在MOTOROLAA68K系列MCU上移植μC/OS-II

MOVE.L (A1)，A7;

MOVEM.L (A7)+，A0-A6/D0-D7;

將保存在任務(wù)TCB中的任務(wù)堆棧指針恢復(fù)，再恢復(fù)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(fù)被掛起的任務(wù)。

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(wù)的語句，任務(wù)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(wù)都是用這種方式掛起和恢復(fù)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(fù)堆棧：

MOVEM.L (A7)+，D0-D7/A0-A5;

UNLK A6;

問題在于初始化任務(wù)的時候，每個任務(wù)實際上是按照圖1所示的堆棧結(jié)構(gòu)被初始化的，那么，按照圖2的堆棧結(jié)構(gòu)來恢復(fù)自然會導(dǎo)致堆棧崩潰。

解決這個問題的方法很多，可以改定任務(wù)初始化的代碼以適應(yīng)C編譯器的這個“優(yōu)化”，也可以在進(jìn)入OSCtxSw()函數(shù)時首先調(diào)用如下語句恢復(fù)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(dāng)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(yīng)編譯器了。

2.開關(guān)中斷的方法

在μC/OS-II中，開關(guān)中斷是非常重要的，它可以保證關(guān)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(fù)雜，提供了7級具有不同級別的中斷;可以選擇關(guān)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(fù)雜。在簡單的應(yīng)用或初次嘗試移植μC/OS-II時，可以使用全開全關(guān)的方法。

如果考慮多級中斷，必須注意到中斷開關(guān)級別的控制是一個重要的信息，在關(guān)閉中斷之前需要將這個信息保存起來，在對應(yīng)的開中斷時恢復(fù)這個中斷級別控制信息。最容易想到的方法是用一個全局變量存存這個信息。

使用這個方法的程序如下：

#define OS_EXIT_CRITICAL() asm move SR_TEMP,sr;

#define OS_ENTER_CRITICAL() asm move.w SR,SR_TEMP;

asm ori.w #0x0700,SR;

接著構(gòu)造兩個任務(wù)，每個任務(wù)分別向屏幕輸出一句話，同時修改內(nèi)核的代碼，讓空閑任務(wù)也輸出一句話。運行內(nèi)核，通常在幾分鐘內(nèi)會發(fā)現(xiàn)內(nèi)核停止調(diào)試，只有空閑任務(wù)不停地向屏幕輸出。這種情況非常麻煩，因為根據(jù)無法通過調(diào)試手段判斷何時何處導(dǎo)致內(nèi)核停止調(diào)度。

分析一下，當(dāng)只有空閑任務(wù)運行時，代碼為：

move.w sr,sr_temp

ori.w #0700,sr

addi.1 #1,OSIdleCtr

move.w sr_temp,sr

jmp ****

這5句語句在循環(huán)運行，而中斷(這時只有定時中斷)可以在任意一句語句中間切入。那么，如果在MOVE.W SR，SR_TEMP的時候產(chǎn)生了中斷，

就會執(zhí)行中斷(因為正要關(guān)中斷，但還沒有關(guān)上);而中斷程序調(diào)用的OSIntENTER和OSIntEXIT都會調(diào)用OS_ENTER_CRITICAL()來關(guān)閉中斷，遞增中斷嵌套層數(shù)全局變量。這時，再次執(zhí)行MOVE.W SR，SR_TEMP變量就被改寫成關(guān)中斷的值，當(dāng)從中斷返回到IDLE任務(wù)執(zhí)行MOVE.W SR_TEMP，SR時，就關(guān)閉了中斷，而不是恢復(fù)原來的狀態(tài)寄存器。這樣就導(dǎo)致內(nèi)核無法響應(yīng)中斷，無法調(diào)度任務(wù)，只有IDLE任務(wù)在運行。

如何解決?最容易想到的方法是再增加一個全局變量，用來保存進(jìn)入中斷時的中斷開關(guān)信息，退出中斷恢復(fù)這個信息;但如果考慮到中斷嵌套，相同的情況又出現(xiàn)了，并且如果一個任務(wù)在執(zhí)行MOVE.W SR，SR_TEMP時被中斷打斷并且發(fā)生了任務(wù)調(diào)度，那么當(dāng)個任務(wù)恢復(fù)時，它使用的中斷信息SR_TEMP可以已經(jīng)是被其他任務(wù)更改后的值了。內(nèi)核無法響應(yīng)中斷，無法調(diào)度的任務(wù)可能依然存在。

給每個任務(wù)和中斷都定義一個這樣的全局變量，在不考慮中斷嵌套的情況下似乎可以解決問題，但想象一下為每一個任務(wù)和中斷提供一個單獨的OS_ENTER_CRITICAL()和OS_EXIT_CRITICAL()函數(shù)所帶來的工作量。顯然這不一個好辦法。

將中斷信息推入堆棧是一個好主意，但我們會看到由此帶來的一些更加隱蔽而復(fù)雜的問題。實現(xiàn)這個方法的程序代碼如下：

#define OS_ENTER_CRITICAL() asm move SR,-(A7);

asm ori.w #0x0700,SR;

#define OS_EXIT_CRITICAL() asm move (A7)+,sr;

這樣，每次調(diào)用OS_ENTER_CRITICAL()，都將當(dāng)前的中斷開關(guān)信息保存到當(dāng)前任務(wù)堆?；蛳到y(tǒng)堆棧中斷OS_EXIT_CRITICAL()時，恢復(fù)這個信息。

使用了這個方法后，必須小心地計算堆棧的使用情況，修改 OS_CPU_A.ASM和OS_CPU_C.C文件里的函數(shù)。以O(shè)SIntCtxSw()函數(shù)為例，這個函數(shù)將導(dǎo)致中斷級的任務(wù)調(diào)度，即被中斷打斷的程序不能繼續(xù)運行，退出中斷中另一個優(yōu)先級更高的任務(wù)得以運行。在這個函數(shù)中必須對被中斷的任務(wù)堆棧進(jìn)行清理，使得這個任務(wù)的堆棧看起來和一次正常的任務(wù)切換后的情況相同，這樣，才能保證這個任務(wù)被正確地恢復(fù)運行。OSIntCtxSw()函數(shù)僅僅在OSICntExit()函數(shù)中被調(diào)用。

須指出的是，在中斷發(fā)生時，CPU32已經(jīng)將全部的寄存器和狀態(tài)寄存器，PC指針內(nèi)容保存到了堆棧中，這樣已經(jīng)為被打斷的任務(wù)的恢復(fù)作好了準(zhǔn)備。如果按照正常的中斷流程，在退出中斷時，被打斷的任務(wù)應(yīng)該恢復(fù)運行。現(xiàn)在，由于執(zhí)行了中斷級的任務(wù)切換，被打斷的任務(wù)不能立刻恢復(fù)，而是被掛起，這就要求在執(zhí)行任務(wù)調(diào)度前調(diào)整堆棧，使得被中斷打斷的任務(wù)處于隨時可以被恢復(fù)的狀態(tài)。

在中斷處理程序中，當(dāng)執(zhí)行到OSIntExit()時，堆棧的情況和剛剛進(jìn)入中斷還是相同的，是能夠隨時恢復(fù)被打斷的任務(wù)的情況。那么，只需要忽略O(shè)SIntExit()函數(shù)造成的堆棧變化。首先，是OSIntExit()函數(shù)本身的返回地址，長度為2個字;調(diào)用OS_ENTER_CRITICAL()壓入堆棧的狀態(tài)寄存器，長度為1個字;最后，是OSIntCtxSw()函數(shù)的返回地址，長度為2個字。那么在OSIntCtxSw()進(jìn)行任務(wù)切換時，首先要把這5個字的堆棧的內(nèi)容清除，才能保證被中斷任務(wù)的正確恢復(fù)。該語句如下：

ADDA #10，A7;

在完成了這些調(diào)整后，由于開關(guān)中斷可能導(dǎo)致的內(nèi)核調(diào)度死鎖的可能已經(jīng)不存在了。但是在這種情況下，另一個更加隱蔽的問題會出現(xiàn)，這個問題又是和使用的C編碼器相關(guān)的。