UCOS-II在LPC2210上的移植--os_cpu_a.s

 

CPU： Philips ARM7 LPC2210
OS： uC/OS－II 2.52
IDE： ADS 1.2
移植一个操作系统到一个CPU体系的结构上，移植者必须的要求：
1、对目标体系结构要有很深的了解 －－ ARM Architecture Reference Manual
2、对OS原理要有较深入的了解 －－ 嵌入式实时操作系统uC/OS－II
3、对所使用的编译器要有较深入的了解 －－ ADS自带的编译器和连接器的手册
4、对需要移植的操作系统要有相当的了解 －－ 嵌入式实时操作系统uC/OS－II
5、对具体使用的芯片也要有一定的了解 －－ 芯片的数据手册
编写OS_CPU_A.s
;****************************************************************************************/
;定义系统模式堆栈的大小
SVC_STACK_LEGTH     EQU   32
NoInt               EQU   0x80
;定义模式位
USR32Mode   EQU 0x10
SVC32Mode   EQU 0x13
SYS32Mode   EQU 0x1f
IRQ32Mode   EQU 0x12
FIQ32Mode   EQU 0x11
;T_bit用于检测进入异常前cpu是否处于THUMB状态
T_bit       EQU 0x20
    CODE32
    AREA    |subr|, CODE, READONLY
            IMPORT  OSTCBCur                    ;指向当前任务TCB的指针
            IMPORT  OSTCBHighRdy                ;指向将要运行的任务TCB的指针
            IMPORT  OSPrioCur                   ;当前任务的优先级
            IMPORT  OSPrioHighRdy               ;将要运行的任务的优先级
            IMPORT  OSTaskSwHook                ;任务切换的钩子函数
            IMPORT  OSRunning                   ;uC/OS-II运行标志
            IMPORT  OsEnterSum                  ;关中断计数器（关中断信号量）
            IMPORT  SWI_Exception               ;软中断异常处理程序
            EXPORT  __OSStartHighRdy           
            EXPORT  OSIntCtxSw                  ;中断退出时的入口，参见startup.s中的IRQ_Handler
            EXPORT  SoftwareInterrupt           ;软中断入口
 
;/*****************************************************************************************
;** 函数名称: SoftwareInterrupt
;** 功能描述: 软件中断，用于提供一些系统服务，功能参考os_cpu_c.c文件
;** 输　入:   依功能而定
;** 输　出 :  依功能而定
;** 全局变量: 无
;** 调用模块: SWI_Exception
;**
;******************************************************************************************/
;软件中断
SoftwareInterrupt
        LDR     SP, StackSvc            ; 重新设置堆栈指针
        STMFD   SP!, {R0-R3, R12, LR}   ; 参数, IP( R12 ), LR入栈. ( 这几个为当前处理器模式的堆栈结构 )
        MOV     R1, SP                  ; R1存储参数存储位置的堆栈指针, 实质为当前的堆栈指针
        MRS     R3, SPSR
        TST     R3, #T_bit              ; 中断前是否是Thumb状态, 测试位T
        LDRNEH  R0, [LR,#-2]            ; 是: 取得Thumb状态SWI号, H为半字加载
        BICNE   R0, R0, #0xff00         ; swi号在32位里面为24位,在Thumb状态下为8位
        LDREQ   R0, [LR,#-4]            ; 否: 取得arm状态SWI号
        BICEQ   R0, R0, #0xFF000000     ; swi为24位立即数
                                        ; r0 = SWI号，R1指向参数存储位置
        CMP     R0, #1                  ; 与1作比较
        LDRLO   PC, =OSIntCtxSw        ; 小于1,那就零了,那么就是切换到任务切换函数OSIntCtxSw
        LDREQ   PC, =__OSStartHighRdy   ; SWI 0x01为第一次任务切换
        BL      SWI_Exception           ; 跳转到软中断服务程序
        LDMFD   SP!, {R0-R3, R12, PC}^  ; 参数, IP( R12 ), LR出栈
StackSvc           DCD     (SvcStackSpace + SVC_STACK_LEGTH * 4 - 4)
 
;/******************************************************************************************
;** 函数名称: OSIntCtxSw
;** 功能描述: 中断退出时的入口
;** 输　入:   R3    :当前任务的状态寄存器CPSR（即SPSR的值）
;**           R4-R12:当前任务的R4-R11
;**           当前处理器模式的堆栈结构（出栈次序）：R0-R3、R12、PC（当前任务的）
;** 输　出 :  无
;** 全局变量: OSPrioCur,OSPrioHighRdy,OSPrioCur,OSPrioHighRdy
;** 调用模块: 无
;**
;************************************************************************************/
 
;  |____________________|<--- 栈底                              
;  |                    |
;  | 任务入栈的其它数据 |
;  |____________________|
;  |         PC         |
;  |____________________|<--- 任务环境开始
;  |         LR         |
;  |____________________|
;  |        R12         |
;  |____________________|
;  |        R11         |
;  |____________________|
;  |        R10         |
;  |____________________|
;  |         R9         |                          
;  |____________________|                         
;  |         R8         |                         
;  |____________________|                         
;  |         R7         |                         
;  |____________________|                          
;  |         R6         |                        
;  |____________________|                
;  |         R5         |                
;  |____________________|                
;  |         R4         |                
;  |____________________|                
;  |         R3         |                
;  |____________________|                
;  |         R2         |                
;  |____________________|                
;  |         R1         |                
;  |____________________|                
;  |         R0         |                
;  |____________________|                
;  |        CPSR        |                
;  |____________________|                
;  |     OSEnterSum     |<---- SP        
;  |____________________|       
;  |                    |       
;  |     空闲空间        |       
;  |____________________|       
;  |                    |                                                 
;                                                                            
;    图A  任务堆栈结构                                                 
                                                   
;  |____________________|<--- 栈底             
;  |                    |                      
;  | 任务入栈的其它数据 |                       
;  |____________________|                      
;  |         LR         |                      
;  |____________________| <--- 任务环境开始    
;  |         R12        |                      
;  |____________________|                       
;  |         R3         |                      
;  |____________________|                      
;  |         R2         |                      
;  |____________________|                      
;  |         R1         |                      
;  |____________________|                      
;  |         R0         |<---- SP              
;  |____________________|                      
;  |                    |                      
;  |     空闲空间        |                      
;  |____________________|                      
;  |                    |                      
    图B  调用OSIntCtxSw时的堆栈结构   
OSIntCtxSw
                                                    ; 下面为保存任务环境, 见图B
        LDR     R2, [SP, #20]                       ; 获取PC, 即LR
        LDR     R12, [SP, #16]                      ; 获取R12
        MRS     R0, CPSR
        MSR     CPSR_c, #(NoInt | SYS32Mode)        ; 关中断,并且设置为系统模式
        MOV     R1, LR
        STMFD   SP!, {R1-R2}                        ; 保存LR,PC
        STMFD   SP!, {R4-R12}                       ; 保存R4-R12
        MSR     CPSR_c, R0
        LDMFD   SP!, {R4-R7}                        ; 获取R0-R3
        ADD     SP, SP, #8                          ; 出栈R12,PC
        MSR     CPSR_c, #(NoInt | SYS32Mode)
        STMFD   SP!, {R4-R7}                        ; 保存R0-R3
        LDR     R1, =OsEnterSum                     ; 获取OsEnterSum
        LDR     R2, [R1]
        STMFD   SP!, {R2, R3}                       ; 保存CPSR,OsEnterSum.
                                                    ; 到这里为至任务环境保存完成
 
                                                    ; 保存当前任务堆栈指针到当前任务的TCB
        LDR     R1, =OSTCBCur
        LDR     R1, [R1]
        STR     SP, [R1]
        BL      OSTaskSwHook                        ; 调用钩子函数
                                                    ; OSPrioCur <= OSPrioHighRdy
                                                    ; 当前任务设为最高优先级的任务
        LDR     R4, =OSPrioCur
        LDR     R5, =OSPrioHighRdy
        LDRB    R6, [R5]
        STRB    R6, [R4]
                                                    ; OSTCBCur <= OSTCBHighRdy
                                                    ; 任务控制块设为最高优先级任务的TCB
        LDR     R6, =OSTCBHighRdy
        LDR     R6, [R6]
        LDR     R4, =OSTCBCur
        STR     R6, [R4]
OSIntCtxSw_1
                                                    ; 获取新任务堆栈指针
        LDR     R4, [R6]
        ADD     SP, R4, #68                         ; 17寄存器CPSR,OsEnterSum,R0-R12,LR,SP
        LDR     LR, [SP, #-8]
        MSR     CPSR_c, #(NoInt | SVC32Mode)        ; 进入管理模式
        MOV     SP, R4                              ; 设置堆栈指针
        LDMFD   SP!, {R4, R5}                       ; CPSR,OsEnterSum
                                                    ; 恢复新任务的OsEnterSum
        LDR     R3, =OsEnterSum
        STR     R4, [R3]
   
        MSR     SPSR_cxsf, R5                       ; 恢复CPSR
        LDMFD   SP!, {R0-R12, LR, PC }^             ; 运行新任务
 
;/******************************************************************************************
;** 函数名称: __OSStartHighRdy
;** 功能描述: uC/OS-II启动时使用OSStartHighRdy运行第一个任务,
;**           OSStartHighRdy会调用__OSStartHighRdy
;** 输　入:   无
;** 输　出 :  无
;** 全局变量: OSRunning,OSTCBCur,OSTCBHighRdy,OsEnterSum
;** 调用模块: OSTaskSwHook
;**
;***************************************************************************************/
 
__OSStartHighRdy
        MSR     CPSR_c, #(NoInt | SYS32Mode)
                                                ;告诉uC/OS-II自身已经运行
        LDR     R4, =OSRunning
        MOV     R5, #1
        STRB    R5, [R4]
        BL      OSTaskSwHook                    ;调用钩子函数
        LDR     R6, =OSTCBHighRdy
        LDR     R6, [R6]
        B       OSIntCtxSw_1
        AREA    SWIStacks, DATA, NOINIT
;,ALIGN=2
SvcStackSpace      SPACE   SVC_STACK_LEGTH * 4  ;管理模式堆栈空间
 
    END
;/*********************************************************************************************************
;**                            End Of File