uCOS-Ⅱ源码分析之uC-CPU文件夹

Posted 2020-10-30

此文共连载分析三个uCOS-Ⅱ的三个源码文件夹：uC-CPU 、uC-LIB 、uCOS-Ⅱ

uC-LIB文件夹目录：ARM-Cortex-M3 / cpu_a.asm

                                                          cpu_c.c
                                                          cpu.h
                             cpu_def.h  

cpu_def.h

• 这个文件中定义了一些 CPU 有关的宏定义，分为三类：

1、CPU 字节长度的定义，理想情况下 CPU 的字长应该是由 sizeof() 函数计算出来的，但是 sizeof() 函数必须在 CPU 运行中才能进行计算，所以在 uCOS 中直接用宏定义定义了出来

#define  CPU_WORD_SIZE_32           4       // 定义 CPU 字节长度为 4 字节

2、CPU 字节顺序的定义，也就是 CPU 的大/小端模式的定义。

#define  CPU_ENDIAN_TYPE_NONE       0       // 不知道是大端模式还是小端模式

#define  CPU_ENDIAN_TYPE_BIG        1       // 大端模式

#define  CPU_ENDIAN_TYPE_LITTLE     2        // 小端模式   

3、临界区的定义和配置，临界区是指一个共用资源的程序片段，但共用资源程序片段一次只能被一个线程占用，当有一个线程正在访问临界区时，其他线程或进程就必须等待，以临界区共用资源的互斥使用（举例：打印机的使用，一个用户正在使用打印机，在未使用完成时，其他用户只能等待前一用户使用完成后才能使用）。

#define  CPU_CRITICAL_METHOD_NONE                  0    // 发生临界区问题是不解决
// 在有线程进入临界区前，暂时禁止中断响应，防止高优先级中断打断正在临界区的线程，在退出临界区时再使能中断
#define  CPU_CRITICAL_METHOD_INT_DIS_EN            1    // 用禁止/使能中断的方法解决临界区问题

#define  CPU_CRITICAL_METHOD_STATUS_STK            2    // 将临界区状态保存在栈中

#define  CPU_CRITICAL_METHOD_STATUS_LOCAL          3    // 将临界区状态保存在局部变量中

cpu.h

• 核心的就是进入临界区和退出临界区的两个宏

• 其他的都是一些数据类型重定义和 cpu_c.c 文件中函数的声明

//设置了临界区解决办法，将临界区状态保存在局部变量中
# define  CPU_CFG_CRITICAL_METHOD        CPU_CRITICAL_METHOD_STATUS_LOCAL
//进入临界区前调用这个宏，实现将 CPSR 寄存器备份，然后关闭中断响应
# define  CPU_CRITICAL_ENTER()           { cpu_sr = CPU_SR_Save(); }
//退出临界区后调用这个宏，实现将 CPSR 寄存器还原，中断响应开启
# define  CPU_CRITICAL_EXIT()            { CPU_SR_Restore(cpu_sr); }

cpu_c.c

• 首先是关于对位带操作的宏定义，定义了 SRAM 内存的位带访问地址范围和外设寄存器的位带访问地址范围。
• 然后是函数的定义，包括位带清零和置位、使能和禁止 CPU 内部中断源、设置和读取中断源的优先级的函数，这些函数的实现都用到了 NVIC 模块的设置寄存器的位定义和进入/退出临界区时的两个设置宏。
• uCOS-Ⅱ 中的临界区解决办法用的全部都是 #define CPU_CRITICAL_METHOD_STATUS_LOCAL 这一种办法，其他两个办法没有使用。
• 其中存储 CPSR 寄存器的局部变量是 CPU_SR 类型的 cpu_sr，这个局部变量是配合进入/退出临界区的两个配置宏进行使用的，看到这个变量定义，后面一定就用到了临界区的操作。

cpu_a.asm

文件中用 EXPORT 导出了多个函数，定义了一些汇编语言书写的函数：

    EXPORT  CPU_IntDis      // 全局中断的禁止
    EXPORT  CPU_IntEn       // 全局中断的使能

    EXPORT  CPU_SR_Save     // 将 CPSR 寄存器内容保存到 R0 寄存器中，然后禁止全局中断
    EXPORT  CPU_SR_Restore  // 将 R0 寄存器内容恢复到 CPSR 寄存器中

    EXPORT  CPU_CntLeadZeros    // 前导零计数
    EXPORT  CPU_RevBits         // 二进制层面取反，  1010 ---> 0101

    EXPORT  CPU_WaitForInt      // CPU 立即进入睡眠模式，等待中断唤醒
    EXPORT  CPU_WaitForExcept   // CPU 进入睡眠模式，等待异常唤醒