原创 UCOS-II任务堆栈初始化函数移植

UCOS-II的在建立任务函数中要对新建任务的堆栈进行初始化。堆栈初始化函数原型是：

OS_STK *OSTaskStkInit (void (*task)(void *pd), void *p_arg, OS_STK *ptos, INT16U opt)；

void (*task)(void *pd): 定义一个函数指针变量task,这个函数指针指向的函数有一个void *类型的参数，没有返回值。

p_arg：是任务开始执行时，传递给任务的参数的指针。

Ptos：是分配给任务的堆栈栈顶的指针。

Opt：在OSTaskCreate（）函数中调用 OSTaskStkInit（）函数时，Opt为0。因为OSTaskStkInit（）函数不支持在任务的建立过程中设置选项。OSTaskCreateExt（）函数支持这个选项。

OSTaskStkInit（）是一个指针函数，也就是返回值是一个指针，返回初始化后的堆栈的栈顶。

任务建立前要先建立任务堆栈。

我现在用的是LPC2214，ARM7内核，定义

typedef unsigned int   OS_STK;

OS_STK为32位数据类型

#define           TASK_STK_SIZE         512

OS_STK TaskStartStk[TASK_STK_SIZE];

定义一个数组作为任务堆栈，堆栈长度512*4 = 2K字节，乘4是因为OS_STK是32位数据类型。

当调用函数OSTaskCreate（）创建一个任务时，把数组的指针传递给函数OSTaskCreate（）中的堆栈栈顶指针ptos，就可以把该数组和任务关联起来成为该任务的任务堆栈。

先了解下栈顶和栈底。

栈顶是堆栈中存储第一个数据的地方。栈底是堆栈中存储最后1个数据的地方。

栈顶和栈底刚开始我总是弄混，想当然认为栈顶应该就是在堆栈中所有数据的最上面。理解成最上面有歧义，因为还有个方向问题。可以把最先送入堆栈的数看做是最上面，也可以把最后进入堆栈的数看做是最上面。我觉得准确的理解就是栈顶是最先送入堆栈的数放的地方。

TaskStartStk[0]是数组中的最低地址，TaskStartStk[TASK_STK_SIZE - 1]是数组中的最高地址。

如果是递增方式堆栈，那么栈顶就是最低地址& TaskStartStk[0]，栈底是最高地址& TaskStartStk[TASK_STK_SIZE - 1]。

如果是递减方式堆栈，那么栈顶就是最高地址& TaskStartStk[TASK_STK_SIZE- 1]，栈底是最低地址& TaskStartStk[0]。

Ucos在LPC2214上移植，堆栈为递减方式，

#define  ARM_SYS_MODE   (0x0000001FL)

OSTaskStkInit（）移植代码如下：

OS_STK *OSTaskStkInit (void (*task)(void *pd), void *p_arg, OS_STK *ptos, INT16U opt)

{

    OS_STK *stk;

    opt      = opt;                      /* 'opt' is not used, prevent warning*/

    stk      = ptos;                     /* Load stack pointer */

    *(stk)    = (OS_STK)task;            /*PC EntryPoint  */

    *(--stk )  = (INT32U)0x14141414L;     /*R14(LR) */

    *(--stk) = (INT32U)0x12121212L;         /* R12 */

    *(--stk) = (INT32U)0x11111111L;         /* R11 */

    *(--stk) = (INT32U)0x10101010L;         /* R10 */

    *(--stk) = (INT32U)0x09090909L;         /* R9 */

    *(--stk) = (INT32U)0x08080808L;         /* R8 */

    *(--stk) = (INT32U)0x07070707L;         /* R7

    *(--stk) = (INT32U)0x06060606L;         /* R6

    *(--stk) = (INT32U)0x05050505L;         /* R5

    *(--stk) = (INT32U)0x04040404L;         /* R4

    *(--stk) = (INT32U)0x03030303L;         /* R3

    *(--stk) = (INT32U)0x02020202L;         /* R2

    *(--stk) = (INT32U)0x01010101L;         /* R1

    *(--stk) = (INT32U)p_arg;               /* R0 : argument

    *(--stk) = (INT32U)ARM_SYS_MODE; /* CPSR  (Enable both IRQ and FIQ interrupts) */

    return (stk);

}

OSTaskStkInit（）返回值就是初始化完成后的堆栈指针，放在任务控制块的开始，OSTCBStkPtr中。堆栈初始化完成后堆栈指针是& TaskStartStk[TASK_STK_SIZE- 1-15]；这个值应该放在R13（SP）中，这里为什么没处理R13呢？

在任务第一次开始执行时，操作系统首先得到任务的任务控制块，然后从任务控制块得到任务的堆栈指针，再把这个堆栈指针送到R13(SP)。然后再OSCtxSw（）函数中把初始化的各个寄存器的值送到对应的CPU寄存器，所以在OSTaskStkInit（）函数里不用处理R13。在任务执行过一次之后，任务被中断切换到其它任务之前，就会从R13(SP)得到堆栈指针当前的位置，在OSCtxSw（）函数中把CPU的R0-R12,R14等值压到R13(SP)指定的堆栈中。

OSTaskStkInit（）中数据进栈的顺序要和OSCtxSw（）中数据出栈的顺序对应。

PC值是最后出栈，所以要最先进栈。把任务函数的地址压入堆栈。出栈后，任务函数地址送入PC后，就开始执行任务函数。

R14是返回地址，但是任务函数是一个无限循环，只有在任务调度时才会退出，而在任务调度时切换到另一个任务时，会把另一个任务堆栈中存储的R14的值送到R14，保证程序在另一个任务被中断时的断点继续运行。所以在初始化堆栈时，R14的值是没有用的，可以随意赋值。

R1-R12可以随意赋值。

R0用来存储任务传递的参数。选择R0，是因为任务的参数在编译时是通过R0来传递的。

最后设置一个任务运行时的状态寄存器CPSR值，压入堆栈。

返回堆栈初始化完成后的指针给任务控制块的OSTCBStkPtr。