浅谈μCOSII在Cortex-M3核的ARM处理器上的移植

数是OSTaskStkInit，其他9个函数必须声明，但不一定要包含任何代码。为了简洁起见，本移植过程只编写了OSTaskStkInit，此函数的作用是把任务堆栈初始化成好像刚发生过中断一样。要初始化堆栈首先必须了解微处理器在中断发生前后的堆栈结构，根据文献易知微处理器在中断发生前后的堆栈结构，并且可知寄存器xPSR、PC、LR、R12、R3、R2、R1、RO是中断时由硬件自动保存的。初始化时需要注意的地方是xPSR、PC和LR的初值，对于其他寄存器的初值没有特别的要求。xPSR比特位是Thumb状态位，初始化时须置1，否则执行代码时会引起一个称为Invstate的异常，这是因为内置Cortex—M3核的微处理器只支持Thumb和Thumb2指令集。堆栈中PC和LR须初始化为任务的入口地址值，这样才能在任务切换时跳转到正确的地方开始执行。此函数可以用以下代码来实现：

2.2.3 修改汇编语言文件OS_CPU_A.ASM

汇编文件OS_CPU_A.ASM中需要编写的函数分别为OSStartHighRdy、OSCtxSw、OSIntCtxSw和OSTickISR。第一个函数的作用是启动多任务调度，此函数只在操作系统开始调度任务前执行一次，以后不再调用。按照文献中所述须将堆栈中的寄存器依次弹出，然后执行一条中断返回指令来开始第一个用户任务的调度。但基于Cortex—M3核的ARM处理器在执行中断返回指令时必须处于处理模式下，否则将会引起内存访问异常。当系统上电启动时或程序重置后，处理器会进入线程模式，而要在函数OSStartHighRdy中执行中断返回指令就首先需要进行模式转换，进入处理模式，而进行同步可控制模式转换的途径是超级用户调用，即通过SVC指令产生软件中断可转换到处理模式。实际上考虑到此函数只在启动多任务调度开始前被调用一次，并且第一次调度任务运行时任务堆栈中除了xPSR、PC和LR的初值以外，其他寄存器的初值无关紧要。因此可以简化该函数的编写，只须从第一个任务的堆栈中取出该任务的首地址，然后修改堆栈指针使其指向任务堆栈中内存地址最高处，即相当于抛弃任务堆栈中所有数据，最后根据取出的地址直接跳转到任务入口地址处开始执行。这样可以免去软件中断和模式切换，从而简化了对此函数的编写。需要说明的是在抛弃任务堆栈中所用数据的同时也将xPSR的初值抛弃了，但这并不影响第一个任务投人运行，因为在跳转到第一个任务运行之前，指令流是在Thumb状态下正常执行的，xPSR已经有了确定的值。此函数代码如下所示：

BX r0；直接跳转到第一个任务的入口地址

第二个汇编语言函数OSCtxSw是任务级的任务切换函数。若在任务执行过程中有一个比当前任务优先级更高的任务进入就绪态，μCOS—II内核就会启动OSCtxSw进行任务切换。该函数会保存当前任务状态，然后恢复那个优先级更高的任务状态，使之投入运行。前述的宏定义#defineOS_TASK_SW（）OS_SVC（）中的OS_SVC（）包含了SVC软件中断指令，此中断的中断向量应该设为函数OSCtxSw的入口地址，即OSCtxSw是SVC指令产生中断的中断服务程序，其源代码如下：

由于微处理器在进入中断时按堆栈增长方向自动顺序保存了如下8个寄存器：xPSR、PC、LR、R12、R3、R2、R1、R0，因此在程序中只须保存另外8个寄存器，保存顺序可以随意，但注意弹栈时要按照先进后出的方式进行。按照本文开头的假定，任务总是运行在线程模式的特权方式下且总是使用堆栈指针PSP。而中断产生后，中断服务程序将处于处理模式下，并且默认使用的堆栈指针是MSP。因此在保存堆栈指针的时候需要保存的是当前任务的PSP。中断返回前新任务的堆栈指针需要恢复到PSP中。中断返回使用如下指令

MOVrO，#Oxfffffffd

BXr0

其中立即数#0xfffffffd包含了返回信息，用这两条指令可以使中断返回时使用任务堆栈指针PSP，返回后任务处于线程模式且使用任务堆栈指针PSP。

第三个汇编语言函数OSIntCtxSw与OSCtxSw类似。若任务执行过程中产生了中断，且中断服务程序使得一个比当前被中断的任务具有更高优先级的任务就绪时，μCOS—II内核就会在中断返回之前调用函数OSIntCtxSw。在此函数中不需要像任务级任务切换函数那样保存当前任务状态，因为当前任务已经被中断，在进入中断服务程序的时候任务状态已被保存。其源代码与函数OSctxSw中保存当前任务堆栈PSP指令以后部分相同，此处不再列出。

第4个汇编语言函数OSTickISR是系统时钟节拍的中断服务函数。处理器STM32F103VBT6中有一个专用系统时钟节拍定时器SysTick，本移植过程使用此定时器产生每100 ms一次的时钟节拍中断。此函数源代码如下：

3 程序开发模式讨论

传统应用程序开