uCOSii 在Coldfire MCF52235 上的移植

OS 定義了兩個(gè)宏來(lái)關(guān)閉和使能中斷: OS_ENT ER_CRITICAL( ) 和OS_EXIT _CRIT ICAL( ) 。C/ OS定義了三種方法來(lái)關(guān)閉和使能中斷, 大多數(shù)情況下選擇第三種方法。

# define OS_CRITICAL_METH OD # 3

# define OS_ENTER_CRITICAL( ) { cpu_sr = OS _CPU_

SR_Save( ) ; } / / 關(guān)中斷

# def ineOS _ EXIT _ CRITICAL( ) { OS _ CPU _ SR_ Resto re

( cpu_sr) ; } / / 開(kāi)中斷

( 2) 任務(wù)層上下文切換。當(dāng)C/ OS 調(diào)用OS _TASK_SW( ) 時(shí)發(fā)生任務(wù)層的上下文切換。因?yàn)樯舷?p>文切換是根據(jù)處理器的不同而不同的, 所以需要執(zhí)行一個(gè)匯編的函數(shù)。在這種情況下, 用TRA P 指令來(lái)產(chǎn)

生一個(gè)異常, 用T RAP 指令的優(yōu)點(diǎn)是能使它像發(fā)生了一次中斷一樣。這里用# 14 T RAP, 因?yàn)榇蠖鄶?shù)情況

下, # 15 TRAP 被調(diào)試和監(jiān)控程序保留了。# 14TRAP 定位于VBR+ 0x00B8, 然后跳轉(zhuǎn)到相應(yīng)的地址。

在這個(gè)向量處放置OSCtx Sw( ) 的地址。這個(gè)函數(shù)聲明在OS_CPU_A. ASM 里。VBR 代表向量基址寄存器,

包含異常向量表的基址, 程序開(kāi)始時(shí)被初始化為0x00000000, 但是在運(yùn)行時(shí)可以改變。

# define OS_TASK_SW( ) asm( T RAP # 14; )

( 3) 堆棧的增長(zhǎng)方向。MCF52235 的堆棧增長(zhǎng)方向是從高地址向低地址, 因此OS _ST K_GROWTH 置

為1。

# define OS_STK_GROWTH 1

2. 3. 2 OS_CPU _C. C 的移植

OS_CPU_C. C 里面包含10 個(gè)比較簡(jiǎn)單的C 語(yǔ)言函數(shù), 一般來(lái)說(shuō)C/ OS 只需要OST askStkInit ( ) 。其他函數(shù)是用來(lái)讓用戶在自己的程序里擴(kuò)展操作系統(tǒng)功能的。如果需要使用這些函數(shù), 需要在OS_CFG. H 里設(shè)置OS_CPU _HOOKS_EN 為1。堆棧的初始化: OSTaskStkInit ( ) 雖然是用C 語(yǔ)言編

寫(xiě)的, 但它是一個(gè)與CPU 硬件相關(guān)的函數(shù)。這個(gè)函數(shù)功能是初始化任務(wù)的堆棧, 由建立任務(wù)函數(shù)OSTask

Create( ) 或擴(kuò)展地建立任務(wù)函數(shù)OSTaskCreateExit ( ) 調(diào)用。任務(wù)堆棧初始化的實(shí)質(zhì)就是模擬一次中斷, 使堆?？雌饋?lái)就像剛發(fā)生過(guò)中斷一樣。任務(wù)堆棧中保存了任務(wù)代碼的起始地址和一些CPU 寄存器的值, 一旦條件滿足, 就可以執(zhí)行該任務(wù)。初始化后的任務(wù)堆棧結(jié)構(gòu)如圖3所示。

2. 3. 3 OS_CPU_A. ASM 的移植

這個(gè)文件包含5 個(gè)相當(dāng)簡(jiǎn)單的匯編函數(shù), 因?yàn)橐话悴荒苡肅 語(yǔ)言來(lái)保存和恢復(fù)寄存器。

( 1) OS_CPU_SR_Save( )

這個(gè)函數(shù)是通過(guò)保存中斷屏蔽寄存器, 然后關(guān)閉中斷來(lái)實(shí)現(xiàn)OS_CRITICAL_MET HOD # 3 的。當(dāng)函數(shù)返回時(shí), D0 包含了狀態(tài)寄存器的內(nèi)容, 里面包含當(dāng)前的中斷關(guān)閉狀態(tài)。這個(gè)返回值被調(diào)用函數(shù)保存到變量

cpu_sr 中。

( 2) OS_CPU_SR_Restore( )

這個(gè)函數(shù)用來(lái)實(shí)現(xiàn)恢復(fù)中斷屏蔽到調(diào)用OS _ENTER_CRITICAL( ) 之前的狀態(tài)。也就是說(shuō)調(diào)用OS_

ENTER_CRITICAL( ) 之前中斷是關(guān)閉的, 那么在OS_EXIT_CRITICAL( ) 之后, 中斷是關(guān)閉的。

( 3) OSStartHighRdy( )

這個(gè)函數(shù)被OSStar t ( ) 調(diào)用來(lái)運(yùn)行優(yōu)先級(jí)最高的任務(wù)。OSStar t ( ) 設(shè)置OSTCBHighRdy 指向優(yōu)先級(jí)最高任務(wù)的OS _T CB。一旦從OSTaskSwHoo k( ) 返回,就把OSRunning 設(shè)為OS_T RU E, 它表明現(xiàn)在RT OS

將要運(yùn)行。從最高優(yōu)先級(jí)任務(wù)的OS_T CB 中恢復(fù)堆棧指針, 然后從任務(wù)堆棧里取出CPU 寄存器。最后執(zhí)行

一個(gè)RET 指令, 這個(gè)指令可以從堆棧中彈出SR 和PC,現(xiàn)在的任務(wù)代碼就開(kāi)始執(zhí)行。

( 4) OSCtx Sw( )

當(dāng)一個(gè)任務(wù)不再運(yùn)行時(shí)就會(huì)發(fā)生一個(gè)任務(wù)級(jí)的任務(wù)切換, 比如任務(wù)調(diào)用一個(gè)延遲10 個(gè)時(shí)鐘節(jié)拍的函數(shù)。

這時(shí), C/ OS 需要找出下一個(gè)最重要的任務(wù)準(zhǔn)備去運(yùn)行。OSCtx Sw ( ) 的功能是保存需要掛起的任務(wù)的CPU 寄存器和堆棧, 恢復(fù)需要運(yùn)行任務(wù)的CPU 寄存器和堆棧。任務(wù)級(jí)上下文切換如圖4 所示。

( 5) OSIntCtx Sw( )

當(dāng)中斷服務(wù)函數(shù)完成時(shí), 調(diào)用OSIntEx it ( ) 函數(shù)去決定是否有一個(gè)更重要的任務(wù)比被中斷的任務(wù)更需要執(zhí)行。這種情況下, OSIntEx it( ) 決定運(yùn)行哪個(gè)任務(wù), 然后調(diào)用OSIntCtx Sw ( ) 。這種情況下, 中斷服務(wù)程序已經(jīng)保存了被中斷任務(wù)的CPU 寄存器, 而需要做的只是去恢復(fù)新任務(wù)的CPU 寄存器。

2. 3. 4 OS_CPU _I. ASM 的編寫(xiě)

如果用到增強(qiáng)的乘法累加單元( eMAC) 模塊, 在上下文切換和中斷時(shí)就應(yīng)該保存和恢復(fù)eMAC 寄存器。保

存和恢復(fù)eMAC 寄存器通過(guò)兩個(gè)宏來(lái)實(shí)現(xiàn)[ 10] 。代碼如下:

. macro OS_EM AC_SAVE

MOVE. L MACSR, D7

CLR. L D0

MOVE. L D0, M ACSR

MOVE. L ACC0, D0

MOVE. L ACC1, D1

MOVE. L ACC2, D2

MOVE. L ACC3, D3

MOVE. L ACCEXT01, D4

MOVE. L ACCEXT23, D5

MOVE. L MASK, D6

LEA 32( A7) , A7

MOVEM. L D0D7, ( A7)

. endm

. macro OS_EM AC_REST ORE

MOVEM. L ( A7) , D0D7

MOVE. L # 0, MACSR

MOVE. L D0, ACC0

MOVE. L D1, ACC1

MOVE. L D2, ACC2

MOVE. L D3, ACC3

MOVE. L D4, ACCEXT01

MOVE. L D5, ACCEXT23

MOVE. L D6, MASK

MOVE. L D7, MACSR

LEA 32( A7) , A7

. endm

2. 4 時(shí)鐘節(jié)拍的產(chǎn)生

最后還需要編寫(xiě)利用片內(nèi)定時(shí)器產(chǎn)生時(shí)鐘節(jié)拍的中斷服務(wù)程序。C/ OS要求微控制器提供一個(gè)簡(jiǎn)單的時(shí)鐘, 用于任務(wù)的延時(shí)等功能。在此利用可編程中斷定時(shí)器來(lái)產(chǎn)生時(shí)鐘節(jié)拍中斷。在定時(shí)器中斷服務(wù)程序中調(diào)用OSTimeTick( ) 就產(chǎn)生了系統(tǒng)所需要的時(shí)鐘節(jié)拍。C/OS中產(chǎn)生中斷后的中斷處理程序如下所示:

_BSP_TickISR:

MOVE. W # 0x2700, SR

LEA 60( A7) , A7