MC68K的C編譯器實(shí)現(xiàn)μC/OS-II向MC68K移值解析方案

一、MC68K CPU簡(jiǎn)介

MC68K及68020、68040等的著名的MOTOROLA32位微處理器，和與之兼容的68K、CPU32、CPU32+等CPU擴(kuò)充定時(shí)處理單元TPU、隊(duì)列串行模塊QSM、系統(tǒng)控制模塊和RAM等組成MC683xx系列單片機(jī)。

CPU32 內(nèi)部有8個(gè)32位通用數(shù)據(jù)寄存器，8個(gè)32位通用地址寄存器。8個(gè)通用數(shù)據(jù)寄存器可作為累加器使用，也可看成C語言中各種類型的變量;8個(gè)通用地址寄存器，可作為變址寄存器使用，也可看成C語言中的指針型變量。CPU32有獨(dú)立的用戶堆棧指針和系統(tǒng)堆棧指針，可區(qū)分程序區(qū)、數(shù)據(jù)區(qū)、系統(tǒng)區(qū)、用戶區(qū)等存儲(chǔ)空間，有7級(jí)中斷。

要實(shí)現(xiàn)μC/OS-II向MC68K的移值，需要有MC68K的C編譯器。我們使用的HIWARE公司的C編譯器。該C編譯器允許嵌入行匯編。

二、移植中所需修改的文件

和CPU相關(guān)的文件主要有三個(gè)：C語言文件OS_CPU32.C、頭文件OS_CPU32.H和匯編文件OS_CPU32.ASM。

1.INCLUDES.H文件

INCLUDES.H 是主頭文件，在所有后綴名為.C文件的開始都包含INCLUDES.H文件。對(duì)于不同類型的處理器，用戶需要改定INCLUDES.H文件，增加自己的頭文件，但必須加在文件末尾。在安裝μC/OS-II的時(shí)候，附帶了幾個(gè)移植實(shí)例，例如，針對(duì)Intel 80x86的代碼安裝到IIL目錄。我們?yōu)镸C68K編寫的移植實(shí)例都放在II下，在INCLUDES.H文件中增加有：

#include iiK_CPU32.ASM

#include iiK_CPU32.C

#include iiK_CPU32.H

2.OS_CPU32.H文件

OS_CPU32.H文件中定義了與硬件相關(guān)的基本信息：

typedef unsigned char INT8U; /*無符號(hào)8位數(shù)*/

typedef signed char INT8S; /*帶符號(hào)8位數(shù)*/

typedef unsigned int INT16U; /*無符號(hào)16位數(shù)*/

typedef signed int INT16S; /*帶符號(hào)16位數(shù)*/

typedef signed long INT32S; /*帶符號(hào)32位數(shù)*/

typedef unsigned int OS_STK; /*堆棧入口寬度為16位*/

#define OS_STK_GROWTH1 /*堆棧由高地址向低地址增長(zhǎng)*/

#define UCOS 0 /*用于任務(wù)切換的軟中斷*/

define OS_TASK_SW() _TRAP(UCOS)

#define OS_ENTER_CRITICAL() move.w#$2700,SR /*進(jìn)入臨界區(qū)*/

#define OS_EXIT_CRITICAL() move.w #$2000,SR /*退出臨界區(qū)*/

(1)數(shù)據(jù)類型

由于不同的處理器有不同的字長(zhǎng)，μC/OS-II的移植需要重新定義一系列的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。由于 MC68K為32位MCU，整數(shù)(int)類型數(shù)據(jù)為16位，長(zhǎng)整開有(long)為32位。在MC68K中堆棧都是按字進(jìn)行操作的，所以堆棧數(shù)據(jù)類型 OS_STK聲明為16位。所有的堆棧必須用OS_STK聲明。

(2)代碼臨界區(qū)

μC/OS -II在進(jìn)入系統(tǒng)臨界代碼區(qū)之間要關(guān)中斷，等到退出臨界區(qū)后再打開，從而保護(hù)核心數(shù)據(jù)不被多任務(wù)環(huán)境下的其他任務(wù)或中斷破壞。在MC68K中，開關(guān)中斷可以通過設(shè)置狀態(tài)寄存器SR中的中斷屏蔽位來實(shí)現(xiàn)。μC/OS-II中的宏OS_ENTER_CRITICAL()定義將狀態(tài)寄存器的中斷屏蔽位置位，屏蔽所有的七級(jí)中斷;OS_EXIT_CRITICAL()定義將狀態(tài)寄存器的中斷屏蔽位清零，打開所有的七級(jí)中斷。這種處理方法非常簡(jiǎn)單，但CPU32提供分級(jí)中斷機(jī)制得不到使用。如果要使用分級(jí)中斷，必須改寫一些相關(guān)的函數(shù)，將在第4節(jié)中闡明。

(3)堆棧方向

MC68K處理器的堆棧是由高地址向低地址遞減的，所以O(shè)S_STK_GROWTH必須設(shè)置為1。

(4)OS_TASK_SW()函數(shù)的定義

在μC/OS -II中，OS_TASK_SW()用來實(shí)現(xiàn)任務(wù)切換。就緒任務(wù)的堆棧初始化應(yīng)該模擬一次中斷發(fā)生后的樣子，椎棧中應(yīng)該按入棧次序設(shè)置好各個(gè)寄存器。 OS_TASK_SW()函數(shù)模擬一次斷過程，在中斷返回的進(jìn)修進(jìn)行任務(wù)切換。CPU32有16個(gè)軟中斷可供選用，稱為陷阱TRAP調(diào)用。中斷程序程序的入口必須指向匯編函數(shù)OSCtxSw()。

我們?cè)?mu;C/OS-II所提供的例程中使用的0號(hào)陷阱調(diào)用，由下面的語句完成定義：

#define OS_TASK_SW() -TRAP(UCOS)