSaveSR
　　OSCPUSaveSR
　　mrs r1,cpsr
　　mov r0,r1
　　orr r1,r1,#0xc0
　　msr cpsr_cxsf,r1
　　mov pc,lr
　　EXPORT OSCPURestoreSR
　　OSCPURestoreSR
　　msr cpsr_cxsf,r0
　　mov pc,lr
　　3.2 用C语言实现与处理器任务相关的函数[OS_CPU_C.C]
　　OSTaskStkInit()
　　OSTaskCreateHook()
　　OSTaskDelHook()
　　OSTaskSwHook()
　　OSTaskStatHook()
　　OSTimeTickHook()
　　实际需要修改的只有OSTaskStkInit()函数，其他五个函数需要声明，但不一定有实际内容。这五个函数都是用户定义的，所以OS_CPU_C.C中没有给出代码。如果需要使用这些函数，可以将文件OS_CFG.H中的#define constant OS_CPU_HOOKS_EN设为1，设为0表示不使用这些函数。
　　OSTaskStkInit()函数由OSTaskCreate()或OSTaskCreateExt()调用，需要传递的参数是任务代码的起始地址、参数指针(pdata)、任务堆栈顶端的地址和任务的优先级，用来初始化任务的堆栈，初始状态的堆栈模拟发生一次中断后的堆栈结构。堆栈初始化工作结束后，OSTaskStkInit()返回新的堆栈栈顶指针，OSTaskCreate()或OSTaskCreateExt()将指针保存在任务的OS_TCB中。调用OSTaskStkInit()给任务做一个初始的任务上下文堆栈。
　　3.3 处理器相关部分汇编实现
　　整个uC/OS II移植实现中，只需要提供一个汇编语言文件，提供几个必须由汇编才能实现的函数。
　　a)OSStartHighRdy()
　　该函数在OSStart()多任务启动之后，负责从最高优先级任务的TCB控制块中获得该任务的堆栈指针sp，通过sp依次将CPU现场恢复，此时系统就将控制权交给用户创建的该任务的进程，直到该任务被阻塞或者被其他更高优先级的任务抢占了CPU。该函数仅仅在多任务启动时被执行一次，用来启动第一个，也就是最高优先级的任务执行。
　　b)OSCtxSw()
　　该函数是任务级的上下文切换函数，在任务因为被阻塞而主动请求与CPU调度时执行，主要工作是先将当前任务的CPU现场保存到该任务堆栈中，然后获得最高优先级任务的堆栈指针，从该堆栈中恢复此任务的CPU现场，使之继续执行，从而完成一次任务切换。
　　C)OSIntExit()
　　该函数是中断级的任务切换函数，在时钟中断ISR中发现有高优先级任务在等待时，需要在中断退出后不返回被中断的任务，而是直接调度就绪的高优先级任务执行。其目的在于能够尽快让高优先级的任务得到响应，保证系统的实时性能。
　　d)OSTickISR()
　　该函数是时钟中断处理函数，主要任务是负责处理时钟中断，调用系统实现的OSTimeTick函数，如果有等待时钟信号的高优先级任务，则需要在中断级别上调度其执行。另外两个相关函数是OSIntEnter()和OSIntExit()，都需要在ISR中执行。
　　4 测试
　　至此代码移植过程已经完成，下一步工作就是测试。测试一个象uC/OS II一样的多任务实时内核并不复杂，甚至可以在没有应用程序的情况下测试。换句话说，就是让这个实时内核在目标板上跑起来，让内核自己测试自己。这样做有两个好处：第一，避免使本来就复杂的事情更加复杂；第二，如果出现问题，可以知道问题出在内核代码上而不是应用程序。刚开始的时候可以运行一些简单的任务和时钟节拍中断服务例程。一旦多任务调度成功地运行了，再添加应用程序的任务就是非常简单的工作了。
　　采用基于arm9的S3C2410嵌入式微处理器，可以使系统具备高性能的运算能力的同时便于与各种外设连接扩展，简化了硬件设计，维持小型化的同时降低了系统成本。uC/OS II作为一个源代码公开的操作系统，在具体应用中稳定可靠，并且支持uIP TCP/IP协议栈、ucGUI等，可扩展性强，功能强大。本系统采arm9+uC/OS II开发设计，具有精度高、运行稳定、实时性好、抗干扰能力强、性价比高的特点，可以在各种工业场合中广泛应用，达到了设计的初衷。