MC68K的C編譯器實現μC/OS-II向MC68K移值解析方案

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)