uC/OS-II移植到瑞萨SH2A平台详解及源代码，欢迎交流

newlife_qqk 2008-08-28 08:23:02

加精

刚移植好的。
因为不能上传附件
大家可邮箱咨询我
我可以把工程包发给你们。

以下为移植说明.....

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AUTHOR: 邱庆康
DATE: 2008-8-26
UPDATE: 2008-8-28
E-mail: qqk_qqk@163.com 欢迎交流
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系统配置:
IDE: HEW SuperH 9.1.1.0 for SH2A-FPU
CPU: Renesas SH2A/7261
OS: uC/OS-II 2.51
Memory: 64M SDRAM
Emluator: E10A-USB

本机系统时钟根据CPU定时器T0来配置，默认为每秒溢出20次，也就是每秒产生20个时钟节拍。

CPU说明：
SH7261属于SH2A系列微处理器，32位RISC，采用哈佛体系结构，5级流水线，内部包含一个高速缓存，一个浮点协处理器和16个用于快速中断响应的Register Bank。
内部最高时钟频率为120MHz , 总线频率为60MHz
寄存器包括：通用寄存器，系统寄存器，控制寄存器和浮点寄存器。本机未做浮点运算，故浮点寄存器将不作考虑。

uC/OS-II说明：
该实时操作系统内核为2.51版本。可由用户运行56个任务。具体功能参见《uC/OS-II》。

移植步骤：
1.建立编译环境。
本系统将映像文件下载到SDRAM中进行调试。需要修改section段，并使用SH系列的命令行语句初始化总线控制器，以便将程序下载到SDRAM相应的map映像区。

2.修改中断向量表。
本系统使用向量号为32的陷阱指令来进行任务切换，需要在中断向量表INT_Vectors中将INT_TRAPA32替换为OSCtxSw。另外，系统时钟使用8位定时器T0溢出中断，故需要将中断向量表中的INT_TMR0_OVI0替换为OSTickISR。

3.硬件初始化
在hwsetup.c文件中初始化时钟，总线控制器，定时器，Cache等CPU及片上I/O资源，以便为uC/OS-II建立运行环境。

4.编写os_cpu_c.c文件。
根据CPU的体系结构，模拟中断发生后的栈状态。
中断发生后，SR和PC先入栈。
task()中的参数默认传递到R0

如下：
// SH2A任务栈初始化
// 栈从高地址向低地址增长
OS_STK *OSTaskStkInit (void (*task)(void *pd), void *pdata, OS_STK *ptos, INT16U opt)
{
OS_STK *stk;

opt = opt;
stk = (OS_STK *)ptos;

*stk-- = 0; /* SR 任务启动后允许中断(interrupt mask bits set to 0) */
*stk-- = (OS_STK)task; /* PC */

*stk-- = 0xeeeeeeee; /* R14 */
*stk-- = 0xdddddddd; /* R13 */
*stk-- = 0xcccccccc; /* R12 */
*stk-- = 0xbbbbbbbb; /* R11 */
*stk-- = 0xaaaaaaaa; /* R10 */
*stk-- = 0x99999999; /* R9 */
*stk-- = 0x88888888; /* R8 */
*stk-- = 0x77777777; /* R7 */
*stk-- = 0x66666666; /* R6 */
*stk-- = 0x55555555; /* R5 */
*stk-- = 0x44444444; /* R4 */
*stk-- = 0x33333333; /* R3 */
*stk-- = 0x22222222; /* R2 */
*stk-- = 0x11111111; /* R1 */
*stk-- = (OS_STK)pdata; /* R0 */

*stk-- = 0x11000000; // GBR
*stk-- = 0x22000000; // MACH
*stk-- = 0x33000000; // MACL
*stk = 0x44000000; // PR

return ((OS_STK *)stk);
}

5.编写os_cpu.h文件。
开中断和关中断使用set_imask()函数
陷阱指令使用trapa()函数
以上两个函数包含在系统头文件machine.h中

另，还要申明用于os_cpu_a.src的四个汇编程序。为了防止Register Bank溢出，本系统将不使用Register Bank
如下：

#pragma interrupt OSCtxSw//(resbank) // SH2A执行陷阱指令时不使用Register Bank
extern void OSCtxSw(void); // 任务切换

#pragma interrupt OSTickISR//(resbank) // 该中断不使用Register Bank
extern void OSTickISR(void); // 定时器中断

extern void OSStartHighRdy(void); // 开始任务
extern void OSIntCtxSw(void); // 中断任务切换

6.编写os_cpu_a.src文件。

1) 压栈，出栈操作宏定义：
;R0 ~ Rn入栈
.MACRO PUSH Rn
MOVML.L \Rn,@-SPR ;将Rn~R0依入栈. R0入栈后，SP = SP-4
.ENDM

;R0 ~ Rn出栈
.MACRO POP Rn
MOVML.L @SPR+,\Rn ;该指令执行完时，也就是Rn出栈后，(SP = SP + 4)???
.ENDM

;保存系统和控制寄存器
.MACRO PUSH_REG
STC.L GBR,@-SPR ;将控制寄存器送入stack

STS.L MACH,@-SPR ;将系统寄存器送入stack
STS.L MACL,@-SPR
STS.L PR,@-SPR ;SP始终指向栈顶元素
.ENDM

;恢复系统和控制寄存器
.MACRO POP_REG
LDS.L @SPR+,PR ;恢复系统寄存器
LDS.L @SPR+,MACL
LDS.L @SPR+,MACH

LDC.L @SPR+,GBR ;恢复控制寄存器
.ENDM

2) OSStartHighRdy函数:
注意：子函数跳转指令JSR和中断返回指令RTE为delay branch指令，需要在后面插入一条单周期指令,以便在delay slot中填充CPU流水线。

;获得任务栈指针
MOV.L #_OSTCBHighRdy,R2
MOV.L @R2,R2
MOV.L @R2,SPR

POP_REG
POP R14

RTE
NOP

3) 任务切换OSCtxSw函数：
OSTaskSwHook函数可以不执行，以加快任务切换时间

PUSH R14
PUSH_REG

;保存当前任务SP
MOV.L #_OSTCBCur,R3
MOV.L @R3,R2
MOV.L SPR,@R2 ;保存当前任务栈指针SP到OSTCBCur首地址

;执行用户程序
MOV.L #_OSTaskSwHook,R4
JSR @R4
NOP

;OSPrioCur = OSPrioHighRdy
MOV.L #_OSPrioHighRdy,R0
MOV.B @R0,R0
MOV.L #_OSPrioCur,R1
MOV.B R0,@R1

;OSTCBCur = OSTCBHighRdy
MOV.L #_OSTCBHighRdy,R0
MOV.L @R0,R0
MOV.L #_OSTCBCur,R3
MOV.L R0,@R3

;恢复新任务的SP
MOV.L #_OSTCBHighRdy,R5
MOV.L @R5,R5
MOV.L @R5,SPR

POP_REG
POP R14

RTE
NOP

4) 中断级别的任务切换OSIntCtxSw:
OSTaskSwHook函数可不执行，以加快任务切换
注意栈顶的多余部分只有OSIntExit的返回地址,代码如下

;去掉栈顶多余单元
ADD #OFFSET,SPR ;NOTE!!!
;在HEW环境下，只有OSIntExit()的返回地址入栈
;OSIntCtxSw()的返回地址保存到PR
;系统函数set_imask(15)将SR的值送入Rn,而不是入栈

;保存当前SP
MOV.L #_OSTCBCur,R7
MOV.L @R7,R7
MOV.L SPR,@R7

;执行用户自定义程序
MOV.L #_OSTaskSwHook,R0
JSR @R0
NOP

;OSTCBCur = OSTCBHighRdy
MOV.L #_OSTCBHighRdy,R0
MOV.L @R0,R0
MOV.L #_OSTCBCur,R3
MOV.L R0,@R3

;OSPrioCur = OSPrioHighRdy
MOV.L #_OSPrioHighRdy,R2
MOV.B @R2,R2
MOV.L #_OSPrioCur,R3
MOV.B R2,@R3

;恢复新任务SP
MOV.L #_OSTCBHighRdy,R6
MOV.L @R6,R6
MOV.L @R6,SPR

POP_REG
POP R14

RTE
NOP

5) 系统时钟处理
定时器溢出标志位可清除也可不清除，反正T0就是一直计数-溢出-中断，不停循环

OSTickISR:

PUSH R14
PUSH_REG

;清除定时器溢出标志位
MOV.L #TCSR_0,R1
MOV.B @R1,R2
BCLR #5,R2
MOV.B R2,@R1

;进入中断，将嵌套数加1
MOV.L #_OSIntEnter,R5
JSR @R5
NOP

;时间节拍处理
MOV.L #_OSTimeTick,R5
JSR @R5
NOP

;中断退出处理
MOV.L #_OSIntExit,R5
JSR @R5
NOP

POP_REG
POP R14

RTE
NOP

7.main()函数测试任务切换
本系统运行三个简单的任务，分别点亮3个LED。
分别将各个任务调度上锁和开锁，并将任务延迟一定的时间。
三个任务之间都能精确的切换，并且优先级最高的任务一直在运行。

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