ucos.txt

基于s3c44b0x的uc/osii的移植心得,测试已经通过

                                            μC/OS-Ⅱ移植心得
     先到网上下载μC/OS-Ⅱ的资源包和源代码，我下的是2.00版本的。
 1.  μC/OS-Ⅱ概述
     μC/OS-Ⅱ在特定处理器上的移植大部分工作集中在多任务切换的实现上，这部分代码主要用来保存和恢复处理器的现场。但许多操  作如读/写寄存器不能用C语言而只能用汇编来实现。
将μC/OS-Ⅱ移植到ARM处理器上，只需要修改与处理器相关的3个文件:OS_CPU.H，OS_CPU_C.C，OS_CPU_A.ASM。
2.    OS_CPU.H的移植
/******************************************************************** 
* 
* 与编译器相关的数据类型 
********************************************************************* 
/ 
typedef unsigned char BOOLEAN; 
typedef unsigned char INT8U; //8 位无符号整数 
typedef signed char INT8S; //8 位有符号整数 
typedef unsigned int INT16U; //16 位无符号整数 
typedef signed int INT16S; //16 位有符号整数 
typedef unsigned long INT32U; //32 位无符号整数 
typedef signed long INT32S; //32 位有符号整数 
typedef float FP32; //单精度浮点数 
typedef double FP64; //双精度浮点数 
typedef unsigned int OS_STK; //堆栈入口宽度为16 位 
#define BYTE INT8S //字节型 
#define UBYTE INT8U //为了与uC/OS V1.xx.兼容 
#define WORD INT16S // ... uC/OS-II. 
#define UWORD INT16U 
#define LONG INT32S 
#define ULONG INT32U 
/******************************************************************** 
* 与ARM 处理器相关的代码 
********************************************************************/ 
#define OS_ENTER_CRITICAL() ARMDisableInt() /*关闭中断*/ 
#define OS_EXIT_CRITICAL() ARMEnableInt() /*开启中断*/ 
/* 设施堆栈的增长方向*/ 
#define OS_STK_GROWTH 1 /*堆栈由高地址向低地址增长*/ 
虽然ARM7处理器对堆栈向上及向下的两种增长方式都给予了支持，但是由于编译器ADS仅支持堆栈从上往下长，并且必须是满递减堆栈，所以文件中用来定义堆栈增长方式的常量OS_STK_GROWTH必须为1。
3.    OS_CPU_C.C的移植
1)    任务椎栈初始化
任务椎栈初始化函数由OSTaskCreat()或OSTaskCreatEXT()调用，用来初始化任务并返回新的堆栈指针STK.初始状态的堆栈模拟发生一次中断后的堆栈结构,在ARM体系结构下，任务堆栈空间由高到低将依次保存着PC，LR，R12…R0，CPSR，SPSR。堆栈初始化结束后，OSTaskSTKInit()返回新的堆栈栈顶指针OSTaskCreat()或OSTaskCreatEXT()将新的指针保存的OS_TCB中。
void *OSTaskStkInit (void (*task)(void *pd),void *pdata, void *ptos, INT16U opt) 
{ 
unsigned int *stk; 
opt = opt; /* 因为'opt' 变量没有用到，防止编译器产生警告*/ 
stk = (unsigned int *)ptos; /*装载堆栈指针*/ 
/* 为新任务创建上下文*/ 
*--stk = (unsigned int) task; /* pc */ 
*--stk = (unsigned int) task; /* lr */ 
*--stk = 0; /* r12 */ 
*--stk = 0; /* r11 */ 
*--stk = 0; /* r10 */ 
*--stk = 0; /* r9 */ 
*--stk = 0; /* r8 */ 
*--stk = 0; /* r7 */ 
*--stk = 0; /* r6 */ 
*--stk = 0; /* r5 */ 
*--stk = 0; /* r4 */ 
*--stk = 0; /* r3 */ 
*--stk = 0; /* r2 */ 
*--stk = 0; /* r1 */ 
*--stk = (unsigned int) pdata; /* r0 */ 
*--stk = (SVC32MODE|0x0); /* cpsr IRQ, 关闭FIQ */ 
*--stk = (SVC32MODE|0x0); /* spsr IRQ, 关闭FIQ */ 
return ((void *)stk); 
} 
注意：刚开始时发现OS_STK *OSTaskStkInit (void (*task)(void *p_arg), void *p_arg, OS_STK *ptos, INT16U opt)不对，提示说数据类型没有定义。后来发现在ucos ii.h中是这样定义的void       *OSTaskStkInit(void (*task)(void *pd), void *pdata, void *ptos, INT16U opt);所以要作如下修改：
OS_STK *OSTaskStkInit (void (*task)(void *p_arg), void *p_arg, OS_STK *ptos, INT16U opt)改为
void       *OSTaskStkInit(void (*task)(void *pd), void *pdata, void *ptos, INT16U opt);相应的
return (stk);也应该改为
return ((void *)stk);
2)    系统Hook()函数
这些函数在特定的系统动作时被调用，允许执行函数中的用户代码。这些函数默认是空函数，用户根据实际情况添加相关代码。
OSInitHookBegin()
OSInitHookEnd() 
OSTaskCreateHook() 
OSTaskDelHook() 
OSTaskIdleHook() 
OSTaskStatHook()
OSTaskStkInit() 
OSTaskSwHook() 
OSTCBInitHook() 
OSTimeTickHook() 
4.    OS_CPU_A.ASM的移植
1)    退出临界区和进入临界区代码
它们分别是退出临界区和进入临界区代码的宏实现，主要用于在进入临界区之前关闭中断，在退出临界区后恢复原来的中断状态。
ARMDisableInt
	STMDB	sp!, {r0}
	MRS		r0, CPSR
	ORR		r0, r0, #NoInt
	MSR		CPSR_cxsf, r0
	LDMIA	sp!, {r0}
	MOV	pc, lr
	EXPORT	ARMEnableInt
ARMEnableInt
	STMDB	sp!, {r0}
	MRS	r0, CPSR
	BIC	r0, r0, #NoInt
	MSR	CPSR_cxsf, r0
	LDMIA	sp!, {r0}
	MOV	pc, lr
 一般不需要修改，我下的不用修改，只是作为参考给大家看一下。
2)    任务级任务切换
任务级任务切换函数OS_TasK_Sw()是当前任务因为被阻塞而主动请求CPU高度时被执行的，由于此时的任务切换都是在非异常模式直进行的，因此区别于中断级别的任务切换。它的工作是先将当前任务的CPU现场保存到该任务的堆栈中，然后获得最高优先级任务的堆栈指针，从该堆栈中恢复此任务的CPU现场，使之继续运行，从而完成任务切换。
OS_TASK_SW
	STMFD sp!, {lr} ; 保存PC 指针 
STMFD sp!, {lr} ; 保存lr 指针 
STMFD sp!, {r0-r12} ;保存寄存器文件和ret 地址 
MRS r4, CPSR 
STMFD sp!, {r4} ; 保存当前PSR 
MRS r4, SPSR 
STMFD sp!, {r4} 
; OSPrioCur = OSPrioHighRdy 
LDR r4, addr_OSPrioCur 
LDR r5, addr_OSPrioHighRdy 
LDRB r6, [r5] 
STRB r6, [r4] 
; 得到当前任务的TCB 地址 
LDR r4, addr_OSTCBCur 
LDR r5, [r4] 
STR sp, [r5] ; 保存栈指针在占先任务的TCB 上 
; 取得高优先级任务的TCB 地址 
LDR r6, addr_OSTCBHighRdy 
LDR r6, [r6] 
LDR sp, [r6] ;得到新任务的堆栈指针 
; OSTCBCur = OSTCBHighRdy 
STR r6, [r4] ; 设置当前新任务的TCB 地址set new current task TCB 
address 
LDMFD sp!, {r4} 
MSR SPSR_cxsf, r4 
LDMFD sp!, {r4} 
MSR CPSR_cxsf, r4 
LDMFD sp!, {r0-r12, lr, pc} 
3)    中断级任务切换函数
①    该函数由OSIntExit()和OSExIntExit()调用，它若在时钟中断ISR中发现有高优先级任务等特的时候信号到来，则需要在中断退出后并不返回被中断的，的而是直接调度就绪的高高优先级任务执行.这样做的目的主要是能够尽快的让优先级高的任务得到响应，进而保证系统OSPrioCur = OSPrioHighRdy
	LDR	r4, addr_OSPrioCur
	LDR	r5, addr_OSPrioHighRdy
	LDRB	r6, [r5]
	STRB	r6, [r4]
	
	; Get current task TCB address
	LDR	r4, addr_OSTCBCur
	LDR	r5, [r4]
	STR	sp, [r5]		; store sp in preempted tasks's TCB

	; Get highest priority task TCB address
	LDR	r6, addr_OSTCBHighRdy
	LDR	r6, [r6]
	LDR	sp, [r6]		; get new task's stack pointer

	; OSTCBCur = OSTCBHighRdy
	STR	r6, [r4]		; set new current task TCB address

	LDMFD	sp!, {r4}		; 
	MSR	SPSR_cxsf, r4		; 
	LDMFD	sp!, {r4}		; 
	MSR	CPSR_cxsf, r4		; 
	LDMFD	sp!, {r0-r12, lr, pc}	; 
4)    OSStartHighRdy()函数
该函数是在OSStart()多任务启动后，负责从最高优先级任务的TCB控制块中获得该任务的堆栈指针SP通过SP依次将CPU现场恢复。这时系统就将控制权交给用户创建的该任务进程，直到该任务被阻塞或者被更高优先级的任务抢占CPU。该函数仅仅在多任务启动时被执行一次，用来启动第一个也即最高优先级任务。
OSStartHighRdy
	LDR r4, addr_OSTCBCur ; 得到当前任务的TCB 地址 
LDR r5, addr_OSTCBHighRdy ; 得到高优先级任务的TCB 地址 
LDR r5, [r5] ;得到堆栈指针 
LDR sp, [r5] ;切换到新的堆栈 
STR r5, [r4] ; 设置新的当前任务的TCB 地址 
LDMFD sp!, {r4} 
MSR SPSR_cxsf, r4 
LDMFD sp!, {r4} ; 从栈顶得到新的声明 
MSR CPSR_cxsf, r4 
LDMFD sp!, {r0-r12, lr, pc } ; 开始新的任务 
    
5.    多任务应用程序的编写
1)    C语言入口函数
函数Main()为C语言入口函数，所有C程序从这里开始运行，在该函数中进行如下操作：
③    调用函数ARMTaskgetInit初始化ARM处理器
④    调用OSInit初始化系统
⑤    调用OSTaskCreat函数创建任务：Task1和Task2
⑥    调用ARMTaskgetStart函数启动时钟节拍中断
⑦    调用OSStart启动系统任务调度
#include “config.h”
OS_STK  TaskStartStk[TASK_STK_SIZE];
OS_STK  TaskStk[TASK_STK_SIZE];
int Main(void){
    OSInit();
    OSTaskCreate(Task1,(void*)0,&TaskStartStk[TASK_STK_SIZE-1],0);
    OSStart();
    return();
}
2)    任务处理函数
①  Task1(void *i)
{

    INT8U Reply, n;

    for (;;)
    {
        /* wait for the semaphore  */
        //OSSemPend(Sem1, 0, &Reply);

        uHALr_printf("\nHellow World!");
        //Uart_Printf("1+");

        /* wait a short while */
		for(n=0;n<1;n++)
		{
			LED0(1);
			OSTimeDly(900);
			LED0(0);
			OSTimeDly(900);
		}
        /* signal the semaphore */
        //OSSemPost(Sem1);
    }
}
②    Task2(void *i)
{
    INT8U Reply, n;

    for (;;)
    {
     

        uHALr_printf("Hellow World!");

        /* wait a short while */
		for(n=0;n<1;n++)
		{
			LED1(1);
			OSTimeDly(1500);
			LED1(0);
			OSTimeDly(1500);
		}

    }
}
(3)Task3(void *i)
{
    INT8U Reply, n;

    for (;;)
    {
        uHALr_printf("Hellow World!");

        /* wait a short while */
		for(n=0;n<1;n++)
		{
			LED2(1);
			OSTimeDly(2100);
			LED2(0);
			OSTimeDly(2100);
		}
    }
}
主函数编写如下：void Main(void)
{
    char Id1 = '1';
    char Id2 = '2';
     char Id3 = '3';
	Port_Init();
	Uart_Init(0,115200);
	
    Delay(1000);
    Uart_Select(0); //Select UART0

	Uart_Printf("Welcome to use uc/os II!");
	

    /* do target (uHAL based ARM system) initialisation */
    ARMTargetInit();

    /* needed by uC/OS */
    OSInit();

    OSTimeSet(0);
    /* 
     * create the semaphores
     */
    //Sem1 = OSSemCreate(1);
    //Sem2 = OSSemCreate(1);
//Sem3 = OSSemCreate(1);
    /* 
     * create the tasks in uC/OS and assign decreasing
     * priority to them 
     */
    OSTaskCreate(Task1, (void *)&Id1, (void *)&Stack1[STACKSIZE - 1], 1);
    OSTaskCreate(Task2, (void *)&Id2, (void *)&Stack2[STACKSIZE - 1], 2);
    OSTaskCreate(Task3, (void *)&Id3, (void *)&Stack3[STACKSIZE - 1], 3);
    
    /* Start the (uHAL based ARM system) system running */
    ARMTargetStart();

    /* start the game */
    OSStart();

    /* never reached */
}                               /* main */
完成了上述工作以后，μCOS-II 就可以正常运行在ARM 处理器上了。调用任务后会在界面上分别每隔3、5、7秒显示一次“Hellow world!”
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