CortexM3內(nèi)核的μC/OSII安全性與穩(wěn)定性的研究
加入技術(shù)交流群
4.4 系統(tǒng)函數(shù)的使用
系統(tǒng)函數(shù)都是在特權(quán)級下執(zhí)行的，在應(yīng)用程序中調(diào)用系統(tǒng)函數(shù)前應(yīng)該切換到特權(quán)級，系統(tǒng)函數(shù)執(zhí)行完畢后再切換后用戶級。調(diào)用形式如下：
ToPrivilege ();
OSFunction(Parameter1, Parameter2……)；//系統(tǒng)函數(shù)
ToUser ();
在特權(quán)級下可以通過置位CONTROL[0]來進入用戶級。用戶級下是不能通過修改CONTROL[0]來回到特權(quán)級的，必須通過一個異常 handler來修改CONTROL[0]，才能在返回到線程模式后取得特權(quán)級。因此，從用戶級到特權(quán)級的方法就是產(chǎn)生一個異常，再在異常例程中修改 CONTROL[0]。通常的方法是使用軟中斷SVC。
切換到特權(quán)級的代碼如下：
ToPrivilege;函數(shù)ToPrivilege ()
SVC 0
BX LR
SVC_Handler;SVC服務(wù)例程
MRS R1,CONTROL
AND R1,R1,#0xFE
MSR CONTROL,R1;回到特權(quán)級
BX LR
而從特權(quán)到用戶級就簡單了，只要執(zhí)行切換程序就可以了，不用產(chǎn)生異常。切換到用戶級的代碼為：
ToUser;函數(shù)ToPrivilege ()
MRS R0,CONTROL
ORR R0,R0,#0x01;切換到用戶級
MSR CONTROL,R0
BX LR
4.5 其他改進方法
任務(wù)在用戶級+PSP下運行，而操作系統(tǒng)函數(shù)運行在特權(quán)級+MPS運行，中斷服務(wù)例程有硬件設(shè)定在處理模式+特權(quán)級+MSP，這樣系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性會更高。但是每個任務(wù)需要兩個堆棧PSP、MSP。這樣無疑增加了內(nèi)存的使用（將近增加一倍），由于嵌入式芯片的片內(nèi)RAM比較小，增加內(nèi)存必然會增加成本，并且要對任務(wù)控制塊做相應(yīng)的修改，存儲兩個堆棧。任務(wù)創(chuàng)建時對這兩個堆棧都要初始化，任務(wù)切換時判斷切換的堆棧與訪問權(quán)限，這些都增加了系統(tǒng)的開銷。
結(jié)語
在以CortexM3為內(nèi)核的LPC1786處理器上，對修改后的操作系統(tǒng)進行簡單的測試。創(chuàng)建4個任務(wù)，每個任務(wù)只是簡單地控制一個LED燈的開關(guān)。系統(tǒng)連續(xù)穩(wěn)定地運行10個小時以上沒出現(xiàn)任何問題，可見系統(tǒng)移植成功。利用CortexM3內(nèi)核選配的MPU，對μC/OSII操作系統(tǒng)進行修改，只是增加了很小的系統(tǒng)開銷，卻使系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性得到了很大的提高。該方法可應(yīng)用于對系統(tǒng)安全性與穩(wěn)定性要求比較高的場合。本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/202490.htm
評論