[置顶] 基于stm32f103zet6之UC/OS_II的学习1（初步移植OS点灯大法）

很久很久都没有写博客了，最近真是比赛一个接着一个，都需要参加，所以stm32的学习一直停滞不前，趁着最近准备模块的时间开始着手ucosII的学习，

没办法呀，学习还是要继续的。。

现在开始正式学习，今天的要求不高，只是分析一下移植的时候需要注意的问题，暂且不研究内核代码！（代码移植参照着ST官方源代码）

也就是资源里面名为 取AN-1018.pdf的文档。

代码这里可以下载http://download.csdn.net/detail/king_bingge/5353528

一、uc/OS的实时性是靠什么实现的？

1、uC/OS的实时性就是靠定时中断来完成。

2、每个时钟节拍到来，就会产生一次定时中断，中断后进行任务调度，运行就绪表中优先级最高的任务（非抢先型内核中断后继续运行被中断任务）。

即过一段时间就检测是否有重要任务需要运行，是的就转而运行更重要的任务，从而确保实时性（裸机程序就无法这样做了）。

当然这里没有把系统调用考虑进去。

二、首先整体把握一下在M3上运行ucosII的架构

这就是整个系统各模块之间的关系，好的接下来就按照手册来分析一下移植的时候需要注意的地方

1、关于OS_CPU.h文件

#ifndef  OS_CPU_H
#define  OS_CPU_H


#ifdef   OS_CPU_GLOBALS
#define  OS_CPU_EXT
#else
#define  OS_CPU_EXT  extern
#endif

一个全局变量的声明问题

2、类型定义

typedef unsigned char  BOOLEAN;
typedef unsigned char  INT8U;                    /* Unsigned  8 bit quantity                           */
typedef signed   char  INT8S;                    /* Signed    8 bit quantity                           */
typedef unsigned short INT16U;                   /* Unsigned 16 bit quantity                           */
typedef signed   short INT16S;                   /* Signed   16 bit quantity                           */
typedef unsigned int   INT32U;                   /* Unsigned 32 bit quantity                           */
typedef signed   int   INT32S;                   /* Signed   32 bit quantity                           */
typedef float          FP32;                     /* Single precision floating point                    */
typedef double         FP64;                     /* Double precision floating point                    */

typedef unsigned int   OS_STK;                   /* Each stack entry is 32-bit wide                    */
typedef unsigned int   OS_CPU_SR;                /* Define size of CPU status register (PSR = 32 bits) */

对于常用的编译器，这些都是没有问题的

3、接下来是两个比较重要的函数，在汇编代码里面

#define  OS_ENTER_CRITICAL()  {cpu_sr = OS_CPU_SR_Save();}
#define  OS_EXIT_CRITICAL()   {OS_CPU_SR_Restore(cpu_sr);}

这两个代码就是进入和退出临界区的两个宏。所以当你使用了这两个宏定义，那么就需要加上这一句OS_CPU_SR  cpu_sr = 0;  进行定义并且初始化。

所谓临界区：是指一些不能被中断的代码。哪些代码是不能中断的呢，比如我们模拟的入栈操作，再比如当我们在执行系统调用的时候。那么类似于这钟代码就是临界区，而上面这两个宏的作用就是当某些代码为临界代码的时候，那么我们就在开始这段代码的时候加上ENTER宏，在退出这段代码的时候就加上EXIT宏。

4、接下来继续看看这两个宏做了什么事情吧

跟踪进去可以发现

OS_CPU_SR_Save
    MRS     R0, PRIMASK                                         ; Set prio int mask to mask all (except faults)
    CPSID   I
    BX      LR

OS_CPU_SR_Restore
    MSR     PRIMASK, R0
    BX      LR

就是我们上一步所说的打开和屏蔽中断，注意了，根据ATCPS规则（不知道的可以百度），C和汇编进行混合调用的时候，R0传递着第一个参数，并且R0还是传递返回值的。

5、接下来就是栈的增长方向，在我们的stm32板子上面，栈是向下增长的，堆是向上增长的

#define  OS_STK_GROWTH        1                   /* Stack grows from HIGH to LOW memory on ARM        */

#define  OS_TASK_SW()         OSCtxSw()

第二个宏定义是任务切换的宏，下面会提到

6、下面涉及到得就是这个文件里面需要修改的代码，首先看源代码，这是函数原型声明

/*
*********************************************************************************************************
*                                              PROTOTYPES
*********************************************************************************************************
*/

#if OS_CRITICAL_METHOD == 3                       /* See OS_CPU_A.ASM                                  */
OS_CPU_SR  OS_CPU_SR_Save(void);
void       OS_CPU_SR_Restore(OS_CPU_SR cpu_sr);
#endif

void       OSCtxSw(void);
void       OSIntCtxSw(void);
void       OSStartHighRdy(void);

void       OS_CPU_PendSVHandler(void);

                                                  /* See OS_CPU_C.C                                    */
void       OS_CPU_SysTickHandler(void);
void       OS_CPU_SysTickInit(void);

                                                  /* See BSP.C                                         */
INT32U     OS_CPU_SysTickClkFreq(void);

我们需要做的就是把这个三个函数注释掉，因为这是我们自己实现的

                                                  /* See OS_CPU_C.C                                    */
// void       OS_CPU_SysTickHandler(void);
// void       OS_CPU_SysTickInit(void);

//                                                   /* See BSP.C                                         */
// INT32U     OS_CPU_SysTickClkFreq(void);

至此，第一个文件修改完毕，继续。。

三、关于os_cfg.h文件

1、这里都是一些配置，根据我们需要实现的功能来配置我们的OS，当然，如果只是为了点灯，那么我们可以这样做

 #define OS_FLAG_EN                    0   //禁用信号量集    
 #define OS_MBOX_EN                   0   //禁用邮箱    
 #define OS_MEM_EN                     0   //禁用内存管理    
 #define OS_MUTEX_EN                0   //禁用互斥信号量    
 #define OS_Q_EN                        0   //禁用队列    
 #define OS_SEM_EN                     0   //禁用信号量    
 #define OS_TMR_EN                     0   //禁用定时器    
 #define OS_DEBUG_EN               0   //禁用调试  
 
 #define OS_APP_HOOKS_EN           0    336. #define OS_FLAG_EN                0   //禁用信号量集    
 #define OS_MBOX_EN                0   //禁用邮箱    
#define OS_MEM_EN                 0   //禁用内存管理    
#define OS_MUTEX_EN               0   //禁用互斥信号量    
 #define OS_Q_EN                   0   //禁用队列    
#define OS_SEM_EN                 0   //禁用信号量    
 #define OS_TMR_EN                 0   //禁用定时器    
 #define OS_DEBUG_EN               0   //禁用调试  
 #define OS_APP_HOOKS_EN           0    //hook函数也可以注释掉
 #define OS_EVENT_MULTI_EN         0  //多重事件函数也是一样
 #define OS_EVENT_MULTI_EN         0  

那么，到这里，这个文件中需要修改的内容就是这么多了。

四、关于os_cpu_c.c文件。

这个文件是对应于之前的宏开关来说的，我们要把之前三个函数相关的宏开关以及函数的定义注释掉，具体操作如下

// #define  OS_CPU_CM3_NVIC_ST_CTRL    (*((volatile INT32U *)0xE000E010))   /* SysTick Ctrl & Status Reg. */
// #define  OS_CPU_CM3_NVIC_ST_RELOAD  (*((volatile INT32U *)0xE000E014))   /* SysTick Reload  Value Reg. */
// #define  OS_CPU_CM3_NVIC_ST_CURRENT (*((volatile INT32U *)0xE000E018))   /* SysTick Current Value Reg. */
// #define  OS_CPU_CM3_NVIC_ST_CAL     (*((volatile INT32U *)0xE000E01C))   /* SysTick Cal     Value Reg. */
// #define  OS_CPU_CM3_NVIC_PRIO_ST    (*((volatile INT8U  *)0xE000ED23))   /* SysTick Handler Prio  Reg. */

// #define  OS_CPU_CM3_NVIC_ST_CTRL_COUNT                    0x00010000     /* Count flag.                */
// #define  OS_CPU_CM3_NVIC_ST_CTRL_CLK_SRC                  0x00000004     /* Clock Source.              */
// #define  OS_CPU_CM3_NVIC_ST_CTRL_INTEN                    0x00000002     /* Interrupt enable.          */
// #define  OS_CPU_CM3_NVIC_ST_CTRL_ENABLE                   0x00000001     /* Counter mode.              */
// #define  OS_CPU_CM3_NVIC_PRIO_MIN                               0xFF     /* Min handler prio.          */

对应的还有这个函数也需要注释掉

//void  OS_CPU_SysTickInit (void)
//{
//    INT32U  cnts;
//
//
//    cnts = OS_CPU_SysTickClkFreq() / OS_TICKS_PER_SEC;
//
//    OS_CPU_CM3_NVIC_ST_RELOAD = (cnts - 1);
//                                                 /* Set prio of SysTick handler to min prio.           */
//    OS_CPU_CM3_NVIC_PRIO_ST   = OS_CPU_CM3_NVIC_PRIO_MIN;
//                                                 /* Enable timer.                                      */
//    OS_CPU_CM3_NVIC_ST_CTRL  |= OS_CPU_CM3_NVIC_ST_CTRL_CLK_SRC | OS_CPU_CM3_NVIC_ST_CTRL_ENABLE;
//                                                 /* Enable timer interrupt.                            */
//    OS_CPU_CM3_NVIC_ST_CTRL  |= OS_CPU_CM3_NVIC_ST_CTRL_INTEN;
/

那么这样，这个文件也解决掉了。继续下一个

五、在OS_dbg.c这个文件中

修改一个地方，#define  OS_COMPILER_OPT  __root，将后面的__root注释掉，否则会报错。自己可以试试

六、来到OS_cpu_a.asm这个汇编文件

1、里面的PUBLIC全改为EXPORT。这是有ARM汇编语言语言规定的。

2、RSEG CODE:CODE:NOROOT(2)    开辟代码段的格式也是需要修改的

修改如下：

		AREA |.text|, CODE , READONLY, ALIGN = 2
		THUMB
		REQUIRE8
		PRESERVE8

具体解释，看ARM的汇编编程介绍就知道了。

到这里，这个文件也修改完毕。

七、关于启动文件

有一个地方需要修改，那就是中断这部分。把启动代码中所有出现PendSV_Handler的地方替换成OS_CPU_PendSVHandler即可。

那么这个文件也修改完毕

到这里，我们的移植也就完成了一大部分，接下来就是编写自己的代码了。

八、编写几个简单的函数就能实现点灯了

#include "includes.h"

static OS_STK startup_task_stk[STARTUP_TASK_STK_SIZE];		  //定义栈
  
int main(void)
{
  	BSP_Init();
	OSInit();
	OSTaskCreate(Task_LED,(void *)0,
	&startup_task_stk[STARTUP_TASK_STK_SIZE-1], STARTUP_TASK_PRIO);

	OSStart();
    return 0;
 }
 
 /*
 * 函数名：BSP_Init
 * 描述  ：时钟初始化、硬件初始化
 * 输入  ：无
 * 输出  ：无
 */
void BSP_Init(void)
{
    LED_GPIO_Config();  /* LED 端口初始化 */
}

void Task_LED(void *p_arg)
{
   (void)p_arg;                		// 'p_arg' 并没有用到，防止编译器提示警告
	SysTick_init();
    while (1)
    {
        LED1( ON );
        OSTimeDlyHMSM(0, 0,0,500);
        LED1( OFF);
        OSTimeDlyHMSM(0, 0,0,500);
    }
}
 
/*
 * 函数名：SysTick_init
 * 描述  ：配置SysTick定时器
 * 输入  ：无
 * 输出  ：无
 */
void SysTick_init(void)
{
    SysTick_Config(SystemCoreClock /OS_TICKS_PER_SEC);//初始化并使能SysTick定时器
}

到这里就实现单任务系统了，OK。点灯完毕！接下来就是仔细分析源码了。