以下介紹如何將μC/OS-II移植到MOTOROLA MC68K系列CPU上。

一、MC68K CPU簡介

MC68K及68020、68040等的著名的MOTOROLA32位微處理器，和與之兼容的68K、CPU32、CPU32+等CPU擴充定時處理單元TPU、隊列串行模塊QSM、系統控制模塊和RAM等組成MC683xx系列單片機。

CPU32內部有8個32位通用數據寄存器，8個32位通用地址寄存器。8個通用數據寄存器可作為累加器使用，也可看成C語言中各種類型的變量;8個通用地址寄存器，可作為變址寄存器使用，也可看成C語言中的指針型變量。CPU32 有獨立的用戶堆棧指針和系統堆棧指針，可區分程序區、數據區、系統區、用戶區等存儲空間，有7級中斷。

要實現μC/OS-II向MC68K的移值，需要有MC68K的C編譯器。我們使用的HIWARE公司的C編譯器。該C編譯器允許嵌入行匯編。

二、移植中所需修改的文件

和CPU相關的文件主要有三個：C語言文件OS_CPU32.C、頭文件OS_CPU32.H和匯編文件OS_CPU32.ASM。

1.INCLUDES.H文件

INCLUDES.H是主頭文件，在所有后綴名為.C文件的開始都包含 INCLUDES.H文件。對于不同類型的處理器，用戶需要改定INCLUDES.H文件，增加自己的頭文件，但必須加在文件末尾。在安裝μC/OS- II的時候，附帶了幾個移植實例，例如，針對Intel 80x86的代碼安裝到IIL目錄。我們為MC68K編寫的移植實例都放在II下，在INCLUDES.H文件中增加有：

#include iiK_CPU32.ASM

#include iiK_CPU32.C

#include iiK_CPU32.H

2.OS_CPU32.H文件

OS_CPU32.H文件中定義了與硬件相關的基本信息：

typedef unsigned char INT8U; /*無符號8位數*/

typedef signed char INT8S; /*帶符號8位數*/

typedef unsigned int INT16U; /*無符號16位數*/

typedef signed int INT16S; /*帶符號16位數*/

typedef signed long INT32S; /*帶符號32位數*/

typedef unsigned int OS_STK; /*堆棧入口寬度為16位*/

#define OS_STK_GROWTH1 /*堆棧由高地址向低地址增長*/

#define UCOS 0 /*用于任務切換的軟中斷*/

define OS_TASK_SW() _TRAP(UCOS)

#define OS_ENTER_CRITICAL() move.w#$2700,SR /*進入臨界區*/

#define OS_EXIT_CRITICAL() move.w #$2000,SR /*退出臨界區*/

(1)數據類型

由于不同的處理器有不同的字長，μC/OS-II的移植需要重新定義一系列的數據結構。由于MC68K為32位MCU，整數(int)類型數據為16位，長整開有(long)為32位。在MC68K中堆棧都是按字進行操作的，所以堆棧數據類型OS_STK聲明為16位。所有的堆棧必須用OS_STK聲明。

(2)代碼臨界區

μC/OS-II在進入系統臨界代碼區之間要關中斷，等到退出臨界區后再打開，從而保護核心數據不被多任務環境下的其他任務或中斷破壞。在MC68K中，開關中斷可以通過設置狀態寄存器SR中的中斷屏蔽位來實現。μC/OS-II中的宏OS_ENTER_CRITICAL()定義將狀態寄存器的中斷屏蔽位置位，屏蔽所有的七級中斷;OS_EXIT_CRITICAL()定義將狀態寄存器的中斷屏蔽位清零，打開所有的七級中斷。這種處理方法非常簡單，但CPU32提供分級中斷機制得不到使用。如果要使用分級中斷，必須改寫一些相關的函數，將在第4節中闡明。

(3)堆棧方向

MC68K處理器的堆棧是由高地址向低地址遞減的，所以OS_STK_GROWTH必須設置為1。

(4)OS_TASK_SW()函數的定義

在μC/OS-II中，OS_TASK_SW()用來實現任務切換。就緒任務的堆棧初始化應該模擬一次中斷發生后的樣子，椎棧中應該按入棧次序設置好各個寄存器。OS_TASK_SW()函數模擬一次斷過程，在中斷返回的進修進行任務切換。CPU32有16個軟中斷可供選用，稱為陷阱TRAP調用。中斷程序程序的入口必須指向匯編函數OSCtxSw()。

我們在μC/OS-II所提供的例程中使用的0號陷阱調用，由下面的語句完成定義：

#define OS_TASK_SW() -TRAP(UCOS)

3.OS_CPU32.ASM文件

μC/OS-II的移植需要用戶改寫OS_CPU_A.ASM中的4個函數：OSStartHighRdy()、OSCtxSw()、OSIntCtxSw()和OSTickISR()。

(1)OSStartHighRdy()函數

該函數由OSStart()函數調用，功能是運行優先級最高的就緒態任務。在調用OSStart()之前，用戶必須先調用OSInit()，并且已經至少創建了一個任務。為啟動任務，OSStartHighRdy()首先找到當前就緒的優先級最高的任務，OSTCBHighRdy中保存有優先級最高任務的任務控制塊(TCB)的地址，并從任務的任務控制塊中找到指向堆棧的指針，然后運行指令MOVEM.L(A7)+，A0-A6/D0-D7，從堆棧中彈出全部寄存器的內容，運行RTE中斷返回。由于任務創建時堆棧的結構就是按中斷捕撈堆棧結構初始化的，執行RET指令后就切換到了新任務。有關μC/OS-II的任務切換機制，請參考系列計座(3).

OSStartHighRdy的匯編代碼如下：

_OSStarHighRdy

MOVE.L(_OSTCBHighRdy)，A1

;獲取最高優先級就緒任務的TCB地址

MOVE.L A1，(_OSTCBCur)

MOVE.L (A1)，A7 ;取得堆棧指針

MOVEM.L (A7)+，A0-A6/D0-D7

RTE ;中斷返回，切換任務

(2)OSCtxSw( )函數

OSCtxSw( )是一個任務級的任務切換函數(在任務中調用，區別于在中斷程序中調用的OSIntCtxSw()，在MC68K系統上，通過執行一條軟中斷指令來實現任務切換。軟中斷向量指向函數，而該函數的執行結構可能造成系統任務重新調度(例如，試圖喚醒一個優先級更高的任務)，則在函數的末尾會調用 OSSched()，OSSched()將查找當前就緒的優先級最高的任務。如果不是當前任務，則判斷是否需要進行任務調度，再找到該任務控制塊 OS_TCB的地址，并將該地址拷貝到變量OSTCBHighRdy中，然后通過寵OS_TASK_SW()執行軟中斷，進行任務切換。在此過程中，變量 OSTCBCur始終包含一個指向當前運行任務OS_TCB的指針。OSCtxSw()的匯編代碼如下：

_OSCtxSw

MOVEM.L A0-A6/D0-D7,-(A7) ;存儲當前任務環境

MOVE.L (_OSTCBCur)，A1 ;保存當前任務TCB指針