輕型PPP協(xié)議在μC/OS-II操作系統(tǒng)中的實現(xiàn)

1 引言

隨著嵌入式技術的發(fā)展，讓嵌入式設備接入Internet，實現(xiàn)網絡資源共享，是未來發(fā)展的必然趨勢，μC/OS-II操作系統(tǒng)中沒有完備的網絡協(xié)議棧[1,2]，要實現(xiàn)嵌入式設備網絡通信，必須要有自己的網絡協(xié)議。鑒于目前PPP協(xié)議使用的普遍性和廣泛性[3,4]，本文提出了基于ARM7TDMI處理器的μC/OS-II操作系統(tǒng)上PPP協(xié)議的設計與實現(xiàn)。通過PPP協(xié)議在μC/OS-II上的實現(xiàn)[5,6]，能讓嵌入式設備接入Internet，進行信息互訪，為未來的“普適計算”的發(fā)展提供了一個有利條件。

2 μC/OS-II移植實現(xiàn)

2.1 編寫ARM7TDMI的啟動程序

啟動代碼是芯片復位后進入C語言的main()函數(shù)前執(zhí)行的一段代碼，啟動代碼主要有4個文件：Vectors.s、Init.s、 Target.c和Target.h。Vectors.s主要包括了異常向量表、堆棧初始化InitStack和中斷服務程序與C程序的接口。而 Init.s主要是指系統(tǒng)初始化代碼，執(zhí)行的順序是初始化堆棧，目標設備初始化和執(zhí)行Main模塊。對于Target.c和Target.h來說，主要包含了異常處理程序和目標板初始化程序。

2.2 μC/OS-II的移植

OS_CPU.H中函數(shù)軟中斷SWI機制[7]，為了使底層接口函數(shù)與處理器狀態(tài)無關，同時在對底層函數(shù)調用不需要知道函數(shù)的位置，因此在uC/OS移植中，使用軟中斷指令SWI[1]作為底層接口，通過不同的功能號來區(qū)分不同的函數(shù)，其軟功能分配號如表1所示。

表1 軟中斷功能號分配

Table 1 SWI function number assignments

用軟中斷作為操作系統(tǒng)的底層接口就需要在C語言中使用SWI指令。在ADS中，有一個關鍵字_swi，用它聲明一個不存在的函數(shù)，若在用戶任務中調用這個函數(shù)就在調用這個函數(shù)的任務代碼中地方插入一條SWI指令，并且指定了功能號。

OS_CPU.H中關中斷OS_ENTER_CRITICAL()和開中斷OS_EXIT_CRITICAL()都是用來保護臨界資源代碼[8]。移植使用軟中斷指令SWI使處理器進入管理模式和ARM指令狀態(tài)，并通過調用功能號0x02和Ox03來關中斷和開中斷。但在C語言中，仍然使用OS_ENTER_CRITICAL()關中斷，而使用OS_EXIT_CRITICAL()開中斷。

OS_CPU.H中通過使用結構常量OS_STK_GROWTH中值來指定堆棧的生長方式：當OS_STK_GROWTH置為1時，表示在堆棧存儲時，是從上到下的方式存儲。當OS_STK_GROWTH置為0時，表示在堆棧存儲時，是從下向上的方式存儲。

OS_CPU_A.S中OS_TASK_SW()是在μC/OS-II中從低優(yōu)先級任務切換到最高優(yōu)先級任務時被調用的。在ARM移植使用軟中斷指令SWI使處理器進入管理模式和ARM指令狀態(tài)，并調用功能號0實現(xiàn)OS_TASK_SW()的功能。但在C語言中，仍然使用OS_TASK_SW()函數(shù)進行任務切換功能。

OS_CPU_A.S中OSStartHighRdy()：在多任務環(huán)境下，OSStart()最終調用OSStartHighRdy()函數(shù)運行多任務啟動優(yōu)先級最高的任務。移植中使用軟中斷指令SWI使處理器進入管理模式和ARM指令狀態(tài)，并使用功能號1實現(xiàn)OSStartHighRdy()功能。在調用OSStartHighRdy()函數(shù)之前，OSTCBHighRdy指向的是優(yōu)先級最高的任務的任務控制塊。