1、 uC-OSII 的原理
uC-OSII 包括任务调度、时间管理、内存管理、资源管理（信号量、邮箱、消息队列）四大部分,没有文件系统、网络接口、输入输出界面。它的移植只与4 个文件相关： 汇编文件（OS_CPU_A.ASM）、处理器相关C 文件（OS_CPU.H、OS_CPU_C.C）和配置文件（OS_CFG.H）。有64 个优先级,系统占用8 个,用户可创建56 个任务,不支持时间片轮转。它的基本思路就是“近似地每时每刻总是让优先级最高的就绪任务处于运行状态” 。为了保证这一点,它在调用系统API 函数、中断结束、定时中断结束时总是执行调度算法。原作者通过事先计算好数据,简化了运算量,通过精心设计就绪表结构,使得延时可预知。任务的切换是通过模拟一次中断实现的。uC-OSII 工作核心原理是：近似地让最高优先级的就绪任务处于运行状态。操作系统将在下面情况中进行任务调度： 调用API 函数( 用户主动调用), 中断( 系统占用的时间片中断OsTimeTick(),用户使用的中断)。其整体整体思路如下。
(1)、在调用API 函数时,有可能引起阻塞,如果系统API 函数察觉到运行条件不满足,需要切换就调用OSSched()调度函数,这个过程是系统自动完成的,用户没有参与。OSSched()判断是否切换,如果需要切换,则此函数调用OS_TASK_SW()。这个函数模拟一次中断,好象程序被中断打断了,其实是OS 故意制造的假象,目的是为了任务切换。既然是中断,那么返回地址(即紧邻OS_TASK_SW()的下一条汇编指令的PC 地址)就被自动压入堆栈,接着在中断程序里保存CPU寄存器(PUSHALL)……。堆栈结构不是任意的,而是严格按照uC-OSII 规范处理的。OS 每次切换都会保存和恢复全部现场信息(POPALL),然后用RETI 回到任务断点继续执行。这个断点就是OSSched()函数里的紧邻OS_TASK_SW()的下一条汇编指令的PC 地址。切换的整个过程就是,用户任务程序调用系统API 函数,API 调用OSSched(),OSSched()调用软中断OS_TASK_SW()即OSCtxSw,返回地址(PC 值)压栈,进入OSCtxSw 中断处理子程序内部。反之,切换程序调用RETI 返回紧邻OS_TASK_SW()的下一条汇编指令的PC 地址,进而返回OSSched()下一句,再返回API 下一句,即用户程序断点。因此,如果任务从运行到就绪再到运行,它是从调度前的断点处运行。
(2)、中断会引发条件变化,在退出前必须进行任务调度。uC-OSII 要求中断的堆栈结构符合规范,以便正确协调中断退出和任务切换。前面已经说到任务切换实际是模拟一次中断事件,而在真正的中断里省去了模拟。只要规定中断堆栈结构和uC-OSII 模拟的堆栈结构一样,就能
保证在中断里进行正确的切换。任务切换发生在中断退出前,此时还没有返回中断断点。仔细观察中断程序和切换程序最后两句,它们是一模一样的,POPALL+RETI。即要么直接从中断程序退出,返回断点；要么先保存现场到TCB，等到恢复现场时再从切换函数返回原来的中断断点(由于中断和切换函数遵循共同的堆栈结构,所以退出操作相同,效果也相同)。用户编写的中断子程序必须按照uC-OSII 规范书写。任务调度发生在中断退出前,是非常及时的,不会等到下一时间片才处理。OSIntCtxSw()函数对堆栈指针做了简单调整，以保证所有挂起任务的栈结构看起来是一样的。
(3)、在uCO-SII 里,任务必须写成两种形式之一(《uCOSII 中文版》p99 页)。在有些RTOS开发环境里没有要求显式调用OSTaskDel(),这是因为开发环境自动做了处理,实际原理都是一样的。uC-OSII 的开发依赖于编译器,目前没有专用开发环境,所以出现这些不便之处是可以理解的。
2、 uC-OSII 在 F28335上移植及应用
改写文件OS_CPU.H
第一步：堆栈的增长方向
#define OS_STK_GROWTH 0 //F28335 的堆栈的增长方式是从有高地址向低地址，所以其值为0。
第二步：定义临界段的宏
#define OS_ENTER_CRITICAL() asm(" SETC INTM ") //关中断。
#define OS_EXIT_CRITICAL() asm(" CLRC INTM ") //开中断。
第三步：定义任务切换宏。
任务切换是有汇编语言编写的asm("TRAP #30")来实现的。即
#define OS_TASK_SW() asm("TRAP #30")
第四步：定义数据类型
typedef unsigned char BOOLEAN;
typedef unsigned char INT8U; * Unsigned 8 bit quantity */
typedef signed char INT8S; /* Signed 8 bit quantity */
typedef unsigned int INT16U; /* Unsigned 16 bit quantity*/
typedef signed int INT16S; /* Signed 16 bit quantity*/
typedef unsigned long INT32U; /* Unsigned 32 bit quantity */
typedef signed long 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 16-bit wide */
#define BYTE INT8S /* Define data types for backward compatibility */
#define UBYTE INT8U/* ... to uC/OS V1.xx. Not actually needed for */
#define WORD INT16S /* ... uC/OS-II. */
#define UWORD INT16U
#define LONG INT32S
#define ULONG INT32U
改写文件OS_CPU.C的改写
在文件 OS_CPU.C 中主要应该写任务堆栈初始化函数
void *OSTaskStkInit (void (*task)(void *pd), void *pdata, void *ptos, INT16U opt)
{ INT16U *stk;
INT16U temp;
opt = opt; /* 'opt' is not used, prevent warning */
stk=(INT16U*)ptos;
*stk++ = (INT16U)(pdata);
*stk++ = (INT16U)(pdata);
*stk++ = 0x00C1; /* ST0 = 0x1111 */
*stk++ = 0x0000; /* T = 0x0000 */
*stk++ = 0x3333; /* AL = 0x3333 */
*stk++ = 0x2222; /* AH = 0x2222 */
*stk++ = 0x5555; /* PL = 0x5555 */
*stk++ = 0x4444; /* PH = 0x4444 */
*stk++ = 0x7777; /* AR0 = 0x7777 */
*stk++ = 0x6666; /* AR1 = 0x6666 */
*stk++ = 0x8A4a; /* ST1 = 0x080B */
*stk++ = 0x0000; /* DP = 0x8888 */
*stk++ = 0xffff;//1001; /* IER = 0xBBBB */
*stk++ = 0xAAAA; /* DBGSTAT = 0xAAAA */
temp = ((INT32U)task)&0x0000ffff;
*stk++ = (INT16U)temp; /* 保存低16 位*/
temp = ((INT32U)task)>>16; /* Save task entry */
*stk++ = (INT16U)(temp); /* 保存高16 位*/
temp = ((INT32U)task)&0x0000ffff; /* RPCL = 0xCCCC*/
*stk++ = (INT16U)temp; /* 保存低16 位*/
temp = ((INT32U)task)>>16; /* RPCH = 0xCCCC */
*stk++ = (INT16U)(temp); /* 保存高16 位*/
stk++;
return ((void *)stk);
}
