嵌入式操作系統(tǒng)UCOSII bc45編譯ucosII的過(guò)程

1、嵌入式操作系統(tǒng)UC/OSII bc45編譯ucos-II的過(guò)程嵌入式操作系統(tǒng)U/SIIb45編譯us-II的過(guò)程摘要：嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用和開(kāi)展是計(jì)算機(jī)技術(shù)自桌面系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)之后，IT產(chǎn)業(yè)和IT技術(shù)又一個(gè)新的重大進(jìn)展。而對(duì)于規(guī)模比論文聯(lián)盟較小的系統(tǒng)，U/SII那么以實(shí)時(shí)行強(qiáng)，內(nèi)核公開(kāi)，系統(tǒng)穩(wěn)定，易于學(xué)習(xí)和開(kāi)發(fā)等特點(diǎn)受到廣闊技術(shù)人員和嵌入式愛(ài)好者的青睞。本文以U/SII為例介紹嵌入式u/S-II實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)在嵌入式平臺(tái)上的移植程序及方法。關(guān)鍵詞：嵌入式；U/SII；實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)；開(kāi)發(fā)流程；移植/S-1引言在日常生活等各個(gè)領(lǐng)域.當(dāng)前流行的嵌入式操作系統(tǒng)有l(wèi)inux,ine,U/SII等等。我國(guó)正在成

2、為世界電子制造業(yè)的重要基地之一，對(duì)嵌入式系統(tǒng)技術(shù)及相關(guān)技術(shù)人才存在宏大需求。2u/S-II的移植程序?qū)?S-移植到不同的處理器上。所謂移植，就是使一個(gè)實(shí)時(shí)內(nèi)核能在某個(gè)微處理器或微控制器上運(yùn)行。要使/S-正常運(yùn)行，處理器必須滿足以下要求：1.處理器的編譯器能產(chǎn)生可重入代碼。用語(yǔ)言就可以翻開(kāi)和關(guān)閉中斷。處理器支持中斷，并且能產(chǎn)生定時(shí)中斷(通常在10至100Hz之間)。處理器支持可以包容一定量數(shù)據(jù)(可能是幾千字節(jié))的硬件堆棧。處理器有將堆棧指針和其它PU存放器讀出和存儲(chǔ)到堆?；騼?nèi)存中指令。像trla6805系列的處理器不能滿足上面的第4條和第5條要求，所以/S-不能在這類處理器上運(yùn)行。移植工作包括以

3、下幾個(gè)內(nèi)容：用#define設(shè)置一個(gè)常量的值(S_PU.H)聲明10個(gè)數(shù)據(jù)類型(S_PU.H)用#define聲明三個(gè)宏(S_PU.H)用語(yǔ)言編寫(xiě)六個(gè)簡(jiǎn)單的函數(shù)(S_PU_.)編寫(xiě)四個(gè)匯編語(yǔ)言函數(shù)(S_PU_A.AS)一旦代碼移植完畢，下一步工作就是測(cè)試。3US在51單片機(jī)的移植任務(wù)函數(shù)中帶有形參和部分變量時(shí)假設(shè)使用reentrant關(guān)鍵字會(huì)引起重入，從51.PDF129-131頁(yè)的內(nèi)容知：為了函數(shù)重入，形參和部分變量必須保存在堆棧里，由于51硬件堆棧太小，KEiL將根據(jù)內(nèi)存形式在相應(yīng)內(nèi)存空間仿真堆棧(生長(zhǎng)方向由上向下，與硬件棧相反)。對(duì)于大形式編譯，函數(shù)返回地址保存在硬件堆棧里，形參和部分變

4、量放在仿真堆棧中，棧指針為?_XBP，XBPSTAK=1時(shí)，起始值在startup.a51中初始化為FFFFH+1。為了支持重入，重新設(shè)計(jì)了堆棧構(gòu)造。增加了保存仿真堆棧指針?_XBP和堆棧內(nèi)容的數(shù)據(jù)構(gòu)造。相應(yīng)改變的文件有：S_PU_A.AS、S_PU_.、S_PU.H、YY.。建議使用統(tǒng)一的固定大小的堆?？臻g，盡管uSII原作者把不同任務(wù)使用不同空間看成是優(yōu)點(diǎn)，但為了在51上有效實(shí)現(xiàn)任務(wù)重入，還是不使用這個(gè)優(yōu)點(diǎn)。用戶堆?？臻g的大小是可以準(zhǔn)確計(jì)算出來(lái)的。用戶堆?？臻g=硬件堆棧空間+仿真堆?？臻g。硬件棧占用內(nèi)部RA，內(nèi)部RA執(zhí)行效率高，假如堆?？臻g過(guò)大，會(huì)影響KEIL編譯的程序性能。假如堆?？臻g小

5、，在中斷嵌套和程序調(diào)用時(shí)會(huì)造成系統(tǒng)崩潰。綜合考慮，可把硬件堆?？臻g大小定成了64字節(jié)，用戶根據(jù)實(shí)際情況可以自行設(shè)定。仿真堆棧大小取決于形參和部分變量的類型及數(shù)量，可以準(zhǔn)確算出。因?yàn)樗杏脩魲Ｊ褂靡粯涌臻g大小，所以取占用空間最大的任務(wù)函數(shù)的空間大小為仿真堆?？臻g大校這樣用戶堆?？臻g大小就唯一確定了。可將用戶堆?？臻g大小用宏定義在S_FG.H文件中，宏名為axStkSize。51的SP只有8位，無(wú)法在64K空間中自由挪動(dòng)，只好采用拷貝全部硬件堆棧內(nèi)容的笨方法。51本來(lái)就弱，這么一來(lái)缺點(diǎn)更明顯了。其實(shí)，引入S必然要付出代價(jià)，一般S要占用PU10%-20%的負(fù)荷才能，需權(quán)衡利弊決定。切換頻率決定了PU

6、的消耗，頻率越高消耗越大，大到一定程度就該換更強(qiáng)的PU了。我選了50Hz的切換頻率，不高也不低，用戶可以根據(jù)需要自行定奪。4/S-II在嵌入式開(kāi)發(fā)平臺(tái)上進(jìn)展移植的一般方法和技巧在選定了系統(tǒng)平臺(tái)和開(kāi)發(fā)工具之后，進(jìn)展/S-II的移植工作，一般需要遵循以下的幾個(gè)步驟：深化理解所采用的系統(tǒng)核心分析所采用的語(yǔ)言開(kāi)發(fā)工具的特點(diǎn)編寫(xiě)移植代碼進(jìn)展移植的測(cè)試針對(duì)工程的開(kāi)發(fā)平臺(tái)，封裝效勞函數(shù)類似80 x86版本的P.和P.H系統(tǒng)核心無(wú)論工程所采用的系統(tǒng)核心是U、DSP、PU，進(jìn)展/S-II的移植時(shí)，所需要關(guān)注的細(xì)節(jié)都是相近的。首先，是芯片的中斷處理機(jī)制，如何開(kāi)啟、屏蔽中斷，可否保存前一次中斷狀態(tài)等。還有，芯片是否

7、有軟中斷或是陷阱指令，又是如何觸發(fā)的。此外，還需關(guān)注系統(tǒng)對(duì)于存儲(chǔ)器的使用機(jī)制，諸如內(nèi)存的地址空間，堆棧的增長(zhǎng)方向，有無(wú)批量壓棧的指令等。植代碼在深化理解了系統(tǒng)核心與開(kāi)發(fā)工具的根底上，真正編寫(xiě)移植代碼的工作就相比照擬簡(jiǎn)單了。/S-II自身的代碼絕大部分都是用ANSI編寫(xiě)的，而且代碼的層次構(gòu)造非常干凈，與平臺(tái)相關(guān)的移植代碼僅僅存在于S_PU_A.AS、S_PU_.以及S_PU.H這三個(gè)文件當(dāng)中。在移植的時(shí)候，結(jié)合前面兩個(gè)步驟中已經(jīng)掌握的信息，根本上按照?嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)/S-II?一書(shū)的相關(guān)章節(jié)的指導(dǎo)來(lái)做就可以了。但是，由于系統(tǒng)核心、開(kāi)發(fā)工具的千差萬(wàn)別，在實(shí)際工程中，一般都會(huì)有一些處理方法上的不

8、同，需要特別注意。以6711的移植為例：中斷的開(kāi)啟和屏蔽的兩個(gè)宏定義為：#defineS_ENTER_RITIAL()Disable_int()#defineS_EXIT_RITIAL()Enable_int()Disable_int和Enable_int是用匯編語(yǔ)言編寫(xiě)的兩個(gè)函數(shù)。在這里使用了控制狀態(tài)存放器(SR)的一個(gè)特性SR中除了控制全局中斷的GIE位之外，還有一個(gè)PGIE位，可用于保存之前的GIE狀態(tài)。因此在Disable_int中先將GIE的值寫(xiě)入PGIE，然后再將GIE寫(xiě)0，屏蔽中斷。而在Enable_int中那么從PGIE讀出值，寫(xiě)入GIE，從而回復(fù)到之前的中斷設(shè)置。這樣，就可以

9、防止使用這兩個(gè)宏而意外改變了系統(tǒng)的中斷狀態(tài)此外，也沒(méi)有使用堆?；虿糠肿兞?，比原作者推薦的方法要好。任務(wù)的切換：前文說(shuō)過(guò)，6711中沒(méi)有軟中斷機(jī)制，所以任務(wù)的切換需要用匯編語(yǔ)言自行編寫(xiě)一個(gè)函數(shù)_StxS來(lái)實(shí)現(xiàn)，并且#defineS_TASK_S()StxS()在6711中需要入棧保護(hù)的存放器包括A0-A15、B0-B15、SR、IER、IRP和AR，這些再加受騙前的程序地址構(gòu)成一個(gè)存儲(chǔ)幀，需要入棧保存。論文聯(lián)盟_StxS函數(shù)中，需要像發(fā)生了一次中斷那樣，將上述存儲(chǔ)幀入棧，然后獲取被激活任務(wù)的TB指針，將其存儲(chǔ)幀的內(nèi)容彈出，從而完成任務(wù)切換。需要特別注意的是，在這里S_TASK_S是作為函數(shù)調(diào)用的

10、，所以如前文所述，調(diào)用時(shí)的當(dāng)前程序地址是保存在B3存放器中的，這也就是任務(wù)重新激活時(shí)的返回地址。中斷的編寫(xiě)：如前文所述，假如用interrupt關(guān)鍵字聲明函數(shù)，S在編譯時(shí)，會(huì)自動(dòng)將該函數(shù)中使用到的存放器入棧、出棧保護(hù)。但是，這會(huì)導(dǎo)致各種中斷發(fā)生時(shí)，出入棧的內(nèi)容各不一樣。這對(duì)于/S-II是會(huì)引起嚴(yán)重錯(cuò)誤的。因?yàn)?S-II要求中斷發(fā)生時(shí)的入棧操作使用和發(fā)生任務(wù)切換時(shí)完全一樣的存儲(chǔ)幀構(gòu)造。因此，在移植時(shí)、基于/S-II進(jìn)展開(kāi)發(fā)時(shí)，都不應(yīng)當(dāng)使用interrupt關(guān)鍵字，而應(yīng)用如下構(gòu)造編寫(xiě)中斷函數(shù)：vidSTikISR(vid)SIntEnter();STBur-STBStkPtrSTieTik();S

11、IntExit();DSP_6x_Save和DSP_6x_Resue是兩個(gè)效勞函數(shù)，分別完成中斷的出、入棧操作。它們與S_TASK_S函數(shù)的區(qū)別在于：中斷發(fā)生時(shí)的當(dāng)前程序地址是自動(dòng)保存在IRP存放器的，應(yīng)將其作為任務(wù)返回地址，而不再是B3。此外DSP_6x_Resue是一個(gè)永遠(yuǎn)不會(huì)返回的函數(shù)，在將所有內(nèi)容出棧后，它就直接跳轉(zhuǎn)回到中斷發(fā)生前的程序地址處，繼續(xù)執(zhí)行。進(jìn)展移植的測(cè)試在編寫(xiě)完了所有的移植代碼之后，就可以編寫(xiě)幾個(gè)簡(jiǎn)單的任務(wù)程序進(jìn)展測(cè)試了，大體上可以分三個(gè)步驟來(lái)進(jìn)展，相關(guān)資料比擬詳盡，這里就不多作贅述了。封裝效勞函數(shù)最后這個(gè)步驟，往往是容易被無(wú)視的，但對(duì)于保持工程代碼的簡(jiǎn)潔、易維護(hù)有很重要的意義。/S-II的原作者強(qiáng)烈建議將源代碼分途徑進(jìn)展存儲(chǔ)，5.結(jié)論/S-II具有免費(fèi)、簡(jiǎn)單、可靠性高、實(shí)時(shí)性好等優(yōu)點(diǎn)，但也有缺乏便利開(kāi)發(fā)環(huán)境等缺點(diǎn)，尤其不像商用嵌入式系統(tǒng)那樣得到廣泛使用和持續(xù)的研究更新。但開(kāi)放性又使得開(kāi)發(fā)人員可以自行裁減和添加所需的功能，在許多應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)揮著獨(dú)特的作用。當(dāng)然