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μC/OS-II在80x86上的移植

作者: 时间:2016-10-08 来源:网络 收藏

#defineUBYTEINT8U/*在uC/OS-II中并没有实际的用处 */

#defineWORDINT16S

#defineUWORDINT16U

#defineLONGINT32S

#defineULONGINT32U

/*

*************************************************************************

******

*INTEL80x86(实模式, 大模式编译)

*

*方法 #1: 用简单指令开关中断。

* 注意,用方法1关闭中断,从调用函数返回后中断会重新打开!

* 注意将文件OS_CPU_A.ASM中与OSIntCtxSw()相关的常量从10改到8。

*

* 方法 #2: 关中断前保存中断被关闭的状态.

* 注意将文件OS_CPU_A.ASM中与OSIntCtxSw()相关的常量从8改到10。

*

*

*

*************************************************************************

******

*/

#defineOS_CRITICAL_METHOD2

#ifOS_CRITICAL_METHOD==1

#defineOS_ENTER_CRITICAL()asmCLI/* 关闭中断*/

#defineOS_EXIT_CRITICAL()asmSTI/* 打开中断*/

#endif

#ifOS_CRITICAL_METHOD==2

#defineOS_ENTER_CRITICAL()asm{PUSHF;CLI}/* 关闭中断 */

#defineOS_EXIT_CRITICAL()asmPOPF/* 打开中断 */

#endif

/*

*************************************************************************

******

*INTEL80x86(实模式, 大模式编译)

*************************************************************************

******

*/

#defineOS_STK_GROWTH1/* 堆栈由高地址向低地址增长 (3)*/

#defineuCOS0x80/* 中断向量0x80用于任务切换 (4)*/

#defineOS_TASK_SW()asmINTuCOS(5)

/*

*************************************************************************

******

* 全局变量

*************************************************************************

******

*/

OS_CPU_EXTINT8UOSTickDOSCtr;/* 为调用DOS时钟中断而定义的计数器*/

(6)*/

9.03.01 数据类型

由于不同的处理器有不同的字长,μC/OS-II的移植需要重新定义一系列的数据结构。使用

BorlandC/C++编译器,整数(int)类型数据为16位,长整形(long)为32位。为了读者方便起见,尽管μC/OS-II中没有用到浮点类型的数,在源代码中笔者还是提供了浮点类型的定义。

由于在80x86实模式中堆栈都是按字进行操作的,没有字节操作,所以BorlandC/C++编译器中堆栈数据类型OS_STK声明为16位。所有的堆栈都必须用OS_STK声明。

9.03.02 代码临界区

与其他实时系统一样,μC/OS-II在进入系统临界代码区之前要关闭中断,等到退出临界区后再打开。从而保护核心数据不被多任务环境下的其他任务或中断破坏。BorlandC/C++支持嵌入汇编语句,所以加入关闭/打开中断的语句是很方便的。μC/OS-II定义了两个宏用来关闭/打开中断:OS_ENTER_CRITICAL()和OS_EXIT_CRITICAL()。此处,笔者为用户提供两种开关中断的方法,如下所述的方法1和方法2。作为一种测试,本书采用了方法1。当然,您可以自由决定采用那种方法。

方法1

第一种方法,也是最简单的方法,是直接将OS_ENTER_CRITICAL()和OS_EXIT_CRITICAL()定义为处理器的关闭(CLI)和打开(STI)中断指令。但这种方法有一个隐患,如果在关闭中断后调用μC/OS-II函数,当函数返回后,中断将被打开!严格意义上的关闭中断应该是执行OS_ENTER_CRITICAL()后中断始终是关闭的, 方法1显然不满足要求。 但方法1的最大优点是简单,执行速度快(只有一条指令),在此类操作频繁的时候更为突出。如果在任务中并不在意调用函数返回后是否被中断,推荐用户采用方法1。此时需要将OSIntCtxSw()中的常量由10改到8(见文件OS_CPU_A.ASM)。

方法2

执行OS_ENTER_CRITICAL()的第二种方法是先将中断关闭的状态保存到堆栈中,然后关闭中断。与之对应的OS_EXIT_CRITICAL()的操作是从堆栈中恢复中断状态。采用此方法,不管用户是在中断关闭还是允许的情况下调用μC/OS-Ⅱ中的函数,在调用过程中都不会改变中断状态。

如果用户在中断关闭的情况下调用μC/OS-Ⅱ函数,其实是延长了中断响应时间。虽然OS_ENTER_CRITICAL()和OS_EXIT_CRITICAL()可以保护代码的临界段。但如此用法要小心,特别

是在调用OSTimeDly()一类函数之前关闭了中断。 此时任务将处于延时挂起状态, 等待时钟中断,但此时时钟中断是禁止的!则系统可能会崩溃。很明显,所有的PEND调用都会涉及到这个问题,必须十分小心。所以建议用户调用μC/OS-Ⅱ的系统函数之前打开中断。

9.03.03 堆栈增长方向

80x86处理器的堆栈是由高地址向低地址方向增长的, 所以常量OS_STK_GROWTH必须设置为1

[程序清单L9.2(3)]。

9.03.04 OS_TASK_SW()

在 μC/OS-II中,就绪任务的堆栈初始化应该模拟一次中断发生后的样子,堆栈中应该按进

栈次序设置好各个寄存器的内容。OS_TASK_SW()函数模拟一次中断过程,在中断返回的时候进

行任务切换。80x86提供了256个软中断源可供选用,中断服务程序(ISR)(也称为例外处理过

程)的入口点必须指向汇编函数OSCtxSw()(请参看文件OS_CPU_A.ASM)。

由于笔者是在PC机上测试代码的,本章的代码用到了中断号128(0x80),因为此中断号是提供给用户使用的[程序清单L9.2(4)](PC和操作系统会占用一部分中断资源—译者注),类似的用户可用中断号还有0x4B到0x5B,0x5D到0x66,或者0x68到0x6F。如果用户用的不是PC,而是其他嵌入式系统,如80186处理器,用户可能有更多的中断资源可供选用。

9.03.05 时钟节拍的发生频率

实时系统中时钟节拍的发生频率应该设置为10到100Hz。通常(但不是必须的)为了方便计算设为整数。不幸的是,在PC中,系统缺省的时钟节拍频率是18.20648Hz,这对于我们的计算和设置都不方便。本章中,笔者将更改PC的时钟节拍频率到200Hz(间隔5ms)。一方面200Hz近似18.20648Hz的11倍,可以经过11次延时再调用DOS中断;另一方面,在DOS中,有些操作要求时钟间隔为54.93ms,我们设定的间隔5ms也可以满足要求。如果您的PC机处理器是80386,时钟节拍最快也只能到200Hz,而如果是PentiumII处理器,则达到200Hz以上没有问题。



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