原创 UCOSII 在LPC2378上的移植

             UCOSII V2.86在LPC2378上的移植

    ( 编译器ADS1.2  )

忙了几天，终于移植成功了。

移植UCOS需要准备一些东西，首先当然是OS源代码，再就是选定编译器，需要弄清一下几点：

1、UCOS需要移植的内容

2、编译器的特性（在这里主要是ATPCS）

3、处理器的特性（这里主要注意ARM7的模式）

以下先简要说一下这几点，为后面的程序说明做准备

首先说说第一点，UCOS需要移植的内容。

1、数据类型的定义，这个根据平台来处理。具体代码如下：

2、任务切换函数，就是两个任务环境之间的切换。

3、处理临界代码前要关闭中断，之后再打开，这个实现的方法与平台关系很大。

4、栈的初始化，栈中保存的是任务的运行环境，不同的处理器中的寄存器自然是不一样的。

5、还有一个和任务切换差不多的，这个函数只运行一次，就是将第一个运行的任务的运行环境复制到CPU中。

再说说编译器的特性，ATPCS规定(想要详细一些的可以看看ADS的帮助文档)：R0-R3用来传递参数，R4-R12用来处理局部变量。这个在处理汇编和C的接口时十分重要。

最后是CPU的特性。ARM7有7种模式，但是有些模式对于UCOS在ARM7上的运行用处不大，经过综合考虑，可以只使用四种模式：

SVC：运行OS代码和用户代码

SYS：用于IRQ的嵌套处理，（暂时还未实现）

IRQ：处理中断，处于OS的控制范围内

FIQ: 独立于操作系统，处理快速中断

有了上面的说明，下面可以具体讨论了，因为网页中显示代码及注释不方便，所以把它们放在了附件中。

标题中前面是内容，括号内是涉及到的需要移植的函数

1、任务栈(OSTaskStkInit)

任务栈相当于CPU的一个备份，可以这样认为，当运行一个任务时，将栈中的数据复制到CPU中，由于某种原因停止运行一个任务时将CPU复制到任务栈中。ARM7的CPU需要保存的寄存器如下：

还有一个栈指针SP，这个保存在任务控制块中。

2、任务开始(OSStartHighRdy)

   (1)这个函数很简单，有如下几步

   (2)通知OS已经运行

   (3)调用OSTaskSwHook，是一个钩子函数

   (4)将就绪的优先级最高的任务的数据复制到CPU中，这个过程有个顺序，一般是先将SP恢复，再将CPSR复制到SPSR中，然后使用LDMFD   SP!, {R0-R12, LR, PC}^ 一次性复制所有。

3、任务切换(OS_TASK_SW    OSIntCtxSw)

   这里涉及到两个函数，为什么会有两个呢，这个与任务切换时CPU所处的状态有关。当一个任务正在执行时，需要切换任务（此时处在SVC模式），之需要简单地保存前一个任务的环境，并恢复后一个任务的环境至CPU即可，使用的是OS_TASK_SW()。但是由于中断导致的任务切换就有些麻烦（自己在这块儿耽误了很久），此时需要保存的任务环境一部分保存在IRQ独有的寄存器中( 其中包括任务的断点，任务的CPSR )，一部分保存在SVC的寄存器中，还有一部分保存在IRQ的栈中，此时调用OSIntCtxSw()。OSIntCtxSw()和IRQ的处理方式有关。

OS_TASK_SW()要做的事情是

(1)保存任务的断点，此时还在在LR中

(2)保存R0-R12

(3)保存CPSR

(4)保存SP

(5)调用OSTaskSwHook

(6)OSPrioHighRdy->OSPrioCur

(7)OSTCBHighRdy->OSTCBCur

(8)恢复SP

(9)恢复CPRS至SPRS

(10)使用LDMFD   SP!, {R0-R12, LR, PC}^恢复所有

OSIntCtxSw()

此函数被调用前，需要准备一些东西，也就是我们要自己用汇编写IRQ的入口函数IRQ_Handler，此时IRQ的服务程序就不用加__irq了。

IRQ_Handler要做的事情是

(1)LR-4，获得任务的断点，并保存环境 R0-R3, R12, LR

(2)调用OSIntEnter()，通知OS进入中断

(3)执行中断服务程序，用C编写，是普通函数

(4)调用OSIntExit()，判断执行完中断服务程序后是否需要切换任务。这里需要注意一下：OSIntExit()中本来还要调用OSIntCtxSw()来执行切换的，这里改写了OSIntExit()这个函数，将里面的调用OSIntCtxSw()改为OSIntCtxSwFlag = 1。OSIntCtxSwFlag是自己定义的一个标志，置1表示需要切换任务。

(5)判断OSIntCtxSwFlag 是否为1

(6)如果OSIntCtxSwFlag = 1 ，跳转至OSIntCtxSw()

(7)如果OSIntCtxSwFlag = 0 ,接着往下执行

(8)恢复环境R0-R3, R12, LR SPSR至CPSR，回到SVC模式

OSIntCtxSw()要做的事情是

(1)OSIntCtxSwFlag清零

(2)保存任务环境，这个有点复杂，具体可以看一下程序

(3)在执行(2)的同时还用调整IRQ的SP，使得看起来就像没用发生过中断

(4)调用OSTaskSwHook

(5)OSPrioHighRdy->OSPrioCur

(6)OSTCBHighRdy->OSTCBCur

(7)恢复SP

(8)恢复CPRS至SPRS

(9)使用LDMFD   SP!, {R0-R12, LR, PC}^恢复所有

4、开、关中断

     UCOS中可以使用3中方式。第一种简单，但是会产生问题，一般不用；第二种需要执行CPSR的进栈出栈操作，这样同样会用潜在的问题，任务切换后，PC就改变了，转向了新的任务，后面的代码就可能不会执行，假如不知道任务切换前关中断的次数，那么就不知道压栈的次数，那么任务切换函数就不好写了。第三种比较适合ARM7，关中断时先将CPSR保存在局部变量中，再关中断；开中断则只是简单的将局部变量恢复至CPSR即可，可以和好地解决开关中断的嵌套。

这个代码比较少，可以贴在这里：

#define OS_ENTER_CRITICAL()  { cpu_sr = OSSaveCPSR(); }

#define OS_EXIT_CRITICAL()   { OSRestoreCPSR(cpu_sr); }

OSSaveCPSR  

    MRS     R0, CPSR

    ORR     R1, R0, #NoInt

    MSR     CPSR_c, R1

    MOV     PC, LR

OSRestoreCPSR

    MSR     CPSR_c, R0

    MOV     PC, LR

参数使用R0传递

    好了，就先写到这里了，基本问题解决了，剩下的任务就是处理一下中断的嵌套，再看看有没有什么BUG，移植代码就在附件里。

https://static.assets-stash.eet-china.com/album/old-resources/2010/5/9/22b33c66-b004-4efc-9fad-33e366a7c35c.rar