一步步寫STM32 OS【一】 序言

　　一直想寫個(gè)類似uCOS的OS，近段時(shí)間考研復(fù)習(xí)之余忙里偷閑，總算有點(diǎn)成果了。言歸正傳，我覺(jué)得OS最難的部分首先便是上下文切換的問(wèn)題，他和MCU的架構(gòu)有關(guān)，所以對(duì)于不同的MCU，這部分需要移植。一旦這個(gè)問(wèn)題解決了，整個(gè)OS算是成功了一半了，當(dāng)然，是對(duì)于簡(jiǎn)單的OS。

　　好了，要寫一個(gè)OS，首先需要一個(gè)開(kāi)發(fā)板和仿真器。我的開(kāi)發(fā)板是STM32F4DISCOVERY,自帶ST-LINK V2仿真器，板載MCU為STM32F407VGT6，支持FPU，32位ARM Cortex-M4F核，1024KB FLASH，192 KB RAM，總之很強(qiáng)大。對(duì)STM32其他系列，本OS幾乎不需修改修改就可使用。開(kāi)發(fā)環(huán)境為IAR for ARM 6.5，如果是MDK的話，也是大同小異，匯編部分需要修改。

　　研究了一下UCOS-II的Cortex-M4的Port部分，覺(jué)得很好，就直接拿來(lái)用了，修改的很少。首先我們來(lái)看一下這一部分幾個(gè)比較重要的函數(shù)，打開(kāi)os_cpu_a.asm文件，定位到下面的地方，注釋我改成中文了。當(dāng)OS初始化完畢后，執(zhí)行OSStart，OSStart最后調(diào)用OSStartHighRdy函數(shù)，注意在此之前的線程模式和異常模式的堆棧都是MSP，在此之后線程模式的堆棧是PSP，異常模式的堆棧仍是MSP。

OSStartHighRdyLDRR0,=NVIC_SYSPRI14;設(shè)置PendSV的異常中斷優(yōu)先級(jí)LDRR1,=NVIC_PENDSV_PRISTRBR1,[R0]MOVSR0,#0;初始化PSP=0MSRPSP,R0LDRR0,=OS_CPU_ExceptStkBase;初始化異常堆棧MSP地址LDRR1,[R0]MSRMSP,R1LDRR0,=OSRunning;置OSRunning=TRUEMOVSR1,#1STRBR1,[R0]LDRR0,=NVIC_INT_CTRL;觸發(fā)PendSV異常(引起上下文切換)LDRR1,=NVIC_PENDSVSETSTRR1,[R0]CPSIEI;開(kāi)啟中斷，于是進(jìn)入PendSV異常OSStartHangBOSStartHang;正常情況下，不應(yīng)運(yùn)行到這

　　其中最核心的函數(shù)應(yīng)該是OS_CPU_PendSVHandler了，它處理PendSV中斷，完成上下文切換。

OS_CPU_PendSVHandlerCPSIDI;關(guān)中斷MRSR0,PSP;獲得PSPCBZR0,OS_CPU_PendSVHandler_nosave;PSP為0跳到OS_CPU_PendSVHandler_nosave，即不保存上文，直接進(jìn)入下文。;問(wèn)什么呢，因?yàn)槭状握{(diào)用，是沒(méi)有上文的。;保存上文SUBSR0,R0,#0x20;因?yàn)榧拇嫫魇?2位的，4字節(jié)對(duì)齊，自動(dòng)壓棧的寄存器有8個(gè)，所以偏移為8*0x04=0x20STMR0,{R4-R11};除去自動(dòng)壓棧的寄存器外，需手動(dòng)將R4-R11壓棧LDRR1,=OSTCBCur;保存上文的SP指針OSTCBCur->OSTCBStkPtr=SP;LDRR1,[R1]STRR0,[R1]OS_CPU_PendSVHandler_nosave;切換下文PUSH{R14};LR壓棧，下面要調(diào)用C函數(shù)LDRR0,=OSTaskSwHook;調(diào)用OSTaskSwHook();BLXR0POP{R14}LDRR0,=OSPrioCur;置OSPrioCur=OSPrioHighRdy;LDRR1,=OSPrioHighRdyLDRBR2,[R1]STRBR2,[R0]LDRR0,=OSTCBCur;置OSTCBCur=OSTCBHighRdy;LDRR1,=OSTCBHighRdyLDRR2,[R1]STRR2,[R0]LDRR0,[R2];R0中的值為新任務(wù)的SP;SP=OSTCBHighRdy->OSTCBStkPtr;LDMR0,{R4-R11};手動(dòng)彈出R4-R11ADDSR0,R0,#0x20MSRPSP,R0;PSP=新任務(wù)SPORRLR,LR,#0x04;確保異常返回后使用PSPCPSIEIBXLR;退出異常，從PSP彈出xPSR，PC，LR，R0-R3，進(jìn)入新任務(wù)運(yùn)行

　　之后我們?cè)诖嘶A(chǔ)上構(gòu)建自己的OS，首先完成兩個(gè)任務(wù)互相調(diào)用，然后是加入SysTick的任務(wù)調(diào)度，最后加入信號(hào)量，郵箱等功能。