在MOTOROLA A68K系列MCU上移植μC/OS-II

三、移植中的幾點注意事項

由于μC/OS-II運行的實時性，調(diào)試內(nèi)核幾乎不可能。一旦移植過程中內(nèi)核運行不穩(wěn)定，很難確定是什么地方的問題，更困難的是有些現(xiàn)象幾乎是不可重復的。這就需要詳細了解內(nèi)核運行機理，認真分析，找出可能存在的問題。下面就來分析這些移植過程中的問題。

1.編譯器的優(yōu)化選項

在移植過程中，除了要熟悉μC/OS-II和目標芯片之外，熟悉使用的C編碼器也非常重要。通常C編譯器都會提供一些優(yōu)化代碼的選項，在移植μc/OS-II的過程中，這些選項往往會帶來麻煩。下面是移植中與HIWARE的C編譯器有關的例子。

通常在調(diào)用子程序或進入中斷時，C編譯器會自動保存CPU內(nèi)部寄存器到堆棧中。例如，在進入中斷時編譯器會加入下面2條指令：

LINK #$0000，A6；
MOVEM.L D0/D1/D3/D4/D5/D6/D7/A0/A1/A2/A3/A4/A5，-（A7）；

這2 條匯編指令的作用是將CPU的數(shù)據(jù)寄存器D0～D7、地址寄存器A0～A5保存到堆棧中，再將此時的堆棧指針A7也保存到堆棧中，并使用A6作為臨時的堆棧指針。這本是一個非常好的優(yōu)化選項，可以防止在中斷中偶然地更改了數(shù)據(jù)寄存器或地址寄存器；但在μC/OS-II中，這個機制將對OS_CPU_C.C 和OS_CPU_ASM.ASM中的幾個子程序和中斷服務例程產(chǎn)生致命的影響。

OS_CPU_C.C和OS_CPU_ASM.ASM中的子程序中斷引發(fā)任務調(diào)度，當前的任務被掛起。掛起任務是通過下面的語句來完成的：
MOVEM.L A0-A6/D0-D7，-（A7）；
MOVE.L @OSTCBCur，A2；
MOVE.L （A2），A1；
MOVE.L A7，（A1）；

保存任務的指針和所有數(shù)據(jù)地址寄存器的值，那么理想情況下，此時的任務堆棧應該是如圖1所示的情況（以OSCtxSw()函數(shù)為例，可以對應到OS_CPU_C.C和OS_CPU_ASM.ASM中的其他函數(shù)和中斷處理例程）。

那么恢復掛起的任務時，只要通過如下語句：
MOVE.L OSTCBHighRdy，A1；
MOVE.L @OSTCBCur，A2；
MOVE.L A1，（A2）；
MOVE.L （A1），A7；
MOVEM.L （A7）+，A0-A6/D0-D7；

將保存在任務TCB中的任務堆棧指針恢復，再恢復數(shù)據(jù)地址寄存器，最后執(zhí)行OSCtxSw()的中斷返回，就可以順利地恢復被掛起的任務。

如果C編譯器在OSCtxSw()函數(shù)入口處插入了2條保存數(shù)據(jù)地址寄存器和堆棧指針的語句后，再執(zhí)行掛起任務的語句，任務的堆棧會變成圖2所示的情況。編譯器引起了堆棧的變化，如果所有的任務都是用這種方式掛起和恢復的，并不會產(chǎn)生致命的問題，因為編碼器退出OSCtxSw()函數(shù)時會插入如下語句恢復堆棧：

MOVEM.L （A7）+，D0-D7/A0-A5；
UNLK A6；

問題在于初始化任務的時候，每個任務實際上是按照圖1所示的堆棧結構被初始化的，那么，按照圖2的堆棧結構來恢復自然會導致堆棧崩潰。

解決這個問題的方法很多，可以改定任務初始化的代碼以適應C編譯器的這個“優(yōu)化”，也可以在進入OSCtxSw()函數(shù)時首先調(diào)用如下語句恢復堆棧，抵消C編碼器的影響：
MOVEM.L （A7）+，D0-D7/A0-A5；
UNLK A6；

而在退出OSCtxSw()函數(shù)前再調(diào)用如下語句模擬出更動的堆棧：
LINK #$0000，A6
MOVEM.L D0-D7/A0-A5，-（A7）；

較好的方法當然是調(diào)整編譯器，取消這個優(yōu)化選項。如果無法調(diào)整編譯器，就只有用以上辦法來適應編譯器了。

2.開關中斷的方法

在μC/OS -II中，開關中斷是非常重要的，它可以保證關鍵代碼或訪問全局變量時不受中斷的意外影響。CPU32的中斷控制比較復雜，提供了7級具有不同級別的中斷；可以選擇關閉或打開某幾級中斷。但多級中斷會使得μC/OS-II的中斷處理變得復雜。在簡單的應用或初次嘗試移植μC/OS-II時，可以使用全開全關的方法。