2 μC/OS-Ⅱ的移植
2.1 嵌入式操作系统μC/OS-Ⅱ的可移植性
嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ绝大部分源代码是用移植性很强的ANSI C写成的,与微处理器硬件相关的部分是用汇编语言写成的。与微处理器硬件相关的汇编语言已经压缩到最低限度,因此μC/OS-Ⅱ可以移植到目前主流的所有微处理器上。
2.2 选择移植所用的编译环境
移植μC/OS-Ⅱ到MSP430F149上需要一个标准的C交叉编译器,当然该编译器是针对微处理器MSP430F149的,即编译器能够将标准的C代码编译成MSP430F149能够执行的机器码。同时,μC/OS-Ⅱ是完全可剥夺型内核,只能通过C编译器来产生可重入型代码。C编译器还应该支持汇编语言,这是因为一些对CPU寄存器的操作只能通过汇编语言来实现。在微处理器MSP430F149的开发工具中,IAR Embedded Workbench for MSP430能够完全符合这些移植要求,该集成编译环境还具有软件仿真等功能,故选用它作为移植用的编译器。
2.3 μC/OS-Ⅱ移植到MSP430F149上的步骤
从μC/OS-Ⅱ的软硬件体系结构可以看到,与处理器相关的代码主要是OS_CPU.H、OS_CPU_A.ASM和OS_CPU_C.C这三个文件,移植的过程也就是对这三个文件的编写。
OS_CPU.H包括了用#define语句定义的、与处理器相关的常数、宏及类型。其中,重点是实现临界段代码保护函数OS_ENTER_CRITICAL()和OS_EXIT_CRITICAL(),函数OS_ENTER_CRITICAL()实现的是关中断,函数OS_EXIT_CRITICAL()实现的是开中断。和所有的实时内核一样,μC/OS-Ⅱ 需要先关中断再处理临界段代码,并在处理完毕后重新开中断,这就使得μC/OS-Ⅱ 能够保护临界段代码免受多任务或中断服务子程序的破坏。
OS_CPU_A.ASM文件中需要编写4个简单的汇编语言函数:
函数OSStartHighRdy()是使就绪态任务中优先级最高的任务开始运行,基于MSP430F149的代码实现如下:
OSStartHighRdy
call #OSTaskSwHook
mov.b#1, &OSRunning ; 内核运行
mov.wSP, &OSISRStkPtr ; 保存中断堆栈
mov.w&OSTCBHighRdy, R13 ; 载入优先级最高任务堆栈
mov.w@R13, SP
POPALL ; 恢复所有寄存器
reti; 中断返回
函数OSCtxSw()是在一般运行情况下实现任务的切换,即,让优先级最高的任务获得CPU控制权,实现代码如下:
OSCtxSw
push sr; 保存中断SR指针
PUSHALL ; 保存所有寄存器
mov.w &OSTCBCur, R13
mov.w SP, 0(R13)
call #OSTaskSwHook
mov.b &OSPrioHighRdy, R13
mov.b R13, &OSPrioCur
mov.w &OSTCBHighRdy, R13
mov.w R13, &OSTCBCur
mov.w @R13, SP
POPALL
reti; 中断返回
函数OSIntCtxSw()是实现在中断服务子程序中任务切换的功能,具体代码如下:
OSIntCtxSw
call #OSTaskSwHook
mov.b &OSPrioHighRdy, R13
mov.b R13, &OSPrioCur
mov.w &OSTCBHighRdy, R13
mov.w R13, &OSTCBCur
mov.w @R13, SP
POPALL ;恢复所有寄存器
reti
函数OSTickISR()是系统时钟节拍中断服务程序,其执行频率在10~100Hz,主要功能是检查是否有由于延时而被挂起的任务成为就绪任务, 如果有就调用OSIntCtxSw()进行任务切换, 从而运行高优先级的任务。
OS_CPU_C.C文件中,需要写10个C语言函数,唯一需要的是编写堆栈初始化函数OSTaskStkInit(),其他的9个函数只要声明,并不一定要包含任何代码。由于MSP430F149的堆栈是从上往下递减的,故堆栈初始化函数OSTaskStkInit()实现代码为:
OS_STK *OSTaskStkInit (void (*task)(void *pd), void *pdata, OS_STK *ptos, INT16U opt)
{INT16U *top;
opt= opt; /*避免编译器的警告*/
top= (INT16U *)ptos;
top--;
*top = (INT16U)task;
top--;
*top = (INT16U)task;/*中断返回向量*/
top--;
*top = (INT16U)0x0008; /* 状态寄存器*/
top--;
......
*top = (INT16U)pdata;
top--;
......
return ((OS_STK *)top); /*返回栈顶指针给调用该函数的函数*/
}
至此,μC/OS-Ⅱ在MSP430F149上的移植就已经完成,可以建立多任务应用程序来测试嵌入式操作系统μC/OS-Ⅱ了。
2 μC/OS-Ⅱ的移植
2.1 嵌入式操作系统μC/OS-Ⅱ的可移植性
嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ绝大部分源代码是用移植性很强的ANSI C写成的,与微处理器硬件相关的部分是用汇编语言写成的。与微处理器硬件相关的汇编语言已经压缩到最低限度,因此μC/OS-Ⅱ可以移植到目前主流的所有微处理器上。
2.2 选择移植所用的编译环境
移植μC/OS-Ⅱ到MSP430F149上需要一个标准的C交叉编译器,当然该编译器是针对微处理器MSP430F149的,即编译器能够将标准的C代码编译成MSP430F149能够执行的机器码。同时,μC/OS-Ⅱ是完全可剥夺型内核,只能通过C编译器来产生可重入型代码。C编译器还应该支持汇编语言,这是因为一些对CPU寄存器的操作只能通过汇编语言来实现。在微处理器MSP430F149的开发工具中,IAR Embedded Workbench for MSP430能够完全符合这些移植要求,该集成编译环境还具有软件仿真等功能,故选用它作为移植用的编译器。
2.3 μC/OS-Ⅱ移植到MSP430F149上的步骤
从μC/OS-Ⅱ的软硬件体系结构可以看到,与处理器相关的代码主要是OS_CPU.H、OS_CPU_A.ASM和OS_CPU_C.C这三个文件,移植的过程也就是对这三个文件的编写。
OS_CPU.H包括了用#define语句定义的、与处理器相关的常数、宏及类型。其中,重点是实现临界段代码保护函数OS_ENTER_CRITICAL()和OS_EXIT_CRITICAL(),函数OS_ENTER_CRITICAL()实现的是关中断,函数OS_EXIT_CRITICAL()实现的是开中断。和所有的实时内核一样,μC/OS-Ⅱ 需要先关中断再处理临界段代码,并在处理完毕后重新开中断,这就使得μC/OS-Ⅱ 能够保护临界段代码免受多任务或中断服务子程序的破坏。
OS_CPU_A.ASM文件中需要编写4个简单的汇编语言函数:
函数OSStartHighRdy()是使就绪态任务中优先级最高的任务开始运行,基于MSP430F149的代码实现如下:
OSStartHighRdy
call #OSTaskSwHook
mov.b#1, &OSRunning ; 内核运行
mov.wSP, &OSISRStkPtr ; 保存中断堆栈
mov.w&OSTCBHighRdy, R13 ; 载入优先级最高任务堆栈
mov.w@R13, SP
POPALL ; 恢复所有寄存器
reti; 中断返回
函数OSCtxSw()是在一般运行情况下实现任务的切换,即,让优先级最高的任务获得CPU控制权,实现代码如下:
OSCtxSw
push sr; 保存中断SR指针
PUSHALL ; 保存所有寄存器
mov.w &OSTCBCur, R13
mov.w SP, 0(R13)
call #OSTaskSwHook
mov.b &OSPrioHighRdy, R13
mov.b R13, &OSPrioCur
mov.w &OSTCBHighRdy, R13
mov.w R13, &OSTCBCur
mov.w @R13, SP
POPALL
reti; 中断返回
函数OSIntCtxSw()是实现在中断服务子程序中任务切换的功能,具体代码如下:
OSIntCtxSw
call #OSTaskSwHook
mov.b &OSPrioHighRdy, R13
mov.b R13, &OSPrioCur
mov.w &OSTCBHighRdy, R13
mov.w R13, &OSTCBCur
mov.w @R13, SP
POPALL ;恢复所有寄存器
reti
函数OSTickISR()是系统时钟节拍中断服务程序,其执行频率在10~100Hz,主要功能是检查是否有由于延时而被挂起的任务成为就绪任务, 如果有就调用OSIntCtxSw()进行任务切换, 从而运行高优先级的任务。
OS_CPU_C.C文件中,需要写10个C语言函数,唯一需要的是编写堆栈初始化函数OSTaskStkInit(),其他的9个函数只要声明,并不一定要包含任何代码。由于MSP430F149的堆栈是从上往下递减的,故堆栈初始化函数OSTaskStkInit()实现代码为:
OS_STK *OSTaskStkInit (void (*task)(void *pd), void *pdata, OS_STK *ptos, INT16U opt)
{INT16U *top;
opt= opt; /*避免编译器的警告*/
top= (INT16U *)ptos;
top--;
*top = (INT16U)task;
top--;
*top = (INT16U)task;/*中断返回向量*/
top--;
*top = (INT16U)0x0008; /* 状态寄存器*/
top--;
......
*top = (INT16U)pdata;
top--;
......
return ((OS_STK *)top); /*返回栈顶指针给调用该函数的函数*/
}
至此,μC/OS-Ⅱ在MSP430F149上的移植就已经完成,可以建立多任务应用程序来测试嵌入式操作系统μC/OS-Ⅱ了。
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