作者：華中光電技術研究所 李 鯤

目前，μC／0S-II已經被成功移植到多種微處理器 上，其中也包括TMS320VC33。在μC／0S-II的網站上可以免費下載相關處理器的移植代碼，這些代碼可以作為 μC／OS-II應用中一個非常好的起點。筆者在應用這些 移植代碼時遇到了一些問題，因此如何使移植更加可靠、 高效，仍然是一個值得深入探討的話題。網上 TMS320VC33的移植代碼已經完成了基本的移植工作， 本文不對移植的詳細過程進行贅述，而只就移植及應用過程中的一些關鍵步驟和涉及到代碼可靠性的問題進行討論。

1 宏OS_ENTER_CRITlCAL和OS_EXIT_ CRITICAL

在μC／OS_ II中，0S_ENTER_CRITICAL和OS_ EXIT_CRITIcAL這兩個宏分別實現關中斷和開中斷的功能。TMS320VC33的全局中斷控制在ST寄存器的 GIE位(第13位)，GIE=1時全局允許中斷，GIE=O時全局禁止中斷。這兩個宏最簡單直接的實現是使用與或指令修改GIE位，即“andn 2000H，st”和“0r 2000H，st”，網 上的移植代碼就是采用了這種方式。但這不是一個非常可靠的方法，原因是TMS320VC33的流水線執行結構。為了提高代碼的執行效率，TMS320VC33采取了四級流水線執行結構，指令的執行分為取指令、指令解碼、讀操作數和指令執行四個階段，每個階段都是并行執行的。在理想情況下(即不存在流水線沖突和等待周期)，每個機器周期內都有四條不同的指令分別位于取指、解碼、讀和執行階段。這時每條指令都以單機器周期執行，DSP達到其最大標稱的指令吞吐量。當產生中斷請求并且允許中斷時，DSP不會立即執行中斷服務程序，而是要先禁止中斷、獲取中斷向量、保存返回地址，然后再跳轉至中斷服務程序。而以上各步都是與流水線操作同步的，在流水線結構中，DSP對中斷響應步驟如表1所列。

表1中，proga+l是單周期取指指令。如果prog a+l 是多周期取指指令(例如取指時含有等待狀態)，中斷響應會延遲到prog a+l執行以后。由表1可知，DSP對中斷 的響應是在取指邊界而不是指令的執行邊界。假設prog a一2是關中斷指令“andn 2000H，st”，那么prog a一1、 prog a甚至prog a+l仍然是可中斷的，必須等到prog a +l執行完畢后才能完全禁止中斷。同樣在開中斷時，緊鄰開中斷指令的后三條指令是不響應中斷的。現在考慮下面的情況：系統通過OS_ENTER_CRITICAL宏禁止中斷時，同時發生了中斷請求，并且緊鄰的三條指令是訪問全局變量的指令。此時，由于流水線結構的執行特點， DSP還是會響應中斷，如果相應的中斷服務程序也訪問了同樣的全局變量，這樣就可能破壞數據的一致性，造成系統的崩潰。為了防止這種情況，必須在改變系統中斷狀態時能夠消除流水線操作帶來的影響。為可靠實現OS_ ENTER_CRlTICAL和OS_EXIT_CRITICAL宏，在修改 ST寄存器之前加一條指令“RPTS O”。因為在RPTS指 令執行過程中會自動禁止中斷，并且停止流水線操作，只有RPTS指令的下一條指令執行完畢后，DSP才會重新打開流水線。這樣就保證了改變DSP中斷狀態時不會響應中斷，也不會執行其他指令。上述宏的可靠實現為：

需要說明的是，利用trap指令的實現方式也是可靠的，但trap和rets／reti會兩次清除流水線，因而會對性能稍微有點影響。OS_ENTER_CRITICAL宏的另外兩種實現方法首先要保存DSP的中斷狀態，然后再改變中斷狀態。相應的，OS_EXIT_CRlTICAL宏可直接從前面保存的狀態進行恢復。由于流水線操作的影響，要正確保存ST寄存器的狀態，直接的存儲或壓棧指令是不行的，需要一些附加的保護性代碼，本文就不再深入討論了。

2 OSRdyGrp和OSRdyTbl

在筆者的應用系統中，除了定時器1中斷外，還使用 了外部中斷2、DMA中斷和串口接收中斷，把這些中斷全 部打開后，會出現一個非常奇怪的現象。系統剛開始運行 時一切正常，一段時間后，與idle task不在同一個優先級 組的所有任務再也不執行了。但從程序上看，這些任務應 該處于就緒狀態，除非就緒任務的優先級與idle task處于 同一個組，否則系統永遠都在執行idle task。通過檢查 OSRdyTbl發現，這些不被調度的任務的確處于就緒狀 態，但在OSRdyGrp中卻沒有設置相應的標志．如果在 OSRdyTbl表中任務是就緒的，與該任務優先級組相對應 的OSRdyGrp中的標志卻是0，那么任務調度時這些就緒 的任務是不會被調度的。在μC／OS-II中，OSRdyGrp與 OSRdyTbl的值都是同時修改的，并且還采用了臨界區保 護，為什么還會出現OSRdyGrp與OSRdyTbl狀態不一致 的現象呢?通過對匯編代碼的仔細分析，發現問題出現在 函數OSTimeTick中，編譯器產生了高效但不可靠的代 碼。筆者使用的開發平臺是Code Composer V4.1，代碼 生成工具版本為5.11。此版本的代碼生成工具產生的 OST