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STM32 UCOS移植.pdf

发布时间：2022-04-02 发布人：admin 分类：互联网 资料大小：0.13M 资料格式：pdf 举报 版权申诉
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    µC/OS‐II 在 STM32 上移植学习  主要学习 micrium 应用笔记 AN‐1018    需要移植的文件：  OS_CPU.H  OS_CPU_C.C  OS_CPU_A.ASM  //OS_DBG.C    1.OS_CPU.H  访问临界代码方法 OS_CRITICAL_MENTHOD#3  笔记中的移植用了 OS_CRITICAL_MENTHOD#3 来访问临界代码。  *******************************************************************************  #define    OS_CRITICAL_METHOD      3    #if OS_CRITICAL_METHOD == 3  #define    OS_ENTER_CRITICAL()    {cpu_sr = OS_CPU_SR_Save();}  #define    OS_EXIT_CRITICAL()      {OS_CPU_SR_Restore(cpu_sr);}  #endif  *******************************************************************************  以上是相关的程序片段。如果应用程序中用了这两个宏，那么要定义一个局部变量并初始化 为 0，如 OS_CPU_SR cpu_sr = 0;  那 OS_CPU_SR_Save()和 OS_CPU_SR_Restore()具体做了什么呢？  *******************************************************************************  OS_CPU_SR_Save          MRS          R0, PRIMASK                                                                                  ; Set prio int mask  to mask all (except faults)          CPSID      I          BX            LR    OS_CPU_SR_Restore          MSR          PRIMASK, R0          BX            LR  *******************************************************************************  以上是 OS_CPU_SR_Save()和 OS_CPU_SR_Restore()程序片段。  Cortex‐M3 中断屏蔽寄存器组：PRIMASK, FAULTMASK, BSAEPRI  PRIMASK 中的 bit0 置位后将屏蔽所有可配置优先级的中断。  MRS          R0, PRIMASK  ;保存了 PRIMASK 的值  CPSID      I  OS_CPU.H 中其它的都比较简单。    2.OS_CPU_C.C  OSTaskStkInit ()  Cortex-M3 中的 µC/OS‐II 的任务栈结构：  ;关中断(可配置优先级的中断)。     
      在 OS_CPU.H 中定义任务栈压栈方向是递减的：  #define    OS_STK_GROWTH    1        /* Stack grows from HIGH to LOW memory on ARM */  异常发生的时候，硬件会依次压栈 xPSR,PC,LR,r12,r3,r4,r1,r0 等 8 个寄存器。所以堆栈的高处 是 xPSR,PC,LR,R12,R3,R2,R1,R0。R4‐R11 由程序来压栈、弹栈。OSTaskStkInit 只要注意堆栈的 顺序就可以了。  OS_STK *OSTaskStkInit (void (*task)(void *p_arg), void *p_arg, OS_STK *ptos, INT16U opt)  {      OS_STK *stk;        (void)opt;        stk = ptos;                                                                  /*'opt' is not used, prevent warning  /*Load stack pointer    */  */                                  *(stk)=(INT32U)0x01000000L;        *(‐‐stk)=(INT32U)task;       *(‐‐stk) = (INT32U)0xFFFFFFFEL;       *(‐‐stk)=(INT32U)0x12121212L;       *(‐‐stk)=(INT32U)0x03030303L;        *(‐‐stk)=(INT32U)0x02020202L;        *(‐‐stk)=(INT32U)0x01010101L;                             /* Registers stacked as if auto‐saved on exception*/  */  /*xPSR    /* Entry Point    */  /*R14 (LR) (init value will cause fault if ever used) */  */  /*R12    */  /*R3    /*R2   */  */  /*R1                                                                  
            */                                                                                                                            /* R0 : argumen  /* Remaining registers saved on process stack    */  /*R11  */  */  /*R10  */  /*R9   /*R8   */  */  /*R7   */  /*R6   /*R5   */  /*R4   */      *(‐‐stk)=(INT32U)p_arg;                                                              *(‐‐stk)=(INT32U)0x11111111L;       *(‐‐stk)=(INT32U)0x10101010L;       *(‐‐stk)=(INT32U)0x09090909L;       *(‐‐stk)=(INT32U)0x08080808L;       *(‐‐stk)=(INT32U)0x07070707L;       *(‐‐stk)=(INT32U)0x06060606L;       *(‐‐stk)=(INT32U)0x05050505L;       *(‐‐stk)=(INT32U)0x04040404L;         return (stk);  }  OS_CPU_C.中另外两个比较重要的函数就是 OS_CPU_SysTickInit()和 OS_CPU_SysTickHandler()。 OS_CPU_SysTickInit()初始化了 SysTick，OS_CPU_SysTickHandler()则是 SysTick 的中断服务函数。  OS_CPU_C.C 中的其它函数都是些 HOOK。    3.OS_CPU_A.ASM                  ○1 OS_CPU_SR_Save()和 OS_CPU_SR_Restore()。  ○2 OSStartHighRdy()  OSStartHighRdy          LDR          R0, =NVIC_SYSPRI14          ;(1) Set the PendSV exception priority          LDR          R1, =NVIC_PENDSV_PRI          STRB        R1, [R0]            MOVS        R0, #0                                ; (2)Set the PSP to 0 for initial context switch call          MSR          PSP, R0            LDR          R0, =OSRunning                  ; (3)OSRunning = TRUE          MOVS        R1, #1          STRB        R1, [R0]            LDR          R0, =NVIC_INT_CTRL        ; (4)Trigger the PendSV exception (causes context switch)          LDR          R1, =NVIC_PENDSVSET          STR          R1, [R0]    CPSIE      I                                            ;(5) Enable interrupts at processor level  在执行到 OSStartHighRdy()时，多任务执行的环境已经有了。OSStartHighRdy()就是触发 PendSV 中断，以使当前优先级最高的就绪状态的任务开始执行。  (1)设置 PendSV 的优先级，其中          NVIC_SYSPRI14  0xE000ED22    EQU     
    EQU         0xFF          NVIC_PENDSV_PRI            Cortex‐M3 中有一组 System Handler Priority Registers 用来给 memory manage, bus fault,  usage fault, debugmonitor,SVC, SysTick,PendSV 设置优先级。PendSV 的中断优先级寄存器位于 0xE000ED22，共 8 位。  (2)设置堆栈指针 PSP 为空,因为此时还没有任务在执行，所以没有被压栈的任务，故堆栈指 针为空。  (3)置位 OSRunning。  (4)触发 PendSV 中断，其中        NVIC_INT_CTRL      EQU         NVIC_PENDSVSET     EQU         NVIC_INT_CTRL 是 NVIC 中的 Interrupt Control State Register,置位这个寄存器的第 28 位将 触发 PendSV 中断。  (5)打开中断。CPSIE 是复位 PRIMASK 的 Bit0。    0xE000ED04  0x10000000  ○3 OSCtxSw 和 OSIntCtxSw  OSCtxSw 和 OSIntCtxSw 都只是触发下 PendSV。    ○4 OS_CPU_PendSVHandler  OS_CPU_PendSVHandler          CPSID      I                                        ; (1)Prevent interruption during context switch  MRS          R0, PSP                            ; PSP is process stack pointer  ; Skip register save the first time          CBZ          R0, OS_CPU_PendSVHandler_nosave                                                    SUBS        R0, R0, #0x20                  ; (2)Save remaining regs r4‐11 on process stack          STM          R0, {R4‐R11}            LDR          R1, =OSTCBCur                ;(3)OSTCBCur‐>OSTCBStkPtr = SP;          LDR          R1, [R1]  STR          R0, [R1]                            ; R0 is SP of process being switched out  ; At this point, entire context of process has been saved    OS_CPU_PendSVHandler_nosave          PUSH        {R14}                              ; (4)Save LR exc_return value          LDR          R0, =OSTaskSwHook      ; OSTaskSwHook();          BLX          R0          POP          {R14}            LDR          R0, =OSPrioCur              ; (5)OSPrioCur = OSPrioHighRdy;          LDR          R1, =OSPrioHighRdy          LDRB        R2, [R1]          STRB        R2, [R0]   
            LDR          R0, =OSTCBCur              ; (6)OSTCBCur    = OSTCBHighRdy;          LDR          R1, =OSTCBHighRdy          LDR          R2, [R1]          STR          R2, [R0]            LDR          R0, [R2]                      ; (7)R0 is new process SP; SP = OSTCBHighRdy‐>OSTCBStkPtr;          LDM          R0, {R4‐R11}              ; (8)Restore r4‐11 from new process stack          ADDS        R0, R0, #0x20          MSR          PSP, R0                        ; Load PSP with new process SP          ORR          LR, LR, #0x04              ; Ensure exception return uses process stack          CPSIE      I  BX            LR                                ;(9) Exception return will restore remaining context    (1)先检查 PSP 是否为空。在 OSStartHighRdy 设置 PSP 为空。  (2)保存 R4‐R11  (3)保存 SP 到 OSTCBCur 中  (4)调用 OSTaskSwHook  (5)OSPrioCur = OSPrioHighRdy  (6)OSTCBCur    = OSTCBHighRdy  (8)恢复 R4‐R11    4. OS_DBG.C  不知道 OS_DBG.C 是干啥的，先不管    修改 micrium 为 STM32 做的 µC/OS‐II 移植  为啥不用 micrium 官方的移植？  因为 micrium 官方的移植有些东西《嵌入式实时操作系统 µC/OS‐II》没有，这些看不懂，所 以想在 micrium 官方的移植做个简化。  KEIL3.8 工程结构：    1.使用 st V3.4.0 库中的 startup_stm32f10x_hd.s 作为启动代码      需要修改的地方：  ○1 用 OS_CPU_PendSVHandler 替换 startup_stm32f10x_hd.s 中所有的 PendSV_Handler  ○2 用 OS_CPU_SysTickHandler 替换 startup_stm32f10x_hd.s 中所有的 SysTick_Handler    2.APP.C    因为打算把工程中 uC‐CPU Group 给删了，而 BSP_IntDisAll()调用了其中的函数，故在 APP.C
    增加#define IntDisAll()    __set_PRIMASK(0x01)，其中把 BSP_IntDisAll()改成了 IntDisAll()。    只保留 LED 相关的任务函数，其它的都删掉。    3.修改 app_cfg.h 和 OS_CFG.H      把 PROBE 相关的东西禁掉。其它需要修改的，详见工程。    4.修改 includes.h，bsp.h      因为用的 ST 库是 V3.4.0，把#include    改成#include          在 bsp.h 中也做类似的修改。其它需要修改的，详见工程。    5.BSP 部分      BSP 部分只保留 BSP.C 和 BSP.H，需要修改的部分，详见工程。         
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