1、作者盧有亮作者盧有亮 圖書圖書ppt和全部代碼下載和全部代碼下載http:/ 嵌入式實時操作系統原理與實踐嵌入式實時操作系統原理與實踐嵌入式實時操作系統嵌入式實時操作系統c/osc/os原理與實踐原理與實踐教材教材 ：嵌入式實時操作系統：嵌入式實時操作系統c/os原理與實踐原理與實踐電子工業出版社電子工業出版社 作者作者:盧有亮盧有亮 電子科技大學能源科學與工程學院電子科技大學能源科學與工程學院作者盧有亮作者盧有亮 圖書圖書ppt和全部代碼下載和全部代碼下載http:/ 嵌入式實時操作系統原理與實踐嵌入式實時操作系統原理與實踐第7章 移植 7.1 移植說明 7.2 在vc6上實現基于windo

2、ws的虛擬c/os-ii移植 7.3 在基于nios軟核的fpga嵌入式系統下的c/os-ii移植 習題作者盧有亮作者盧有亮 圖書圖書ppt和全部代碼下載和全部代碼下載http:/ 嵌入式實時操作系統原理與實踐嵌入式實時操作系統原理與實踐 7.1 移植說明移植說明c/os-ii作為嵌入式實時操作系統，最終要應用在嵌入式系統上，如單片機、arm、fpga、dsp等。本章中首先給出的就是說明如何移植到虛擬windows平臺。接下來就是在一個實際的嵌入式系統，基于軟核的fpga系統下的移植。在掌握了這兩個平臺的移植后，移植到其他的平臺都是不難實現。7.1.1 c/os-ii的代碼結構的代碼結構o o

3、s s_ _c co or re e. .c co os s_ _s se em m. .c co os s_ _m mu ut te ex x. .c co os s_ _m mb bo ox x. .c co os s_ _q q. .c co os s_ _f fl la ag g. .c co os s_ _m me em m. .c c內內核核代代碼碼信信號號量量管管理理互互斥斥信信號號量量管管理理消消息息郵郵箱箱管管理理消消息息隊隊列列管管理理事事件件標標志志組組管管理理內內存存管管理理定定時時器器管管理理o os s_ _t ta as sk k. .c c任任務務管管理理o o

4、s s_ _t tm mr r. .c cu uc co os s_ _i ii i. .h h操操作作系系統統頭頭文文件件o os s_ _t ti im me e. .c c時時間間管管理理o os s_ _c cp pu u. .h ho os s_ _c cp pu u. .c c處處理理器器相相關關頭頭文文件件處處理理器器相相關關c c代代碼碼處處理理器器相相關關匯匯編編代代碼碼o os s_ _c cp pu u_ _a a. .a as sm m與與c cp pu u無無關關的的代代碼碼與與c cp pu u相相關關的的代代碼碼o os s_ _c co on nf fi ig

5、g. .h h操操作作系系統統配配置置文文件件作者盧有亮作者盧有亮 圖書圖書ppt和全部代碼下載和全部代碼下載http:/ 嵌入式實時操作系統原理與實踐嵌入式實時操作系統原理與實踐移植必看的重要代碼：1.操作系統配置文件os_config.h 2.操作系統頭文件ucos_ii.h 3.操作系統內核c文件 4.與cpu相關代碼部分 作者盧有亮作者盧有亮 圖書圖書ppt和全部代碼下載和全部代碼下載http:/ 嵌入式實時操作系統原理與實踐嵌入式實時操作系統原理與實踐7.1.2操作系統中與操作系統中與cpu相關的代碼解析相關的代碼解析 頭文件頭文件os_cpu.h表7.2os_cpu.

6、h定義的數據類型表7.3 os_cpu.h除類型定義外的其他代碼示例進入臨界區有三種方法 ：方法1：定義一個全局變量flagen，進入臨界區時中斷服務程序判定該值為0，就不進行中斷服務。離開臨界區時將flagen置1。這種方法只在虛擬平臺上使用時使用。其缺點是不能進行中斷嵌套。方法2：os_enter_critical()時將cpu狀態寄存器（如psw）入棧，關中斷，定時器中斷被禁止。os_exit_critical()時退棧即可恢復cpu狀態寄存器的值，這樣中斷也恢復到了原來的狀態。方法3：os_enter_critical()時將cpu狀態寄存器（如psw）的值保存到局部變量，關中斷，定時

7、器中斷被禁止。os_exit_critical()時從局部變量恢復cpu狀態寄存器的值，這樣中斷也恢復到了原來的狀態。這需要編譯器支持處理狀態寄存器的值的函數。作者盧有亮作者盧有亮 圖書圖書ppt和全部代碼下載和全部代碼下載http:/ 嵌入式實時操作系統原理與實踐嵌入式實時操作系統原理與實踐 包含匯編的包含匯編的c文件文件os_cpu.c1.ostaskstkinit 是由ostaskcreate或ostaskcreateext在創建任務的時候，在對控制塊進行初始化之前，對任務堆棧進行初始化時調用。它實現的功能是將任務參數地址、任務函數入口地址、各cpu寄存器地址壓入任務堆棧。

8、需要注意的是，雖然這時候任務還沒有運行過，不需要保存當前cpu寄存器的真實值到任務堆棧，但初始化的結果是將堆棧看起來好像剛剛發生了中斷一樣。請參考本書中2.4.1和2.4.2。2.osstarthighrdy在多任務啟動函數osstart中被調用。這時候沒有任務在運行，osstarthighrdy開始啟動多任務。在osstarthighrdy運行前，osstart已將任務控制塊指針ostcbcur指向優先級最高的就緒任務的tcb，osstarthighrdy首先將osrunning的值設置為真，然后使用匯編語句將堆棧寄存器的值設置為該任務堆棧的地址，然后將各堆棧中內容退棧給各寄存器，接著是任務

9、地址和任務參數，并轉到任務地址去執行。 3.osctxsw是非中斷處理情況下的任務切換函數。它在任務被阻塞、刪除、創建等多種情況下被調用。直接調用它的函數就是os_sched。 4. osintctxsw是中斷處理情況下的任務切換函數。例如系統的每10毫秒進行時鐘中斷，那么都要使用它進行任務切換。因為在中斷產生后，所以psw、cs、ip（80 x86）已經被壓入了堆棧(在其他硬件環境下應是不同的寄存器)，而isr服務程序首先需將其他的寄存器也壓入堆棧，所以不需要再去保存環境，所以中斷中任務切換和非中斷的情況下是不同的。 5.用戶時鐘中斷服務程序ostickisruser。用戶時鐘中斷服務程序也

10、就是時鐘節拍服務程序，是系統的心臟跳動。 作者盧有亮作者盧有亮 圖書圖書ppt和全部代碼下載和全部代碼下載http:/ 嵌入式實時操作系統原理與實踐嵌入式實時操作系統原理與實踐7.1.3 c/os-ii移植步驟移植步驟1.選擇合適的開發軟件，為c/os-ii操作系統建立一目錄，將操作系統內核代碼拷貝到一個目錄，最好是該目錄下一個子目錄。2.在該目錄下創建工程。加入c/os-ii內核文件到這個工程。3.建立主程序，如main.c。在主文件中編寫taskstart代碼，該代碼能設置定時器中斷。在主文件中聲明用戶堆棧數組，創建用戶堆棧。主程序中的入口函數應先執行操作系統初始化函數os_init,然后

11、使用ostaskcreate或ostaskcreateext創建taskstart。之后如果有用戶任務應使用ostaskcreate或ostaskcreateext創建所有用戶任務。然后調用osstart()啟動多任務。注意taskstart的優先級必須是最高的。4.根據7.1.2中對os_cpu.h的說明，根據用戶硬件環境修改os_cpu.h。5.根據7.1.2中對os_cpu.c的說明，根據用戶硬件環境修改os_cpu.c。6.編譯，下載到硬件運行，查看結果和進行修改，直到成功。 作者盧有亮作者盧有亮 圖書圖書ppt和全部代碼下載和全部代碼下載http:/ 嵌入式實時操作系統原理與實踐嵌入

12、式實時操作系統原理與實踐7.2 在在vc6上實現基于上實現基于windows的虛擬的虛擬c/os-ii移植移植 作者盧有亮作者盧有亮 圖書圖書ppt和全部代碼下載和全部代碼下載http:/ 嵌入式實時操作系統原理與實踐嵌入式實時操作系統原理與實踐作者盧有亮作者盧有亮 圖書圖書ppt和全部代碼下載和全部代碼下載http:/ 嵌入式實時操作系統原理與實踐嵌入式實時操作系統原理與實踐作者盧有亮作者盧有亮 圖書圖書ppt和全部代碼下載和全部代碼下載http:/ 嵌入式實時操作系統原理與實踐嵌入式實時操作系統原理與實踐代碼修改代碼修改表7.6 移植代碼os_cpu.h解析os_cpu.c中修改的代碼 1

13、.堆棧初始化堆棧初始化ostaskstkinit代碼實現代碼實現 表7.7 堆棧初始化函數ostaskstkinit在虛擬平臺下的移植2.啟動高優先級任務啟動高優先級任務osstarthighrdy代碼實現代碼實現 表7.8 啟動高優先級任務函數osstarthighrdy在虛擬平臺下的移植 3.任務切換任務切換osctxsw代碼實現代碼實現 表7.9 os_task_sw在虛擬平臺下的移植4.中斷中的任務切換中斷中的任務切換osintctxsw代碼實現代碼實現 表7.10 osintctxsw 在虛擬平臺下的移植5.時鐘中斷服務時鐘中斷服務ostickisruser代碼實現代碼實現 表7.1

14、1 ostickisruser 在虛擬平臺下的移植6.主程序代碼實現主程序代碼實現 表7.12虛擬平臺下的移植中主程序的實現表7.12虛擬平臺下的移植中主程序的實現作者盧有亮作者盧有亮 圖書圖書ppt和全部代碼下載和全部代碼下載http:/ 嵌入式實時操作系統原理與實踐嵌入式實時操作系統原理與實踐7.3 在基于在基于nios軟核的軟核的fpga嵌入式系統下的嵌入式系統下的c/os-ii移植移植作者盧有亮作者盧有亮 圖書圖書ppt和全部代碼下載和全部代碼下載http:/ 嵌入式實時操作系統原理與實踐嵌入式實時操作系統原理與實踐7.3.1系統結構系統結構系統結構包含系統整體硬件的結構和系統cpu的

15、結構。實際上硬件包含了fpga及其他的接口和功能器件，集中在電路板上，這一部分將給出原理框圖；另外，使用sopc技術在fpga內部設計nios-ii處理器。作者盧有亮作者盧有亮 圖書圖書ppt和全部代碼下載和全部代碼下載http:/ 嵌入式實時操作系統原理與實踐嵌入式實時操作系統原理與實踐7.3.1系統結構系統結構nios-ii cpu的設計 作者盧有亮作者盧有亮 圖書圖書ppt和全部代碼下載和全部代碼下載http:/ 嵌入式實時操作系統原理與實踐嵌入式實時操作系統原理與實踐7.3.1系統結構系統結構quartus ii 8.1下的整體結構設計 作者盧有亮作者盧有亮 圖書圖書ppt和全部代碼下

16、載和全部代碼下載http:/ 嵌入式實時操作系統原理與實踐嵌入式實時操作系統原理與實踐7.3.2 nios ii寄存器寄存器作者盧有亮作者盧有亮 圖書圖書ppt和全部代碼下載和全部代碼下載http:/ 嵌入式實時操作系統原理與實踐嵌入式實時操作系統原理與實踐7.3.2 nios ii寄存器寄存器作者盧有亮作者盧有亮 圖書圖書ppt和全部代碼下載和全部代碼下載http:/ 嵌入式實時操作系統原理與實踐嵌入式實時操作系統原理與實踐7.3.3 os_cpu.h的移植代碼的移植代碼表7.15includes.h的移植代碼7.3.4 os_cpu.c的移植代碼的移植代碼表7.16 os_cpu.c的移植

17、代碼 7.3.5 os_cpu.s的移植代碼的移植代碼表7.16 os_cpu.s的移植代碼 作者盧有亮作者盧有亮 圖書圖書ppt和全部代碼下載和全部代碼下載http:/ 嵌入式實時操作系統原理與實踐嵌入式實時操作系統原理與實踐7.3.6 工程的創建和移植測試工程的創建和移植測試 在在nios下，最方便的方法是直接創建一個下，最方便的方法是直接創建一個c/os-ii的工程。如下圖，選擇我們編的工程。如下圖，選擇我們編譯好的硬件系統文件譯好的硬件系統文件niostestreal.ptf，并在，并在name域給工程命名，然后按域給工程命名，然后按“finish”即可。即可。作者盧有亮作者盧有亮 圖

18、書圖書ppt和全部代碼下載和全部代碼下載http:/ 嵌入式實時操作系統原理與實踐嵌入式實時操作系統原理與實踐作者盧有亮作者盧有亮 圖書圖書ppt和全部代碼下載和全部代碼下載http:/ 嵌入式實時操作系統原理與實踐嵌入式實時操作系統原理與實踐這時候，nios已為c/os-ii系統構建了環境，這體現了nios與c/os-ii的良好接口，我們將c/os-ii 2.91版的操作系統c文件復制到 “d:altera81nios2edscomponentsmicrium_uc_osiiucosiisrc”目錄，將頭文件復制到“d:altera81nios2edscomponentsmicrium_uc_osiiucosiiinc”目錄。然后編寫主文件表7.18包含測試任務的主程序代碼運行結果如圖作者盧有亮作者盧有亮 圖書圖書ppt和全部代碼下載和全部代碼下載http:/ 嵌入式實時操作系統原理與實踐嵌入式實時操作系統