(一)移植前的準備
1.HAL庫基本工程模板
新建一個工程模塊，其中包含LED驅動和串口驅動程式即可，用于驗證UCOS-III系統能夠正常作業，
2.UCOS-III原始碼準備
去Micrium官網下載最新的UCOSIII原始碼，下載地址：Micrium官網下載地址，沒有注冊過的用戶需要注冊一下，我自己注冊的程序都是淚，由于我選擇的是正點原子F7的開發板，所以在官網上選擇合適原始碼時就選擇F7的，具體版本選擇下圖中19年2月6號的版本：
下載完成之后發現，發現原始碼檔案夾中東西很多大部分都是和網路移植相關的，目前我們只移植最新版本的UCOSIII，所以這些檔案夾都不需要去看，進入原始碼目錄下的uCOS-III檔案夾，發現里面只有針對IAR的編譯器的檔案，難道MDK就涼涼了嗎？凡是先不要慌，雖然編譯器不同，但是實作的功能就是相同的，并不會影響到移植后作業系統的運行，
UCOSIII的移植
（一）原始碼檔案的摘選
1.在準備好的工程檔案夾下新建一個UCOS-III目錄，用于存放和UCOSIII相關的所有代碼，在UCOS-III目錄下新建如下目錄，用于UCOS原始碼的分類，
（1）將原始碼目錄Micrium_STM32F746G-DISCO_Crypto\Micrium\Software\uC-CPU下的檔案全部拷貝到我們創建的uC-CPU目錄下，為了減少檔案夾的個數，我把ARM-Cortex-M\ARMv7-M目錄下和ARM-Cortex-M\ARMv7-M\ARM目錄下的檔案都移到了自己創建的uC-CPU目錄下了，這里我要說明下一下IAR和ARM目錄下的檔案，除了匯編檔案有些不同以外，頭檔案內容都是相同的，這邊選擇ARM目錄下的匯編檔案還是IAR目錄下的匯編檔案都行，因為我們都是要修改成MDK支持的形式的，
（2）將原始碼目錄Micrium_STM32F746G-DISCO_Crypto\Micrium\Software\uC-LIB檔案夾下的檔案全部拷貝到自己創建的uC-LIB目錄下，這邊我直接把Micrium\Software\uC-LIB\Ports\ARM-Cortex-M4\RealView目錄下的檔案和其他檔案放在了一個檔案夾下，具體如下圖所示：
由于我們使用的是MDK編譯，所以這邊選擇的是RealView目錄下的匯編檔案，具體什么原因的話，網上有很多解釋，我就不復制他們的解釋了，
（3）將Micrium_STM32F746G-DISCO_Crypto\Micrium\Software\uCOS-III目錄下的檔案全部拷貝到自己創建uCOS-III目錄下，點開Ports的目錄，發現最后只有一個IAR檔案下，這邊我們先不用關注，只需將檔案都拷貝過來，具體內容如下圖所示：
（4）將原始碼例程目錄Micrium_STM32F746G-DISCO_Crypto\ST\STM32F746G_Disco\Crypto下的部分檔案和OS3下的部分檔案拷貝到自己創建的UCOS-CONFIG檔案夾下，具體檔案如下圖所示：
在原始碼例程檔案中，發現很多都是網路相關的移植代碼，所以沒有拷貝過來，但是有一個clk_cfg.h很明顯不是和網路相關的，為什么不移植過來呢？從名字上看就是和時鐘相關的，難道說不需要時鐘配置嗎？時鐘當然是需要配置的，但是裸機工程中時鐘已經配置OK了，這邊和時鐘相關的檔案也就不需要了，后面作業系統的時鐘需要自己通過HAL庫配置，這邊就不詳細說明了，
（5）將Micrium_STM32F746G-DISCO_Crypto\ST\BSP\STM32F746G_Disco目錄下的bsp_cpu.c檔案拷貝到自己創建的UCOS-BSP目錄下，并且新建一個bsp_cpu.h頭檔案（用于包含作業系統的頭檔案），其他檔案都不需要拷貝，大多是和芯片外設相關的初始化，
（二）檔案添加
（1）打開MDK工程，將拷貝的檔案添加至工程當中，具體內容如下圖所示：
以及頭檔案路徑添加，如下圖所示:
上述檔案都添加完成之后，點擊編譯，提示下圖錯誤：
出現unknown opcode什么的錯誤，而且出現在os_cpu_a.asm檔案中，那就打開這個匯編檔案看一下，是什么問題，發現PUBLIC關鍵字都沒有標藍，那肯定是由于這個關鍵字不是MDK的關鍵字，所以講PUBLIC修改為MDK所用的關鍵字EXPORT，具體EXPORT這個關鍵字怎么來的，我是查看了其他版本的UCOS在STM32的移植，看到用的是這個關鍵字，就直接抄過來了，還有錯誤與FPU相關，如下圖所示：
#ifdef __ARMVFP__
EXPORT OS_CPU_FP_Reg_Push
EXPORT OS_CPU_FP_Reg_Pop
#endif
查看了正點原子的移植手冊，發現上面說到
Cortex-M7內核中有個Lazy Stacking的功能，如果使用FPU功能的話就需要關閉這個功能，需要修改startup_stm32f767xx.s匯編檔案，在里面關閉這個功能，
具體代碼如下所示:
IF {FPU} != "SoftVFP"
; Enable Floating Point Support at reset for FPU
LDR.W R0, =0xE000ED88 ; Load address of CPACR register
LDR R1, [R0] ; Read value at CPACR
ORR R1, R1, #(0xF <<20) ; Set bits 20-23 to enable CP10 and CP11 coprocessors
; Write back the modified CPACR value
STR R1, [R0] ; Wait for store to complete
DSB
; Disable automatic FP register content
; Disable lazy context switch
LDR.W R0, =0xE000EF34 ; Load address to FPCCR register
LDR R1, [R0]
AND R1, R1, #(0x3FFFFFFF) ; Clear the LSPEN and ASPEN bits
STR R1, [R0]
ISB ; Reset pipeline now the FPU is enabled
ENDIF
在startup_stm32f767xx.s中就如下圖所示：
修改完這些，接下去就解決… error: A1163E: Unknown opcode ARMVFP , expecting opcode or Macro 這個錯誤，將原先的判斷陳述句修改為如下陳述句：
IF {FPU} != "SoftVFP"
EXPORT OS_CPU_FP_Reg_Push
EXPORT OS_CPU_FP_Reg_Pop
ENDIF
IF {FPU} != "SoftVFP"
OS_CPU_FP_Reg_Push
MRS R1, PSP ; PSP is process stack pointer
CBZ R1, OS_CPU_FP_nosave ; Skip FP register save the first time
VSTMDB R0!, {S16-S31}
LDR R1, =OSTCBCurPtr
LDR R2, [R1]
STR R0, [R2]
OS_CPU_FP_nosave
BX LR
ENDIF
IF {FPU} != "SoftVFP"
OS_CPU_FP_Reg_Pop
VLDMIA R0!, {S16-S31}
LDR R1, =OSTCBHighRdyPtr
LDR R2, [R1]
STR R0, [R2]
BX LR
ENDIF
修改完成之后，再次編譯，依舊存在 error: A1163E: Unknown opcode RSEG , expecting opcode or Macro 的錯誤，這主要是由于編譯器關鍵字的問題，所以這里直接借鑒其他其他版本在MDK上的移植，具體修改代碼如下：
PRESERVE8
THUMB
AREA CODE, CODE, READONLY
再次編譯，發現這個匯編檔案中還有一個警告： warning: A1581W: Added 2 bytes of padding at address 0x112，這是提示地址沒對齊，那就在末尾添加一個對齊指令，具體代碼如下：
OS_CPU_PendSVHandler
CPSID I ; Cortex-M7 errata notice. See Note #5
MOV32 R2, OS_KA_BASEPRI_Boundary ; Set BASEPRI priority level required for exception preemption
LDR R1, [R2]
MSR BASEPRI, R1
DSB
ISB
CPSIE I
MRS R0, PSP ; PSP is process stack pointer
STMFD R0!, {R4-R11, R14} ; Save remaining regs r4-11, R14 on process stack
MOV32 R5, OSTCBCurPtr ; OSTCBCurPtr->StkPtr = SP;
LDR R1, [R5]
STR R0, [R1] ; R0 is SP of process being switched out
; At this point, entire context of process has been saved
MOV R4, LR ; Save LR exc_return value
BL OSTaskSwHook ; Call OSTaskSwHook() for FPU Push & Pop
MOV32 R0, OSPrioCur ; OSPrioCur = OSPrioHighRdy;
MOV32 R1, OSPrioHighRdy
LDRB R2, [R1]
STRB R2, [R0]
MOV32 R1, OSTCBHighRdyPtr ; OSTCBCurPtr = OSTCBHighRdyPtr;
LDR R2, [R1]
STR R2, [R5]
ORR LR, R4, #0x04 ; Ensure exception return uses process stack
LDR R0, [R2] ; R0 is new process SP; SP = OSTCBHighRdyPtr->StkPtr;
LDMFD R0!, {R4-R11, R14} ; Restore r4-11, R14 from new process stack
MSR PSP, R0 ; Load PSP with new process SP
MOV32 R2, #0 ; Restore BASEPRI priority level to 0
MSR BASEPRI, R2
BX LR ; Exception return will restore remaining context
ALIGN
END
再次編譯，os_cpu_a.asm檔案內沒有錯誤，還有兩個小錯誤：
將os_cpu_c.c中os.h的頭檔案路徑修改意見，將bsp_cpu.c中的bsp_clk.h頭檔案注釋掉，再次編譯，報錯資訊如下圖：
發現報錯資訊都在bsp_cpu.c當中，而且都是和時鐘頻率相關的，打開原始碼例程中的bsp_clk.c檔案，查看BSP_ClkFreqGet()函式，發現里面呼叫的函式不就是HAL庫提供的嗎，那我們直接將bsp_cpu.c中的時鐘獲取函式修改為HAL庫提供的函式，不就OK了嗎，修改后的代碼如下所示：
#if (CPU_CFG_TS_TMR_EN == DEF_ENABLED)
void CPU_TS_TmrInit (void)
{
CPU_INT32U fclk_freq;
CPU_INT32U reg_val;
/* ---- DWT WRITE ACCESS UNLOCK (CORTEX-M7 ONLY!!) ---- */
reg_val = CPU_BSP_REG_DWT_LSR; /* Read lock status register. */
if ((reg_val & CPU_BSP_BIT_DWT_LSR_SLI) != 0) { /* Check if Software lock control mechanism exits */
if ((reg_val & CPU_BSP_BIT_DWT_LSR_SLK) != 0) { /* Check if DWT access needs to be unlocked */
CPU_BSP_REG_DWT_LAR = CPU_BSP_DWT_LAR_KEY; /* Unlock DWT write access. */
}
}
fclk_freq = HAL_RCC_GetHCLKFreq();
CPU_BSP_REG_DEMCR |= DEF_BIT_24; /* Set DEM_CR_TRCENA */
CPU_BSP_REG_DWT_CR |= DEF_BIT_00; /* Set DWT_CR_CYCCNTENA */
CPU_TS_TmrFreqSet((CPU_TS_TMR_FREQ)fclk_freq);
}
#endif
#if (CPU_CFG_TS_32_EN == DEF_ENABLED)
CPU_INT64U CPU_TS32_to_uSec (CPU_TS32 ts_cnts)
{
CPU_INT64U ts_us;
CPU_INT64U fclk_freq;
fclk_freq = HAL_RCC_GetHCLKFreq();
ts_us = ts_cnts / (fclk_freq / DEF_TIME_NBR_uS_PER_SEC);
return (ts_us);
}
#endif
#if (CPU_CFG_TS_64_EN == DEF_ENABLED)
CPU_INT64U CPU_TS64_to_uSec (CPU_TS64 ts_cnts)
{
CPU_INT64U ts_us;
CPU_INT64U fclk_freq;
fclk_freq = HAL_RCC_GetHCLKFreq();
ts_us = ts_cnts / (fclk_freq / DEF_TIME_NBR_uS_PER_SEC);
return (ts_us);
}
#endif
修改完之后，再次編譯，發現了很多重復定義的錯誤，都適合__dbg_ucos-iii.c檔案相關，那就直接移除掉這個檔案，再編譯看看結果如何，
編譯之后發現只有一個未定義的錯誤，打開os_cpu.h頭檔案，發現了下面這行代碼：
#define OS_TASK_SW_SYNC() __ISB()
明明定義了，卻還是提示未定義的錯誤，那我搜索了一下__ISB()函式，在cmsis_armcc.h中明確定義了，難道沒添加頭檔案引起的嗎，那就添加頭檔案再編譯一下，報錯資訊更多了，那很明顯不是這個問題了，看到cmsis_armcc.h中有這一行代碼：
#define __ISB() do {\
__schedule_barrier();\
__isb(0xF);\
__schedule_barrier();\
} while (0U)
那就直接修改成
#define OS_TASK_SW_SYNC() __isb(0xF)
這樣編譯倒是沒問題了，但是系統運行起來有沒有問題就不知道，先這么做吧，這個頭檔案中還有一行代碼也需要修改：
#ifdef __ARMVFP__
#define OS_CPU_ARM_FP_EN 1u
#else
#define OS_CPU_ARM_FP_EN 0u
#endif
修改為
#ifdef __TARGET_FPU_SOFTVFP
#define OS_CPU_ARM_FP_EN 1u
#else
#define OS_CPU_ARM_FP_EN 0u
#endif
編譯后無錯誤，現在這系統能夠正常運行起來了嗎？講實話我也不太清楚，那就測驗一下吧，
（三）測驗系統
拷貝如下代碼至main.c中，
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <ctype.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdarg.h>
#include <math.h>
#include <os.h>
#include <cpu.h>
#include <lib_def.h>
#include <lib_ascii.h>
#include <lib_math.h>
#include <lib_mem.h>
#include <lib_str.h>
#include <app_cfg.h>
#include "bsp_cpu.h"
//任務優先級
#define START_TASK_PRIO 2
//任務堆疊大小
#define START_STK_SIZE 512
//任務控制塊
OS_TCB StartTaskTCB;
//任務堆疊
CPU_STK START_TASK_STK[START_STK_SIZE];
//任務函式
void start_task(void *p_arg);
//任務優先級
#define LED0_TASK_PRIO 3
//任務堆疊大小
#define LED0_STK_SIZE 128
//任務控制塊
OS_TCB Led0TaskTCB;
//任務堆疊
CPU_STK LED0_TASK_STK[LED0_STK_SIZE];
void led0_task(void *p_arg);
//任務優先級
#define LED1_TASK_PRIO 4
//任務堆疊大小
#define LED1_STK_SIZE 128
//任務控制塊
OS_TCB Led1TaskTCB;
//任務堆疊
CPU_STK LED1_TASK_STK[LED1_STK_SIZE];
//任務函式
void led1_task(void *p_arg);
//任務優先級
#define FLOAT_TASK_PRIO 5
//任務堆疊大小
#define FLOAT_STK_SIZE 256
//任務控制塊
OS_TCB FloatTaskTCB;
//任務堆疊
CPU_STK FLOAT_TASK_STK[FLOAT_STK_SIZE];
//任務函式
void float_task(void *p_arg);
/*****************************************************************************************************************************************
* Function Name: main
* Input: None
* Output: None
* Returns: None
* Description: 主函式
* Note: None
*****************************************************************************************************************************************/
int main(void)
{
OS_ERR err;
CPU_SR_ALLOC();
HW_Init();
MT_Init();
OSInit(&err); //初始化UCOSIII
CPU_CRITICAL_ENTER(); //進入臨界區
//創建開始任務
OSTaskCreate((OS_TCB * )&StartTaskTCB, //任務控制塊
(CPU_CHAR * )"start task", //任務名字
(OS_TASK_PTR )start_task, //任務函式
(void * )0, //傳遞給任務函式的引數
(OS_PRIO )START_TASK_PRIO, //任務優先級
(CPU_STK * )&START_TASK_STK[0], //任務堆疊基地址
(CPU_STK_SIZE)START_STK_SIZE/10, //任務堆疊深度限位
(CPU_STK_SIZE)START_STK_SIZE, //任務堆疊大小
(OS_MSG_QTY )0, //任務內部訊息佇列能夠接收的最大訊息數目,為0時禁止接收訊息
(OS_TICK )0, //當使能時間片輪轉時的時間片長度，為0時為默認長度，
(void * )0, //用戶補充的存盤區
(OS_OPT )OS_OPT_TASK_STK_CHK|OS_OPT_TASK_STK_CLR|OS_OPT_TASK_SAVE_FP, //任務選項,為了保險起見，所有任務都保存浮點暫存器的值
(OS_ERR * )&err); //存放該函式錯誤時的回傳值
CPU_CRITICAL_EXIT(); //退出臨界區
OSStart(&err); //開啟UCOSIII
while(1)
{
}
}
//開始任務函式
void start_task(void *p_arg)
{
OS_ERR err;
CPU_SR_ALLOC();
p_arg = p_arg;
CPU_Init();
#if OS_CFG_STAT_TASK_EN > 0u
OSStatTaskCPUUsageInit(&err); //統計任務
#endif
#ifdef CPU_CFG_INT_DIS_MEAS_EN //如果使能了測量中斷關閉時間
CPU_IntDisMeasMaxCurReset();
#endif
#if OS_CFG_SCHED_ROUND_ROBIN_EN //當使用時間片輪轉的時候
//使能時間片輪轉調度功能,設定默認的時間片長度s
OSSchedRoundRobinCfg(DEF_ENABLED,10,&err);
#endif
CPU_CRITICAL_ENTER(); //進入臨界區
//創建LED0任務
OSTaskCreate((OS_TCB * )&Led0TaskTCB,
(CPU_CHAR * )"led0 task",
(OS_TASK_PTR )led0_task,
(void * )0,
(OS_PRIO )LED0_TASK_PRIO,
(CPU_STK * )&LED0_TASK_STK[0],
(CPU_STK_SIZE)LED0_STK_SIZE/10,
(CPU_STK_SIZE)LED0_STK_SIZE,
(OS_MSG_QTY )0,
(OS_TICK )0,
(void * )0,
(OS_OPT )OS_OPT_TASK_STK_CHK|OS_OPT_TASK_STK_CLR|OS_OPT_TASK_SAVE_FP,
(OS_ERR * )&err);
//創建LED1任務
OSTaskCreate((OS_TCB * )&Led1TaskTCB,
(CPU_CHAR * )"led1 task",
(OS_TASK_PTR )led1_task,
(void * )0,
(OS_PRIO )LED1_TASK_PRIO,
(CPU_STK * )&LED1_TASK_STK[0],
(CPU_STK_SIZE)LED1_STK_SIZE/10,
(CPU_STK_SIZE)LED1_STK_SIZE,
(OS_MSG_QTY )0,
(OS_TICK )0,
(void * )0,
(OS_OPT )OS_OPT_TASK_STK_CHK|OS_OPT_TASK_STK_CLR|OS_OPT_TASK_SAVE_FP,
(OS_ERR * )&err);
//創建浮點測驗任務
OSTaskCreate((OS_TCB * )&FloatTaskTCB,
(CPU_CHAR * )"float test task",
(OS_TASK_PTR )float_task,
(void * )0,
(OS_PRIO )FLOAT_TASK_PRIO,
(CPU_STK * )&FLOAT_TASK_STK[0],
(CPU_STK_SIZE)FLOAT_STK_SIZE/10,
(CPU_STK_SIZE)FLOAT_STK_SIZE,
(OS_MSG_QTY )0,
(OS_TICK )0,
(void * )0,
(OS_OPT )OS_OPT_TASK_STK_CHK|OS_OPT_TASK_STK_CLR|OS_OPT_TASK_SAVE_FP,
(OS_ERR * )&err);
CPU_CRITICAL_EXIT(); //進入臨界區
OSTaskSuspend((OS_TCB*)&StartTaskTCB,&err); //掛起開始任務
}
//led0任務函式
void led0_task(void *p_arg)
{
OS_ERR err;
p_arg = p_arg;
while(1)
{
HW_Led0_On(); //LED0打開
OSTimeDlyHMSM(0,0,0,200,OS_OPT_TIME_HMSM_STRICT,&err); //延時200ms
HW_Led0_Off(); //LED0關閉
OSTimeDlyHMSM(0,0,0,500,OS_OPT_TIME_HMSM_STRICT,&err); //延時500ms
}
}
//led1任務函式
void led1_task(void *p_arg)
{
OS_ERR err;
p_arg = p_arg;
while(1)
{
HW_Led1_On();
HW_Delay_ms(500);//延時500ms
HW_Led1_Off();
HW_Delay_ms(500);
OSTimeDlyHMSM(0,0,0,100,OS_OPT_TIME_HMSM_STRICT,&err);
}
}
//浮點測驗任務
void float_task(void *p_arg)
{
OS_ERR err;
CPU_SR_ALLOC();
static double double_num=0.00;
while(1)
{
double_num+=0.01f;
CPU_CRITICAL_ENTER(); //進入臨界區
printf("double_num的值為: %.4f\r\n",double_num);
CPU_CRITICAL_EXIT(); //退出臨界區
OSTimeDlyHMSM(0,0,0,20,OS_OPT_TIME_HMSM_STRICT,&err);
}
}
編譯后，燒寫進開發板，查看現象：LED燈沒亮；那系統肯定沒有運行起來，通過Debug看看哪里出問題了，結果發現程式停在了如下地方：
那說明是PendSV中斷處理出了問題，看看整個工程中哪里需要調整，os_cpu_a.asm匯編檔案中定義了OS_CPU_PendSVHandler函式，這是Micrium官方移植例程中修改了PendSV中斷函式的名稱，所以這邊需要修改回來，然后再編譯報該函式的重定義錯誤，
這邊屏蔽掉stm32f7xx_it.c中的PendSV_Handler函式定義，再次編譯；沒有報錯，那就再下載驗證一下，結果還是失敗了，那就再Debug一下，看看是哪里的問題，發現程式運行之后，開始任務調度之后就掛在空閑任務上，找來找去沒發現什么問題，本來都準備放棄了，后來看到作業系統的時間都是通過滴答定時器中斷產生的，然后仔細看了一下代碼，雖然使用了滴答定時器，但是沒有使用中斷，那趕緊加上試試，順便將stm32f7xx_it.h中定義的滴答定時器中斷函式屏蔽掉，編譯之后沒報錯，那就在測驗一下，終于，LED燈如愿的閃爍起來 ，串口也正常作業起來了，說明作業系統真正運行起來了，
下面附上移植后的工程，
鏈接：https://pan.baidu.com/s/1AGw1SWNMI_BpX7NLsxvQdg
提取碼：bzne
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