一种提高uc/os-ii操作系统安全性与稳定性的方法

3．2．2 修改任务创建函数

在任务创建函数的参数中加入mode参数，形式如下：

对OSTaskCreateExt()函数做的修改同上。

3．2．3 修改堆栈初始函数

在堆栈初始化时，把mode值存储在MSP底部，以便任务第一次运行时进入相应的运行状态(特权级还是用户级，使用MSP还是PSP)。系统任务的mode是OS_Mode_PRIVILEGE | OS_Mode_MSP，任务创建时PSP为0；而用户任务为OS_Mode_USER | OS_Mode_PSP。

堆栈初始函数的参数中加入mode参数，形式如下：

OS_TCBInit()函数把堆栈初始化得到的堆栈指针存入OS_TCB中。

3．3 修改OS_CPU_A．ASM文件中的函数

在OS_CPU_A．ASM文件中，只需修改函数PendSV_Handler(PendSV服务例程)，任务切换是由它来完成的。
PendSV服务例程的流程如图2所示。

3．4 系统函数的使用

系统函数都是在“特权级+MSP”状态下执行的，因此，在用户任务调用系统函数前，应先切换到“特权级+MSP”状态，系统函数执行完毕后再切换到“用户级+PSP”状态。具体代码如下。

在特权级下通过置位CONTRO[0]来进入用户级，而用户级下是不能直接修改CONTROL[0]回到特权级的，必须通过一个异常，在异常例程中修改CONTROL[0]，才能在返回到线程模式后拿到特权级。通常的方法是使用软中断SVC。

因此，从“用户级+PSP”状态下切换到“特权级+MSP”状态的实现方法是：在用户级下执行SVC指令，在SVC异常服务函数中清零CONTROL[0]位，再返回到线程模式下清零CONTROL[1]位切换到MSP；而从“特权级+MSP”状态下切换到“用户级+PSP”状态下，只需置位CONTROL[0]与CONTROL[1]。

4 系统测试

在基于第二代Correx-M3内核的LPC1786处理器的语音识别系统上，对修改后的操作系统进行测试。具体测试过程为：首先创建3个信号量0、1、2(计数器初始值都为0)；ADC按10 kHz的频率对语音信号采样，采样200点(也就是一帧数据)后发送信号量0(发生中断级切换)；任务0(优先级0)请求信号量0，并对语音信号预处理并检测语音信号的起始端与结束端；当任务0检测到起始端后，每处理完一帧数据都发送信号量1(产生任务级切换)，直到检测到结束端，任务1(优先级1)请求道信号量1后对真正的语言信号进行特征提取；当任务0检测到语音信号结束端时发送信号量2，任务2(优先级2)获得信号量2后利用DWT算法对语音信号进行识别并显示到LCD屏上。
测试结果表明，改进后的系统抗干扰能力、稳定性和安全性均大大增强，并且系统连续稳定地运行很长时间，没有出现任何问题，可见系统移植成功。

结语

改进后的系统，内存的使用没有增加，只是增加了很小的系统开销；但配合MPU使用，使系统的安全性和稳定性得到了很大的提高。该方法可广泛应用于对系统安全性与稳定性要求比较高的场合。