嵌入式系统—RTEOSμCOS-II的移植.ppt

嵌入式系统 RTEOS C/OS-II 的移植 2006年6月9日 主要内容 n移植规划 nC/OS-II的移植 n嵌入式系统的初始化 移植规划-概述 所谓“移植”，就是使一个实时内核能在其它 的微处理器或微控制器上运行。 尽管大部分C/OS-II的代码是用C语言编写的 ，但是在编写与处理器硬件相关的代码时还是不得 不使用汇编语言。 移植的主要工作就是编写这些与处理器硬件相 关的代码。 操作系统的移植大体可以分为两个层次： n跨体系结构的移植 n针对特定处理器的移植 移植规划 在移植前针对所使用的微处理 器进行规划，主要有以下几个方面的 考虑： n 编译器的选择 n 任务模式的选择 n 支持的指令集 移植规划（续） 编译器的选择 n针对ARM处理器核的C语言编译器有很多，如SDT、 ADS、IAR、TASKING和GCC等 n目前在国内最流行的是ADS、SDT和GCC nSDT和ADS均为ARM公司自己开发，ADS为SDT的升级 版，以后ARM公司不再支持SDT，故不选择SDT。GCC 虽然支持广泛，很多开发套件使用它作为编译器，但是与 ADS比较其编译效率较低，这对充分发挥芯片性能不利 n考虑使用ADS编译程序和调试 ARM的工作模式 nARM处理器有7种操作模式: n用户模式(usr) n - 正常的程序执行模式 n快速中断模式(fiq) - 支持高速数据传输或通道处理 n中断模式(irq) - 用于通用中断处理 n管理员模式(svc) - 操作系统的保护模式. n中止模式(abt) - 支持虚拟内存和/或内存保护等异常 n系统模式(sys) - 支持操作系统的特殊用户模式(运行操作系统任 务） n未定义模式(und) - 支持硬件协处理器的软件仿真 n除了用户模式外，其他模式均可视为特权模式 移植规划（续） n任务模式的取舍 ARM7处理器核具有上述七种模式，其中除用户 模式外其它均为特权模式。其中管理、中止、未定义 、中断和快中断模式与相应异常相联系，任务使用这 些模式不太适合。 系统模式除了是特权模式外，其它与用户模式一样 ，因而可选为任务使用的模式只有用户模式和系统模 式。 为了尽量减少任务代码错误对整个程序的影响，缺 省的任务模式定为用户模式，可选为系统模式，同时 提供接口使任务可以在这两种模式间切换。 移植规划（续） n支持的指令集 带T变量的ARM7处理器核具有两个指令集： n标准32位ARM指令集 n16位Thumb指令集 两种指令集有不同的应用范围。 n为了最大限度地支持芯片的特性，任务应当可以使 用任意一个指令集并可以自由切换，而且不同的任务 应当可以使用不同的指令集 移植C/OS-II n概述 要移植一个操作系统到一个特定的CPU体系结 构并不是一件很容易的事情，它对移植者有以下 要求： 1 对目标体系结构要有很深了解； 2 对OS原理要有较深入的了解； 3 对所使用的编译器要有较深入的了解； 4 对需要移植的操作系统要有相当的了解； 5 对具体使用的芯片也要一定的了解 要移植一个操作系统到一个特定的CPU体系结构 上并不是一件很容易的事情，它对移植者有以下要求 ： 1 对目标体系结构要有很深了解； 2 对OS原理要有较深入的了解； 3 对所使用的编译器要有较深入的了解； 4 对需要移植的操作系统要有相当的了解； 5 对具体使用的芯片也要一定的了解。 概述 要移植一个操作系统到一个特定的CPU体系结构 上并不是一件很容易的事情，它对移植者有以下要求 ： 1 对目标体系结构要有很深了解； 2 对OS原理要有较深入的了解； 3 对所使用的编译器要有较深入的了解； 4 对需要移植的操作系统要有相当的了解； 5 对具体使用的芯片也要一定的了解。 参考ARM公司的ARM体系结构文档 参考嵌入式实时操作系统C/OS-II 一书 参考ADS软件自带的编译器和连接器手册 参考嵌入式实时操作系统C/OS-II 一书 参考具体芯片的数据手册和使用手册 因为第4点的影响是全局性的，它决定移植代码的框架和功能。 所以重点介绍第4点。 主要内容 n移植规划 nC/OS-II的移植 n嵌入式系统的初始化 C/OS-II的文件结构 C/OS-II移植 应用程序 （用户代码） C/OS-II （与处理器无关代码） OS_CORE.c OS_FLAG.c . C/OS-II配置 （与应用相关） OS_CFG.H INCLUDES.H C/OS-II移植 （与处理器相关代码） CPU 定时器 硬件 软件 C/OS-II硬件软件体系 结构 用于产生 系统时钟 移植时需要 编写的代码 移植C/OS-II满足的条件 n处理器的C编译器能产生可重入代码 n在程序中可以打开或者关闭中断 n处理器支持中断，并且能产生定时中断（通常在10 100Hz之间） n处理器支持能够容纳一定量数据的硬件堆栈（通常 是几千字节） n处理器有将堆栈指针和其他CPU寄存器的内容存储和 读出到堆栈（或者内存）的指令 什么是可重入代码 n可重入的代码指的是一段可以被多个 任务同时调用，而不必担心会破坏数据的 代码（比如：一个函数） n即：可重入型函数在任何时候都可以 被中断执行，过一段时间以后又可以继续 运行，而不会因为在函数中断的时候被其 他的任务重新调用，而影响函数中的数据 可重入代码举例 程序1：可重入型函数 void swap(int *x, int *y) int temp; temp=*x; *x=*y; *y=temp; 非可重入代码举例 程序2：非可重入型函数 int temp; void swap(int *x, int *y) temp=*x; *x=*y; *y=temp; 不可重入函数被中断破坏 如何使函数具有可重入性 使Swap()函数具有可重入性的条件： n把Temp定义为局部变量 n调用Swap()函数之前关中断， 调用 后再开中断 n用信号量禁止该函数在使用过 程中 被再次调用 概述 根据C/OS-II的要求，移植C/OS-II到一个新的体 系结构上需要提供2个或3个文件： OS_CPU.H（C语言头文件） OS_CPU_C.C（C程序源文件） OS_CPU_A.ASM（汇编程序源文件） 其中OS_CPU_A.ASM在某些情况下不需要，但极 其罕见。不需要OS_CPU_A.ASM的必须满足以下苛 刻条件： 1.可以直接使用C语言开关中断； 2.可以直接使用C语言编写中断服务程序； 3.可以直接使用C语言操作堆栈指针； 4.可以直接使用C语言保存CPU的所有寄存器。 移植需要编写的文 件 概述 移植内容类型所属文件描述 BOOLEAN、INT8U、INT8S、 数据类型OS_CPU.H与编译器无关的数据类型 OS_STK数据类型OS_CPU.H堆栈的数据类型 OS_ENTER_CRITICAL()和 OS_EXIT_CRITICAL() 宏OS_CPU.H开关中断的代码 OS_STK_GROWTH常量OS_CPU.H定义堆栈的增长方向 OS_TASK_SW函数OS_CPU.H任务切换时执 行的代码 OSTaskStkInit()函数OS_CPU_C.C任务堆栈初始化函数 OSInitHookBegin()、 OSInitHookEnd()、 函数OS_CPU_C.C C/OS-II在执行某些操作时 调用的用户函数，一般为空 OSStartHighRdy()函数*OS_CPU_A.ASM 进入多任务环境时运行优先 级最高的任务， OSIntCtxSw()函数*OS_CPU_A.ASM中断退出时的任务切换函数 OSTickISR()中断服务程序*OS_CPU_A.ASM时钟节 拍中断服务程序 实际上，还有一个文件很重要，它就是IRQ.INC，它定义了一个汇编宏， 它是C/OS-II for ARM7通用的中断服务程序的汇编与C函数接口代码。时钟 节拍中断服务程序也没有移植，因为其与芯片和应用都强烈相关，需要用户自 己编写，不过可以通过IRQ.INC简化用户代码的编写。 移植代码包括的主要 内容 关于头文件includes.h和config.h n C/OS-II要求所有.C文件的都要包含头文件includes.h，这样使 得用户项目中的每个.C文件不用分别去考虑它实际上需要哪些头 文件。 n 使用INCLUDES.H的缺点是它可能会包含一些实际不相关的头 文件，这意味着每个文件的编译时间可能会增加，但却增强了代 码的可移植性。 在移植中另外增加了一个头文件config.h，要求所有用户程序 必须包含config.h，在config.h中包含includes.h和特定的头文件和 配置项。而C/OS-II的系统文件依然只是包含includes.h，即 C/OS-II的系统文件完全不必改动。所有的配置改变包括头文件 的增减均在config.h中进行，而includes.h定下来后不必改动（ C/OS-II的系统文件需要包含的东西是固定的）。这样，C/OS- II的系统文件需要编译的次数大大减少，编译时间随之减少。 congfig.h UC/OS内核文件 Includes.h 用户程序 设置与处理器和编译器相关的代码 nOS_CPU.H中定义了与编译器相关的 数据类型。比如：INT8U、INT8S等。 n与 ARM处理器相关的代码，使用 OS_ENTER_CRITICAL() 和 OS_EXIT_CRITICAL() 宏开启关闭中断 n设置堆栈的增长方向 ：堆栈由高地 址向低地址增长 编写OS_CPU.H C/OS-II使用结构常量OS_STK_GROWTH中指定堆栈的 生长方式： 置OS_STK_GROWTH为0表示堆栈从下往上长。 置OS_STK_GROWTH为1表示堆栈从上（高地址）往下 （低地址）长。 虽然ARM处理器核对于两种方式均支持，但ADS的C语言 编译器仅支持一种方式，即从上往下长，并且必须是满递减堆 栈，所以OS_STK_GROWTH的值为1。 #define OS_STK_GROWTH 1 堆栈生长方式 编写OS_CPU.H C/OS-II不使用C语言中的short、int、long等数据类型的定义 ，因为它们与处理器类型有关，隐含着不可移植性。代之以移植 性强的整数数据类型，这样，既直观又可移植，不过这就成了必 须移植的代码。根据ADS编译器的特性，这些代码如下程序清单 所示（与编译有关）。 typedefunsigned char BOOLEAN; typedefunsigned char INT8U; typedefsigned char INT8S; typedefunsigned short INT16U; typedefsigned short INT16S; typedefunsigned int INT32U; typedefsigned int INT32S; typedeffloat FP32; typedefdouble FP64; typedefINT32U OS_STK; 不依赖于编译的数据 类型 设置includes.h typedef unsigned char BOOLEAN; typedef unsigned char INT8U; typedef signed char INT8S; typedef unsigned int INT16U; typedef signed int INT16S; typedef unsigned long INT32U; typedef signed long INT32S; typedef float FP32; typedef double FP64; typedef unsigned long OS_STK; typedef unsigned long OS_CPU_SR; extern int INTS_OFF(void); extern void INTS_ON(void); #define OS_ENTER_CRITICAL() cpu_sr = INTS_OFF(); #define OS_EXIT_CRITICAL() if(cpu_sr = 0) INTS_ON(); #define OS_STK_GROWTH 1 /*从高向低*/ 程序状态寄存器（CPSR） n 条件位： nN = 1-结果为负,0-结果为正 或0 nZ = 1-结果为0,0-结果不为0 nC =1-进位，0-借位 nV =1-结果溢出，0结果没溢 出 nQ 位： n仅ARM 5TE/J架构支持 n指示增强型DSP指令是否溢出 nJ 位 n仅ARM 5TE/J架构支持 nJ = 1: 处理器处于Jazelle 状态 n中断禁止位： nI = 1: 禁止 IRQ. nF = 1: 禁止 FIQ. nT Bit n仅ARM xT架构支持 nT = 0: 处理器处于 ARM 状态 nT = 1: 处理器处于 Thumb 状态 nMode位(处理器模式位): n0b10000User n0b10001FIQ n0b10010IRQ n0b10011Supervisor n0b10111Abort n0b11011Undefined n0b11111System 2731 N Z C V Q 2867 I F T mode 1623 815 54024 fsxc U n d e f i n e dJ 编写OS_CPU.H C/OS-II运行时，处理器可能处于的模式如下图所示： 使用软中断SWI作底层 接口 Thumb指令集ARM指令集 用户模式 系统模式 用户任务使用 的处理器模式 ARM7内核具有的指令集 ARM指令 用户模式 ARM指令 系统模式 Thumb指令 系统模式 Thumb指令 用户模式 编写OS_CPU.H 为了使底层接口函数与处理器状态无关，同时在任务调用 相应的函数不需要知道函数位置，在移植中使用软中断指令 SWI作为底层接口，使用不同的功能号区分不同的函数。软中 断功能号分配如下表所示，未列出的为保留功能。 使用软中断SWI作底层 接口 功能号接口函数简介 0x00void OS_TASK_SW(void)任务级任务切换函数 0x01_OSStartHighRdy(void)运行优先级最高的任务,由OSStartHighRdy产 生 0x02void OS_ENTER_CRITICAL(void)关中断 0x03Void OS_EXIT_CRITICAL(void)开中断 0x80Void ChangeToSYSMode(void)任务切换到系统模式 0x81Void ChangeToUSRMode(void)任务切换到用户模式 0x82Void TaskIsARM(INT8U prio)任务代码是ARM代码 0x83Void TaskIsTHUMB(INT8U prio)任务代码是THUMB代码 编写OS_CPU.H 用软中断作为操作系统的底层接口就需要在C语言中使用 SWI（SoftWare Interrupt）指令。在ADS中，有一个关键字 _swi，用它声明一个不存在的函数，则调用这个函数就在调 用这个函数的地方插入一条SWI指令，并且可以指定功能号。 同时，这个函数也可以有参数和返回值，其传递规则与一般函 数相同。 使用软中断SWI作底层 接口 /* 任务级任务切换函数 */ _swi(0x00) void OS_TASK_SW(void); /* 运行优先级最高的任务 */ _swi(0x01) void _OSStartHighRdy(void); /* 关中断 */ _swi(0x02) void OS_ENTER_CRITICAL(void); /* 开中断 */ _swi(0x03) void OS_EXIT_CRITICAL(void); /* 任务切换到系统模式 */ _swi(0x80) void ChangeToSYSMode(void); /* 任务切换到用户模式 */ _swi(0x81) void ChangeToUSRMode(void); /* 任务代码是ARM代码 */ _swi(0x82) void TaskIsARM(INT8U prio); /* 任务代码是THUMB代码 */ _swi(0x83) void TaskIsTHUMB(INT8U prio); 程序中调用软 中断时使用的 函数名 软件中断号 该调用不返 回参数 编写OS_CPU_C.C nC/OS-II的移植要求用户编写10个C函数： nOSTaskStkInit（）： OSTaskCreat（）和 OSTaskCreatExt（）通过调用 本函数，初始化任务的 栈结构 nOSTaskCreateHook（）：每当添加任务时由 OS_TCBInit( )函数调用 nOSTaskDelHook（）： 任务被删除后由OSTaskDel （）调用 nOSTaskSwHook（）： 任务切换时两种情况均会 调用该函数 nOSTaskIdleHook（）：OSTaskIdle（）函数可调用 该函数实现CPU低功耗模式 nOSTimeTickHook（）：本函数在每个时钟节拍都会 被OSTimeTick（）调用 nOSInitHookBegin（）：进入OSInit（）函数后本函 数会立即被调用 nOSInitHookEnd（）： OSInit（）函数返回之前被 调用 nOSTCBInitHook（）：OS_TCBInit( )在调用 OSTaskCreateHook（）之前将先 调用本函数 n唯一必要的函数是OStaskStkInit（），其他9个函数必须声明，但不一 定要包含任何代码 编写OS_CPU_C.C 该函数用于初始化任务堆栈，使任务的堆栈看起来就像刚 发生中断一样。即任务被执行时，就像从中断返回一样。 在编写此函数之前，必须先确定任务的堆栈结构。而任务 的堆栈结构是与CPU的体系结构、编译器有密切的关联。本移 植的堆栈结构如下图所示。 OSTaskStkInit( ) 任务入栈的 其它数据 LR R12 R11 R10 R9 R8 . 栈底 任务环境开始 SP PC R2 R1 R0 OSEnterSum 空闲空间 编写OS_CPU_C.COSTaskStkInit( ) OS_STK *OSTaskStkInit (void (*task)(void *pd), void *pdata, OS_STK *ptos, INT16U opt) OS_STK *stk; opt = opt; stk = ptos; *stk = (OS_STK) task; *-stk = (OS_STK) task; *-stk = 0; *-stk = 0; *-stk = 0; *-stk = 0; *-stk = 0; *-stk = 0; *-stk = 0; *-stk = 0; *-stk = 0; *-stk = 0; *-stk = 0; *-stk = 0; *-stk = (unsigned int) pdata; *-stk = (USER_USING_MODE|0x00); *-stk = 0; return (stk); 入栈的数据 任务入栈的 其它数据 LR R12 R11 R10 R9 R8 . 栈底 任务环境开始 SP PC R2 R1 R0 OSEnterSum 空闲空间 编写OS_CPU_C.COSTaskStkInit( ) OS_STK *OSTaskStkInit (void (*task)(void *pd), void *pdata, OS_STK *ptos, INT16U opt) OS_STK *stk; opt = opt; stk = ptos; *stk = (OS_STK) task; *-stk = (OS_STK) task; *-stk = 0; *-stk = 0; *-stk = 0; *-stk = 0; *-stk = 0; *-stk = 0; *-stk = 0; *-stk = 0; *-stk = 0; *-stk = 0; *-stk = 0; *-stk = 0; *-stk = (unsigned int) pdata; *-stk = (USER_USING_MODE|0x00); *-stk = 0; return (stk); 该数据比较特别，它用于保存该任务关中断的次数 ，它在调用OS_ENTER_CRITICAL( )时加1，在调用 OS_EXIT_CRITICAL( )时减1。 这样每个任务都可以独立控制本任务的中断允许状 态，而不会影响其它任务的中断允许状态。因此关中断 和开中断就可以嵌套。 编写OS_CPU_C.C 软件中断异常服务程序 操作系统与硬件相关的底层函数使用软件中断作为接口，如下 表所示。 n 移植代码中一个重要的工作就是为这些软件中断编写服务程序 功能号接口函数简介 0x00void OS_TASK_SW(void)任务级任务切换函数 0x01_OSStartHighRdy(void)运行优先级最高的任务,由OSStartHighRdy产 生 0x02void OS_ENTER_CRITICAL(void)关中断 0x03Void OS_EXIT_CRITICAL(void)开中断 0x80Void ChangeToSYSMode(void)任务切换到系统模式 0x81Void ChangeToUSRMode(void)任务切换到用户模式 0x82Void TaskIsARM(INT8U prio)任务代码是ARM代码 0x83Void TaskIsTHUMB(INT8U prio)任务代码是THUMB代码 编写OS_CPU_C.C软件中断异常服务程序 功能号简介 0x00任务级任务切换函数 0x01运行优先级最高的任务,由 OSStartHighRdy产生 0x02关中断 0x03开中断 0x80任务切换到系统模式 0x81任务切换到用户模式 0x82任务代码是ARM代码 0x83任务代码是THUMB代码 功能号接口函数简介 0x00void OS_TASK_SW(void)任务级任务切换函数 0x01_OSStartHighRdy(void)运行优先级最高的任务,由OSStartHighRdy产 生 0x02void OS_ENTER_CRITICAL(void)关中断 0x03Void OS_EXIT_CRITICAL(void)开中断 0x80Void ChangeToSYSMode(void)任务切换到系统模式 0x81Void ChangeToUSRMode(void)任务切换到用户模式 0x82Void TaskIsARM(INT8U prio)任务代码是ARM代码 0x83Void TaskIsTHUMB(INT8U prio)任务代码是THUMB代码 void SWI_Exception(int SWI_Num, int *Regs) OS_TCB *ptcb; switch(SWI_Num) case 0x02: / 关中断 . case 0x03: / 开中断 . case 0x80: / 任务切换到系统模式 . case 0x81: / 任务切换到用户模式 . case 0x82: / 任务代码是ARM代码 . case 0x83: / 任务代码是Thumb代码 . default: 这两个软件中断使 用汇编代码完成 编写OS_CPU_C.C软件中断异常服务程序 功能号简介 0x00任务级任务切换函数 0x01运行优先级最高的任务,由 OSStartHighRdy产生 0x02关中断 0x03开中断 0x80任务切换到系统模式 0x81任务切换到用户模式 0x82任务代码是ARM代码 0x83任务代码是THUMB代码 C/OS-II的启动多任务环境的 函数叫做OSStart()，用户在调用 OSStart()之前，必须已经建立了一个 或更多任务。OSStart()最终调用函数 OSStartHighRdy()运行多任务启动前 优先级最高的任务。 void OSStartHighRdy(void) _OSStartHighRdy(); 该函数在Os_cpu_a.s文件中实现 。 编写OS_CPU_C.C软件中断异常服务程序 功能号简介 0x00任务级任务切换函数 0x01运行优先级最高的任务,由 OSStartHighRdy产生 0x02关中断 0x03开中断 0x80任务切换到系统模式 0x81任务切换到用户模式 0x82任务代码是ARM代码 0x83任务代码是THUMB代码 关中断和开中断是为了保护临界 段代码。这些代码与处理器有关，是 需要移植的代码。在ARM处理器核 中关中断和开中断时通过改变程序状 态寄存器CPSR中的相应控制位实现 。由于使用了软件中断，程序状态寄 存器CPSR保存到程序状态保存寄存 器SPSR中，软件中断退出时会将 SPSR恢复到CPSR中，所以程序只要 改变程序状态保存寄存器SPSR中的 相应的控制位就可以了。 编写OS_CPU_C.C软件中断异常服务程序 功能号简介 0x00任务级任务切换函数 0x01运行优先级最高的任务,由 OSStartHighRdy产生 0x02关中断 0x03开中断 0x80任务切换到系统模式 0x81任务切换到用户模式 0x82任务代码是ARM代码 0x83任务代码是THUMB代码 void SWI_Exception(int SWI_Num, int *Regs) . case 0x02: / 关中断 _asm MRS R0,SPSR ORR R0,R0,#NoInt MSR SPSR_c,R0 OsEnterSum+; break; case 0x03: / 开中断 if (-OsEnterSum = 0) _asm MRS R0,SPSR BIC R0,R0,#NoInt MSR SPSR_c,R0 break; . 每关闭一次中断，中 断关闭计数器加1 每调用一次开中断函 数，该计数器减1，为 0时允许打开中断 关闭中断 打开中断 编写OS_CPU_C.C软件中断异常服务程序 功能号简介 0x00任务级任务切换函数 0x01运行优先级最高的任务,由 OSStartHighRdy产生 0x02关中断 0x03开中断 0x80任务切换到系统模式 0x81任务切换到用户模式 0x82任务代码是ARM代码 0x83任务代码是THUMB代码 它们可以在任何情况下使用。它 们改变程序状态保留寄存器SPSR的相 应位段，而程序状态保留寄存器会在 软件中断退出时复制到程序状态寄存 器CPSR，任务的处理器模式就改变 了。 编写OS_CPU_C.C软件中断异常服务程序 功能号简介 0x00任务级任务切换函数 0x01运行优先级最高的任务,由 OSStartHighRdy产生 0x02关中断 0x03开中断 0x80任务切换到系统模式 0x81任务切换到用户模式 0x82任务代码是ARM代码 0x83任务代码是THUMB代码 void SWI_Exception(int SWI_Num, int *Regs) . case 0x80: / 任务切换到系统模式 _asm MRS R0,SPSR BIC R0,R0,#0x1f ORR R0,R0,#SYS32Mode MSR SPSR_c,R0 break; case 0x81: / 任务切换到用户模式 _asm MRS R0,SPSR BIC R0,R0,#0x1f ORR R0,R0,#USR32Mode MSR SPSR_c,R0 break; . 使用内嵌汇编将处理器模式切换到 用户模式 使用内嵌汇编将处理器模式切换到 系统模式 编写OS_CPU_C.C软件中断异常服务程序 功能号简介 0x00任务级任务切换函数 0x01运行优先级最高的任务,由 OSStartHighRdy产生 0x02关中断 0x03开中断 0x80任务切换到系统模式 0x81任务切换到用户模式 0x82任务代码是ARM代码 0x83任务代码是THUMB代码 任务可以使用ARM的两种指令集的 任意一种运行，但是任务建立时默认的 只是一种指令集。如果任务使用的第一 条指令与默认的指令集不同，则程序运 行错误。所以增加两个函数TaskIsARM() 和TaskIsTHUMB()用于改变任务建立时 默认的指令集。 它们都有唯一的参数：需要改变的 任务的优先级，值得注意的是，这两个 函数必须在相应的任务建立后但还没有 运行时调用。 编写OS_CPU_C.C 软件中断异常服务程序 功能号简介 0x00任务级任务切换函数 0x01运行优先级最高的任务,由 OSStartHighRdy产生 0x02关中断 0x03开中断 0x80任务切换到系统模式 0x81任务切换到用户模式 0x82任务代码是ARM代码 0x83任务代码是THUMB代码 . case 0x82: / 任务代码是ARM代码 if (Regs0 OSTCBStkPtr1 安全起见，屏蔽模 式位以外的其它位 ORR R1, R0, #IRQMODE ; 把设置模式位设置 成需要的模式（IRQ） MSR CPSR_cxsf, R1 ; 转到IRQ 模式 LDR SP, =UndefStack ; 设置SP_irq ORR R1,R0,#FIQMODE MSR CPSR_cxsf, R1 ; FIQMode LDR SP, =FIQStack ORR R1, R0, #SVCMODE MSR CPSR_cxsf, R1 ; SVCMode LDR SP, =SVCStack 六、初始化应用程序执行环境 l映像一开始总是存储在ROM/Flash 里面的，其RO 部分既可 以在ROM/Flash里面执行，也可以转移到速度更快的RAM 中 去；而RW 和ZI 这两部分必须是需要转移到可写的RAM 里 去的。所谓应用程序执行环境的初始化，就是完成必要的 从ROM 到RAM 的数据传输和内容清零。 六、初始化C环境 n在目标文件中，代码、数据放在不 同的段中。源文件编译链接生成含 .data、.text段的目标文件，且链接 器生成的.data段是以系统RAM为参考 地址 n故在系统启动时需要拷贝ROM或 FLASH中的.data段到RAM，以完成对 RAM的初始化。在初始化期间应将系统 需要读写的数据和变量从ROM拷贝到 RAM里运行 链接器产生的符号表 n符号由链接器自动产生，只读段（ read-only RO）就是代码段，读写段 （read-write RW）是已经初始化的全 局变量，而零初始化段（zero- initialized section ZI）中存放未 初始化的全局变量； 初始化C环境（2） nC环境初始化，就是利用上述符号 初始化RW和ZI段以使后面使用的全局 变量的C程序正常运行； n这里有两个循环，第一个循环把预 初始化的数据段RW（位于代码段的后 面）复制到RAM中，另一个循环把未初 始化的数据段ZI初始化为0，也就是实 现把从ROM中的.data段拷贝到RAM，对 ZI段内的数据初始化为0，以完成对C 环境的实始化； 初始化C环境（3） 改变处理器模式 l除用户模式以外，其他6 种模式都是特权模式。因为在 初始化过程中许多操作需要在特权模式下才能进行（比 如CPSR 的修改），所以要特别注意不能过早地进入用 户模式。一般地，在初始化过程中会经历以下一些模式 变化： 七、调用C程序 n对main函数的调用进入uc/OS的入 口，通过这个入口就进入uC/OS的主函 数，启动对uC/OS的初始化 n例 IMPORT Main b Main ;C Entry uC/OS系统的初始化 n完成了前面的硬件初始化和运行环 境的相关设置后，进入Main()， Main()是uC/OS的入口函数，启动对 uC/OS的初始化 ARM的硬件抽象层uHALuC/OS nARM公司为操作系统的开发提供了一个 硬件抽象层HAL，称为uHAL； n从结构上看，uHAL是一组库程序，需要 说明的是，uHAL并不是专门为uC/OS准备的 ，甚至也不是专为操作系统内核准备的； nuHAL只是个针对ARM核的函数库； nuC/OS是建立在uHAL的基础之上的； uC/OS系统的初始化（2） ARMTargetInit()函数结构 ARMTargetInit() 调uHAL打印接口打印系统信息 调用uHAL函数禁止所有中断 调用uHAL函数对中断初始化 uHAL函数对ARM计数器初始化 结束 uHAL的功能 nuHAL的作用之一是在操作系统本身进入正常运行之前 ，为系统提供基本的输入输出手段，例如uHALr_printf()等 ； nuHAL还要为操作系统的运行准备一个基本的运行环境 ，具体包括下列各种初始化： n通过uHAL_ResetMMU()，将MMU设置在一个确定的 初始状态； n通过ARMDisable()关闭中断； n通过uHAL_InitInterrupts()设置中断向量处理程 序； n通过uHAL_InitTimer()对系统使用的计数器进行 初始化 ARMTargetStart()的分析 n创建了任务之后， ARMTargetStart()调用 uHALr_InstallSystemTimer()创建一 个系统时钟，为时钟中断做好准备； %cHBn&!LHYfhzyDHFKwrbfYS-$m9d(YxPZl$crQIHmly$Af)zXRTIUXYos*lY)HJ%QYpzmVZWxi+*7UXHq&DgjKMV9rBX$p81CFNNFgxJ2Dm1QzAQ$3sMD%z8pMxUmwUpwmy01hTQ(wk9U02FWabpy9PI8FsZp&miJfQuU18Lj94lo1mF*eFuPkGJIRwHgejS)fabmW1J3LFBCw6d6Sf+U3bSmD)O(#cI&$1VUsb$z4#4DGR3gggqFLMbbtvR0wKg15NaL95%d&u%84X%6Qnbn8M+d*5jfSjSj&OqKTvTi#TjVxF78fn!um1FI)G+HLsLJDqLHIh7*fieNPT6tmdT68IORsAoi0qlB8u8q*$M)()plxwyxANrt0Cdm7Kk4&iA4&pRve- g19vDGj7HF)sh)QJTtd8L7)LNGWIqhbfhQOTSy)yo%dLQR7U#ou1unIMyx%1syG406$G#N+YZWb-n0O!7aM9S*Habh)YaZtUr3XKs(6ivoCgVdH9Ep*uBnwGkgz4khTPB7UR(55KQqq*wKfGGe3z6nj-rzlC7tADeqAu#TAe#iK1)Mcz!FNJuVW#ma9lbmPN!hc!TQ+o9y2!FhHKoQ*&!fRIKcLlql7D+ny$cYR8z0UXHDQgKo!a9*-jBLCpr#!T(6AF#Rek$&hLKu6UJ!JMxn%HWWGmn-5icsQmsS!Fpaz525d$SXa0irVckH#PB1rMCVi(PnrE2RYUU4btr5($nCL%EwEee%g6IgS-TnYC!OuP6LcE*vx3s1M14B%F9h3sm!Jw(Y#aGJAD8Gy2T2GE5aMDU%Q8- +NkAk0g7jZbbMFu6$&bsmQ60!zyRJXpD57G1RHf64Az9kn#vz6+8xqT#8d$c8YD#rHz&60G7cM40tCqosToosaSaFRXQ+Jwi0FrYk7e0WMEeWRiBehT4z4Hfj702QY)7AEVgBrLusJ6lgr1Xjtubtkk92%HQQp*(A7#reTjF)6nMe-5iI)&wy7#Jx!jbLEeYqDt2Bp4s5OO4kweN3OxSVmu7ovl1(e*ObLna6(ggIvq9b51D&d3REU1uXxMXEo3!S(I7XC7u8m+3)l3Btil09jWdz)rqWjZ&ubovYy7SfxBS%-MaH!9X2*L6kAgbG027%Oy4rBsu6yw255%06tg2OTa*8BQ5Ury#(MU9AZ(Wa!- 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