μC-OS系统移植实验预习报告.docVIP

实验一：uC/OS-II在ARM平台的移植 实验目的 1．了解uC/OS-II 内核的主要结构。 2．掌握将uC/OS-II 内核移植到ARM9 处理器上的基本方法。 二、实验内容 1．将uCOS-II 内核移植到ARM920T 微处理器上。 2．编写两个简单任务，在超级终端上观察两个任务的切换。 实验原理 所谓移植，指的是一个操作系统可以在某个微处理器或者微控制器上运行。虽然 uCOS-II 的大部分源代码是用 C 语言写成的，仍需要用 C 语言和汇编语言完成一些与处理器相关的代 码。比如：uCOS-II 在读写处理器、寄存器时只能通过汇编语言来实现。因为 uCOS-II 在设 计的时候就已经充分考虑了可移植性，所以，uCOS-II 的移植还是比较容易的。 要使 uCOS-II 可以正常工作，处理器必须满足以下要求： 1．处理器的 C 编译器能产生可重入代码。 可重入的代码指的是一段代码（如一个函数）可以被多个任务同时调用，而不必担心会破坏数据。也就是说，可重入型函数在任何时候都可以被中断执行，过一段时间以后又可以继续运行，而不会因为在函数中断的时候被其他的任务重新调用，影响函数中的数据。下面的两个例子可以比较可重入型函数和非可重入型函数： 程序 1：可重入型函数 void swap int *x, int *y int temp; temp *x; *x *y; *y temp; 程序 2：非可重入型函数 int temp; void swap int *x, int *y temp *x; *x *y; *y temp; 程序 1 中使用的是局部变量 temp 作为变量。通常的 C 编译器，把局部变量分配在栈中。 所以，多次调用同一个函数，可以保证每次的 temp 互不受影响。而程序 2 中 temp 定义的是 全局变量，多次调用函数的时候，必然受到影响。 代码的可重入性是保证完成多任务的基础，除了在 C 程序中使用局部变量以外，还需要 C 编译器的支持。笔者使用的是 ARM ADS 的集成开发环境，均可以生成可重入的代码。 2．在程序中可以打开或者关闭中断。 在 uCOS-II 中，可以通过 OS_ENTER_CRITICAL 或者 OS_EXIT_CRITICAL 宏来控制系统 关闭或者打开中断。这需要处理器的支持,在 ARM920T 的处理器上，可以设置相应的寄存器 来关闭或者打开系统的所有中断。 3．处理器支持中断，并且能产生定时中断（通常在 10Hz～1000Hz 之间）。 uCOS-II 是通过处理器产生的定时器的中断来实现多任务之间的调度的。在 ARM920T 的 处理器上可以产生定时器中断。 4．处理器支持能够容纳一定量数据的硬件堆栈。 5．处理器有将堆栈指针和其它 CPU 寄存器存储和读出到堆栈（或者内存）的指令。 uCOS-II 进行任务调度的时候，会把当前任务的 CPU 寄存器存放到此任务的堆栈中，然 后，再从另一个任务的堆栈中恢复原来的工作寄存器，继续运行另一个任务。所以，寄存器 的入栈和出栈是 uCOS-II 多任务调度的基础。 图 4-1 说明了 uC/OS 的结构以及它与硬件的关系。 ARM920T 处理器完全满足上述要求。接下来将介绍如何把 uCOS-II 移植到 Samsung 公司 的一款 ARM920T 的嵌入式处理器——S3C2410X 上。 实验设备 硬件：ARM 嵌入式开发平台、用于 ARM920T 的 JTAG 仿真器、PC 机 Pentium100 以上。 软件：PC 机操作系统 Win2000 或 WinXP、ARM ADS1.2 集成开发环境、仿真器驱动程序、 超级终端通讯程序 四、实验步骤 1．该实验的文件分为两类，其一是STARTUP 目录下的系统初始化、配置等文件，其二 是uCOS-II 的全部源码，arch 目录下的3 个文件是和处理器架构相关的。 2．设置os_cpu.h 中与处理器和编译器相关的代码 3．用C 语言编写6 个操作系统相关的函数（OS_CPU_C.C） 1）OSTaskStkInit 2）OSTaskCreateHook 3）OSTaskDelHook 4）OSTaskSwHook 5）OSTaskStatHook 6）OSTimeTickHook 4．用汇编语言编写4 个与处理器相关的函数（OS_CPU.ASM） 1）OSStartHighRdy ；运行优先级最高的就绪任务 2）OS_TASK_SW ； 任务级的任务切换函数 3）OSIntCtxSw ；中断级的任务切换函数 4）OSTickISR ；时钟节拍中断 5． 编写一个简单的多任务程序来测试一下移植是否成功。