在linux模擬uC/OS-II操作系統(tǒng)的實現(xiàn)

1 引言

uCOS-II是一個短小而功能強大的實時嵌入式操作系統(tǒng)。在Jean J.Labrosse先生所著。由邵貝貝教授翻譯的Micro/uCOS-II THE REAL-TIME KERNEL(Second Edition)一書中對這一操作系統(tǒng)作出了精彩的講解，該書是一部關于uCOS-II操作系統(tǒng)的經(jīng)典教材，同時在書中提供了關于uCOS-II在windows環(huán)境下的移植的4個范例。本文對其第一個范例作一個在redhat linux9.0上的移植版本。移植的工作主要集中在三個方面，下文將分為三章，結合代碼詳細介紹。文章的最后將介紹我的試驗平臺并演示我的試驗結果。

2 字符串的顯示

字符串顯示函數(shù)PC-DispStr在文件pc.c中，這個文件本身不是uCOS-II的一部分。它的主要工作是建立一系列的功能函數(shù)來發(fā)揮PC機的強大功能，并被測試代碼所調(diào)用。

2.1 設置前景色和后景色

我們使用類似于prinf(33[30m)的語句來設置顏色。轉(zhuǎn)義序列就是一個讓shell執(zhí)行一個特殊步驟的控制指令。轉(zhuǎn)義序列通常都是以ESC開頭(這也是它的命名原因)。在shell里表示為^[.這種表示法需要一點時間去適應， 也可以用33完成相同的工怍(ESC的ASCII碼用十進制表示就是27,=用八進制表示的33)。33聲明了轉(zhuǎn)義序列的開始，然后是[開始定義顏色。下面我們要選擇前景色(這里是32,代表綠色)。背景色的40表示黑色。要是不想讓提示符后面的文字也變成綠色，我們用33[0m關閉轉(zhuǎn)義序列，33[0m是shell的默認顏色。前景色和背景色都有8種可用的選擇?？蛇x顏色：紅色、綠色、黃色、藍色、洋紅、青色和白色。他們對應的顏色代碼是：30(黑色)、31(紅色)、32(綠色)、33(黃色)、34(藍色)、35(洋紅)、36(青色)、37(白色)。用同樣色方法設置背景色，不過要把第一個數(shù)字3替換成4,例如40、41、42、43、44、45、46、47.雖然在這里可以按照上面介紹的對應關系定義修改在pc.h中定義的前景色和后景色的宏，使對應關系更加明確。(注意：他的后面一位表示前景色，前面一位表示后景色)，但是我們在這里的設計思路是盡量不對原書中的代碼作改動，所以在函數(shù)的實現(xiàn)中直接使用switch語句，對相應的前景色和后景色 .(linux的shell只支持以上幾種顏色)

switch (color0xF0) /*查看前景色*/

{ case DISP_FGND_BLACK: printf(33[30m);break;

……

}

switch(color0x0F) /*查看后景色*/

{ case DISP_BGND_BLACK: prinf (33[40m);

break;

……

}

2.2跟蹤光標的位置

我使用printf(33[%u;%uH,y+1,x+1)來跟蹤光標的位置。33是聲明了轉(zhuǎn)義序列的開始，上文已經(jīng)介紹，不再累敘，[y;xH是設置光標位置的格式。x和y分別表示橫軸和縱軸。

3 鍵盤輸入

鍵盤輸入函數(shù)PC_GetKey在windows環(huán)境下，由于有庫函數(shù)kbhit返回最近所敲的按鍵。就很容易實現(xiàn)。而在linux環(huán)境下我們需要構造自己的kbhit,在

3.1 控制臺的初始化

首先，這里使用了全局變量inited,它是一個初始化與否的標記。因為函數(shù)kbhit將被多次調(diào)用，而初始化只需要做一次。這樣。當發(fā)現(xiàn)inited置1以后，就不會去做重復性的初始化工作了。如果inited為0,就需要對控制臺(鍵盤)做初始化工作，這里定義了內(nèi)核結構體termios類型的變量newKbdMode,我們需要對這個結構體的兩個成員c_lflag和c_cc進行初始化，代碼中對c_lflag的設置表示終端為不回顯的非標準模式。c_cc[VTIME]=0,c_cc[VMIN]=1表示讀函數(shù)會等待。直到出現(xiàn)1個鍵盤輸入為止。(關于這個結構體的詳細分析，可參閱

3.2 檢測鍵盤的輸入

在這里我們使用宏FD_ZERO把內(nèi)核的結構體readFd清0.用宏FD_SET把標準輸入的文件描述符STDIN_FILENO和readFd關聯(lián)，然后用select函數(shù)來監(jiān)測輸入。他只關注一個描述符，所以第一個參數(shù)為1,第二個參數(shù)為上面的readFd,后面的兩個參數(shù)表示是否關注標準輸出和出錯的文件描述符，我們不要，所以置0.最后一個參數(shù)表示超時時間，我們不需要，所以置0.經(jīng)過以上的處理后，如果有輸入時。宏FD_ISSET就會返回非0值。我們就知道鍵盤上有輸入。

3.3 系統(tǒng)退出

在windows環(huán)境下使用了成對的函數(shù)PC_DOSSaveReturn()和PC_DOSReturn.前一個保存DOS的狀態(tài)，后一個在退出時前調(diào)用?；謴捅４娴腄OS狀態(tài)。而在linux下，表面看來我僅使用函數(shù)exit()直接退出，而沒有進行類似的保存一恢復處理。但實際上在linux下我們調(diào)用了函數(shù)atexit(function)來設置程序正常結束前調(diào)用的函數(shù)，當程序通過調(diào)用exit()返回時，參數(shù)function所指定的函數(shù)會先被調(diào)用。然后才真正由exit()結束程序。function將指定函數(shù)rekbd(函數(shù)的實現(xiàn)見下面的代碼)，這個函數(shù)就是清屏和清處所有前文的屬性設置，33聲明了轉(zhuǎn)義序列的開始，然后是[2J,表示清屏。[0m表示關閉所有屬性。

void rekbd(void){

prinf(33[0m);

prinf(33[2J);

}

4 MAKEFILE 文件的編寫

在Jean J.Labrosse先生的原書中是使用boland c的編譯器。而我們在linux下使用GCC的編譯器，由于編譯器的改變。所以makefile就需要重寫。為了簡化makefile的編寫，我提供一種最簡單的方法，那就是把所有uCOS-II 的源碼(SOFTWAREuCOS-IISOURCE)。 以及配置頭文件和測試函數(shù)(SOFTWAREuCOS-IIEX1_x86LBC45SOURCE)。還有按上文編寫的pc.c和pc.h文件，全部放在linux的根目錄下。假設為/test78,則makefile可簡寫為如下方式：

UCOS_SRC=/test78

UCOS_PORT=/test78

UCOS_PC=/test78

all:

gcc-I$(UCOS_SRC) -I$(UCOS_PORT) -I$(UCOS_PC) test.c $(UCOS_SRC)/uCOS_II.C $(UCOS_PC)/

pc.c $(UCOS_PORT)/os_cpu_c.c -o test

all是一個偽目標，偽目標 并不是一個文件，只是一個標簽，它的特性是，總是被執(zhí)行的。這樣的目的是讓編譯器每次都產(chǎn)生新的目標。-o test指定輸出文件為test.'-I'選項指定搜索的目錄。