helper2416上移植ucosii V290

首先到ucos的官網上下載ucosii的源碼（實際上是很多已經移植好的目標板，尋找下你說需要的板子是否在其上），找到一個相似的板子的源碼。我們的設備是開發板Help2416;採用的源碼是Micrium-uCOS-II-V290，參考源碼Micrium_STM32xxx_uCOS-II。在Micrium\AppNotes\AN1xxx-RTOS\AN1018-uCOS-II-Cortex-M3\這個路徑下的AN-1018.pdf非常重要，這文檔詳細的介紹了文件夾結構，關係，以及移植的細節。下面我們來慢慢分析。

首先參考STM32工程建立Ports\arm2416\Generic\MDK路徑，此路徑主要存放移植相關的代碼。新建

OS_CPU.H  
OS_CPU_C.C  
OS_CPU_A.ASM  
OS_DBG.C //needless

OS_CPU.h中一般聲明瞭常量，宏和基本類型定義。先按照AN1018.pdf中的步驟來一步一步製作：

　　先定義全局變量與外部定義符號

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

這是一個很智能的宏，在一些必要函數前加上，宏的定義位置就取決於文件中是否定義了OS_CPU_GLOBALS.

2.定義了基本數據

typedef unsigned char BOOLEAN;
typedef unsigned char INT8U;
typedef signed char INT8S;
typedef unsigned short INT16U;
typedef signed short INT16S;
typedef unsigned int INT32U;
typedef signed int INT32S;
typedef float FP32;
typedef double FP64;
typedef unsigned int OS_STK;
typedef unsigned int OS_CPU_SR;

由於都是32位小端，基本上基本類型都沒有什麼可修改的，繼續往下看。（在實際的工作中，需要按照目標CPU的位寬修改基本類型，以滿足有/無符號及位寬。

1.設置臨界區模式

這裏我們用常用的模式3，具體爲什麼不用模式1，模式2，還不是很清楚，求瞭解的大大告之：[email protected]。

#define  OS_CRITICAL_METHOD    3    
#define  OS_ENTER_CRITICAL()  {cpu_sr = OS_CPU_SR_Save();}  
#define  OS_EXIT_CRITICAL()   {OS_CPU_SR_Restore(cpu_sr);}

這裏的實質就是將CPSR暫存於cpu_sr這個unsigned long型的臨時變量裏面（內核使用到的時候已經自動添加了定義）。

2.設置堆棧增長方向

#define  OS_STK_GROWTH        1  
1表示從高地址到低地址(實際上，除了個別8位單片機及特殊用途的芯片，大多數都是這樣的）。        3.定義上下文切換函數

#define  OS_TASK_SW()         OSCtxSw()  
OSCtxSw（）稍後我們會在os_cpu_a.s中實現。

4.定義函數原型

#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);

接下來是OS_CPU_C.C這個文件的編寫

OSInitHookBegin()  
OSInitHookEnd()  
OSTaskCreateHook()  
OSTaskDelHook()  
OSTaskIdleHook()  
OSTaskStatHook()  
OSTaskStkInit()  
OSTaskSwHook()  
OSTCBInitHook()  
OSTimeTickHook()

看似有很多需要編寫，實際上最主要的只需要一個 OSTaskStkInit(),那我們首先來編寫他

OS_STK *OSTaskStkInit (void (*task)(void *pd), void *pdata, OS_STK *ptos, INT16U opt) 
{ 
    INT32U *stk; 
        opt    = opt;                           /* 'opt' is not used, prevent warning                      */ 
        stk    = (INT32U *)ptos;                /* Load stack pointer                                      */ 
    *(--stk) = (INT32U)task;                /* Entry Point .. -> PC                                    */ 
        *(--stk) = (INT32U)0;                   /* r14                                                     */ 
        *(--stk) = (INT32U)0;                   /* r12                                                     */ 
        *(--stk) = (INT32U)0;                   /* r11                                                     */ 
        *(--stk) = (INT32U)0;                   /* r10                                                     */ 
        *(--stk) = (INT32U)0;                   /* r9                                                      */ 
        *(--stk) = (INT32U)0;                   /* r8                                                      */ 
        *(--stk) = (INT32U)0;                   /* r7                                                      */ 
        *(--stk) = (INT32U)0;                   /* r6                                                      */ 
        *(--stk) = (INT32U)0;                   /* r5                                                      */ 
        *(--stk) = (INT32U)0;                   /* r4                                                      */ 
        *(--stk) = (INT32U)0;                   /* r3                                                      */ 
    *(--stk) = (INT32U)0;                   /* r2                                                      */ 
    *(--stk) = (INT32U)0;                   /* r1                                                      */ 
    *(--stk) = (INT32U)pdata;               /* r0 : argument                                           */ 
    *(--stk) = (INT32U)0x0;                 /* CPSR     model tel here 0x00000013L SVC mode  */ 
    return ((void *)stk); 
}

注意:爲了演示各種各樣有可能的錯誤，我會在代碼中將正確選項標識或註解的方式給出。

在網上搜索這個壓棧順序，說是在arm核心pdf上有，但是實際上我只在cortexM3上看到過，其他芯片上沒有具體說，但是，我們只需要瞭解這裏的壓棧順序必須和OSCtxSw（）的彈棧順序一一對應就OK了。

其他都是些預留的暫時不用的鉤子函數，只需要定義一個空的執行體就行了。

文件OS_CPU_A.S

需要我們編寫的代碼：

OS_CPU_SR_Save()

OS_CPU_SR_Restore()

OSStartHighRdy()

OSCtxSw()

OSIntCtxSw()

OSStartHighRdy 
    MSR CPSR_cxsf, #SVCMODE:OR:NOINT    ;//switch to svcmode& disable irq&fiq 
    BL  OSTaskSwHook 
    LDR R0, =OSRunning 
    MOV R1, #1 
    STRB    R1, [R0] 
    LDR R0, =OSTCBHighRdy 
    LDR R0, [R0] 
    LDR SP, [R0] 
    LDMFD   SP!, {R0} 
    MSR SPSR_cxsf, R0 
    LDMFD   SP!, {R0-R12, LR, PC}^

這裏就只是將系統運行打開，然後將最高優先級任務的棧指針賦值給SP，然後彈棧。

OSCtxSw 
    STMFD   SP!, {LR} 
    STMFD   SP!, {R0-R12, LR} 
    MRS R0, CPSR 
    STMFD   SP!, {R0} 
    LDR R0, =OSTCBCur 
    LDR R0, [R0] 
    STR SP, [R0] 
OSIntCtxSw 
    BL  OSTaskSwHook 
    LDR R0, =OSTCBHighRdy 
    LDR R1, =OSTCBCur 
    LDR R0, [R0] 
    STR R0, [R1] 
    LDR R0, =OSPrioHighRdy 
    LDR R1, =OSPrioCur 
    LDRB    R0, [R0] 
    STRB    R0, [R1] 
    LDR R0, =OSTCBCur 
    LDR R0, [R0] 
    LDR SP, [R0] 
    LDMFD   SP!, {R0} 
    MSR SPSR_cxsf, R0 
    LDMFD   SP!, {R0-R12, LR, PC}^

這裏我偷了一個懶，將OSCtxSw的下半部同時給OSIntCtxSw使用。

上下文切換的實質就是OSCurTCB中開始地址存放了當前將要壓棧的任務的棧地址。OSTCBHighRdy中存放的是將要運行的任務的張地址。我們要先將當前的寄存器 PC CPSR壓棧進去，就完成了對原任務的保護工作;然後調用用戶自定義鉤子函數OSTaskSwHook，完成後再把當前最高優先級的任務賦值給OSTCBCur，將當前優先級改爲新的最高優先級任務的優先級。然後讀取出TCB結構體中的棧地址給SP，完成彈棧操作。

因爲OSIntCtxSw是在中斷處理完成後調用的，進入中斷時已經完成了壓棧保護工作，所以可以偷懶將上述代碼的後半部給它。

當然還有一個可選的函數，可選是指你可以在這個彙編文件中實現，也可以在C中去實現，這裏給出彙編的實現，C的實現就對應很簡單了。

OS_CPU_IRQ_ISR 
    STMFD   SP!, {R1-R3} 
;//---------------------------------------------------------------------------- 
;//     R1--SP  (IRQ MODE) 
;//     R2--PC   (TASK POINTER)  
;//     R3--SPSR  (TASK CPSR) 
;//---------------------------------------------------------------------------- 
    MOV R1, SP 
    ADD SP, SP, #12 
    SUB R2, LR, #4 
    MRS R3, SPSR 
    MSR CPSR_cxsf, #SVCMODE:OR:NOINT 
    ;//take care! this sp is not the one before!svc mode's SP 
    STMFD   SP!, {R2} 
    STMFD   SP!, {R4-R12, LR} 
    LDMFD   R1!, {R4-R6} 
    STMFD   SP!, {R4-R6} 
    STMFD   SP!, {R0} 
    STMFD   SP!, {R3} 
    ;LDR    R0, =OSIntNesting 
    ;LDRB   R1, [R0] 
    ;ADD    R1, R1, #1 
    ;STRB   R1, [R0] 
     
    ;CMP    R1, #1 
    ;BNE    %F1 
    LDR R4, =OSTCBCur 
    LDR R5, [R4] 
    LDR SP, [R5] 
    BL  OSIntEnter 
  
    MSR CPSR_c, #IRQMODE:OR:NOINT 
    ;/** 
    ;LDR    R0, =INTOFFSET 
    ;LDR    R0, [R0] 
    ;LDR    R1, IRQIsrVect 
    ;MOV    LR, PC 
    ;LDR    PC, [R1, R0, LSL #2] 
    ;*/ 
    BL  irq_process 
    MSR CPSR_c, #SVCMODE:OR:NOINT 
    BL  OSIntExit 
    LDMFD   SP!, {R4} 
    MSR SPSR_cxsf, R4 
    LDMFD   SP!, {R0-R12, LR, PC}^

其大致過程是：SVC模式下原環境保護壓棧，調用OSIntEnter，進入中斷模式，調用irq_process, 調用OSIntExt。

上述步驟大家可以在所有ucos的移植教程或步驟中找到。

接下來的一些列步驟有點類似於一直uboot，希望大家先行閱讀相關的板子啓動介紹文檔。

除去nand與SD啓動的BL0 與BL1這些初始化步驟，我們ucosii的引導步驟實際上是在uboot已經爲我們初始化好了一些必要設備後進行的，所以相對簡單，我們可以參考uboot的start.S文件來製作我們自己的start.S

IMPORT 與EXPORT 符號

;******************************************************  
     PRESERVE8                      ;//字節對齊 
     CODE32                         ;//ARM代碼 
     AREA RESET,CODE,READONLY       ;//reset名，代碼段，只讀 
     ENTRY                          ;//程序入口

這裏的erea 取名是根據2416.sct中的名字來的，這個文件存儲了鏈接時各個文件的存儲位置與順序等，詳細的介紹請看uboot的相關介紹，如果想要一個最純淨的，請到u-boot/arch/arm/cpu對應的路徑下找u-boot.lds文件。

在entry後緊跟

b   HANDLE_ResetInit

這個就是我們的第一個函數，也是我們的第一個初始化函數。這個函數裏面的很多操作都可以直接拷貝armv5.pdf上的例子，因爲涉及到太多的協處理器的操作。

    mov     r0, #0 
    mcr     p15, 0, r0, c7, c7, 0   ;flush v3/v4 cache 
    mcr     p15, 0, r0, c8, c7, 0   ; flush v4 TLB

1.關閉Icache與Dcache

mov         r1, #0xd3           ;//svc mode 
msr     cpsr_cxsf,r1 
ldr     sp,=0x31000000

2.關閉IRQ FIQ，設置工作模式SVC模式，初始化堆棧地址。

PS：說實話，這個start.S也是我在2440中找到拿來改的，但是建議參考u-boot的順序來寫，比如這裏應該先修改運行模式，再設置cache相關的東西。

;set to high vector address 
;read c1 to r5 
MRC     p15,0,r5,c1,c0,0 
;set bit 13 of c1 
orr     r5, r5, #0x2000 
;write r5 to c1 
mcr     p15, 0, r5, c1, c0, 0

這幾步是將中斷向量表的入口地址改爲高地址 0xFFFF0000開始，因爲我使用的是SD卡啓動模式，低地址0被物理映射到了BL0所在的IROM中，這裏面是隻讀的，所以我們系統啓動之後，無法將中斷向量表寫入這個地址，所以將中斷向量表的地址改爲高地址以便寫入。實際上u_boot與linux都是做了類似的操作。用nand啓動方式似乎可以寫入（未進行測試，有朋友測試後求告知結果）。

接下來就是建立mmu映射表，原因同上

bl  make_mmu_table 
;enable domain access 
    ldr     r5, =0x0000ffff 
    mcr     p15, 0, r5, c3, c0, 0       ;load domain access register 
    ldr     r1,=0x37ff4000 
    mcr     p15, 0, r1, c2, c0, 0

這幾句實際上是打開MMU寄存器的訪問許可權，同時將內存映射表的開始地址賦給MMU的寄存器。

mrc     p15, 0, r0, c1, c0, 0 
    orr     r0, r0, #1          ;Set CR_M to enable MMU 
    mcr     p15, 0, r0, c1, c0, 0 
    nop 
    nop 
    nop 
    nop

使能MMU

接下來針對每個模式初始化設置他們的棧地址

mov     r1, #0x11           ;//FIQ mode 
    msr     cpsr_cxsf,r1 
    ldr     sp,=0xc3ff4000 
     
    mov     r1, #0x12           ;//IRQ mode 
    msr     cpsr_cxsf,r1 
    ldr     sp,=0xc3ff0000 
    mov     r1, #0x1f           ;//sys mode 
    msr     cpsr_cxsf,r1 
    ldr     sp,=0xc3fec000   
         
    mov     r1, #0x17           ;//abt mode 
    msr     cpsr_cxsf,r1 
    ldr     sp,=0xc3fe8000 
    mov     r1, #0x1b           ;//undef mode 
    msr     cpsr_cxsf,r1 
    ldr     sp,=0xc3fe0000 
     
    mov     r1, #0xd3           ;//svc mode 
    msr     cpsr_cxsf,r1 
    ldr     sp,=0xc3fe4000

最後將bss段清零然後跳轉到主函數

BL      InitRORWZI 
    LDR         PC,=main

在app.c這個文件中添加一個

Int main(void) 函數

{

Timer_init();

Uart_init();

OSinit();

App();

OSstart();

}

接下來就是編譯調試錯誤, 像缺少頭文件這種錯誤，請自行修改頭文件名稱。

有2點直接說，工程文件中不能加入ucos_ii.c這個文件；os_cfg_r.h與os_dbg_r.c

要修改爲os_cfg.h, os_dbg.c

編譯

錯誤

.\output\obj\ucos2416prob.axf: Warning: L6305W: Image does not have an entry point. (Not specified or not set due to multiple choices.)

引起原因 app.c文件中出現了main被當作默認C入口，而start.S中又指定了ENTRY

將start.S中的mian都改爲Main或者其他什麼名字。

還有一個錯誤是我自己引起的，將軟定時器當作了系統定時器。

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嵌入式開發問題累計——NFS

2416開發板上網卡芯片lan9220的時序配置問題

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