C/OS-II實時操作系統(tǒng)在嵌入式平臺上進行移植的一般方法和技巧

清華大學 曾 鳴
引言
;;;;實時操作系統(tǒng)的使用，能夠簡化嵌入式系統(tǒng)的應用開發(fā)，有效地確保穩(wěn)定性和可靠性，便于維護和二次開發(fā)。
μC/OS-II是一個基于搶占式的實時多任務內核，可固化、可剪裁、具有高穩(wěn)定性和可靠性，除此以外，μC/OS-II的鮮明特點就是源碼公開，便于移植和維護。
在μC/OS-II官方的主頁上可以查找到一個比較全面的移植范例列表。但是，在實際的開發(fā)項目中，仍然沒有針對項目所采用芯片或開發(fā)工具的合適版本。那么，不妨自己根據(jù)需要進行移植。
本文則以在TMS320C6711 DSP上的移植過程為例，分析了μC/OS-II在嵌入式開發(fā)平臺上進行移植的一般方法和技巧。μC/OS-II移植的基本步驟
在選定了系統(tǒng)平臺和開發(fā)工具之后，進行μC/OS-II的移植工作，一般需要遵循以下的幾個步驟：
● 深入了解所采用的系統(tǒng)核心
● 分析所采用的C語言開發(fā)工具的特點
● 編寫移植代碼
● 進行移植的測試
● 針對項目的開發(fā)平臺，封裝服務函數(shù)
（類似80x86版本的PC.C和PC.H）
系統(tǒng)核心
;;;;無論項目所采用的系統(tǒng)核心是MCU、DSP、MPU，進行μC/OS-II的移植時，所需要關注的細節(jié)都是相近的。
;;;;首先，是芯片的中斷處理機制，如何開啟、屏蔽中斷，可否保存前一次中斷狀態(tài)等。還有，芯片是否有軟中斷或是陷阱指令，又是如何觸發(fā)的。
;;;;此外，還需關注系統(tǒng)對于存儲器的使用機制，諸如內存的地址空間，堆棧的增長方向，有無批量壓棧的指令等。
;;;;在本例中，使用的是TMS320C6711 DSP。這是TI公司6000系列中的一款浮點型號，由于其時鐘頻率非常高，且采用了超常指令字（VLIW）結構、類RISC指令集、多級流水等技術，所以運算性能相當強大，在通信設備、圖像處理、醫(yī)療儀器等方面都有著廣泛的應用。
;;;;在C6711中，中斷有3種類型，即復位、不可屏蔽中斷（NMI）和可屏蔽中斷（INT4-INT15）?？善帘沃袛嘤蒀SR寄存器控制全局使能，此外也可用IER寄存器分別置位使能。而在C6711中并沒有軟中斷機制，所以μC/OS-II的任務切換需要編寫一個專門的函數(shù)實現(xiàn)。
;;;;此外，C6711也沒有專門的中斷返回指令、批量壓棧指令，所以相應的任務切換代碼均需編程完成。由于采用了類RISC核心，C6711的內核結構中，只有A0-A15和B0-B15這兩組32bit的通用寄存器。 C語言開發(fā)工具
;;;;無論所使用的系統(tǒng)核心是什么，C語言開發(fā)工具對于μC/OS-II是必不可少的。
;;;;最簡單的信息可以從開發(fā)工具的手冊中查找，比如：C語言各種數(shù)據(jù)類型分別編譯為多少字節(jié)；是否支持嵌入式匯編，格式要求怎樣；是否支持“interrupt”非標準關鍵字聲明的中斷函數(shù)；是否支持匯編代碼列表(list)功能，等等。
;;;;上述的這樣一些特性，會給嵌入式的開發(fā)帶來很多便利。TI的C語言開發(fā)工具CCS for C6000就包含上述的所有功能。
;;;;而在此基礎上，可以進一步地弄清開發(fā)工具的一些技術細節(jié)，以便進行之后真正的移植工作。
;;;;首先，開啟C編譯器的“匯編代碼列表(list)”功能，這樣編譯器就會為每個C語言源文件生成其對應的匯編代碼文件。
;;;;在CCS開發(fā)環(huán)境中的方法是：在菜單“/Project/Build options”的“Feedback”欄中選擇“Interlisting：Opt/C and ASM(-s)”；或者，也可以直接在CCS的C編譯命令行中加上“-s”參數(shù)。
;;;;然后分別編寫幾個簡單的函數(shù)進行編譯，比較C源代碼和編譯生成的匯編代碼。例如：
void FUNC_TEMP (void)
{
Func_tmp2(); //調用任一個函數(shù)
}
在CCS中編譯后生成的ASM代碼為：
.asg B15, SP // 宏定義
_FUNC_TEMP:
STW B3,*SP--(8) // 入棧
NOP 2
CALL _ Func_tmp2 //-----------
MVKL BACK, B3 // 函數(shù)調用
MVKH BACK, B3 //-----------
NOP 3
BACK: LDW *++SP(8),B3 // 出棧
NOP 4
RET B3 // 函數(shù)返回
NOP 5
;;;;由此可見，在CCS編譯器的規(guī)則中，B15寄存器被用作堆棧指針，使用通用存取指令進行棧操作，而且堆棧指針必須以8字節(jié)為單位改變。
;;;;此外，B3寄存器被用來保存函數(shù)調用時的返回地址，在函數(shù)執(zhí)行之前需要入棧保護，直到函數(shù)返回前再出棧。
當然，CCS的C編譯器對于每個通用寄存器都有約定的用途，但對于μC/OS-II的移植來說，了解以上信息就足夠了。
;;;;最后，再編寫一個用“interrupt”關鍵字聲明的函數(shù)：
interrupt void ISR_TEMP (void)
{
int a;
a=0;
}
生成的ASM代碼為：
_ISR