51单片机ucos ii任务切换汇编代码分析(1)

ucos中任务切换函数都是汇编写的，属于“需移植”文件，

这个汇编文件名一般叫做：OS_CPU_A.ASM

要想看懂任务切换的原理，首先遇到的第一个难点，就是OS_CPU_A.ASM这个汇编文件里的一大堆不常见的汇编伪指令，搞懂这些指令是搞懂程序原理的第一步。

这篇文章先只分析这些汇编指令。

这个文件为ucos操作系统提供了4个API函数，分别是：

PUBLIC OSStartHighRdy;函数功能：切换到已就绪的任务横纵优先级最高的那个任务中去

PUBLIC OSCtxSw ;函数功能：一般的上下文切换，ContextSwitch，上下文切换又叫任务切换

PUBLIC OSIntCtxSw ;函数功能：在中断中进行上下文切换

PUBLIC OSTickISR ;函数功能：系统滴答

PULIC是汇编伪代码，表明所声明的函数可以被其他文件调用

首先来学习一个知识点，如何在汇编代码中写一个函数，才能使得这个函数能够被其他文件调用？不仅是加PUBLIC关键字这么简单，另外，我们还必须遵守一定的规范，可参考这篇文章，链接：点击打开链接

如果链接挂了，自行搜索关键字即可：《汇编函数与C函数的相互调用》

这个文件OS_CPU_A.ASM除了供外部文件引用自己的函数外，也需要引用别的文件的函数和变量，例如： 

EXTRN IDATA (OSRunning) ;声明引用IDATA 区的变量OSRunning

MOV  R0,#LOW (OSRunning) ;在汇编中使用外部变量

EXTRN CODE  (_?OSTaskSwHook) ;声明引用外部函数（代码），OSTaskSwHook()

LCALL _?OSTaskSwHook ;在汇编中调用C语言函数OSTaskSwHook()

解释：函数OSTaskSwHook是用C语言写的，名字为OSTaskSwHook，但是在汇编中引用它的话，必须在前面加前缀才行，由前面链接里的文章我们知道，如果我们在汇编中引用的是可重入函数，那么必须在函数名前面加_?前缀才能被汇编文件识别到。为什么要加前缀？因为C51的C语言函数转换为汇编的时候，keil编译器会自动把C语言的函数名给改掉，当然keil所做的改动是有规律的，例如，我们声明的可重入的C函数，keil转成汇编后，会自动在原先的函数名前加前缀“_?” 。

keil会自动添加什么前缀，添加的前缀有什么规范？这些问题可以参考keil的帮助文件，依次点击菜单栏->help->uVision help，在打开的帮助文件中搜索“Segment Naming Conventions（段命名惯例）”可查阅相关信息。

在汇编中写一个供C语言调用的函数的标准格式如下：

?PR?OSStartHighRdy?OS_CPU_A    SEGMENT CODE;先声明一个可重定位的代码段（这个语句的用法与解释可参考本博客的另一篇文章）

RSEG ?PR?OSStartHighRdy?OS_CPU_A;进行重定位，下面的代码都将被链接到在RSEG指令所指定的段中

OSStartHighRdy:      ;地址标号，作为函数名

·········;汇编函数的函数体，直到遇到CSEG/DSEG/RSEG 等段分配指令

上述代码解释：?PR?OSStartHighRdy?OS_CPU_A    SEGMENT CODE这一句不仅是声明了一个可重定位段的段名，这个段名的前缀为?PR?，这个前缀的意义是：该段是一个函数段（Executable program code）

再来看一个汇编调用C语言函数的例子：

在main.c文件中，我们定义了这样一个函数：

char add_two(char a1， char a2) REENTRANT

{

return a1+a2;

}

这个函数在keil编译之后如下：

85: char add_two(char a1, char a2) REENTRANT 

86: {        

C:0x269B    90FFFF   MOV      DPTR,#0xFFFF

C:0x269E    120436   LCALL    C?ADDXBP(C:0436)

C:0x26A1    ED       MOV      A,R5

C:0x26A2    F0       MOVX     @DPTR,A

C:0x26A3    90FFFF   MOV      DPTR,#0xFFFF

C:0x26A6    120436   LCALL    C?ADDXBP(C:0436)

C:0x26A9    EF       MOV      A,R7

C:0x26AA    F0       MOVX     @DPTR,A

    87:         return a1+a2; 

C:0x26AB    850883   MOV      DPH(0x83),?C_XBP(0x08)

C:0x26AE    850982   MOV      DPL(0x82),OutTxBuf(0x09)

C:0x26B1    A3       INC      DPTR

C:0x26B2    E0       MOVX     A,@DPTR

C:0x26B3    FF       MOV      R7,A

C:0x26B4    850883   MOV      DPH(0x83),?C_XBP(0x08)

C:0x26B7    850982   MOV      DPL(0x82),OutTxBuf(0x09)

C:0x26BA    E0       MOVX     A,@DPTR

C:0x26BB    2F       ADD      A,R7

C:0x26BC    FF       MOV      R7,A

88: } 

C:0x26BD    900002   MOV      DPTR,#0x0002

C:0x26C0    020436   LJMP     C?ADDXBP(C:0436)

由汇编代码我们可以看到，该函数被放在了0x269B地址处，继续观察keil生成的.m51文件（即map文件），搜索add_two，发现相关内容如下：

（1）CODE    269BH     0028H     UNIT         ?PR?_?ADD_TWO?MAIN

（2）C:269BH         PUBLIC        _?add_two

（3）-------         PROC          _?ADD_TWO

  x:0000H         SYMBOL        a1

  x:0001H         SYMBOL        a2

  C:269BH         LINE#         85

  C:26ABH         LINE#         87

  C:26BDH         LINE#         88

-------         ENDPROC       _?ADD_TWO

有上述查到的内容发现，keil在编译add_two()函数的过程中，做了3个工作：

（1）为add_two()函数声明了一个段，位置从269BH开始，大小为0028H ，这个段中只含有add_two这个函数的代码段，不含其他函数，也不不含任何数据段，段名为：?PR?_?ADD_TWO?MAIN（段名由3部分组成：一是固定前缀?PR?，二是函数名的大写ADD_TWO，并且keil在为函数生成汇编时，自动为可重入函数的函数名前加前缀_?，三是模块名，默认的模块名即该函数所在的文件名）。

（2）keil对“为add_two()生成的汇编函数”进行了PUBLIC声明，以供其他文件调用该函数，但是声明函数名的时候，加了_?前缀：_?add_two，如果有汇编文件打算调用add_two()函数，就得这样：

EXTRN CODE  (_?add_two) ;声明引用外部函数（代码）：add_two()

LCALL _?add_two ;在汇编中调用C语言函数add_two()

按照keil的命名惯例，

_?前缀的函数是可重入函数。

拓展资料：其他类型的函数的命名惯例如下：

无参函数: ?PR?函数名?文件名

有参函数: ?PR?_函数名?文件名

可重入函数: ?PR?_?函数名?文件名

（3）这是add_two()函数的符号表，也就是指出了add_two()函数中的形参和局部变量所在的存储位置。那么这里有个疑问，为什么a1、a2被放在了00h和01H地址处呢，这两个地址不是寄存器R0和R1吗？这就涉及到了keil的编译规则，形参的类型、数量不同时，传参的方法都是不一样的，形参往哪里放有专门的文章介绍，一般来说，形参和局部变量较少时，全部都用寄存器Rn来传递和存储；数量较多时，不可重入函数的形参和局部变量在Rn不够用时，其余的存放到固定的内存地址中，可重入函数的形参和局部变量在Rn不够用时，其余的入仿真栈。