ucos-ii多核移植

《ucos-ii多核移植》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、uC/OS-II是源码开放、可固化、可移植、可裁剪、可剥夺的实时多任务OS内核，适用于任务多、对实时性要求较高的场合。uC/OS-II适合小型系统，具有执行效率高、占用空间小、实时性优良和可扩展性等特点，最小内核可编译至2K。uC/OS-II内核提供任务调度与管理、时间管理、任务间同步与通信、内存管理和中断服务等功能。所谓RTOS移植，就是使一个实时内核能在某个微处理器或微控制器上运行。大部分的uC/OS-II代码试用C写的，但仍需要用C和ASM写一些与处理器相关的代码，这是因为uC/OS-II在读写处理器

2、寄存器时只能通过ASM实现。要是uC/OS-II正常运行，处理器必须满足一定的条件：Ø处理器的C编译器能产生可重入代码；Ø用C语言就可以打开和关闭中断；Ø处理器支持中断，并能产生定时中断；Ø处理器支持能够容纳一定量数据的硬件堆栈；Ø处理器有将SP和其他CPUreg读出和存储到堆栈或内存中的指令；uC/OS-II移植工作主要包括以下三个方面的内容：(1)修改与处理器核编译器相关的代码：主要在includes.h中，修改数据类型定义说明，OS_ENTER_CRITICAL()、OS_EXIT_CRITICAL(

3、)和堆栈增长方向定义OS_STK_GROWTH。(2)用C语言编写10个移植相关的函数：主要在OS_CPU_C.C中，包括堆栈初始化OSTaskStkInit()和各种回调函数。(3)编写4个汇编语言函数：主要在OS_CPU_A.ASM中，包括：Ø_OSTickISR//时钟中断处理函数Ø_OSIntCtxSW//从ISR中调用的任务切换函数Ø_OSCtxSW//从任务中调用的任务切换函数Ø_OSStartHighRdy//启动最高优先级的任务uC/OS-II移植的关键问题：(1)临界区访问：uC/OS-I

4、I需要先禁止中断再访问代码临界段，并且在访问完毕后重新允许中断，这就使得uC/OS-II能够保护临界段代码免受多任务或ISR的破坏。uC/OS-II定义了OS_ENTER_CRITICAL()（禁止中断）和OS_EXIT_CRITICAL()（允许中断），有3种实现方法。(2)系统引导：uC/OS-II引导分为两部分：一是处理器相关的引导，包括初始化处理器状态、数据段、SP等，一是OS相关的引导，包括系统各个数据结构的初始化、初始任务的创建等，最终执行到_OSStartHighRdy开启多任务执行。与uC/

5、OS-II引导相关的几个移植函数是OSStartHighRdy、OSTaskStkInit和OSTickISR，其中OSTaskStkInit负责初始化任务堆栈，初始化的堆栈数据会在任务第一次被调用执行时装入相应的寄存器。在OSStartHighRdy前执行的所有代码都是为多任务启动做准备，由OSStartHighRdy开始才真正的启动多任务环境，OSStartHighRdy执行后不会返回，而是直接切换到最高优先级任务运行。(1)堆栈切换和管理：堆栈切换伴随任务切换而发生，uC/OS-II中主要有三个地方发

6、生堆栈切换：Ø在OSStartHighRdy启动多任务时，将任务堆栈初始内容弹出堆栈；Ø在OSIntCtxSW中切换，在中断返回时如果最高优先级的任务发生了改变，就需要调用这个函数切换任务；Ø在OSCtxSW中切换，这是主动调用OSSched等函数触发的任务切换，在任务中以软中断方式触发该调用；影响堆栈切换的另一个因素是中断嵌套，uC/OS-II中的中断嵌套通过全局变量OSIntNesting控制。当进入中断时，只有最外层的中断（也就是第一次进入的中断）需要将当前的SP保存在TCB中；相应的，只有最外层的中

7、断返回时才需要进行可能的堆栈切换。uC/OS-II多NiosII软核扩展---uC/OS-MC在多NiosII软核上扩展的uC/OS-II称为uC/OS-MC，uC/OS-MC期望能够实现其对于多核处理器的支持，实现传统的CMP架构，即运行一个RTOS动态的调度任务到各个CPU核上运行，保证任务的优先级和CPU核的负载平衡。对uC/OS-MC，需要保证有最高优先级的N个任务始终运行，N代表系统中NiosII核的数量，这是对任务优先级的保证；还要保证处理器的负载均衡，任意一个处理器核如果运行空转任务，说明系统

8、中不存在就绪运行的任务。uC/OS-MC移植设计难点一是多核处理器的引导，怎样将多核处理器启动，完成各个处理器核的初始化，同时还要保证各个处理器核间的同步，以使其能够在几乎同一时间进入任务调度；二是多核处理器的互斥和同步，仅仅禁止某个核的中断处理不能保证临界区的互斥访问，必须采用新的方式实现多核处理器对于临界区的互斥核同步访问；三是任务调度，必须在多核处理器上设计出一个性能良好的调度算法，一方面保证最高优先级任务