空間隔離操作系統(tǒng)μC/OS-MPU中段的定位

介紹

本應(yīng)用筆記描述了使用 GCC 環(huán)境時(shí)，數(shù)據(jù)段的定位實(shí)現(xiàn)。

μC/OS-MPU介紹

μC/OS-MPU基于 μC/OS-II，增加了內(nèi)存保護(hù)擴(kuò)展，這種保護(hù)稱(chēng)為“空間保護(hù)”，隔離 μC/OS-II 內(nèi)核與任務(wù)?；讦藽/OS-MPU，為任務(wù)提供了一個(gè)受保護(hù)的運(yùn)行環(huán)境，其他任務(wù)不會(huì)干擾或損壞任務(wù)的內(nèi)存，避免非法訪問(wèn)。

· 空間保護(hù)

空間保護(hù)旨在保護(hù)應(yīng)用程序的內(nèi)存不被其他任務(wù)破壞。下圖展示了一個(gè)包含三個(gè)進(jìn)程的系統(tǒng)，以說(shuō)明空間保護(hù)的實(shí)現(xiàn)。

通常，μC/OS-II 內(nèi)部變量和線程(任務(wù))放到進(jìn)程#0。進(jìn)程#1包含 2個(gè)線程。進(jìn)程#2包含 3個(gè)線程，線程可以訪問(wèn)共享內(nèi)存區(qū)域(shared memory)。進(jìn)程#3是2個(gè)線程的集合，并且有權(quán)訪問(wèn)共享內(nèi)存區(qū)域。

段的組織

在基于μC/OS-MPU的應(yīng)用中，進(jìn)程中的所有全局?jǐn)?shù)據(jù)位于同一個(gè)段。下圖展示了單個(gè)段的數(shù)據(jù)組織：

在啟動(dòng)階段，運(yùn)行環(huán)境的啟動(dòng)函數(shù)將初始化數(shù)據(jù)(initialized data)從 ROM 復(fù)制到 RAM ，并清零未初始化數(shù)據(jù)(uninitialized data)。事實(shí)上，每個(gè)進(jìn)程都有自己的段，在項(xiàng)目中，該組織結(jié)構(gòu)可能存在多次。

· 未初始化數(shù)據(jù)

使用宏SP_MEM()放置變量，基于GCC鏈接器命令文件，將變量放置到段”.sec.bss”中。

示例：全局變量 Task1Stk[] 和 SyncSem 放置到段”sec01”中未初始化數(shù)據(jù)域。

將已有代碼集成到μC/OS-MPU系統(tǒng)時(shí)，可以基于文件放置數(shù)據(jù)，僅需調(diào)整鏈接命令文件。

示例：基于提供的GCC鏈接命令文件模板，紅色部分的行表示將文件 myfile.c中未初始化數(shù)據(jù)放置到段”secA0”中的未初始化數(shù)據(jù)域。

在啟動(dòng)階段，我們需要清零段中未初始化數(shù)據(jù)域。為了簡(jiǎn)化實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)提供了一些有用的宏SP_INIT_（）。

示例：在調(diào)用函數(shù) MyInitData()時(shí)，段” sec01”和”secA0”中未初始化數(shù)據(jù)域清零。注意：函數(shù)”_zero_init”可能是啟動(dòng)環(huán)境外部提供的：

· 初始化數(shù)據(jù)

使用SP_MEM（）將變量放置在段”.sec.data”中。

示例：全局變量”MyNumber”和”MyValue”放到段” sec01”中的初始化數(shù)據(jù)域。此外，數(shù)據(jù)的值被放置在ROM中的數(shù)據(jù)區(qū)域。

將已有代碼集成到μC/OS-MPU系統(tǒng)時(shí)，也可以基于文件放置數(shù)據(jù)，僅需調(diào)整鏈接器命令文件。

示例：根據(jù)提供的GCC鏈接命令文件模板，紅色顯示的行表示將文件 myfile.c中的初始化數(shù)據(jù)放置到段” secA0”中的初始化數(shù)據(jù)域。

在啟動(dòng)階段，我們需要復(fù)制段中的初始化數(shù)據(jù)域。為了簡(jiǎn)化實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)提供一些有用的宏SP_INIT_（）。

示例：調(diào)用函數(shù) MyInitData()時(shí)，段” sec01”和” secA0”中的初始化數(shù)據(jù)域，將從 ROM 復(fù)制到 RAM。

注意：函數(shù)"_data_init"可能不是啟動(dòng)環(huán)境提供的：

審核編輯 ：李倩