嵌入式实时操作系统 μC/OS-II 在S12单片机上的移植

页面寄存器PPAGE 参数传给建立的任务。在改写该函数的时候一定要深刻了解S12CPU在中断发生时各个CPU寄存器的入栈的顺序，否则，μC/OS-II是运行不起来的。中断发生时S12CPU各个寄存器入栈的顺序如图3所示。由于该函数是被建立任务的函数所调用的，所以各个CPU寄存器的初始值并不重要。但要CCR寄存器的内容需要注意：如果选择任务启动后允许中断发生，则所有的任务运行期间中断都允许;同样，如果选择任务启动后禁止中断，则所有的任务都禁止中断发生，而不能有所选择。本文选择在任务启动时开启中断。以下是函数代码：

void *OSTaskStkInit (void (*task)(void *pd), void *pdata, void *ptos, INT16U opt)

{

INT16U *stk;

pt = opt; // 'opt'未使用,此处可防止编译器的警告

stk = (INT16U *)ptos; //载入堆栈指针

*--stk = (INT16U)(pdata); //放置向函数传递的参数pdata

*--stk = (INT16U)(task); //函数返回地址PC

*--stk = (INT16U)(0x1122); //寄存器 Y

*--stk = (INT16U)(0x3344); //寄存器 X

((INT8U *)stk)--; // 寄存器A 仅需要1 个字节

*(INT8U *)stk = (INT8U)(0x55); //寄存器 A

((INT8U *)stk)--; // 寄存器B 仅需要1 个字节

*(INT8U *)stk = (INT8U)(0x66); //寄存器 B

((INT8U *)stk)--; // 寄存器CCR 仅需要1 个字节

*(INT8U *)stk = (INT8U)(0x00); //寄存器 CCR，开中断

return ((void *)stk);

}

3.2.3 让优先级最高的就绪态任务开始运行OSStartHightRdy()

OSStartHighRdy()是在多任务启动时被OSStart()调用的，μC/OS-II 做完所有的初始化工作之后，OSStart()就启动运行多任务，而OSStart()调用OSStartHighRdy()

函数运行多个就绪任务中优先级最高的任务。注意，堆栈指针总是储存在任务控制块的开头。

图3 中断发生时S12CPU寄存器入栈的顺序

OSStartHighRdy()将CPU 的堆栈指针SP 的值，改成优先级最高的就绪态任务的堆栈指针的值，然后将该任务的状态字由非运行态“FALSE”，改为运行态“TRUE”，然后

执行中断返回指令RTI 以开始运行这个任务。以下是详细代码：

void OSStartHighRdy(void)

{

OSTaskSwHook(); //调用钩子函数

asm{

ldx OSTCBCur // 加载OSTCBCur 的地址到 x

lds 0,x //把OSTCBStrPtr 载入堆栈指针 sp

ldaa OSRunning

inca // SRunning = TRUE

staa OSRunning

rti

}

}

3.2.4 任务级任务切换函数OSCtxSw()和中断级任务切换函数OSIntCtxSw()

任务级的切换是通过执行软中断指令来实现的。OSCtxSw()实际上就是软中断服务子程序，软中断服务子程序的向量地址指向OSCtxSw()。如果当前任务调用μC/OS-II

提供的功能函数，并使更高优先级任务进入了就绪状态，则μC/OS-II 就会借助上面提到的向量地址找到OSCtxSw()。在系统服务调用的最后，μC/OS-II 会调用任务调度函

数OSSched()，并由此推断出当前任务不再是需要运行的最重要的任务。

OSIntCtxSw()函数中的绝大多数代码同OS_TASK_SW()函数是一样的。而中断退出函数则是通过函数OSIntCtxSw()来从ISR 中执行切换功能，区别只是因为ISR 已经保存了

CPU 的寄存器，而不再需要在OSIntCtxSw()函数中保存CPU 的寄存器。以下只给出任务级任务切换函数OSCtxSw()的代码：

void OSCtxSw(void)

{

asm{

ldx OSTCBCur // 加载当前任务的堆栈指针

sts 0,x // 保存到当前任务的TCB 中

}

OSTaskSwHook(); //调用钩子函数

STCBCur = OSTCBHighRdy; // 改变任务的 OSTCBCur 和OSPrioCur

SPrioCur = OSPrioHighRdy;

asm{

ldx OSTCBCur // 得到新任务的堆栈指针

lds 0,x // 加载新任务的堆栈指针到 sp

rti

}

}

4 移植代码的测试

为了验证移植结果是否正确，对移植后μC/OS-II 代码进行了测试，这是移植中很重要的一个环节。首先对内核自身的运行情况进行了测试，待内核自身的运行正常工作

后，又创建三个任务：任务1 通过PORTA 口点亮LED 灯，该任务每秒运行一次;任务2和任务3 都通过串输出字符串，这两个任务都是每2 秒运行一次，并通过信号量来实现

互斥，以使得每个任务每次运行时均可完成所有字符的输出。实验测试证明在μC/OS-II管理与调度下，使得这三个任务都能正确、可靠地相继运行。

5 小结

通过μC/OS-II在MC9S12DG128上的移植，加深了对μC/OS-II内核工作原理和任务调度实现方法的理解，掌握了μC/OS-II移植的一般方法，测试结果表明移植代码可以稳定可靠的运行，实现了多任务的管理和调度。μC/OS-II实时操作系统的引入，不但可以提高系统的实时性、可靠性和稳定性，还提高了应用软件的可移植性，降低了开发人员的工作量。