uC/OS-II在ARM系統(tǒng)上的移植與實(shí)現(xiàn)

引言
　　在開(kāi)發(fā)嵌入式系統(tǒng)時(shí)，一般選擇基于ARM 和uC/ OS - II 的嵌入式開(kāi)發(fā)平臺(tái)，因?yàn)锳RM 微處理器具有處理速度快、超低功耗、價(jià)格低廉、應(yīng)用前景廣泛等優(yōu)點(diǎn)［1 ］ 。 將uC/ OS - II 移植到ARM 系統(tǒng)之后，可以充分結(jié)合兩者的優(yōu)勢(shì)。 如果一個(gè)程序在一個(gè)環(huán)境里能工作，我們經(jīng)常希望能將它移植到另一個(gè)編譯系統(tǒng)、處理器或者操作系統(tǒng)上，這就是移植技術(shù)。移植技術(shù)可以使一種特定的技術(shù)在更加廣泛的范圍使用，使軟件使用更加靈活，不局限于某一條件.uC/OS - II 是由Jean J 。 Labrosse 先生編寫(xiě)的完整的可移植、固化、裁剪的占先式實(shí)時(shí)多任務(wù)內(nèi)核.uC/ OS - II 的源代碼完全開(kāi)放，這是其他商業(yè)實(shí)時(shí)內(nèi)核無(wú)法比擬的［2 ］ 。 它是針對(duì)嵌入式應(yīng)用設(shè)計(jì)的，在設(shè)計(jì)之初就充分考慮了可移植性，它的大部分源代碼都是用高可移植性的ANSIC 編寫(xiě)的［3 ］ 。 uC/ OS - II可以移植到從8 位到64 位的不同類型、不同規(guī)模的嵌入式系統(tǒng)，并能在大部分的8 位、16 位、32 位、甚至64 位的微處理器和DSP 上運(yùn)行。 由于uC/ OS - II是一個(gè)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，所以如果將它嵌入到ARM處理器上，就能夠進(jìn)一步簡(jiǎn)化ARM系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)。
　　
　　圖1 　uC/ OS - II 文件體系結(jié)構(gòu)
　　1 　uC/ OS - II 的移植
　　uC/OS - II 的文件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)包括核心代碼部分、設(shè)置代碼部分、與處理器相關(guān)的移植代碼部分［4 ］ 。 結(jié)構(gòu)如圖1 所示。其中最上邊的軟件應(yīng)用層是uC/ OS - II 上的代碼。 核心代碼部分包括7 個(gè)源代碼文件和1 個(gè)頭文件。 功能分別是內(nèi)核管理、事件管理、消息隊(duì)列管理、存儲(chǔ)管理、消息管理、信號(hào)量處理、任務(wù)調(diào)度和定時(shí)管理。 設(shè)置代碼部分包括2 個(gè)頭文件，用來(lái)配置事件控制塊的數(shù)目以及是否包含消息管理相關(guān)代碼。 而與處理器相關(guān)的移植代碼部分則是進(jìn)行移植過(guò)程中需要更改的部分，包括1 個(gè)頭文件OS CPU. H ，1 個(gè)匯編文件OS CPU A. S 和1 個(gè)C 代碼文件。實(shí)際上將uC/ OS - II 移植到ARM 處理器上，需要完成的工作主要是以下三個(gè)與體系結(jié)構(gòu)相關(guān)的文件：OS CPU. H ，OS CPU. C 以及OS CPU A. S［5 ］ 。
　　1. 1 　OS CPU. H 的移植
　　文件OS CPU. H 中包括了用# define 語(yǔ)句定義的與處理器相關(guān)的常數(shù)、宏以及類型。 移植時(shí)主要修改的內(nèi)容有：與編譯器相關(guān)的數(shù)據(jù)類型的設(shè)定;用#define 語(yǔ)句定義2 個(gè)宏開(kāi)關(guān)中斷;根據(jù)堆棧的方向定義OS STK GROWTH等。
　　在將uC/ OS - II 移植到ARM 處理器上時(shí)，首先進(jìn)行基本配置和數(shù)據(jù)類型定義。 重新定義數(shù)據(jù)類型是為了增加代碼的可移植性，因?yàn)椴煌木幾g器所提供的同一數(shù)據(jù)類型的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度并不相同，例如int型，在有的編譯器中是16 位，而在另外一些編譯器中則是32 位。 所以，為了便于移植，需要重新定義數(shù)據(jù)類型，如INT32U 代表無(wú)符號(hào)32 位整型。 typedefunsigned int INT8U ，就是定義一個(gè)8 位的無(wú)符號(hào)整型數(shù)據(jù)類型。 其次就是對(duì)ARM 處理器相關(guān)宏進(jìn)行定義，如ARM處理器中的退出臨界區(qū)和進(jìn)入臨界區(qū)的宏定義，退出臨界區(qū)宏定義［5 ］ ： # define OS EXITCRITICAL （） ARMDisable Int （ ） / / 關(guān)中斷，進(jìn)入臨界區(qū)宏定義# define OS ENTER CRITICAL （ ） AR2MEnableInt （） / / 開(kāi)中斷。 最后就是堆棧增長(zhǎng)方向的設(shè)定。 當(dāng)進(jìn)行函數(shù)調(diào)用時(shí)，入口參數(shù)和返回地址一般都會(huì)保存在當(dāng)前任務(wù)的堆棧中，編譯器的編譯選項(xiàng)和由此生成的堆棧指令就會(huì)決定堆棧的增長(zhǎng)方向［6 ］ ，定義為# define OS STK GROWTH 1.