S3C2410平台UCOS移植笔记.docx
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S3C2410平台UCOS移植笔记
S3C2410之UCOS移植笔记
2011-10-0120:
10
μC/OS-II大部分代码是用移植性很高的ANSIC语言编写的，只包含一小部分汇编语言代码，因此可以很方便地将它移植到各种不同构架的微处理器上。
移植μC/OS-II，所用处理器和该处理器所用的C语言编译器必须满足以下条件:
1．处理器的C编译器能产生可重入代码；
2．处理器支持中断，并且能产生定时中断；
3．用C语言就可以开/关中断；
4．处理器能支持一定数量的数据存储硬件堆栈；
5．处理器有将堆栈指针以及其他CPU寄存器的内容读出、并存储到堆栈或内存中去的指令。
首先，由于处理器字长不同为了方便，我们通常要修改下字长定义，s3c2410是32位处理器所以定义如下：
#defineU32unsignedint
#defineU16unsignedshort
#defineS32int
#defineS16shortint
#defineU8unsignedchar
#defineS8signedchar
下面我对以上的移植要求一次进行移植分析：
1.修改ucos源代码中OS_CPU.S中的代码如下，主要是用开关中断实现代码的可重入要求：
EXPORTOSCPUSaveSR
OSCPUSaveSR
mrsr0,CPSR
orrr1,r0,#NOINT ；屏蔽irq,fiq
msrCPSR_c,r1
movpc,lr ；跳回
EXPORTOSCPURestoreSR
OSCPURestoreSR
msrCPSR_c,r0
movpc,lr
2. s2c2410支持中断，选择一个定时器作为时钟滴答，来对任务做时间片的调度，有关s3c2410的中断介绍可以参考我得另一片文章。
产生中断后，代码自动跳转到0x0的中断向量表，然后在从中断向量表中跳到下面的程序，进行中断号的分析，然后利用ucos的中断任务切换到中断服务子程序中。
UCOS_IRQHandler
stmfdsp!
{r0-r3,r12,lr}；保存现场
blOSIntEnter ；跳到下面程序，实际上是中断嵌套
blC_IRQHandler ;计算出中断号
blOSIntExit ；中断减1，切换最高优先级任务
ldrr0,=OSIntCtxSwFlag;判断是否需要中断切换
ldrr1,[r0]
cmpr1,#1
beq_IntCtxSw ;调用中断任务切换函数，后面分析
ldmfdsp!
{r0-r3,r12,lr}；恢复现场
subspc,lr,#4
voidOSIntEnter（void）
{
if（OSRunning==OS_TRUE）{
if（OSIntNesting<255u）{
OSIntNesting++; /*中断记数+1 */
}
}
}
voidOSIntExit（void）
{
#ifOS_CRITICAL_METHOD==3
OS_CPU_SRcpu_sr=0;
#endif
if（OSRunning==OS_TRUE）{
OS_ENTER_CRITICAL（）;
if（OSIntNesting>0）{ 有中断，中断数-1
OSIntNesting--;
}
if（OSIntNesting==0）{ 如果没有中断的话
if（OSLockNesting==0）{
OS_SchedNew（）;
if（OSPrioHighRdy!
=OSPrioCur）{
OSTCBHighRdy=OSTCBPrioTbl[OSPrioHighRdy];
#ifOS_TASK_PROFILE_EN>0
OSTCBHighRdy->OSTCBCtxSwCtr++;
#endif
OSCtxSwCtr++; 将最高优先级的任务调入
OSIntCtxSw（）;
}
}
}
OS_EXIT_CRITICAL（）;
}
}
voidC_IRQHandler（void）
{
U32wTemp;
wTemp=rINTOFFSET<<2; 根据中断偏移量判断是什么中断
（（void（*）（void））（*（（U32*）（aISR_EINT0+wTemp））））（）;关键！
跳到相应中断服务程序
}
其中的UCOS_IRQHandler就是实现中断跳转的关键代码，C语言中将irq中断函数的入口
都指向它实现中断跳转到C中对应的服务函数,代码如下：
pISR_IRQ=（U32）UCOS_IRQHandler;中断入口挂接
然后初始化一个定时器作为时钟滴答，一般选择100ms左右，产生一次中断溢出，进行
一次任务调度。
3.有关堆栈的设置。
因为ucos进行任务切换时，就是相当于模拟的做中断操作。
所以在切换任务之前必须先保存任务的现场：
包括R0～R12，sp，lr，pc，cprs，sprs。
然后用sp从旧的任务堆栈指向新的任务的堆栈。
（这个堆栈在任务创建的时候已经分配好了）。
在初始化任务堆栈之前，首先要设置两个参数，在CONFIG文件中：
大小端编译模式，堆栈得生长方向。
代码如下：
＃defineOS_STK_GROWTH1；堆栈向上生长
然后在任务创建时的堆栈初始化函数，在OS_CPU_C.c文件中：
OS_STK*OSTaskStkInit（void（*task）（void*pd）,void*pdata,OS_STK*ptos,INT16Uopt）
{
OS_STK*stk;
opt =opt; /*'opt'isnotused,preventwarning */
stk =ptos; /*Loadstackpointer */
*（stk）=（OS_STK）task; /*EntryPoint */
*（--stk）=（INT32U）0; /*lr */
*（--stk）=（INT32U）0; /*r12 */
*（--stk）=（INT32U）0; /*r11 */
*（--stk）=（INT32U）0; /*r10 */
*（--stk）=（INT32U）0; /*r9 */
*（--stk）=（INT32U）0; /*r8 */
*（--stk）=（INT32U）0; /*r7 */
*（--stk）=（INT32U）0; /*r6 */
*（--stk）=（INT32U）0; /*r5 */
*（--stk）=（INT32U）0; /*r4 */
*（--stk）=（INT32U）0; /*r3 */
*（--stk）=（INT32U）0; /*r2 */
*（--stk）=（INT32U）0; /*r1 */
*（--stk）=（INT32U）pdata; /*r0:
argument */
*（--stk）=（INT32U）（SVCMODE|0x0）; /*PSR */
*（--stk）=（INT32U）（SVCMODE|0x0）; /*SPSR */
return（stk）;
}
4.有关任务调度方面的移植：
首先就是当运行OSSTART（）后，系统要进入优先级最高的任务中，即第一个任务，这短代码的移植如下：
OSStartHighRdy
blOSTaskSwHook ;
ldrr4,=OSRunning ;运行多任务
movr5,#1
strbr5,[r4]
ldrr4,=OSTCBHighRdy ;得到最高优先级任务的TCB地址
ldrr4,[r4] ;得到其堆栈地址
ldrsp,[r4] ;切换到新任务的堆栈
ldmfdsp!
{r4} ;把新任务堆栈的内容环境载进当片CPU
msrSPSR_cxsf,r4
ldmfdsp!
{r4} ;popnewtask'spsr
msrCPSR_cxsf,r4
ldmfdsp!
{r0-r12,lr,pc} ;popnewtask'sr0-r12,lr&pc
其次时对任务调度函数的移植，主要是在时间片到时，读取就绪表中优先级最高的任务，并切换到该任务的环境中：
OSCtxSw
;保存要被切换出去的任务环境
stmfdsp!
{lr} ;pushpc（lrshouldbepushedinplaceofPC）
stmfdsp!
{r0-r12,lr} ;pushlr®isterfile
mrsr4,cpsr
stmfdsp!
{r4} ;pushcurrentpsr
mrsr4,spsr
stmfdsp!
{r4} ;pushcurrentspsr
;把就绪表中优先级最高的任务载入到当前任务指针指向
;OSPrioCur=OSPrioHighRdy
ldrr4,=OSPrioCur
ldrr5,=OSPrioHighRdy
ldrbr6,[r5]
strbr6,[r4]
;得到当前任务的TCB地址
;GetcurrenttaskTCBaddress
ldrr4,=OSTCBCur
ldrr5,[r4]
strsp,[r5] ;storespinpreemptedtasks'sTCB
blOSTaskSwHook ;callTaskSwitchHook
;得到最高优先级任务的地址，并把堆栈指针指向它的堆栈地址
;GethighestprioritytaskTCBaddress
ldrr6,=OSTCBHighRdy
ldrr6,[r6]
ldrsp,[r6] ;getnewtask'sstackpointer
;调出新任务的环境实现切换
;OSTCBCur=OSTCBHighRdy
strr6,[r4] ;setnewcurrenttaskTCBaddress
ldmfdsp!
{r4} ;popnewtask'sspsr
msrSPSR_cxsf,r4
ldmfdsp!
{r4} ;popnewtask'spsr
msrCPSR_cxsf,r4
ldmfdsp!
{r0-r12,lr,pc} ;popnewtask'sr0-r12,lr&pc
最后是中断级的任务切换，这种情况发生在，在中断服务程序中报告了一个或多个事件的发生，而这些事件的发生使一些更高优先级的任务进入就绪状态。
因此在中断退出时不应该返回到被中断的任务，而应该返回到就绪态中优先级最高的任务。
函数OSIntCtxSw（）的主要功能是完成中断级的任务切换。
与任务级的任务切换不同的时，在进入中断后，所有寄存器的值都被入栈了。
因此在进入任务级切换时寄存器的入栈操作应该再有。
另外，在中断服务程序中调用了函数OSIntExit（）和OSIntCtxSw（），因此应该调整当前任务的堆栈指针，让任务下次再被执行时返回中断服务程序而不是返回函数OSIntExit（）和OSIntCtxSw（）。
剩下的任务就是进行任务切换了，这些代码同函数OSCtxSw（）的大部分代码都相同。
_IntCtxSw
;对堆栈指针的调整
movr1,#0
strr1,[r0]
ldmfdsp!
{r0-r3,r12,lr}
stmfdsp!
{r0-r3}
movr1,sp
addsp,sp,#16
subr2,lr,#4
mrsr3,spsr
orrr0,r3,#NOINT
msrspsr_c,r0
ldrr0,=.+8
movspc,r0
;以下代码和正常的任务切换过程完全一样
stmfdsp!
{r2} ;pusholdtask'spc
stmfdsp!
{r4-r12,lr} ;pusholdtask'slr,r12-r4
movr4,r1 ;Specialoptimisedcodebelow
movr5,r3
ldmfdr4!
{r0-r3}
stmfdsp!
{r0-r3} ;pusholdtask'sr3-r0
stmfdsp!
{r5} ;pusholdtask'spsr
mrsr4,spsr
stmfdsp!
{r4} ;pusholdtask'sspsr
;OSPrioCur=OSPrioHighRdy
ldrr4,=OSPrioCur
ldrr5,=OSPrioHighRdy
ldrbr5,[r5]
strbr5,[r4]
;GetcurrenttaskTCBaddress
ldrr4,=OSTCBCur
ldrr5,[r4]
strsp,[r5] ;storespinpreemptedtasks'sTCB
blOSTaskSwHook ;callTaskSwitchHook
;GethighestprioritytaskTCBaddress
ldrr6,=OSTCBHighRdy
ldrr6,[r6]
ldrsp,[r6] ;getnewtask'sstackpointer
;OSTCBCur=OSTCBHighRdy
strr6,[r4] ;setnewcurrenttaskTCBaddress
ldmfdsp!
{r4} ;popnewtask'sspsr
msrSPSR_cxsf,r4
ldmfdsp!
{r4} ;popnewtask'spsr
msrCPSR_cxsf,r4
ldmfdsp!
{r0-r12,lr,pc} ;popnewtask'sr0-r12,lr&pc
这样我们就可以实现ucos在s3c2410的移植了。
注意如果要是在ram中仿真时，必须把中断向量表预先烧录到0x0处才能正常实现中断的跳转。
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