STM32移植uCOS-II筆記

首先從st公司的網站下載最新的stm32標準外設庫3.5 ，再從micrium網站上下載官方移植版本（編譯器使用ARM/Keil的，V2.86版本，V2.85有問題），然后就是我們ＭＤＫ建立工程了，工程結構組織如下：

其中  uCOSII_core 是uCOS的內核文件，與平臺無關，所以無需修改。
在移植uCOS-II時我們只需要關注  uCOSII_port 中三個文件和stm32f10x_it.c就可以了：
第一個文件就是　os_cpu.h
1.  定義與編譯器相關的數據類型，無需修改
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) */

2.  因為CM3是32位寬的，所以OS_STK（堆棧的數據類型）被類型重定義為unsigned int。  因為CM3的狀態寄存器（xPSR）是32位寬的，因此OS_CPU_SR被類型重定義為unsigned int。OS_CPU_SR是在OS_CRITICAL_METHOD方法3中保存cpu狀態寄存器用的。在CM3中，移植OS_ENTER_CRITICAL()，OS_EXIT_CRITICAL()選方法3是最合適的。
#define  OS_CRITICAL_METHOD   3
typedef unsigned int OS_STK;
  typedef unsigned int OS_CPU_SR;

3.  μC/OS-II定義了三種方法關閉和打開中斷 （OS_CRITICAL_METHED=1,2,3），通常情況下，我們都是選用的方法3，這里定義了兩個宏來禁止和允許中斷
#if OS_CRITICAL_METHOD == 3
#define  OS_ENTER_CRITICAL()  {cpu_sr = OS_CPU_SR_Save();}
#define  OS_EXIT_CRITICAL()      {OS_CPU_SR_Restore(cpu_sr);}
#endif     
具體定義宏OS_ENTER_CRITICAL()和OS_EXIT_CRITICAL()，其中OS_CPU_SR_Save() //關中斷
和OS_CPU_SR_Restore() //開中斷
是用匯編代碼寫的，代碼在os_cpu_a.asm中。

4.  定義棧的增長方向
#define  OS_STK_GROWTH        1
置OS_STK_GROWTH為0，表示堆棧從下往上增長；置OS_STK_GROWTH為1，表示堆棧從上往下增長。

5.  定義OS_TASK_SW()宏，任務級上下文切換
#define  OS_TASK_SW()         OSCtxSw()
任務級上下文切換（即任務切換）調用宏定義OS_TASK_SW()。因為上下文切換跟處理器有密切關系，OS_TASK_SW()實質上是調用匯編函數OSCtxSW() ，它在os_cpu_a.asm 文件中定義。

6.  注釋掉如下函數，并添加void  PendSV_Handler(void)的函數聲明
#if OS_CRITICAL_METHOD == 3                    
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       PendSV_Handler(void);


// void         OS_CPU_PendSVHandler(void);                                             
// void         OS_CPU_SysTickHandler(void);
// void         OS_CPU_SysTickInit(void);                                                
// INT32U     OS_CPU_SysTickClkFreq(void);
申明幾個函數，這里要注意最后四個函數需要注釋掉，為什么呢？  
OS_CPU_SysTickHandler()定義在os_cpu_c.c中，是SysTick中斷的中斷處理函數，而stm32f10x_it.c，中已經有該中斷函數的定義SysTick_Handler()，這里也就不需要了。
OS_CPU_SysTickInit()定義在os_cpu_c.c中，用于初始化SysTick定時器，它依賴于OS_CPU_SysTickClkFreq()，而此函數我們自己會實現，所以注釋掉。  
OS_CPU_SysTickClkFreq()定義在BSP.C (Micrium\Software\EvalBoards)中，而本文移植中并未用到BSP.C，后面我們會自己實現，因此可以把它注釋掉。
OS_CPU_PendSVHandler()在啟動文件上，一般我們自己開發基于stm32芯片的軟件，都會使用標準外設庫CMSIS中提供的啟動文件，而官方移植的啟動文件卻是自己寫的，在兩個文件init.s，vectors.s中 （Micrium\Software\EvalBoards\ST\STM3210B-EVAL\RVMDK）。init.s負責進入main()，vectors.s設置中斷向量。OS_CPU_SysTickHandler和OS_CPU_PendSVHandler就是在vectors.s中被設置的。  我的移植是使用標準外設庫CMSIS中startup_stm32f10x_md.s作為啟動文件的，那該怎么在這個文件中設置OS_CPU_SysTickHandler呢，事實上在startup_stm32f10x_md .s文件中，PendSV中斷向量名為PendSV_Handler，所以只需用PendSV_Handler把所有出現OS_CPU_PendSVHandler 的地方替換掉就可以了。
我們有提到在 startup_stm32f10x_md .s中我們有定義PendSV_Handler，其中PendSV_Handler函數在我們CM3中也有實現，就在stm32f10x_it.c和stm32f10x_it.h中，現在我們選擇使用uCOS的PendSV_Handler函數，所以應該將stm32f10x_it.c和stm32f10x_it.h中的PendSV_Handler函數注釋起來。



第二個文件就是　os_cpu_c.c
1.   ucosii移植時需要我們寫10個相當簡單的C函數。
OSInitHookBegin()
OSInitHookEnd()
OSTaskCreateHook()
OSTaskDelHook()
OSTaskIdleHook()
OSTaskStatHook()
OSTaskStkInit()
OSTaskSwHook()
OSTCBInitHook()
OSTimeTickHook()
這些函數除了OSTaskStkInit()，都是一些hook函數。這些hook函數如果不使能的話，都不會用上，也都比較簡單，看看就應該明白了，所以就不介紹.
OS_STK *OSTaskStkInit (void (*task)(void *p_arg), void *p_arg, OS_STK *ptos, INT16U opt)
{
    OS_STK *stk;
    (void)opt;                                   /* 'opt' is not used, prevent warning                 */
    stk       = ptos;                            /* Load stack pointer                                 */
                                                       /* Registers stacked as if auto-saved on exception    */
    *(stk)    = (INT32U)0x01000000L;             /* xPSR                                               */
    *(--stk)  = (INT32U)task;                    /* Entry Point                                        */
    *(--stk)  = (INT32U)0xFFFFFFFEL;           /* R14 (LR) (init value will cause fault if ever used)*/
    *(--stk)  = (INT32U)0x12121212L;             /* R12                                                */
    *(--stk)  = (INT32U)0x03030303L;             /* R3                                                 */
    *(--stk)  = (INT32U)0x02020202L;             /* R2                                                 */
    *(--stk)  = (INT32U)0x01010101L;             /* R1                                                 */
    *(--stk)  = (INT32U)p_arg;                         /* R0 : argument                                      */
                                                                       /* Remaining registers saved on process stack         */
    *(--stk)  = (INT32U)0x11111111L;             /* R11                                                */
    *(--stk)  = (INT32U)0x10101010L;             /* R10                                                */
    *(--stk)  = (INT32U)0x09090909L;             /* R9                                                 */
    *(--stk)  = (INT32U)0x08080808L;             /* R8                                                 */
    *(--stk)  = (INT32U)0x07070707L;             /* R7                                                 */
    *(--stk)  = (INT32U)0x06060606L;             /* R6                                                 */
    *(--stk)  = (INT32U)0x05050505L;             /* R5                                                 */
    *(--stk)  = (INT32U)0x04040404L;             /* R4                                                 */


    return (stk);
}
xPSR，PC，LR，R12，R3-R0被自動保存到棧中的，R11-R4如果需要保存，只能手工保存。因此OSTaskStkInit()的工作就是在任務自己的棧中保存cpu的所有寄存器。這些值里R1-R12都沒什么意義，這里用相應的數字代號（如R1用0x01010101）主要是方便調試.
其他的幾個函數都可以空著，例如：
#if (OS_CPU_HOOKS_EN > 0) && (OS_TASK_SW_HOOK_EN > 0)
void  OSTaskSwHook (void)
{
#if OS_APP_HOOKS_EN > 0
    App_TaskSwHook();
#endif
}
#endif

2. 注釋掉其中的一些內容
把OS_CPU_SysTickHandler(), OS_CPU_SysTickInit()注釋掉。  

把上面這些宏定義也注釋掉，因為它們都用于OS_CPU_SysTickHandler(),  OS_CPU_SysTickInit()。

第三個文件就是我們前面提到過的 os_cpu_a.asm
在os_cpu_a.asm中定義了4個與處理器相關的匯編函數，我們是從micrium網站上下載官方移植版本，所以其中的函數都已經實現了，如果需要了解的可以參照 《Cortex-M3權威指南》。
我們在注釋掉os_cpu.h中的OS_CPU_PendSVHandler() 提到需用PendSV_Handler把所有出現OS_CPU_PendSVHandler 的地方替換掉,而這些需要替換掉的內容就在os_cpu_a.asm中，只需將下面的地方替換就好了


第四個文件就是我們的 stm32f10x_it.c
在前面修改os_cpu.h 文件時注釋過一個OS_CPU_SysTickHandler() ，是因為這個函數是提供系統時鐘中斷的，而在我們CM3中已經有了自己的系統時鐘中斷函數，就是 stm32f10x_it.c 的void SysTick_Handler(void),在這里只需要把OS_CPU_SysTickHandler() 的內容復制給SysTick_Handler()即可(記得把頭文件包含進來 )：



到這里為止我們的移植就算是完成了，接下來任務就是在app.c文件中實現我們的測試程序了
#include "includes.h"


static OS_STK task_led1_stk[LED1_TASK_STK_SIZE];


static void systick_init(void)
{
RCC_ClocksTypeDef rcc_clock;
RCC_GetClocksFreq(&rcc_clock);
SysTick_Config(rcc_clock.HCLK_Frequency/OS_TICKS_PER_SEC);
}


void LED1_Tast(void *p_arg)
{
p_arg=p_arg;


while(1)
{
GPIO_WriteBit(GPIOA, GPIO_Pin_15, Bit_RESET);
OSTimeDlyHMSM(0, 0,1,0);
GPIO_WriteBit(GPIOA, GPIO_Pin_15, Bit_SET);
OSTimeDlyHMSM(0, 0,1,0);
}

int main(void)
{
BSP_Init();
OSInit();
systick_init();
OSTaskCreate(LED1_Tast,( void *)0,&task_led1_stk[LED1_TASK_STK_SIZE-1],LED1_TASK_PRIO);
OSStart();
return 0;
}

如果LED燈出現閃爍的話就大功告成了！