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ThreadX操作系统在ARM处理器上的移植

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2008年5月

第29卷第9期

计算机工程与设计

V01．29

No．9

and

Design

Engineering

May²⁰⁰⁸

Computer

ThreadX操作系统在ARM处理器上的移植

安

蓉，

章

军

(中国科学院计算技术研究所，北京100080)

摘要：嵌入式操作系统在微处理器上的移植一直是嵌入式应用所关注的内容．详细论述了ThreadX操作系统在ARM处理

器上的移植过程，并针对ThreadX和ARM各自的特点，着重阐述了在移植过程中需要注意的问题，如堆栈的构造，系统堆栈

和线程堆栈的不同，处理器的7种模式对应的不同物理寄存器等．

关键词：ThreadX操作系统；ARM处理器；移植；堆栈；处理器模式

中图法分类号：TP316．2

文献标识码：A

文章编号：1000-7024(2008)09．2229-04

_onARM

ofThreadXbased

Migration

processor

ANRong．ZHANG^Jun

Sciences，Beijing ¹00080，China)

(Institute

Computing Technology,Chinese

Academy

Oil

theembedded

application．How^tomigrate

to the features of

Abstract：The

ThreadX

ofembedded

hasbeenthe

migration

operatingsystem

processors

hotspots

on theARM_processoris introduced．Andsome basic

as thread

stackand

ofsystem

arc

operating system

problems

emphasized according

ThreadXand

the construction ofstack,thedistinction

ARM，such

modesofthe ARM_processor

stack,and^differentphysical心gisters

in the

SeVen

words：ThreadX

mode

Key

operating system,ARM

processor,migration,stack,operating

发生中断时下一条指令的地址，两者不能混为一谈。具体压

栈内容如图1所示。

0引

言

1．2线程堆栈和系统堆栈

ThreadX是Express Logic公司专为嵌入式应用而设计的

一种高性能实时内核，以占用空间小、高可靠性、高实时性、完

全源代码透明，应用广泛而闻名。凭借其多任务性，ThreadX

可以满足应用系统实时性的要求，有助于提高整个系统的稳

定性和可靠性。而且，在IC验证时，使用ThreadX进行软硬件

协同仿真÷ 可以使仿真更接近芯片的实际使用情况。除此之

外，ThreadX的微内核性也可以降低仿真所花费的时间代价。

然而，由于ThreadX的商业代码比较昂贵，因此笔者将手中基

于MOTO 68332Ⅲ的ThreadX移植到ARM上还是具有相当的

理论和实践应用价值的。

线程运行时，局部变量存储在线程堆栈中，函数调用时的

压栈和出栈操作也是在线程堆栈里开辟空间。发生中断后，

在中断处理之前，也要将现场保存在线程堆栈里，再将堆栈指

针保存在线程控制块里，如图2所示。

系统堆栈区通常紧随已初始化和未初始化的数据区之后

建立。系统堆栈被用在编译器初始化期间，Thread)(初始化期

间，线程调度和中断处理程序过程中。由于ARM处理器的特

性，中断模式有专门的中断堆栈，所以在保存中断上下文和恢

复现场的时候并不使用系统堆栈。

堆栈的压栈方式为FD方式，即数据栈向内存地址减少的

方向增长，栈指针指向栈顶元素。

ThreadX操作系统与移植相关的问题

1．1

中断上下文和请求上下文脚

frame

stack

Interrupt

type

如果线程调用ThreadX服务而导致自身被挂起，或者使

一个更高优先级的线程恢复执行，那么此时被保存的线程上

下文就很小，该上下文被称为请求上下文，中断类型为0。相

反，如果线程对处理器的控制权通过ISR被打断或被更高优

先级的线程占有，那么此时被保存的上下文包含整个可见寄

存器，该上下文被称为中断上下文，中断类型为l。在中断上

下文中，要特别注意寄存器R14与中断地址的区别。在ARM

中，R14中经常存放的是函数调用的返回地址，而中断地址是

stack frame

cpsr

Interrupt

type

r0．r12

cpsr

r14．rll

position

Interrupt

(a)中断上下文

(b)请求上下文

图l压栈内容

收稿日期：2007-06-07

E-mail：．com．cn

作者简介：安蓉(1982一)，女，湖北襄樊人，硕士，研究方向为计算机体系结构；

章军，男，博士，副研究员，研究方向为计算机体系结构。

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