一、uCOS II在ARM處理器上移植過程中的中斷處理 ?? uCOS II是一個源碼公開、可移植、可固化、可剪裁和搶占式的實時多任務操作系統，其大部分源碼是用ANSI C編寫，與處理器硬件相關的部分使用匯編語言編寫?？偭考s200行的匯編語言部分被壓縮到最低限度，以便于移植到任何一種其它的CPU上。 ?? uCOS II最多可支持56個任務，其內核為占先式，總是執行就緒態的優先級最高的任務，并支持Semaphore （信號量）、Mailbox （郵箱）、MessageQueue（消息隊列）等多種常用的進程間通信機制。與大多商用RTOS不同的是，uCOS II公開所有的源代碼。并可以免費獲得，只對商業應用收取少量License費用。 ?? uCOS II移植跟OS_CUP_C.C、OS_CPU_A.S、OS_CPU.H 3個文件有關，中斷處理的移植占據了很大一部分內容。作為移植的一個重點，本文以標準中斷（IRQ）為例討論了移植中的中斷處理。 ?? 1、uCOS II系統結構 ?? uCOS II的軟硬件體系結構如圖1。應用程序處于整個系統的頂層。每個任務都可以認為自己獨占了CPU，因而可以設計成為一個無限循環。大部分代碼是使用ANSI C語言書寫的，因此uCOS II的可移植性較好。盡管如此，仍然需要使用C和匯編語言寫一些處理器相關的代碼。uCOS II的移植需要滿足以下要求： ?? 1）處理器的C編譯器可以產生可重入代碼：可以使用C調用進入和退出Critical Code（臨界區代碼）； ?? 2）處理器必須支持硬件中斷，并且需要一個定時中斷源； ?? 3）處理器需能容納一定數據的硬件堆棧； ?? 4）處理器需有能在CPU寄存器與內存和堆棧交換數據的指令。 ?? 移植uCOS II的主要工作就是處理器和編譯器相關代碼以及BSP（Board Support Package）的編寫。uCOS II處理器無關的代碼提供uCOS II的系統服務，應用程序可以使用這些API函數進行內存管理、任務間通信以及創建、刪除任務等。 ?? 2、uCOS II移植過程中需要注意的幾個問題 ?? uCOS II移植的中斷處理跟ARM體系結構和uCOS II處理中斷的過程有關，必須注意這2個方面的問題才能高效移植。 ?? 2.1 ARM 處理器7種操作模式 ?? 用戶模式（USER MODE）是ARM 通常執行狀態，用于執行大多數應用程序；快速中斷模式（FIQ MODE）支持數據傳輸或通道處理；中斷模式（IRQ MODE）用于通用中斷處理；超級用戶模式（SVC MODE）是一種操作系統受保護的模式：數據中止模式（ABT MODE）指令預取指中止、數據中止時進入該模式；未定義模式（UND MODE）當執行未定義的指令時進入該模式；系統模式（SYS MODE）是操作系統一種特許的用戶模式。 ?? 除了用戶模式之外，其他模式都歸為特權模式，特權模式用于中斷服務、異?；蛘咴L問受保護的資源。 ?? 特權模式中除系統模式之外另5種模式又稱為異常模式，在移植過程中必須設置中斷向量表來處理異常。uCOS II的移植主要處理標準中斷（IRQ）、快速中斷（FIQ）和軟件中斷（SWI）。 ?? 2.2 uCOS II中斷響應的過程 ?? 以IRQ中斷為例，假設CRPS中I_bit位為0，當有IRQ中斷時，CPU強制進入IRQ模式，當前的CPSR拷貝到SPSR_irq中，PC值保存在LR_irq中，置CPSR中的I位以關閉IRQ中斷。數據保存之后，CPU強行從0X00000018開始執行，PC值保存了OS_CPU_IRQ_ISR（）的地址， 然后執行OS_CPU_IRQ_ISR（）。在OS_CPU_IRQ_ISR（）中OS_CPU_IRQ_ISR_Handler（）被調用來檢測中斷源并執行中斷。OS_CPU_IRQ_ISR_Handler（）返回以后，OS_CPU_IRQ_ISR（）又調用OSIntExit（）來確認是否有比ISR優先級更高的任務要執行。如果當前中斷任務仍然是優先級最高的任務，OSIntExit（）返回，OS_CPU_IRQ_ISR（）彈出中斷堆棧，如果優先級更高的任務需要執行，OSIntExit（）調用OSIntCtxSw（）執行優先級更高的任務。 ?? 2.3 uCOS II的臨界段代碼 ?? uCOS II使用關中斷來保護臨界代碼。它定義了2個宏來開中斷（OS_EXIT_CRITICAL（）），關中斷（OS_ENTER_CRITICAL（））。OS_ENTER_CRITICAL（）和OS_EXIT_CRITICAL（）有3種方法來實現，uCOS II建議使用第3種方法可以保存當前處理器狀態的值。 ?? 3、uCOS II移植過程中的中斷處理 ?? uCOS II中斷處理跟CRT.S、OS_CPU_A.S和BSP.C有關，其移植過程主要有以下幾個步驟。 ?? 3.1 在CRT.S中設置中斷向量表 ?? ARM的中斷向量表位于ROM 的最底部，其地址范圍為0X00000000～0X0000001C，設置如下： ??VECTORS:LDR PC，RESET_ADDR ??LDR PC，UNDEF_ADDR ??LDR PC，SWI_ADDR ??LDR PC，PABT_ADDR ??LDR PC，DABT_ADDR ??NOP /*保留向量*/ ??LDR PC，IRQ_ADDR ??LDR PC，FIQ_ADDR ??RESET_ADDR：。 WORD RESET_HANDLER ??UNDEF_ADDR：.WORD UNDEF—HANDLER ??SWI_ADDR：.WORD SWI HANDLER ??PABT_ADDR：.WORD PABT_HANDLER ??DABT_ADDR：.WORD DABT_ HANDLER ??.WORD 0 /*保留地址*/ ??IRQ_ADDR：.WORD IRQ_HANDLER ??FIQ_ADDR：.WORD FIQ HANDLER ??UNDEF_HANDLER:B UNDEF_HANDLER ??SWI_HANDLER： B SWI_HANDLER ??PABT_HANDLER： B PABT_HANDLER ??DABT_HANDLER： B DABT_HANDLER ??IRQ_HANDLER： B OS_CPU_IRQ_ISR ??/*跳轉到OS_CPU_IRQ_ISR（在OS_CPU_A.S中）*/ ??FIQ_HANDLER： B OS_CPU_FIQ_ISR ??/*跳轉到OS_CPU_FIQ_ISR（在OS_CPU_A.S中） */ 這里設置了標準中斷異常（IRQ）和快速中斷異常（FIQ）的中斷入口，其余異常都設置為死循環，當發生這些異常的時候，必須使系統復位才能退出死循環。 ?? 3.2 移植中斷任務切換 ?? 中斷任務切換（OSIntCtxSw）和任務切換函數（OSCtxSw）比較相似，主要有以下幾步組成： ??1）調用OSTask SwHook（） ??2）OSPrioCur=OSPrioHighRdy ??3）OSTCBCur=OSTCBHighRdy ??4）SP=OSTCBHighRdy-》OSTCBStkPtr ??//獲取高優先級的任務堆棧指針