特别说明：
4 L8 s. S; p4 R; y: z$ e1.  本教程是安富莱电子原创。
2.  安富莱STM32F407开发板资料已经全部开源，开源地址：地址链接
" Z! y% T1 X9 ?3 O2 A3.  当前共配套300多个实例，4套用户手册。

第10章  μCOS-III在高版本MDK开启FPU方案

    由于官方提供的μCOS-III移植工程中对于浮点寄存器的入栈和出栈处理是错误的，所以网上就流传了各种修正版本。但是这些修正的代码只能在MDK4.7以下版本中可以正常的运行，MDK4.7及其以上的版本无法正常运行。本期教程为此而生。本期教程提供的方案只有任务使用了浮点寄存器（也就是做了浮点运算）才需要将其入栈，没有使用浮点寄存器的任务不需要进行入栈，认识到这点很重要。此方案在MDK4.54、4.73、5.10以及IAR6.3、6.7上面测试均通过。

    10.1 官方移植方案

    10.2 开启FPU解决方案

    10.3 开启FPU的优劣

    10.4 总结

10.1  官方移植方案

    官方提供的移植工程里面，只有IAR工程里面才有浮点寄存器的入栈和出栈处理函数，MDK工程里面是没有的。下面这个是os_cpu_c.c文件夹中的函数：

1. /*
   # K# j/ `$ R# e1 t
2. *********************************************************************************************************
   1 U! b' Y& r8 K- g* [, j
3. *                                        INITIALIZE A TASK'S STACK
   
4. *
   
5. * Description: This function is called by either OSTaskCreate() or OSTaskCreateExt() to initialize the
   , R3 _4 B; V' s  n9 w) M
6. *              stack frame of the task being created.  This function is highly processor specific.
   
7. *
   
8. * Arguments  : task          is a pointer to the task code
   ) [8 \, M' _! u8 x6 F
9. *
   ! M2 G% f4 b& T* B
10. *              p_arg         is a pointer to a user supplied data area that will be passed to the task
    4 h& R$ _5 k& Y/ e
11. *                            when the task first executes.
    
12. *
    " P) \/ C! @; w0 {. A3 J9 W6 }* I
13. *              ptos          is a pointer to the top of stack.  It is assumed that 'ptos' points to
    : s6 k2 M& y/ Y; K% J  o
14. *                            a 'free' entry on the task stack.  If OS_STK_GROWTH is set to 1 then
    ; A2 R1 `* V2 w% Q7 j
15. *                            'ptos' will contain the HIGHEST valid address of the stack.  Similarly, if
    ( ~" H$ F; y4 \' X
16. *                            OS_STK_GROWTH is set to 0, the 'ptos' will contains the LOWEST valid address
    
17. *                            of the stack.
    
18. *
    
19. *              opt           specifies options that can be used to alter the behavior of OSTaskStkInit().
    ' r+ q, U( B9 X3 W9 r3 Y
20. *                            (see uCOS_II.H for OS_TASK_OPT_xxx).
    
21. *
    
22. * Returns    : Always returns the location of the new top-of-stack once the processor registers have
    ! C0 Z" L. N2 @2 ]' |
23. *              been placed on the stack in the proper order.
    8 |% P6 h, h* B9 f) B0 H% H
24. *
    
25. * Note(s)    : (1) Interrupts are enabled when task starts executing.
    3 T8 y8 \% p! _% Q6 q
26. *
    
27. *              (2) All tasks run in Thread mode, using process stack.
    
28. *
    
29. *              (3) There are two different stack frames depending on whether the Floating-Point(FP)
    
30. *                  co-processor is enabled or not.
    
31. *
    
32. *                  (a) The stack frame shown in the diagram is used when the FP co-processor is not present and
    
33. *                      OS_TASK_OPT_SAVE_FP is disabled. In this case, the FP registers and FP Status Control
    
34. *                      register are not saved in the stack frame.
    
35. *
    7 `7 |' h5 H9 U* M# @
36. *                  (b) If the FP co-processor is present but the OS_TASK_OPT_SAVE_FP is not set, then the stack
    
37. *                      frame is saved as shown in diagram (a). Moreover, if OS_TASK_OPT_SAVE_FP is set, then the
    
38. *                      FP registers and FP Status Control register are saved in the stack frame.
    
39. *
    
40. *                      (1) When enabling the FP co-processor, make sure to clear bits ASPEN and LSPEN in the
    + D! [# \1 K- M, k# m
41. *                          Floating-Point Context Control Register (FPCCR).
      Q  c3 N6 G1 a4 a& r" k. E
42. *

复制代码

*                   +------------+      +------------+

*                    |            |       |            |

*                   +------------+      +------------+

*                    |    xPSR   |       |    xPSR   |

*                    +------------+       +------------+      

*                    |Return Addr|       |Return Addr |

*                   +------------+      +------------+

*                    |  LR(R14)  |       |   LR(R14) |

*                   +------------+      +------------+

*                    |    R12    |       |     R12   |

*                   +------------+      +------------+

*                    |    R3     |       |     R3    |

*                    +------------+       +------------+

*                    |    R2     |       |     R0    |

*                   +------------+      +------------+

*                    |    R1     |       |     R1    |

*                   +------------+       +------------+

*                    |    R0     |       |     R0    |

*                   +------------+      +------------+

*                    |    R11    |       |     R11   |

*                   +------------+      +------------+

*                    |    R10    |       |     R10   |

*                   +------------+      +------------+

*                    |    R9     |       |     R9    |

*                   +------------+      +------------+

*                    |    R8     |       |     R8    |

*                   +------------+      +------------+

*                    |    R7     |       |     R7    |

*                   +------------+      +------------+

*                    |    R6     |       |     R6    |

*                    +------------+       +------------+

*                    |    R5     |       |     R5    |

*                   +------------+      +------------+

*                    |    R4     |       |     R4    |

*                   +------------+       +------------+

*                         (a)             |  FPSCR    |

*                                        +------------+

*                                        |     S31    |

*                                        +------------+

*                                                .

*                                               .

*                                               .

*                                        +------------+

*                                        |     S1     |

                                          +------------+

*                                        |     S0     |

*                                        +------------+

*                                             (b)

. F& q4 K; W9 \' a

2 I  V0 U) d" v7 R: p% a5 T（续）10.1  官方移植方案

1. *
   
2. *             (4) The SP must be 8-byte aligned in conforming to the Procedure Call Standard for the ARM architecture
   . I' Q% F9 T# z9 Q
3. *
   9 A+ F' ~$ }8 I' t! @
4. *                    (a) Section 2.1 of the  ABI for the ARM Architecture Advisory Note. SP must be 8-byte aligned
   5 t( H% |: E+ P3 d2 @
5. *                        on entry to AAPCS-Conforming functions states :
   
6. *                    
   ; q7 w" ]' P& e3 C3 d
7. *                        The Procedure Call Standard for the ARM Architecture [AAPCS] requires primitive
     S- z4 r, Z  ]/ n( ?: x' f
8. *                        data types to be naturally aligned according to their sizes (for size = 1, 2, 4, 8 bytes).
   
9. *                        Doing otherwise creates more problems than it solves.
   3 y9 L1 C$ s4 w% i5 o  ~
10. *
    
11. *                        In return for preserving the natural alignment of data, conforming code is permitted
    0 b. b6 i8 K" B
12. *                        to rely on that alignment. To support aligning data allocated on the stack, the stack
    
13. *                        pointer (SP) is required to be 8-byte aligned on entry to a conforming function. In
    
14. *                        practice this requirement is met if:
    
15. *
    / G  D/ s0 w1 }0 v) r
16. *                           (1) At each call site, the current size of the calling function抯 stack frame is a multiple of 8 bytes.
    
17. *                               This places an obligation on compilers and assembly language programmers.
    
18. *
    
19. *                           (2) SP is a multiple of 8 when control first enters a program.
    3 S4 a8 P- j5 d2 P6 T
20. *                               This places an obligation on authors of low level OS, RTOS, and runtime library
    
21. *                               code to align SP at all points at which control first enters
    
22. *                               a body of (AAPCS-conforming) code.
    
23. *              
    8 Q6 G' z6 N3 y2 p( A) Q0 D1 A
24. *                       In turn, this requires the value of SP to be aligned to 0 modulo 8:
    
25. *
    
26. *                           (3) By exception handlers, before calling AAPCS-conforming code.
    * g' ^1 ]/ P- N9 o$ _& e
27. *
    ' I- r' {0 r* g$ t, I/ `  b+ n
28. *                           (4) By OS/RTOS/run-time system code, before giving control to an application.
    " X3 K! ^4 p* E
29. *
    
30. *                 (b) Section 2.3.1 corrective steps from the the SP must be 8-byte aligned on entry
    
31. *                     to AAPCS-conforming functions advisory note also states.
    * Q2 q, U# F8 a$ I" A9 `
32. *
    
33. *                     " This requirement extends to operating systems and run-time code for all architecture versions
    ! E1 c3 z# ^( s
34. *                       prior to ARMV7 and to the A, R and M architecture profiles thereafter. Special considerations
    7 P/ A6 R: o! P6 r3 Y0 k
35. *                       associated with ARMV7M are discussed in ?.3.3"
    
36. *
    
37. *                     (1) Even if the SP 8-byte aligment is not a requirement for the ARMv7M profile, the stack is aligned
    
38. *                         to 8-byte boundaries to support legacy execution enviroments.
    $ s# E3 u$ i2 n
39. *
    3 q! B6 P  _. ~% ?% k$ V
40. *                 (c) Section 5.2.1.2 from the Procedure Call Standard for the ARM
    
41. *                     architecture states :  "The stack must also conform to the following
    
42. *                     constraint at a public interface:
    : ]( p8 h# F5 S/ |- C2 {* Q
43. *
    5 Z0 l- G; |/ z4 u! `
44. *                     (1) SP mod 8 = 0. The stack must be double-word aligned"
    
45. *
    : L& K* t& k4 D! M! y
46. *                 (d) From the ARM Technical Support Knowledge Base. 8 Byte stack aligment.
    
47. *
    0 W; g4 Z% @  ?3 V! t& q7 u# V9 W) b: z
48. *                     "8 byte stack alignment is a requirement of the ARM Architecture Procedure
    
49. *                      Call Standard [AAPCS]. This specifies that functions must maintain an 8 byte
    
50. *                      aligned stack address (e.g. 0x00, 0x08, 0x10, 0x18, 0x20) on all external
    0 f; e1 U. E8 Z2 x' _& Z
51. *                      interfaces. In practice this requirement is met if:
    
52. *
    
53. *                      (1) At each external interface, the current stack pointer
    
54. *                          is a multiple of 8 bytes.
    
55. *
    , p. g; ?) B: p# w6 Z% E
56. *                      (2) Your OS maintains 8 byte stack alignment on its external interfaces
    1 ^" {: X  E# {. C" J" U
57. *                          e.g. on task switches"
    
58. *
    2 X! q  ?" [" o) h7 H
59. **********************************************************************************************************
    

复制代码

$ X8 l1 j/ m# m0 G5 o6 p

（续）10.1  官方移植方案
# p) I& w$ B( R  Y# y7 R' g, }

1. */
   
2. 
   
3. OS_STK *OSTaskStkInit (void (*task)(void *p_arg), void *p_arg, OS_STK *ptos, INT16U opt)
   ) w) B) g% L5 i% Z- i; t: B1 t
4. {
   $ ^/ w7 J7 d5 @$ Q4 F
5. OS_STK *p_stk;
   
6. 
     r" t1 H8 m8 a3 [$ _0 [
7. 
   6 ]. K3 R2 x( S5 T  [( q
8. p_stk = ptos + 1u; /* Load stack pointer */
   
9. /* Align the stack to 8-bytes. */
   
10. p_stk = (OS_STK *)((OS_STK)(p_stk) & 0xFFFFFFF8u);
    & [5 {, g& T5 d* a0 o4 v, J
11. /* Registers stacked as if auto-saved on exception */
    
12. *(--p_stk) = (OS_STK)0x01000000uL; /* xPSR */
    : P8 O% N3 J& N# J% z: h
13. *(--p_stk) = (OS_STK)task; /* Entry Point */
    . q, K$ t5 P  N  ^5 p5 V! q- m0 j/ Q
14. *(--p_stk) = (OS_STK)OS_TaskReturn; /* R14 (LR) */
    % s" X$ u0 K4 f6 q. a. a
15. *(--p_stk) = (OS_STK)0x12121212uL; /* R12 */
    - x4 i# W5 c* B( W" M2 m. `0 Z0 p# _
16. *(--p_stk) = (OS_STK)0x03030303uL; /* R3 */
    % z4 a) s+ U: ^! i
17. *(--p_stk) = (OS_STK)0x02020202uL; /* R2 */
    
18. *(--p_stk) = (OS_STK)0x01010101uL; /* R1 */
    ' r' c$ G& J  k
19. *(--p_stk) = (OS_STK)p_arg; /* R0 : argument */
    + f5 Y$ t8 D1 Q* ?5 F5 }8 I% u
20. 
    
21. /* Remaining registers saved on process stack */
    ; W7 O  O1 V( y; e+ E5 b3 C
22. *(--p_stk) = (OS_STK)0x11111111uL; /* R11 */
    
23. *(--p_stk) = (OS_STK)0x10101010uL; /* R10 */
    
24. *(--p_stk) = (OS_STK)0x09090909uL; /* R9 */
    
25. *(--p_stk) = (OS_STK)0x08080808uL; /* R8 */
    
26. *(--p_stk) = (OS_STK)0x07070707uL; /* R7 */
    5 m, l1 R* ^% m( R7 _( q' T  a
27. *(--p_stk) = (OS_STK)0x06060606uL; /* R6 */
    
28. *(--p_stk) = (OS_STK)0x05050505uL; /* R5 */
    
29. *(--p_stk) = (OS_STK)0x04040404uL; /* R4 */
    8 N5 M/ x1 S" ?$ u! p
30. 
    8 g  S# Q; ~% G( X+ \" H
31. #if (OS_CPU_ARM_FP_EN > 0u)
    ; [+ K+ u% D) j7 D
32. if ((opt & OS_TASK_OPT_SAVE_FP) != (INT16U)0) {
      V; b; I5 B' j3 r3 d) z6 Q
33. *--p_stk = (OS_STK)0x02000000u; /* FPSCR */
    
34. /* Initialize S0-S31 floating point registers */
    
35. *--p_stk = (OS_STK)0x41F80000u; /* S31 */
    
36. *--p_stk = (OS_STK)0x41F00000u; /* S30 */
      H% {( K* C5 E3 u# S; l' H  ^
37. *--p_stk = (OS_STK)0x41E80000u; /* S29 */
    ' P, I+ u  P! N. B
38. *--p_stk = (OS_STK)0x41E00000u; /* S28 */
    
39. *--p_stk = (OS_STK)0x41D80000u; /* S27 */
    - ?( m7 K1 n0 S8 a1 z8 |
40. *--p_stk = (OS_STK)0x41D00000u; /* S26 */
    9 A+ W3 l! W9 H5 k
41. *--p_stk = (OS_STK)0x41C80000u; /* S25 */
    $ E% y4 ^/ F! y! Z9 O# t
42. *--p_stk = (OS_STK)0x41C00000u; /* S24 */
    . P. N0 ]" O& u' ?
43. *--p_stk = (OS_STK)0x41B80000u; /* S23 */
    # a4 ^+ x9 v, ~4 q% {) @5 x
44. *--p_stk = (OS_STK)0x41B00000u; /* S22 */
    
45. *--p_stk = (OS_STK)0x41A80000u; /* S21 */
    " I) s& M. R! B( I
46. *--p_stk = (OS_STK)0x41A00000u; /* S20 */
    - }3 v! U0 o7 \5 |* e" A
47. *--p_stk = (OS_STK)0x41980000u; /* S19 */
    
48. *--p_stk = (OS_STK)0x41900000u; /* S18 */
    
49. *--p_stk = (OS_STK)0x41880000u; /* S17 */
    9 x; R9 N: _) A* S% i. \; X
50. *--p_stk = (OS_STK)0x41800000u; /* S16 */
    
51. *--p_stk = (OS_STK)0x41700000u; /* S15 */
    
52. *--p_stk = (OS_STK)0x41600000u; /* S14 */
    
53. *--p_stk = (OS_STK)0x41500000u; /* S13 */
    
54. *--p_stk = (OS_STK)0x41400000u; /* S12 */
    # k2 q% Y5 g# B# g, t" g
55. *--p_stk = (OS_STK)0x41300000u; /* S11 */
    
56. *--p_stk = (OS_STK)0x41200000u; /* S10 */
    " d" `" D: {) n. @1 @( v
57. *--p_stk = (OS_STK)0x41100000u; /* S9 */
    
58. *--p_stk = (OS_STK)0x41000000u; /* S8 */
    
59. *--p_stk = (OS_STK)0x40E00000u; /* S7 */
    ! `  @3 c& @) Z8 v5 l& k/ L
60. *--p_stk = (OS_STK)0x40C00000u; /* S6 */
    8 L: g# k. Q$ w  a- U
61. *--p_stk = (OS_STK)0x40A00000u; /* S5 */
    
62. *--p_stk = (OS_STK)0x40800000u; /* S4 */
    
63. *--p_stk = (OS_STK)0x40400000u; /* S3 */
    
64. *--p_stk = (OS_STK)0x40000000u; /* S2 */
    
65. *--p_stk = (OS_STK)0x3F800000u; /* S1 */
    
66. *--p_stk = (OS_STK)0x00000000u; /* S0 */
    
67. }
    
68. #endif
    
69. 
    
70. return (p_stk);
    ) V8 h. a' E7 x, E; ?. V
71. }

复制代码

    官方提供的这个堆栈初始化是错误的的，为什么是错误的？因为这个不符合浮点寄存器的入栈和出栈顺序。还有一部分代码在os_cpu_a.asm文件中，内容如下:

1. #ifdef __ARMVFP__
   
2.     PUBLIC  OS_CPU_FP_Reg_Push
   
3.     PUBLIC  OS_CPU_FP_Reg_Pop
   
4. #endif   
   - x) `- ~, E6 D4 G. r4 e2 X
5. 
   
6. ;********************************************************************************************************
   ' v$ A3 H: k. q0 T; F+ x
7. ;                                               EQUATES
   
8. ;********************************************************************************************************
   
9. 
   
10. NVIC_INT_CTRL   EQU     0xE000ED04                              ; Interrupt control state register.
    # X& s" S: j2 i- ?$ q
11. NVIC_SYSPRI14   EQU     0xE000ED22                              ; System priority register (priority 14).
    
12. NVIC_PENDSV_PRI EQU           0xFF                              ; PendSV priority value (lowest).
    
13. NVIC_PENDSVSET  EQU     0x10000000                              ; Value to trigger PendSV exception.
    
14. 
    1 V4 u; o' T2 R- |- b7 @$ h
15. 
    
16. ;********************************************************************************************************
    5 t( Z; Y$ R2 r2 B  `% D/ z. m
17. ;                                     CODE GENERATION DIRECTIVES
    ( w; G$ U! |2 U5 I
18. ;********************************************************************************************************
    / a) U, G! ^1 a, o4 E
19. 
    
20.     RSEG CODE:CODE:NOROOT(2)
    6 n; M; x* o$ v6 q! L$ {. x0 q
21.     THUMB
    
22. 
    
23. #ifdef __ARMVFP__
    6 o+ k+ Y. h: H9 V5 [) n9 k
24. ;********************************************************************************************************
    
25. ;                                   FLOATING POINT REGISTERS PUSH
    
26. ;                             void  OS_CPU_FP_Reg_Push (OS_STK  *stkPtr)
    
27. ;
    ; P1 x) k' g7 F" L5 o
28. ; Note(s) : 1) This function saves S0-S31, and FPSCR registers of the Floating Point Unit.
    + _) V; s# i4 _+ P) X  C
29. ;
    
30. ;           2) Pseudo-code is:
    0 @+ ^- b* [" ?: {
31. ;              a) Get FPSCR register value;
    ' z! P  L( P# P- f  r) }
32. ;              b) Push value on process stack;
    $ g6 t) b: B, D8 T, |9 j
33. ;              c) Push remaining regs S0-S31 on process stack;
    5 E' z. R( t0 C/ q9 f6 S1 m3 z
34. ;              d) Update OSTCBCur->OSTCBStkPtr;
    
35. ;********************************************************************************************************
    
36. 
    
37. OS_CPU_FP_Reg_Push
    
38.     MRS     R1, PSP                                             ; PSP is process stack pointer
    
39.     CBZ     R1, OS_CPU_FP_nosave                                ; Skip FP register save the first time
    
40.    
    ; A% k5 I: z  n' p  r
41.     VMRS    R1, FPSCR
    2 J8 Q0 {3 P6 e0 ?/ m6 P$ G
42.     STR R1, [R0, #-4]!
    
43.     VSTMDB  R0!, {S0-S31}
    % ?8 c, B) w  U" h4 l' l
44.     LDR     R1, =OSTCBCur
    
45.     LDR     R2, [R1]
    
46.     STR     R0, [R2]
    
47. OS_CPU_FP_nosave   
    % |2 x& P' Y' W2 |/ W8 U' ^
48.     BX      LR
    9 N7 x5 b' h4 R( ?( x* r
49. 
    ' \+ ]" r4 x, A, Y7 s; ?
50. ;********************************************************************************************************
    + O9 ]4 r  H+ `1 `
51. ;                                   FLOATING POINT REGISTERS POP
    $ e' o9 ~' b+ K8 p. j& u
52. ;                             void  OS_CPU_FP_Reg_Pop (OS_STK  *stkPtr)
    ; i: v& u0 d/ j$ h
53. ;
    ( e2 g! l- ~7 a% }
54. ; Note(s) : 1) This function restores S0-S31, and FPSCR registers of the Floating Point Unit.
    
55. ;
    
56. ;           2) Pseudo-code is:
    ! O6 x! G3 Z: q/ F% t$ ^# h
57. ;              a) Restore regs S0-S31 of new process stack;
    & b, M( }! B/ q6 H! I6 Q
58. ;              b) Restore FPSCR reg value
    / P- y0 E. Y8 E- z/ t1 z. o
59. ;              c) Update OSTCBHighRdy->OSTCBStkPtr pointer of new proces stack;
    0 @: @* B- U( w( f  ~8 `
60. ;********************************************************************************************************
    
61. 
    
62. OS_CPU_FP_Reg_Pop
    
63.     VLDMIA  R0!, {S0-S31}
    
64.     LDMIA   R0!, {R1}
    
65.     VMSR    FPSCR, R1   
    % z( T. L* B6 A# A
66.     LDR     R1, =OSTCBHighRdy
    
67.     LDR     R2, [R1]
    
68.     STR     R0, [R2]
    8 Y  M: B0 u" ^5 L; k& u
69.     BX      LR
    * o+ M3 H  [) E7 V
70. #endif

复制代码

    如果不理解为什么这个浮点寄存的入栈和出栈是错误的，需要认真学习一下第5章：任务切换设计。第5章对于这个问题有深入的讲解。

! i/ w3 \4 x+ k# c- D2 i6 @4 M% d, r

10.2  开启FPU解决方案

    为了解决FPU的问题，有两个函数需要修改：一个是CPU_STK  *OSTaskStkInit()，另一个是PendSV中断。

10.2.1      修改函数CPU_STK  *OSTaskStkInit()

    函数所在的位置如下：

/ u8 c0 l% L' c

    下面是修改后的内容：

1. CPU_STK  *OSTaskStkInit (OS_TASK_PTR    p_task,
   , ~2 ^5 p0 F: I: J7 b( j
2.                          void          *p_arg,
   - V0 M9 O$ s/ ~" k4 Y
3.                          CPU_STK       *p_stk_base,
   
4.                          CPU_STK       *p_stk_limit,
   8 [  `3 o, Q' `) P$ K; a
5.                          CPU_STK_SIZE   stk_size,
   8 s  ~2 t" u. x) |( F( _
6.                          OS_OPT         opt)
   7 Z! ~' x( B& y
7. {
   1 A8 b( k6 V% Q
8.     CPU_STK  *p_stk;
     Q# b  d- f; ^1 o- ]3 H5 ?& H
9. 
   
10. 
    
11.     (void)opt;                                              /* Prevent compiler warning                               */
    ( K# k* k6 [2 B5 g
12. 
    + X2 {3 |) V0 D7 ]7 A2 J
13.     p_stk = &p_stk_base[stk_size];                          /* Load stack pointer                                     */
    
14.                                                             /* Align the stack to 8-bytes.                            */
    1 U% O3 `/ R8 @+ O& B
15.     p_stk = (CPU_STK *)((CPU_STK)(p_stk) & 0xFFFFFFF8);
    
16.                                                             /* Registers stacked as if auto-saved on exception        */
    
17. 
    # l, a% z% `# g+ {, B4 g' k* t* b. V
18. *--p_stk = (CPU_STK)0x01000000u;                        /* xPSR                                                 */
    ; x) o+ k$ X# w1 N5 x
19.     *--p_stk = (CPU_STK)p_task;                             /* Entry Point                                            */
    
20.     *--p_stk = (CPU_STK)OS_TaskReturn;                      /* R14 (LR)                                               */
    ! U' C0 V# @! f: p$ J( Q
21.     *--p_stk = (CPU_STK)0x12121212u;                        /* R12                                                    */
    
22.     *--p_stk = (CPU_STK)0x03030303u;                        /* R3                                                     */
    0 M  \9 e) z6 t" q7 I
23.     *--p_stk = (CPU_STK)0x02020202u;                        /* R2                                                     */
    
24.     *--p_stk = (CPU_STK)p_stk_limit;                        /* R1                                                     */
    
25.     *--p_stk = (CPU_STK)p_arg;                              /* R0 : argument                                          */
    
26.                                                             /* Remaining registers saved on process stack             */
    ) I; J/ j0 H; g# [/ {* d/ u
27.     *--p_stk = (CPU_STK)0x11111111u;                        /* R11                                                    */
    
28.     *--p_stk = (CPU_STK)0x10101010u;                        /* R10                                                    */
    
29.     *--p_stk = (CPU_STK)0x09090909u;                        /* R9                                                     */
    
30.     *--p_stk = (CPU_STK)0x08080808u;                        /* R8                                                     */
    
31.     *--p_stk = (CPU_STK)0x07070707u;                        /* R7                                                     */
    
32.     *--p_stk = (CPU_STK)0x06060606u;                        /* R6                                                     */
    * w. g, G% y1 _: c( U' s
33.     *--p_stk = (CPU_STK)0x05050505u;                        /* R5                                                     */
    
34.     *--p_stk = (CPU_STK)0x04040404u;                        /* R4                                                     */
    : U+ H0 _4 v) z! d  Q
35. 
    
36.     *--p_stk = (CPU_STK)0xFFFFFFFDUL;                                                                                                                            （1）
    
37.      
    ! j' ^* i4 L& V  E
38.       return (p_stk);
    
39. }

复制代码

1.     这句话最重要，这里是将EXC_RETURN也进行了入栈处理。关于EXC_RETURN在前面4.2.5 特殊功能寄存器讲解。这里要补充一点，对于M4内核，EXC_RETURN的bit4也是有意义的。

    当bit4 = 1时，8个寄存器自动入栈，还有8个寄存器需要手动入栈

    当bit4 = 0时，18个浮点寄存器+8个寄存器自动入栈，还有16个浮点寄存器+8个寄存器需要手动入栈。

这些寄存器在第4章和第5章有详细的讲解，这里就不再赘述了。

% q" B$ b: }% g3 u10.2.2      修改函数OS_CPU_PendSVHandler

    函数所在的位置如下：

    PendSV中断需要修改的地方如下：

1. OS_CPU_PendSVHandler
   / P# b& u5 x( I# y4 K9 a4 m  m
2.     CPSID   I                                                   ; Prevent interruption during context switch
   3 i( ]! x" k6 `3 F
3.     MRS     R0, PSP                                             ; PSP is process stack pointer
   
4.     CBZ     R0, OS_CPU_PendSVHandler_nosave                     ; Skip register save the first time
   2 t5 g" T$ w! x: B5 o
5. 
   
6.     TST      LR, #0x10                                                                                                                                                （1）
   
7. IT       EQ
   7 v: @2 a1 F" \9 l0 \
8. VSTMDBEQ R0!, {S16-S31}
   8 [- Y2 T, V7 A- x6 H
9.    
   
10. MOV      R3, LR                                                                                                                                                          （2）
    
11. STMDB    R0!,{R3-R11}            
    6 f4 R# e- d2 a8 P
12. 
    ) B& T& ]3 W+ K
13.     LDR     R1, =OSTCBCurPtr                                    ; OSTCBCurPtr->OSTCBStkPtr = SP;
    
14.     LDR     R1, [R1]
    + O) [( y3 U9 _6 h. g6 u
15.     STR     R0, [R1]                                            ; R0 is SP of process being switched out
    , G7 l( [  w$ X; ^0 |1 g: B- V
16. 
    8 P8 |% r% H# `' J2 [1 r0 u; _2 d
17.                                                                 ; At this point, entire context of process has been saved
    
18. OS_CPU_PendSVHandler_nosave
    & i& y& F. z$ b! S7 z5 B9 E- W3 M. O
19.     PUSH    {R14}                                               ; Save LR exc_return value
    
20.     LDR     R0, =OSTaskSwHook                                   ; OSTaskSwHook();
    6 Q8 n& c; R& q  X
21.     BLX     R0
    1 }) |) h9 M5 [8 |" j6 |$ c
22.     POP     {R14}
    
23. 
    
24.     LDR     R0, =OSPrioCur                                      ; OSPrioCur   = OSPrioHighRdy;
    
25.     LDR     R1, =OSPrioHighRdy
    9 H6 R+ _; h2 O/ z1 A0 ^% D* m
26.     LDRB    R2, [R1]
    
27.     STRB    R2, [R0]
    
28. 
    % _" f, j5 o9 B) s3 Q
29.     LDR     R0, =OSTCBCurPtr                                    ; OSTCBCurPtr = OSTCBHighRdyPtr;
    
30.     LDR     R1, =OSTCBHighRdyPtr
    3 \2 U* [- t0 j& p$ `  {
31.     LDR     R2, [R1]
    
32.     STR     R2, [R0]
    / ]+ r! _" u2 ?- F
33.     LDR     R0, [R2]                                            ; R0 is new process SP; SP = OSTCBHighRdyPtr->StkPtr;
    
34. 
    
35. 
    
36.     LDMIA    R0!,{R3-R11}                                                                                                                                                  （3）
    / \( v6 P9 g% o+ L: O4 i7 \
37. MOV      LR, R3
    
38.          
    * k* |% [3 L$ k# i$ X3 _$ H
39. TST      LR, #0x10                                                                                                                                                                （4）
    0 J0 W6 g( M- H. Z1 b3 M) C
40. IT       EQ
    
41. VLDMIAEQ R0!, {S16-S31}           
    0 E2 V# Z* ?/ e: ~# w. S( N
42.    
    
43.     MSR     PSP, R0                                             ; Load PSP with new process SP
    
44.    
    
45.     CPSIE   I
    
46.     BX      LR                                                  ; Exception return will restore remaining context
    
47. 
    
48.     END

复制代码

1.     通过检测EXC_RETURN（LR）的bit4来看这个任务是否使用了浮点寄存器，如果使用了需要将剩余的16个浮点寄存器入栈。

TST   LR,  #0x10：

    TST指令通常与EQ，NE条件码配合使用。当所有测试位均为0时，EQ有效。而只要有一个测试位不为0，则NE有效。这里LR和0x10的值按位作逻辑“与”操作。

IT  EQ ：

    这里IT指令就是IF-THEN的缩写。IF‐THEN(IT)指令围起一个块，里面最多有4条指令，它里面的指令可以条件执行。 IT已经带了一个“T”，因此还可以最多再带3个“T”或者“E”。并且对T和E的顺序没有要求。其中T对应条件成立时执行的语句，E对应条件不成立时执行的语句。在If‐Then块中的指令必须加上条件后缀，且T对应的指令必须使用和IT指令中相同的条件，E对应的指令必须使用和IT指令中相反的条件。

    IT的使用形式总结如下：

IT<cond> ;围起1条指令的IF-THEN块

IT<x><cond> ;围起2条指令的IF-THEN块

IT<x><y>  <cond> ;围起3条指令的IF-THEN块

IT<x><y><z><cond> ;围起4条指令的IF-THEN块

    其中<x>,<y>, <z>的取值可以是“T”或者“E”。而<cond>则是在下表中列出的条件（AL除外）。

) ], q- m, X2 [) J$ c; X
0 W- B* {0 P3 \  z

（续）10.2.2  修改函数OS_CPU_PendSVHandler

    这么说还不够形象，下面举一个简单的例子，用IT指令优化C伪代码：

if(R0==R1)

{

R3= R4 + R5;

R3= R3 / 2;

}

else

{

R3= R6 + R7;

R3= R3 / 2;

}

    可以写作：

CMP  R0, R1     ; 比较R0和R1

ITTEEEQ          ; 如果R0== R1, Then-Then-Else-Else

ADDEQR3,R4, R5  ; 相等时加法

ASREQR3,R3, #1   ; 相等时算术右移

ADDNER3,R6, R7  ; 不等时加法

ASRNER3,R3, #1   ; 不等时算术右移

有了上面这些基础知识后再看下面的指令。

VSTMDBEQ R0!, {S16-S31}：

    结合上面的IT EQ，这里的意思就是 if  LR & 0x10 == 0 then  VSTMDB R0!, {S16-S31}。也就是咱们前面所说的如果EXC_RETURN（LR）的bit4= 0就表示使用浮点寄存器了，这里需要入栈。

2.     这里比较好理解，只不过也将EXC_RETURN进行了入栈。

3.     参考上面的第二条，只不过这里是出栈。

4.     参考上面的第一条，只不过这里是出栈。

10.2.3      开启FPU

    修改了上面的两个地方后别忘了开启FPU：

                              

    通过上面这三部就完成了相关的修改。

10.3  开启FPU的优劣

    开启FPU的好处就是加快浮点运算的执行速度，缺点就是增加任务堆栈的大小，因为34个浮点寄存器也需要入栈。同时也增加了任务的切换时间。下面是在μCOS-III的GUI任务和启动任务中使用了浮点运算的对比（App Task GUI和App Task Start）。

    第一个截图是开启了FPU：

    第二个截图是没有开启FPU：

    特别对比下使用了浮点运行的两个任务。

10.4  总结       

    本期教程提供的方案在MDK4.54、4.73、5.10以及IAR6.3、6.7上面测试均通过，用户只需按照上面讲的三个地方做修改即可。
) D- b% h; T# k% B9 Q3 V2 U
: u0 X6 S, i& d3 A9 ?/ s
) u( E7 \+ \9 z( Q3 {: `1 z

有ucosIII 3。06.02在S32 Design Studio下的教程吗