嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng) μC/OS-II 在S12單片機(jī)上的移植

作者：時(shí)間：2012-09-19 來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)

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typedef unsigned char BOOLEAN; /* 布爾變量*/

typedef unsigned char INT8U; /* 無(wú)符號(hào)8 位整型變量*/

typedef signed char INT8S; /* 有符號(hào)8 位整型變量 */

typedef unsigned int INT16U; /* 無(wú)符號(hào)16 位整型變量*/

typedef signed int INT16S; /* 有符號(hào)16 位整型變量*/

……

用戶還必須將任務(wù)堆棧的數(shù)據(jù)類型告訴給μC/OS-II。S12CPU 的是堆棧是16 位的，所以定義OS_STK 為INT16U。所有的任務(wù)堆棧都必須用OS_STK 來(lái)聲明數(shù)據(jù)類型。

#define OS_STK INT16U /* 堆棧是16 位寬度*/

對(duì)于不同的處理器而言，數(shù)據(jù)入堆棧時(shí)堆棧指針的增長(zhǎng)方向也是不一樣的，MC9S12DG128 單片機(jī)的堆棧指針是由高地址向低地址增長(zhǎng)的，所以，要預(yù)先設(shè)定堆棧的

增長(zhǎng)方向:

#define OS_STK_GROWTH 1 /*堆棧指針由高地址向低地址增長(zhǎng)*/

μC/OS-II 需要先禁止中斷再訪問(wèn)代碼的臨界段，并且在訪問(wèn)完畢后重新允許中斷。這就使得μC/OS-II 能夠保護(hù)臨界段代碼免受多任務(wù)或中斷服務(wù)例程的破壞。禁止和允

許中斷的宏是OS_ENTER_CRITICAL()和OS_EXIT_CRITICAL()，定義這兩個(gè)宏的有三種方法，移植時(shí)采用的是方法1，進(jìn)入臨界代碼前關(guān)中斷，脫離臨界代碼后開(kāi)中斷[2]。方法1在OS_CPU.H 中是這樣定義的：

#if OS_CRITICAL_METHOD == 1 //方法一

#define OS_ENTER_CRITICAL( ) asm SEI

#defien OS_EXIT_CRITICAL () asm CLI

#endif

3.2 編寫(xiě)與硬件相關(guān)的代碼

接下來(lái)需要編寫(xiě)與硬件相關(guān)的代碼。這部分代碼可以用C 語(yǔ)言，也可以用匯編語(yǔ)言。移植中與硬件相關(guān)的文件中最主要的是OS_CPU_C.C 和匯編文件OS_CPU_A.ASM。由于移植使用的是Metrowerks 公司提供的CodeWarrior CW12 V4.6 版本的C 交叉編譯工具，而CW12 V4.6 允許在C 代碼中插入?yún)R編語(yǔ)句，所以可以把OS_CPU_A.ASM 這個(gè)文件合并

到OS_CPU_C.C 文件中去。以下是具體的移植過(guò)程。

3.2.1 中斷服務(wù)子程序OSTickISR()

中斷服務(wù)子程序所使用的中斷可以用實(shí)時(shí)時(shí)鐘產(chǎn)生，也可以用單片機(jī)片內(nèi)的定時(shí)器模塊來(lái)產(chǎn)生。本次移植采用的是用模數(shù)計(jì)數(shù)器產(chǎn)生精確時(shí)鐘節(jié)拍中斷，用S12 的模數(shù)計(jì)數(shù)器可以實(shí)現(xiàn)任意時(shí)間的精確中斷，這里的中斷為每秒30 次。

時(shí)鐘節(jié)拍中斷發(fā)生時(shí)，CPU12 會(huì)自動(dòng)CPU 把CPU 寄存器推入堆棧，然后是清中斷標(biāo)志。但是頁(yè)面寄存器PPAGE 并沒(méi)有被推入堆棧，如果CPU12 的尋址范圍超過(guò)了64KB，則要把PPAGE 也推入堆棧，本文中沒(méi)有用到PPAGE 寄存器。

時(shí)鐘節(jié)拍中斷服務(wù)子程序可能激活一個(gè)優(yōu)先級(jí)高于當(dāng)前被中斷任務(wù)的優(yōu)先級(jí)的任務(wù)。時(shí)鐘節(jié)拍中斷服務(wù)子程序要連續(xù)調(diào)用：OSIntEnter()、OSTimerTick()和OSIntExit()

這三個(gè)函數(shù)。OSIntEnter()通知μC/OS-II 進(jìn)入中斷服務(wù)子程序了。OSTimerTick()給要求延遲若干時(shí)鐘節(jié)拍的任務(wù)延遲計(jì)數(shù)器減1，減1 后為0 則該任務(wù)進(jìn)入就緒態(tài)。

OSIntExit()函數(shù)告訴μC/OS-II 時(shí)鐘節(jié)拍中斷服務(wù)子程序結(jié)束了，如果這時(shí)有更高優(yōu)先級(jí)的任務(wù)進(jìn)入了就緒態(tài)，OSIntExit()就會(huì)調(diào)用中斷級(jí)的任務(wù)切換函數(shù)OSIntCtxSw()

做任務(wù)切換，以便讓更高的優(yōu)先級(jí)的任務(wù)運(yùn)行。以下是函數(shù)代碼：

void OSTickISR(void)

{

/*根據(jù)需要決定是否保存PPAGE 寄存器，此處沒(méi)有保存*/

OSIntEnter();

MCFLG_MCZF=1; //清除模計(jì)數(shù)器中斷標(biāo)志位

OSTimeTick();

OSIntExit(); //退出中斷并進(jìn)行任務(wù)切換

}

3.2.2 任務(wù)堆棧初始化函數(shù)OSTaskStkInit()

這個(gè)C語(yǔ)言寫(xiě)的函數(shù)是與CPU硬件相關(guān)的。這個(gè)函數(shù)初始化任務(wù)的堆棧，由建立任務(wù)的函數(shù)OSTaskCreate()或擴(kuò)展的建立任務(wù)函數(shù)OSTaskCreatExit()調(diào)用。建立任務(wù)的函數(shù)帶有4個(gè)形式參數(shù)，擴(kuò)展的建立任務(wù)的函數(shù)有8個(gè)參數(shù)。其中pdata用于向任務(wù)傳遞參數(shù)。利用了這個(gè)參數(shù)將頁(yè)面寄存器PPAGE 參數(shù)傳給建立的任務(wù)。在改寫(xiě)該函數(shù)的時(shí)候一定要深刻了解S12CPU在中斷發(fā)生時(shí)各個(gè)CPU寄存器的入棧的順序，否則，μC/OS-II是運(yùn)行不起來(lái)的。中斷發(fā)生時(shí)S12CPU各個(gè)寄存器入棧的順序如圖3所示。由于該函數(shù)是被建立任務(wù)的函數(shù)所調(diào)用的，所以各個(gè)CPU寄存器的初始值并不重要。但要CCR寄存器的內(nèi)容需要注意：如果選擇任務(wù)啟動(dòng)后允許中斷發(fā)生，則所有的任務(wù)運(yùn)行期間中斷都允許;同樣，如果選擇任務(wù)啟動(dòng)后禁止中斷，則所有的任務(wù)都禁止中斷發(fā)生，而不能有所選擇。本文選擇在任務(wù)啟動(dòng)時(shí)開(kāi)啟中斷。以下是函數(shù)代碼：

void *OSTaskStkInit (void (*task)(void *pd), void *pdata, void *ptos, INT16U opt)

{

INT16U *stk;

pt = opt; // 'opt'未使用,此處可防止編譯器的警告

stk = (INT16U *)ptos; //載入堆棧指針

*--stk = (INT16U)(pdata); //放置向函數(shù)傳遞的參數(shù)pdata

*--stk = (INT16U)(task); //函數(shù)返回地址PC

*--stk = (INT16U)(0x1122); //寄存器 Y

*--stk = (INT16U)(0x3344); //寄存器 X

((INT8U *)stk)--; // 寄存器A 僅需要1 個(gè)字節(jié)

*(INT8U *)stk = (INT8U)(0x55); //寄存器 A

((INT8U *)stk)--; // 寄存器B 僅需要1 個(gè)字節(jié)