本文最初写于 2012-04-20 于 sohu 博客，这次博客搬家一起搬到这里来。
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2.2 OS_CPU_A.S
首先是函数和全局变量的声明。
;***************************************************************************
; PUBLIC DECLARATIONS
;***************************************************************************
xdef OSCPUSaveSR
xdef OSCPURestoreSR
xdef OSStartHighRdy
xdef OSCtxSw
xdef OSIntCtxSw
xdef OSTickISR
;***************************************************************************
; EXTERNAL DECLARATIONS
;***************************************************************************
xref OSIntExit
xref OSIntNesting
xref OSPrioCur
xref OSPrioHighRdy
xref OSRunning
xref OSTaskSwHook
xref OSTCBCur
xref OSTCBHighRdy
xref OSTimeTick
然后是临界区的相关代码。
OSCPUSaveSR:
tfr ccr,b ; It's assumed that 8-bit return value is in register B
sei ; Disable interrupts
rts ; Return to caller with B containing the previous CCR
OSCPURestoreSR:
tfr b, ccr ; B contains the CCR value to restore, move to CCR
rts
下面的代码是重点部分，首先是 OSStartHighRdy 函数，虽然这个函数只在 OSStart 函数中被调用一次，在之后的程序生命周期中就再也用不到了，但这次调用至关重要，决定了用户任务是否能被调度起来。因此代码中给出的注释尽可能的详细，我想看过注释后就不需要我解释什么了。
;***********************************************************************
; START HIGHEST PRIORITY TASK READY-TO-RUN
;
; Description : This function is called by OSStart() to start
; the highest priority task that was created by your
; application before calling OSStart().
;
; Arguments : none
;
; Note(s) : 1) The stack frame is assumed to look as follows:
;
; OSTCBHighRdy->OSTCBStkPtr + 0 CCR
; + 1 B
; + 2 A
; + 3 X (H)
; + 4 X (L)
; + 5 Y (H)
; + 6 Y (L)
; + 7 PC(H)
; + 8 PC(L)
;
; 2) OSStartHighRdy() MUST:
; a) Call OSTaskSwHook() then,
; b) Set OSRunning to TRUE,
; c) Switch to the highest priority task by loading
; the stack pointer of the highest priority task
; into the SP register and execute an
; RTI instruction.
;************************************************************************
OSStartHighRdy:
jsr OSTaskSwHook ; 4~, 调用 OSTaskSwHook
ldab #$01 ; 2~, OSRunning = 1
stab OSRunning ; 4~
ldx OSTCBHighRdy ; 3~, 将 OSTCBHighRdy 的地址放到寄存器 X
lds 0, x ; 3~, 将 OSTCBHighRdy->OSTCBStkPtr 放到 SP
nop
rti ; 4~, Run task
其实上面的代码也可以放到OS_CPU_C.C 中，下面是个示例：
#pragma CODE_SEG NON_BANKED
#pragma TRAP_PROC SAVE_NO_REGS
void OSStartHighRdy(void)
{
__asm jsr OSTaskSwHook ; //OSTaskSwHook();
__asm ldab #$01;
__asm stab OSRunning; // OSRunning = TRUE;
__asm
{
ldx OSTCBHighRdy
lds 0, x
nop
}
}
上面代码中 #pragma TRAP_PROC SAVE_NO_REGS 表示这是个中断处理函数，编译器不为之保存任何寄存器内容。 虽然 OSStartHighRdy 并不是个真正的中断处理函数，但它模拟却模拟了中断处理函数的行为，函数结束时调用 rti 而不是 rts 命令。
下面是任务切换的代码，注释已经足够的详细了，如果有不明白的地方建议将 Jean J.Labrosse 的书再仔细读读。
OSCtxSw:
ldy OSTCBCur ; 3~, OSTCBCur->OSTCBStkPtr = Stack Pointer
sts 0, y
OSIntCtxSw:
jsr OSTaskSwHook ; 4~, Call user task switch hook
ldx OSTCBHighRdy ; 3~, OSTCBCur = OSTCBHighRdy
stx OSTCBCur
ldab OSPrioHighRdy ; 3~, OSPrioCur = OSPrioHighRdy
stab OSPrioCur
lds 0, x ; 3~, Load SP into 68HC12
nop
rti ; 8~, Run task
可以看到，上面两个函数公用了大部分的函数体。上面的代码也可以直接写到 OS_CPU_C.C 中，不过写成 C 函数后就不能公用函数体了。
最后一部分是时钟中断程序，我使用RTI中断作为周期性时钟源。
OSTickISR:
inc OSIntNesting ; 4~, Notify uC/OS-II about ISR
ldab OSIntNesting ; 4~, if (OSIntNesting == 1) {
cmpb #$01
bne OSTickISR1
ldy OSTCBCur ; OSTCBCur->OSTCBStkPtr = Stack Pointer
sts 0, y ; }
OSTickISR1:
BSET $37, #128 ; CRGFLG_RTIF = 1, 这句是反汇编出来的，应该没错
jsr OSTimeTick
jsr OSIntExit ; 6~+, Notify uC/OS-II about end of ISR
rti ; 12~, Return from interrupt, no higher priority tasks ready.
中断程序的大部分代码都比较简答，只有下面这句我下了番功夫才写出来：
BSET $37, #128
与这行代码功能相同的 C 代码是：CRGFLG_RTIF = 1
我将 C代码直接生成汇编代码的结果是：BSET _CRGFLG,#128
可是直接拿到汇编文件中却无法编译，提示说 _CRGFLG 没有定义。一番查找才确定了_CRGFLG = 0x37。
2.3 OS_CPU_C.C
由于大部分的移植代码都放到了汇编文件中，OS_CPU_C.C 中的工作就很少了。OS_CPU_C.C 最重要的工作是 OSTaskStkInit 函数，并且网上流传的大多数 68HC12 内核的移植代码的这部分都或多或少的有问题。下面先给出我的代码：
OS_STK *OSTaskStkInit (void (*task)(void *pd), void *p_arg, OS_STK *ptos, INT16U opt)
{
INT16U *wstk;
INT8U *bstk;
(void) opt; /* 'opt' is not used, prevent warning */
ptos--; /* 需要这么调整一下栈顶地址，否则存的第一个int16 的低 Byte 会溢出堆栈 */
wstk = (INT16U *)ptos; /* Load stack pointer */
*wstk-- = (INT16U)task; /* Return address. Format: PCH:PCL */
*wstk-- = (INT16U)task; /* Return address. Format: PCH:PCL */
*wstk-- = (INT16U)0x2222; /* Y Register */
*wstk-- = (INT16U)0x1111; /* X Register */
*wstk = (INT16U)p_arg; /* Simulate call to function with argument (In D Register) */
bstk = (INT8U *)wstk; /* Convert WORD ptr to BYTE ptr to set CCR */
bstk--;
*bstk = (0xC0); /* CCR Register (Disable STOP instruction and XIRQ) */
return ((OS_STK *)bstk); /* Return pointer to new top-of-stack */
}
其中有几点需要特别注意：
（1）68HC12 内核与 68HC11 内核一个大的区别就是 SP 指向的是实栈顶。老的68HC11的移植代码都是 *--wstk = XXXX。移植到68HC12 内核就要改为*wstk-- = XXXX。否则会浪费掉堆栈的前两个字节。
（2）先要执行 ptos--;否则第一个双字节会有一半溢出堆栈空间。
（3）任务的参数传递是通过寄存器 D 的，而不是堆栈。网上代码多数是：
*wstk-- = (INT16U)p_arg; *wstk-- = (INT16U)task;
这样参数是传递不进来的，只有像我的代码中这样写才是正确的。
（4）代码中 *wstk-- = (INT16U)task; 重复了两遍，千万别以为这是我的笔误。堆栈中先存的(INT16U)task实际上是 task 函数的返回地址。虽然 μC/OS-II 要求任务不能返回，但是作为 C 语言的调用约定，在调用一个 C 函数之前要将 C 函数的返回地址先入栈。因此我将 task 的地址重复了两次，实际上第一的地址是什么都不重要，因为程序运行中觉得不会用到。甚至不要这行也行，还能节省堆栈中两个字节的空间。不过我还是选择了保留这行，使其看起来更加符合 C 语言的调用规范。
除此之外，OS_CPU_C.C 还包括一系列的 Hook 函数：
#if OS_CPU_HOOKS_EN > 0 && OS_VERSION > 203
void OSInitHookBegin (void)
{
#if OS_TMR_EN > 0
OSTmrCtr = 0;
#endif
}
void OSInitHookEnd (void)
{
}
#endif
#if OS_CPU_HOOKS_EN > 0
void OSTaskCreateHook (OS_TCB *ptcb)
{
#if OS_APP_HOOKS_EN > 0
App_TaskCreateHook(ptcb);
#else
(void)ptcb;
#endif
}
void OSTaskDelHook (OS_TCB *ptcb)
{
#if OS_APP_HOOKS_EN > 0
App_TaskDelHook(ptcb);
#else
(void)ptcb;
#endif
}
void OSTaskStatHook (void)
{
#if OS_APP_HOOKS_EN > 0
App_TaskStatHook();
#endif
}
void OSTaskSwHook (void)
{
#if OS_APP_HOOKS_EN > 0
App_TaskSwHook();
#endif
}
#endif
#if OS_CPU_HOOKS_EN > 0 && OS_VERSION >= 251
void OSTaskIdleHook (void)
{
#if OS_APP_HOOKS_EN > 0
App_TaskIdleHook();
#endif
}
#endif
#if OS_CPU_HOOKS_EN > 0 && OS_VERSION > 203
void OSTCBInitHook (OS_TCB *ptcb)
{
#if OS_APP_HOOKS_EN > 0
App_TCBInitHook(ptcb);
#else
(void)ptcb; /* Prevent compiler warning */
#endif
}
#endif
#if OS_CPU_HOOKS_EN > 0
void OSTimeTickHook (void)
{
#if OS_APP_HOOKS_EN > 0
App_TimeTickHook();
#endif
#if OS_TMR_EN > 0
OSTmrCtr++;
if (OSTmrCtr >= (OS_TICKS_PER_SEC / OS_TMR_CFG_TICKS_PER_SEC))
{
OSTmrCtr = 0;
OSTmrSignal();
}
#endif
}
#endif
代码中 OS_APP_HOOKS_EN 和 OS_TMR_EN 在v2.52 版本中还没出现，我在这里这样写是为了移植到后面版本时更轻松。
至此，移植代码就基本完成了。不过这样还不能运行，因为两个中断处理函数（OSCtxSw和OSTickISR）还没有和对应的中断产生关联。将这二者关联起来的方法有几种，比如直接在 PRM 文件中制定，我用了种比较笨的办法，从网上找了个 vector.c 文件，虽然看起来不是很优雅，但确实是正确的代码。
/*******************************************************************
*
* Freescale MC9S12DP256 ISR Vector Definitions
*
* File Name : vectors.c
* Version : 1.0
* Date : Jun/22/2004
* Programmer : Eric Shufro
********************************************************************/
/********************************************************************
* EXTERNAL ISR FUNCTION PROTOTYPES
*********************************************************************/
extern void near _Startup(void); /* Startup Routine. */
extern void near OSTickISR(void); /* OS Time Tick Routine. */
extern void near OSCtxSw(void); /* OS Contect Switch Routine. */
extern void near SCI1_ISR(void); /* SCI1 Routine. */
extern void near SCI0_ISR(void); /* SCI0 Routine. */
/*
************************************************************************
* DUMMY INTERRUPT SERVICE ROUTINES
*
* Description : When a spurious interrupt occurs, the processor will
* jump to the dedicated default handler and stay there
* so that the source interrupt may be identified and
* debugged.
*
* Notes : Do Not Modify
************************************************************************
*/
#pragma CODE_SEG __NEAR_SEG NON_BANKED
__interrupt void software_trap64 (void) {for(;;);}
__interrupt void software_trap63 (void) {for(;;);}
__interrupt void software_trap62 (void) {for(;;);}
__interrupt void software_trap61 (void) {for(;;);}
__interrupt void software_trap60 (void) {for(;;);}
__interrupt void software_trap59 (void) {for(;;);}
__interrupt void software_trap58 (void) {for(;;);}
__interrupt void software_trap57 (void) {for(;;);}
__interrupt void software_trap56 (void) {for(;;);}
__interrupt void software_trap55 (void) {for(;;);}
__interrupt void software_trap54 (void) {for(;;);}
__interrupt void software_trap53 (void) {for(;;);}
__interrupt void software_trap52 (void) {for(;;);}
__interrupt void software_trap51 (void) {for(;;);}
__interrupt void software_trap50 (void) {for(;;);}
__interrupt void software_trap49 (void) {for(;;);}
__interrupt void software_trap48 (void) {for(;;);}
__interrupt void software_trap47 (void) {for(;;);}
__interrupt void software_trap46 (void) {for(;;);}
__interrupt void software_trap45 (void) {for(;;);}
__interrupt void software_trap44 (void) {for(;;);}
__interrupt void software_trap43 (void) {for(;;);}
__interrupt void software_trap42 (void) {for(;;);}
__interrupt void software_trap41 (void) {for(;;);}
__interrupt void software_trap40 (void) {for(;;);}
__interrupt void software_trap39 (void) {for(;;);}
__interrupt void software_trap38 (void) {for(;;);}
__interrupt void software_trap37 (void) {for(;;);}
__interrupt void software_trap36 (void) {for(;;);}
__interrupt void software_trap35 (void) {for(;;);}
__interrupt void software_trap34 (void) {for(;;);}
__interrupt void software_trap33 (void) {for(;;);}
__interrupt void software_trap32 (void) {for(;;);}
__interrupt void software_trap31 (void) {for(;;);}
__interrupt void software_trap30 (void) {for(;;);}
__interrupt void software_trap29 (void) {for(;;);}
__interrupt void software_trap28 (void) {for(;;);}
__interrupt void software_trap27 (void) {for(;;);}
__interrupt void software_trap26 (void) {for(;;);}
__interrupt void software_trap25 (void) {for(;;);}
__interrupt void software_trap24 (void) {for(;;);}
__interrupt void software_trap23 (void) {for(;;);}
__interrupt void software_trap22 (void) {for(;;);}
__interrupt void software_trap21 (void) {for(;;);}
__interrupt void software_trap20 (void) {for(;;);}
__interrupt void software_trap19 (void) {for(;;);}
__interrupt void software_trap18 (void) {for(;;);}
__interrupt void software_trap17 (void) {for(;;);}
__interrupt void software_trap16 (void) {for(;;);}
__interrupt void software_trap15 (void) {for(;;);}
__interrupt void software_trap14 (void) {for(;;);}
__interrupt void software_trap13 (void) {for(;;);}
__interrupt void software_trap12 (void) {for(;;);}
__interrupt void software_trap11 (void) {for(;;);}
__interrupt void software_trap10 (void) {for(;;);}
__interrupt void software_trap09 (void) {for(;;);}
__interrupt void software_trap08 (void) {for(;;);}
__interrupt void software_trap07 (void) {for(;;);}
__interrupt void software_trap06 (void) {for(;;);}
__interrupt void software_trap05 (void) {for(;;);}
__interrupt void software_trap04 (void) {for(;;);}
__interrupt void software_trap03 (void) {for(;;);}
__interrupt void software_trap02 (void) {for(;;);}
__interrupt void software_trap01 (void) {for(;;);}
#pragma CODE_SEG DEFAULT
/***********************************************************************
* INTERRUPT VECTORS
***********************************************************************/
typedef void (*near tIsrFunc)(void);
const tIsrFunc _vect[] @0xFF80 = { /* Interrupt table */
software_trap63, /* 63 RESERVED */
software_trap62, /* 62 RESERVED */
software_trap61, /* 61 RESERVED */
software_trap60, /* 60 RESERVED */
software_trap59, /* 59 RESERVED */
software_trap58, /* 58 RESERVED */
software_trap57, /* 57 PWM Emergency Shutdown */
software_trap56, /* 56 Port P Interrupt */
software_trap55, /* 55 CAN4 transmit */
software_trap54, /* 54 CAN4 receive */
software_trap53, /* 53 CAN4 errors */
software_trap52, /* 52 CAN4 wake-up */
software_trap51, /* 51 CAN3 transmit */
software_trap50, /* 50 CAN3 receive */
software_trap49, /* 49 CAN3 errors */
software_trap48, /* 48 CAN3 wake-up */
software_trap47, /* 47 CAN2 transmit */
software_trap46, /* 46 CAN2 receive */
software_trap45, /* 45 CAN2 errors */
software_trap44, /* 44 CAN2 wake-up */
software_trap43, /* 43 CAN1 transmit */
software_trap42, /* 42 CAN1 receive */
software_trap41, /* 41 CAN1 errors */
software_trap40, /* 40 CAN1 wake-up */
software_trap39, /* 39 CAN0 transmit */
software_trap38, /* 38 CAN0 receive */
software_trap37, /* 37 CAN0 errors */
software_trap36, /* 36 CAN0 wake-up */
software_trap35, /* 35 FLASH */
software_trap34, /* 34 EEPROM */
software_trap33, /* 33 SPI2 */
software_trap32, /* 32 SPI1 */
software_trap31, /* 31 IIC Bus */
software_trap30, /* 30 BDLC */
software_trap29, /* 29 CRG Self Clock Mode */
software_trap28, /* 28 CRG PLL lock */
software_trap27, /* 27 Pulse Accumulator B Overflow */
software_trap26, /* 26 Modulus Down Counter underflow */
software_trap25, /* 25 Port H */
software_trap24, /* 24 Port J */
software_trap23, /* 23 ATD1 */
software_trap22, /* 22 ATD0 */
SCI1_ISR, /* 21 SC11 */
SCI0_ISR, /* 20 SCI0 */
software_trap19, /* 19 SPI0 */
software_trap18, /* 18 Pulse accumulator input edge */
software_trap17, /* 17 Pulse accumulator A overflow */
software_trap16, /* 16 Enhanced Capture Timer Overflow */
software_trap15, /* 15 Enhanced Capture Timer channel 7 */
software_trap14, /* 14 Enhanced Capture Timer channel 6 */
software_trap13, /* 13 Enhanced Capture Timer channel 5 */
software_trap12, /* 12 Enhanced Capture Timer channel 4 */
software_trap11, /* 11 Enhanced Capture Timer channel 3 */
software_trap10, /* 10 Enhanced Capture Timer channel 2 */
software_trap09, /* 09 Enhanced Capture Timer channel 1 */
software_trap08, /* 08 Enhanced Capture Timer channel 0 */
OSTickISR, /* 07 Real Time Interrupt */
software_trap06, /* 06 IRQ */
software_trap05, /* 05 XIRQ */
OSCtxSw, /* 04 SWI - Breakpoint on HCS12 Serial Mon. */
software_trap03, /* 03 Unimplemented instruction trap */
software_trap02, /* 02 COP failure reset */
software_trap01//, /* 01 Clock monitor fail reset */
//_Startup /* 00 Reset vector */
};
后记:
当我完成全部移植工作并测试通过后，我又重新审视了一遍整个移植过程，发现走了许多弯路。这些弯路基本都是因为我对C编译器的特性，尤其是内联汇编的处理不熟悉造成的。比如中断处理函数，其实可以直接写到 OS_CPU_C.C 中。就可以省略了 vector.c 文件了。其实我一开始也是这样做的，但是最初的中断处理函数混合了C 语句和汇编语句，产生了各种莫名奇妙的错误。比如下面的RTI中断处理函数代码：
interrupt VectorNumber_Vrti void OSTickISR (void)
{
OSIntNesting++; // 4~, Notify uC/OS-II about ISR
if (OSIntNesting == 1)
{
__asm
{
ldx OSTCBCur // 3~, OSTCBCur->OSTCBStkPtr = Stack Pointer
sts 0, x // 3~,}
}
}
CRGFLG_RTIF = 1; // clear interrupt flag.
OSTimeTick(); // 6~+, Call uC/OS-II's tick updating function
OSIntExit (); // 6~+, Notify uC/OS-II about end of ISR
}
对比后来的汇编代码，其实已经离成功很近了，只要将其中的C 语句全部用汇编写成来大功告成了：
interrupt VectorNumber_Vrti void OSTickISR (void)
{
__asm
{
inc OSIntNesting
ldab OSIntNesting
cmpb #$01
bne OSTickISR1
ldx OSTCBCur
sts 0, x
OSTickISR1:
BSET _CRGFLG, #128
jsr OSTimeTick
jsr OSIntExit
}
}
其他的代码也一样，都这样改写后就完全不需要 vector.c 文件了。但这里还是将这些本可以省略掉的代码保留下来了，是想记录下一条真实的探索路程。