uCOSII嵌入式操作系统介绍与移植.ppt

课 件 uCOS-II嵌入式操作系统介绍与移植 目录 1、uC/OS-II简介 2、uC/OS-II的移植 3、OS_CPU.H的移植 4、OS_CPU.c的移植 5、OS_CPU_A.S的移植 6、多任务应用程序的编写 uC/OS-II简介 1、uC/OS-II是一个简单、高效的嵌入式实时操作系统内核 2、支持 x86、ARM、PowerPC、MIPS 等众多体系结构 3、可从网站上获得全部源码及其在各种体系结构平台上的移植范例。 uC/OS-II特点 1、uC/OS-II内核具有可抢占的实时多任务调度功能 2、提供了许多系统服务，如信号量、消息队列、邮箱、内存管理、时间函数等 3、这些功能可以根据不同的需求进行裁减。 uC/OS-II的移植 1、汇编语言、C语言代码需要移植 2、移植工作集中在多任务切换的实现上 3、在ARM处理器上的移植，需要完成的工作包括：修改三个和体系结构相关的文件，代码量大约是500行。这三个文件是OS_CPU_C.c、OS_CPU_C.H以及OS_CPU_A.S OS_CPU.H的移植 1、数据类型定义 2、ARM处理器相关宏定义 3、堆栈增长方向 数据类型定义 1、INT8U - unsigned char 2、INT8S - signed char 3、INT16U - unsigned short 4、INT16S - signed short 5、INT32U - unsigned int 6、INT32S - signed int ARM处理器相关宏定义 1、退出临界区 #define OS_ENTER_CRITICAL() ARMDisableInt() 2、进入临界区 #define OS_EXIT_CRITICAL() ARMEnableInt() 堆栈增长方向 1、堆栈由高地址向低地址增长，这个也是和编译器有关的，当进行函数调用时，入口参数和返回地址一般都会保存在当前任务的堆栈中，编译器的编译选项和由此生成的堆栈指令就会决定堆栈的增长方向。 #define OS_STK_GROWTH 1 OS_CPU.c的移植 1、任务堆栈初始化 2、系统hook函数 3、中断级任务切换函数 任务堆栈初始化OSTaskStkInit 1、由OSTaskCreate或OSTaskCreateExt调用 2、用来初始化任务的堆栈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。 3、在ARM体系结构下，任务堆栈空间由高至低依次将保存着pc、lr、r12、r11、r10、… r1、r0、CPSR、SPSR 4、堆栈初始化结束后，OSTaskStkInit返回新的栈顶指针，OSTaskCreate或 OSTaskCreateExt将指针保存在任务的OS_TCB中。 系统hook函数 1、任务创建钩子OSSTaskCreateHook 2、任务删除钩子OSTaskDelHook 3、任务切换钩子OSTaskSwHook 4、任务统计钩子OSTaskStatHook 5、时钟节拍处理钩子OSTimeTickHook 中断级任务切换函数OSIntCtxSw 1、该函数由OSIntExit()和OSExIntExit()调用 2、在时钟中断ISR（中断服务例程）中发现有高优先级任务等待的时钟信号到来，则需要在中断退出后并不返回被中断任务，而是直接调度就绪的高优先级任务执行。 3、该函数通过设置一个全局变量need_to_swap_context标志以表示在中断服务程序中进行任务切换，然后在OSTickISR()中判断该变量以进行正确的动作。 OS_CPU_A.S的移植 1、时钟节拍中断服务函数 2、退出临界区和进入临界区函数 3、任务级上下文切换函数 4、OSStartHighRd 时钟节拍中断服务函数OSTickISR 1、时钟节拍是特定的周期性中断 2、时钟节拍率越快，系统的额外开销就越大。越慢则系统响应速度越慢 3、本系统使用定时器0作为时钟节拍源，产生间隔10mS的时钟节拍 4、OSTickISR()就是时钟节拍中断服务函数，也就是定时器0的中断处理函数 OSTickISR函数 1、首先在被中断任务堆栈中保存CPU寄存器的值，然后调用OSIntEnter() 2、调用OSTimeTick()，检查所有处于延时等待状态的任务，判断是否有延时结束就绪的任务。 3、最后调用OSIntExit()，如果在中断中（或其他嵌套的中断）有更高优先级的任务就绪，并且当前中断为中断嵌套的最后一层。OSIntExit()将进行任务调度。如果当前中断不是中断嵌套的最后一层，或中断中没有改变任务的就绪状