uCOS-Ⅱ C51移植筆記
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前/后臺系統：一個(gè)大循環(huán)，循環(huán)查詢(xún)各種標志位。如果標志位置位，就執行相應的服務(wù)程序。標志位就是標志事件的發(fā)生，事件響應延時(shí)處于不可預測狀態(tài)。最壞的情況是循環(huán)中所有其他的事件服務(wù)程序執行完，才響應當前事件。中斷服務(wù)雖然能即時(shí)/優(yōu)先響應，但是它們和主循環(huán)的通訊，也是通過(guò)置主循環(huán)中相應的標志位來(lái)完成的。
本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/201611/320408.htm實(shí)時(shí)系統（uCOS）：整個(gè)程序分成一個(gè)個(gè)看起來(lái)好象是并行的任務(wù)，每個(gè)任務(wù)都在等待事件的發(fā)生。除了最低優(yōu)先級任務(wù)（在uCOS中是IDLE任務(wù)）是死循環(huán)以外，其他的任務(wù)都不能死循環(huán)，只能在驅動(dòng)事件驅動(dòng)下工作。任何驅動(dòng)事件的產(chǎn)生，都使優(yōu)先級最高的就緒任務(wù)運行。任務(wù)和任務(wù)/任務(wù)和中斷的通訊，是通過(guò)相應事件驅動(dòng)來(lái)完成的。
驅動(dòng)事件：
不論是什么系統，CPU不可能一直在工作。CPU的工作是在各種驅動(dòng)事件的驅動(dòng)下工作的。CPU在完成一次驅動(dòng)事件事件服務(wù)程序以后，進(jìn)入IDLE模式等待新的驅動(dòng)事件的發(fā)生。包括實(shí)時(shí)系統和前/后臺系統都是在驅動(dòng)事件的驅動(dòng)下運行的。
按照uCOS中的觀(guān)點(diǎn)，驅動(dòng)事件分為三類(lèi)：
1、事件 （Event）。包括信號量(Semaphores)、事件標志組(Flag)、郵箱(Message Box)、郵箱隊列(Message Queue)。
2、時(shí)間（Time Tick）。包括時(shí)間延時(shí)和事件超時(shí)。
3、中斷（Interrupt）?？梢园l(fā)出各種event。
由于第1種事件，通常都是在第2、3種狀態(tài)下發(fā)出的，所以其實(shí)事件的驅動(dòng)只有兩種：時(shí)間（定時(shí)）和中斷（各種異步中斷）。
時(shí)間實(shí)際上也是中斷的一種，可以說(shuō)程序的驅動(dòng)事件只有一種，就是：中斷。
前/后臺系統中還有一種驅動(dòng)事件的產(chǎn)生，在主循環(huán)中不斷的查詢(xún)。有別與一般的定時(shí)查詢(xún)，這種查詢(xún)是為了將事件的響應時(shí)間降到最低，也可以將其歸納于定時(shí)（時(shí)間）事件。
（2）uCOS C51移植的準備工作；
2004年8月份，我在書(shū)城買(mǎi)了一本《uCOS-Ⅱ 第2版》，準備學(xué)習RTOS。因為以前沒(méi)有玩過(guò)RTOS，在工作之余斷斷續續的看了3、4章。一直到12月初的時(shí)候，公司要重新設計一個(gè)項目，恰好要把uCOS移植到c51上。我的RTOS學(xué)習才正式開(kāi)始。
因為對OS向往以久，我并不想在網(wǎng)上Down一個(gè)現成的移植OS程序，做一個(gè)OS的應用者。揭開(kāi)OS的神秘面紗，了解OS的內部運行機制，這才是我想要做的。本文的主要目的是討論uCOS的移植，希望對即將進(jìn)行uCOS c51移植的兄弟有些幫助。對于OS的內部運行機制，由于東西比較多，在這里不想太展開(kāi)。如果以后有時(shí)間，也想寫(xiě)一篇文章來(lái)討論討論。
最開(kāi)始，我的計劃就是看書(shū)，看《uCOS-Ⅱ 第2版》?？赐赀@本幾百頁(yè)的大本本，花了我2個(gè)半星期。因為是工作需要，我才可以這樣心安理得的在那里看呀看書(shū)^_^,辛苦呀L。在這期間，為了自己的思想不受別人的影響，我堅決沒(méi)有從網(wǎng)上下任何uCOS的資料，我手頭的資料就是uCOS-Ⅱ的書(shū)和附帶光盤(pán)，這些就是最權威的資料了。在看書(shū)的時(shí)候，我都堅持做筆記，把每天的重點(diǎn)，明白的東西和心中的疑問(wèn)都隨時(shí)記錄下來(lái)。對付這種大本本，前后的知識又相互關(guān)聯(lián)，光靠我們的大腦是搞不定啊。
弄懂了uCOS的內核，下一本書(shū)應該是《單片機高級語(yǔ)言C51Windows環(huán)境編程與應用》。對于Keil C我還是很熟的，還是花了2、3天來(lái)復習。這里的重點(diǎn)是C51對匯編的轉換結構，例于數據/系統堆棧的使用，C&Asm混合編程。我想對于任何CPU的uCOS移植，C語(yǔ)言的實(shí)現機制，你都是要了解的。這里也是要花大把時(shí)間的。
《uCOS-Ⅱ 第2版》和《單片機高級語(yǔ)言C51Windows環(huán)境編程與應用》這兩本書(shū)網(wǎng)上都可以下電子檔的，我這里也有（大家需要可以來(lái)信索?。?。
uCOS和C51的書(shū)都看完了。我就下載了一堆uCOS的C51移植資料。其中的源程序有很多個(gè)版本的，不過(guò)詳細的移植文檔只有一個(gè)版本：巨龍一位大蝦的“uCOS C51移植心得”，相信很多人都看過(guò)。這些資料的作者都是我移植過(guò)程中的老師，有了這些資料，我才能把心中的朦朧想法變成源程序。但是我也發(fā)現這些資料中大多都有一些錯誤和遺漏，當然這是難免的。這也正是驅使我寫(xiě)這篇文章的原因，希望在前輩的基礎上有所進(jìn)步。歡迎大家來(lái)批評！
真正的源代碼移植，我花了大概一個(gè)星期時(shí)間。
（3）uCOS C51的移植概況；
1、工具：
uCOS 2.52版；
Keil C V6.23a。
2、uCOS V2.52的文件結構與移植所需要的修改：
A、與處理器無(wú)關(guān)的文件：
OS_CORE.C
OS_FLAG.C
OS_MBOX.C
OS_MEM.C
OS_MUTEX.C
OS_Q.C
OS_SEM.C
OS_TASK.C
OS_TIME.C
uCOS_II.C
uCOS_II.H
這些文件在c51的移植過(guò)程中，只需要給函數加上重入屬性即可。
B、與應用相關(guān)的文件：
INCLUDES.H： 包含C51的標準庫頭文件；對”pdata”等c51關(guān)鍵字的重定義
OS_CFG.H： “OS_TICKS_PER_SEC”、“ OS_FLAGS”注意可能需要修改。
C、與處理器相關(guān)的文件：
OS_CPU.H： 數據類(lèi)型、關(guān)中斷方法、任務(wù)堆棧方向、任務(wù)切換的宏定義都需要修改。
OS_CPU_A.ASM： OSTickISR()、OSStartHighRdy()、OSCtxSw()、OSIntCtxSw()這幾個(gè)函數的編寫(xiě)，是整個(gè)移植的關(guān)鍵。
OS_CPU_C.C：OSTaskStkInit()函數的編寫(xiě)。
（4）uCOS C51具體的移植過(guò)程；
1、C51的堆棧結構；
這是整個(gè)移植過(guò)程中的重中之重，所以特別詳細介紹。
A、
c51中，系統堆棧的棧底地址是“?STACK”，棧頂指針就是“SP”拉，棧的生長(cháng)方向是向上的，?？臻g分配在51的內部RAM（idata）中。“?STACK”分配在所有內部RAM數據段的最后面，所以系統堆棧的范圍是從?STACK到內部RAM的最高位(0x80或者0xFF)。
B、
c51中，由于我們使用OS，采用的LARGE編譯模式,所以數據堆棧的指針是“?C_XBP”，棧的生長(cháng)方向是向下的，?？臻g分配在51的外部RAM（xdata）中。
C、
研究中斷中堆棧的保護的意義在于，因為uCOS中的任務(wù)切換，本身就是模擬一次中斷的發(fā)生：保護Task1的CPU寄存器，SP切換到Task2的堆棧，彈出Task2的CPU寄存器。用C51寫(xiě)中斷函數的時(shí)候，編譯器會(huì )自動(dòng)保護CPU的寄存器，所以中斷返回時(shí)任務(wù)調度OSIntCtxSw()，就不用重新保護寄存器。
C51中斷中調用函數可以分為四種情況（中斷函數本身不設為reentrant）：
一、沒(méi)有函數調用；
二、調用非reentrant函數，函數中沒(méi)有嵌套調用其他函數；
三、調用非reentrant函數，函數中嵌套調用其他函數；
四、調用reentrant函數。
t0_isr:
POP
因為uCOS中所有的函數都必須是重入函數，因此我們只需要研究第四種情況下的堆棧保護，對于其他情況有興趣可以在c51中看看。（注意：可能因為c51編譯器的版本不同，上述壓棧的順序可能不同。）
2、uCOS C51任務(wù)切換時(shí)的堆棧操作；
每個(gè)任務(wù)都有一個(gè)獨立的數據堆棧，系統堆棧是公用空間。
保護Task1的CPU寄存器：首先將CPU寄存器按上例壓進(jìn)Task1系統堆棧，再將整個(gè)Task1系統堆棧壓進(jìn)Task1數據堆棧；
SP切換：?C_XBP = Task2 的數據堆棧棧頂地址。
彈出Task2的CPU寄存器：從Task2的數據堆棧重新恢復整個(gè)系統堆棧，然后再從Task2系統堆棧中恢復CPU寄存器值。
實(shí)現的方法有很多種，只要遵循uCOS任務(wù)切換的原理就可以了。
3、INCLUDES.H的移植；
4、OS_CPU.H的移植；
5、OS_CPU_A.ASM的移植；
6、OS_CPU_C.C的移植；
7、其他的移植；
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