一步步写STM32 OS【一】 序言

　　一直想写个类似uCOS的OS，近段时间考研复习之余忙里偷闲，总算有点成果了。言归正传，我觉得OS最难的部分首先便是上下文切换的问题，他和MCU的架构有关，所以对于不同的MCU，这部分需要移植。一旦这个问题解决了，整个OS算是成功了一半了，当然，是对于简单的OS。

　　好了，要写一个OS，首先需要一个开发板和仿真器。我的开发板是STM32F4DISCOVERY,自带ST-LINK V2仿真器，板载MCU为STM32F407VGT6，支持FPU，32位ARM Cortex-M4F核，1024KB FLASH，192 KB RAM，总之很强大。对STM32其他系列，本OS几乎不需修改修改就可使用。开发环境为IAR for ARM 6.5，如果是MDK的话，也是大同小异，汇编部分需要修改。

　　研究了一下UCOS-II的Cortex-M4的Port部分，觉得很好，就直接拿来用了，修改的很少。首先我们来看一下这一部分几个比较重要的函数，打开os_cpu_a.asm文件，定位到下面的地方，注释我改成中文了。当OS初始化完毕后，执行OSStart，OSStart最后调用OSStartHighRdy函数，注意在此之前的线程模式和异常模式的堆栈都是MSP，在此之后线程模式的堆栈是PSP，异常模式的堆栈仍是MSP。

OSStartHighRdyLDRR0,=NVIC_SYSPRI14;设置PendSV的异常中断优先级LDRR1,=NVIC_PENDSV_PRISTRBR1,[R0]MOVSR0,#0;初始化PSP=0MSRPSP,R0LDRR0,=OS_CPU_ExceptStkBase;初始化异常堆栈MSP地址LDRR1,[R0]MSRMSP,R1LDRR0,=OSRunning;置OSRunning=TRUEMOVSR1,#1STRBR1,[R0]LDRR0,=NVIC_INT_CTRL;触发PendSV异常(引起上下文切换)LDRR1,=NVIC_PENDSVSETSTRR1,[R0]CPSIEI;开启中断，于是进入PendSV异常OSStartHangBOSStartHang;正常情况下，不应运行到这

　　其中最核心的函数应该是OS_CPU_PendSVHandler了，它处理PendSV中断，完成上下文切换。

OS_CPU_PendSVHandlerCPSIDI;关中断MRSR0,PSP;获得PSPCBZR0,OS_CPU_PendSVHandler_nosave;PSP为0跳到OS_CPU_PendSVHandler_nosave，即不保存上文，直接进入下文。;问什么呢，因为首次调用，是没有上文的。;保存上文SUBSR0,R0,#0x20;因为寄存器是32位的，4字节对齐，自动压栈的寄存器有8个，所以偏移为8*0x04=0x20STMR0,{R4-R11};除去自动压栈的寄存器外，需手动将R4-R11压栈LDRR1,=OSTCBCur;保存上文的SP指针OSTCBCur->OSTCBStkPtr=SP;LDRR1,[R1]STRR0,[R1]OS_CPU_PendSVHandler_nosave;切换下文PUSH{R14};LR压栈，下面要调用C函数LDRR0,=OSTaskSwHook;调用OSTaskSwHook();BLXR0POP{R14}LDRR0,=OSPrioCur;置OSPrioCur=OSPrioHighRdy;LDRR1,=OSPrioHighRdyLDRBR2,[R1]STRBR2,[R0]LDRR0,=OSTCBCur;置OSTCBCur=OSTCBHighRdy;LDRR1,=OSTCBHighRdyLDRR2,[R1]STRR2,[R0]LDRR0,[R2];R0中的值为新任务的SP;SP=OSTCBHighRdy->OSTCBStkPtr;LDMR0,{R4-R11};手动弹出R4-R11ADDSR0,R0,#0x20MSRPSP,R0;PSP=新任务SPORRLR,LR,#0x04;确保异常返回后使用PSPCPSIEIBXLR;退出异常，从PSP弹出xPSR，PC，LR，R0-R3，进入新任务运行

　　之后我们在此基础上构建自己的OS，首先完成两个任务互相调用，然后是加入SysTick的任务调度，最后加入信号量，邮箱等功能。