毫无保留ucoslwip稳定版2我移植的ucos参考ver

1、uc/OS 移植参考任务切换中的部分代码是和 CPU 相关的，该部分包括：OS_ENTER_CRITICAL（其原身为 void ARMDisable(void)）进入临界区，关闭中断OS_EXIT_CRITICAL（其原身为void ARMEnable(void)）退出临界区，打开中断OSStartHighRdy;从系统中切换到第一个任务OS_TASK_SW;从任务中切换到任务OSCtxSw;任务被中断，从中断中切换到任务OSTaskStkInit;初始化任务中断，在构造任务时调用。首先，先来一些公共的内容：一、任务系统（除了中断）运行在 SYS 模式下，该模式没有SPSR二、所有希望在中断

2、中实现任务调度的处理程序必须使用 IRQ 中断同时使用 OSEnter 和OSExit，这是因为 OSExit 中执行切换的 OSCtxSw 直接操作 IRQ 的堆栈来实现了被中断现场的数据保护（详情见下）。系统开始时不Fiq 中断打开，但是，不可以在其中使用 OSCtxSw（即不可调用OSEnter 和OSExit），简单的不涉及到任务状态的代码可以使用。IRQ 中断不支持 IRQ 嵌套，但支持 FIQ 的嵌套。三、ARM 的 c 编译器对子函数调用的汇编处理也是值得注意的部分。调用函数一般使用 bl，但也有时用 b。请看下面的图例，自己去理解。图一的函数关系a;void fun1(void

3、); void fun2(void); main() a+;fun1(); a+;void fun1(void) a+;fun2(); a+;void fun2(void) a+;图二的函数关系a;void fun1(void); void fun2(void); main() a+;fun1();void fun1(void) a+;fun2();void fun2(void)a+;区别在于调用函数的语句之后是否还有代码。四、标准堆栈格式为任务切换函数所承认的堆栈格式如下：按标准格式调整好的栈内容，都可以被顺利的弹出现场。其次，来对代码进行分析：一、OSTaskStkInit，代码如下：OS

4、_STK * OSTaskStkInit (void (*task)(void *pd), void *pdata,OS_STK *ptos, 16U opt)unsigned*stk;optstk= opt;= (unsigned/*opt is not used, prevent warning*/*)ptos;/* Load stack poer*/* build a context for the new task */*-stk = (unsigned*-stk = (unsigned) task;) task;/* pc */* lr */*-stk = 0;*-stk = 0;*

5、-stk = 0;*-stk = 0;*-stk = 0;/* r12 */* r11 */* r10 */* r9 */* r8 */*-stk = 0;*-stk = 0;*-stk = 0;*-stk = 0;*-stk = 0;*-stk = 0;*-stk = 0;*-stk = (unsigned*-stk = (0 x1f|0 x00);*-stk = (0 x1f|0 x00);/这是标准的栈结构 return (void *)stk);/* r7 */* r6 */* r5 */* r4 */* r3 */* r2 */* r1 */* r0 */* cpsrSys mode

6、 FIQ IRQ Enable*/* spsrSys mode FIQ IRQ Enable */) pdata;用于任务初始化时堆栈的建立，为 OSTaskCreate()调用；结构清晰，参见标准栈结构。其来源于：OS_CPU_C.c二、OSStartHighRdy，代码如下：EXPORT OSStartHighRdy;功能示例;STCBHighRdy-OSTCBStkPtr;OSTCBCur=OSTCBHighRdy;弹出现场OSStartHighRdyLDRLDRr4, addr_OSTCBCur; Get current task TCB addressr5, addr_OSTCBHi

7、ghRdy; Get highest priority task TCB addressLDR LDR;Sr5, r5sp, r5; get stack poer; switch to the new stackTCBHighRdy-OSTCBStkPtrSTR r5, r4; set new current task TCB address;OSTCBCur=OSTCBHighRdyLDMFD MSR LDMFD MSRLDMFDsp!, r4 CPSR_cxsf, r4 sp!, r4CPSR_cxsf, r4; YYY; get new se from top of the stack;

8、 CPSR should be SYS32Modesp!, r0-r12, lr, pc ; start the new task用于系统开始时，从系统切换到第一个任务，为OSStart()调用。其来源于：OS_CPU_a.s三、OS_ENTER/EXIT_CRITICAL，这是两个宏，定义见代码，注意对压栈方式论证的分析：下面的代码来源于 OS_CPU.h#defineOS_CRITICAL_METHOD0#if #define #define#endifOS_CRITICAL_METHOD = 0OS_ENTER_CRITICAL()ARMDisable() /disableOS_EXIT

9、_CRITICAL() ARMEnable()/enable下面的代码来源于 OS_CPU_a.s;下面是两个开关中断的函数，其只用来操作 CPSR 中的 I 位，;不要担心进入切换前的任务被了中断：主动放弃 CPU 的;任务，其 CPSR 一定是中断的（注意理解），但是其返回;一定是返回到OSCtxSw 之后，“”时，自然会有 enable 来恢;复中断，凡是中断放弃 CPU 的任务，CPSR 一定是允许中断的。;不论怎样返回也一定返回到被中断的现场。;带来的版本是利用用户的堆栈来盛放 CPSR，随后 pop 出来。;在这里是不可以的：使用栈方式保存 CPSR 要保证 Enable 在切换后

10、;可以被运行到，在 OSSched 中（主动放弃 CPU）OS_TASK_SW 被Disable 与 Enable;前后包围，进入 OS_TASK_SW 也可以从中返回，进出时栈结构是相同的;这是可以使用的。;但是，在中断切换的情况下便不同了，在 OSCtxSw 前的 Disable;使用的栈内容不能被保存起来，只将任务运行时的现场保护起来，;不会保留中断标志的压栈信息，因此，这种方式也可使用，但是在没有;增加效率的前提下反而会将堆栈结构复杂化，不建议使用。EXPORT ARMDisableARMDisableSTMDB MRS ORR MSR LDMIAMOVsp!, r0 ;r0 要保存，

11、不可以破坏调用函数的现场r0, CPSRr0, r0, #0 x80CPSR_c, r0 sp!, r0 pc, lrEXPORT ARMEnable ARMEnableSTMDB sp!, r0MRSr0, CPSRBIC r0, r0, #0 x80MSR LDMIAMOVCPSR_c, r0 sp!, r0pc, lr其来源于：OS_CPU_a.s四、OS_TASK_SW，见代码：EXPORT OS_TASK_SW;功能示例;现场压栈;OSPrioCur = OSPrioHighRdy;OSTCBCur-OSTCBStkPtr=SP 保存 SP 到当前任务控制块;STCBHighRdy-

12、OSTCBStkPtr;OSTCBCur=OSTCBHighRdy;弹出现场OS_TASK_SWSTMFD sp!, lrSTMFD sp!, lr; save pc; save lr;分析：OS_TASK_SW 是个函数，在任务间接的调用它时会在最后失去 CPU，再次;获得 CPU 时，其恰好在 OS_TASK_SW 调用完毕后的那个位置，因此，lr 被放入pc;在栈中的位置；此外，lr 放入 lr 在栈中的位置也是无关紧要的，因为，子函数;返回时的 lr 是无意义的。STMFD MRS STMFD;MRSsp!, r0-r12 r4, CPSRsp!, r4r4, SPSR; save r

13、egister file and ret address; save current PSR; YYY+ 这里掉是因为任务运行的;模式是 SYS，没有SPSR，栈中的 CPSR 与 SPSR 相同; YYY+ save SPSRSTMFDsp!, r4LDR LDR LDRBSTRBr4, addr_OSPrioCurr5, addr_OSPrioHighRdy r6, r5r6, r4; OSPrioCur = OSPrioHighRdy; Get current task TCB addressLDRLDRr4, addr_OSTCBCurr5, r4STR sp, r5; store s

14、p in preempted taskss TCB;OSTCBCur-OSTCBStkPtr=SP 保存 SP 到当前任务控制块; Get highest priority task TCB addressLDR LDR LDR;Sr6, addr_OSTCBHighRdyr6, r6sp, r6; get new tasks stack poerTCBHighRdy-OSTCBStkPtr 更新 SP 为即将运行的任务STR r6, r4; set new current task TCB address; OSTCBCur = OSTCBHighRdyLDMFD;MSR LDMFD MSR

15、LDMFDsp!, r4 SPSR_cxsf, r4 sp!, r4CPSR_cxsf, r4; YYY+; YYY+运行在 sys 模式下，无需 SPSR 的更新; YYY+; YYY+sp!, r0-r12, lr, pc ; YYY+;现场恢复完毕其来源于：OS_CPU_a.s这个函数是任务主动放弃 CPU 时最终调用的的函数， 其为 OSSched() 调用， 前后为OS_ENTER/EXIT_CRITICAL 所包围。因此进入OS_TASK_SW 时，IRQ 是被的，保存到堆栈中的 CPSR I 位也是为 1，但是放心，OS_TASK_SW 保存的现场恰好是从OSSched()中 O

16、S_TASK_SW 返回的地方，任务时紧接着是后面解除的代码。五、OSCtxSw，首先，见调用示意图：可见，中断中的调用是较复杂，嵌套较深，这也是的原因。在 OSCtxSw 中从底向上发掘数据其次，见代码，根据上图的 IRQ 栈结构，可以分析如何将其中的有用数据搬运到被中断任务的堆栈中：IMPORTIRQ_STACK EXPORTOSCtxSwCtxSw;该函数运行在 IRQ 状态，他返回 SYS 模式，并将压入 SP_IRQ 的;现场数据搬运到 SP_SYS 中构造出标准栈，保存该栈指针；再;切换到其它的任务中（后半部分与 OSCtxSw 相同）;该函数是不返回的，IRQ 处理函数在调用到该

17、函数时，不知道OS;已经压了多少的栈，而不需要从栈顶向下挖掘出当时压;入的现场，只要知道进入 IRQ 状态时的SP 是多少，便可以;由栈底来发掘出 r0-r12 和 pc+4（其实就是 lr_IRQ），见图;这种方法建立的前提是：在 IRQ 的中断处理代码之前对其SP 赋值;这样便不可以实现 IRQ 的嵌套了。;IRQ 处理代码的最前有一句 LDRSP,=IRQ_STACK（见 init.s）LDRr0,=IRQ_STACK ;要找到这个地方sub SP,r0,#14*4;压入的内容从r0-r12 pc+4（lr_irq）14 个;字，现在SP 指向最低位置的r0，可见 图四mrs r0,SP

18、SR;在 IRQ 状态下读SPSR 其实就是被中断现场的 CPSR;现在，irq 栈中的最低位置为 CPSRstmfdsp!,r0orrmsrr0,r0,#0 x80;spsr 中的 I 位CPSR_cxsf,r0 ;返回现场状态，注意，这时 lr_sys 还没变;要不是 sys 模式，SPSR 也是没变的ldr ldrsubr0,=IRQ_STACKr1,r0,#-1*4! ;现在 r0 指向 PC+4，且取出放入r1 r1,r1,#4 ;现在 r1 中是返回的 PCstmfdstmfdsp!,r1 ;压入 pcsp!,lr ;压入 lr现在开始构造标准的任务栈ldmdb stmfd ldm

19、db stmfdcpsr,r0-r12r0!,r4-r11;r0 指向 PC+4，先减后 sp!,r4-r11r0!,r4-r9出 8 个，参见 移植参的栈示意sp!,r4-r9;两次批量搬运从 irq 栈到 sys 栈转移 14 个数据，有低到高;mrs spsr,r4;若任务运行模式不为 sys 则，spsr 需要保存，否则，依然压入 CPSR;r4 中为 CPSRstmfdsp!,r4;到此为止，的标准栈结构已经建立起来，所有需要的现场已被压到 sp_sys;后面的内容和OSCtxSw 的后半部分相同，依次为;OSPrioCur = OSPrioHighRdy;OSTCBCur-OSTC

20、BStkPtr=SP 保存 SP 到当前任务控制块;STCBHighRdy-OSTCBStkPtr;OSTCBCur=OSTCBHighRdy;弹出现场LDR LDR LDRBSTRBr4, addr_OSPrioCurr5, addr_OSPrioHighRdy r6, r5r6, r4; OSPrioCur = OSPrioHighRdy; Get current task TCB addressLDRLDRr4, addr_OSTCBCurr5, r4STR sp, r5; store sp in preempted taskss TCB;OSTCBCur-OSTCBStkPtr=SP

21、保存 SP 到当前任务控制块; Get highest priority task TCB addressLDR LDR LDR;Sr6, addr_OSTCBHighRdyr6, r6sp, r6; get new tasks stack poerTCBHighRdy-OSTCBStkPtr 更新 SP 为即将运行的任务STR r6, r4; set new current task TCB address; OSTCBCur = OSTCBHighRdyLDMFD;MSR LDMFD MSRLDMFDsp!, r4 SPSR_cxsf, r4 sp!, r4CPSR_cxsf, r4; Y

22、YY+; YYY+运行在 sys 模式下，无需 SPSR 的更新; YYY+; YYY+sp!, r0-r12, lr, pc ; YYY+;现场恢复完毕其来源于：OS_CPU_a.s小结：OSCtxSw 是一个较为复杂的函数，作为任务的中断终结者，他的是 IRQ 的堆栈，有用的现场数据在 IRQ 进入时便被压到 IRQ 栈的最低层，CSPR、SP、PC、LR 全部被换。因此，只能先回到SYS 的任务模式，而后由 IRQ 的栈中从底而上取出数据，按标准格式压入任务堆栈。其后的事情与OS_CTX_SW 相同。此外，如果在 OSExit()的判断中，没有新任务需要切换运行，OSCtxSw 便不会被

23、运行，其会层层返回正常的回到被中断的任务。OSCtxSw 对堆栈的处理方式使不可以实现 IRQ 嵌套，但是，OSCtxSw 是健壮的不论前面嵌套了多少的函数，堆栈被压入多少的内容，回到任务。都可以用OSCtxSw 直接的未实现的技术和对未来的想法：周立功的 ARM 书上有关于 ucOS 系统和用户代码分开编译加载的内容，它是将系统单独编译，将系统调用的函数地址组一张表格放到确定的地方，烧写到 flash 中；用户程序加载后，到这张表格中调用系统服务。我有一种更好的想法：ARM 有SWI 软中断的功能，完全可以将所有的系统调用加载在 SVC状态下的SWI 处理函数中。这样，系统烧写在 flash 中，其后加载用户任务，直接执行软中断即可。于 ucOS 移植成功后总结2004-4-7第三次移植的小结：前后移植了 3 次，其关键之处在于中断后对堆栈的处理以及 OSCtxSw 的编写，三