空間隔離操作系統(tǒng)μC/OS-MPU中段的定位

介紹

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

μC/OS-MPU介紹

μC/OS-MPU基于 μC/OS-II，增加了內存保護擴展，這種保護稱為“空間保護”，隔離 μC/OS-II 內核與任務?；讦藽/OS-MPU，為任務提供了一個受保護的運行環(huán)境，其他任務不會干擾或損壞任務的內存，避免非法訪問。

· 空間保護

空間保護旨在保護應用程序的內存不被其他任務破壞。下圖展示了一個包含三個進程的系統(tǒng)，以說明空間保護的實現(xiàn)。

通常，μC/OS-II 內部變量和線程(任務)放到進程#0。進程#1包含 2個線程。進程#2包含 3個線程，線程可以訪問共享內存區(qū)域(shared memory)。進程#3是2個線程的集合，并且有權訪問共享內存區(qū)域。

段的組織

在基于μC/OS-MPU的應用中，進程中的所有全局數(shù)據(jù)位于同一個段。下圖展示了單個段的數(shù)據(jù)組織：

在啟動階段，運行環(huán)境的啟動函數(shù)將初始化數(shù)據(jù)(initialized data)從 ROM 復制到 RAM ，并清零未初始化數(shù)據(jù)(uninitialized data)。事實上，每個進程都有自己的段，在項目中，該組織結構可能存在多次。

· 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，可以基于文件放置數(shù)據(jù)，僅需調整鏈接命令文件。

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。

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

示例：在調用函數(shù) MyInitData()時，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，也可以基于文件放置數(shù)據(jù)，僅需調整鏈接器命令文件。

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。

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

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

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

審核編輯 ：李倩