uC/OS-ii 的学习笔记

文章由LinuxBoy分享于2019-03-31 05:03:35热评（584）

uC/OS-ii 的学习笔记

注：红体字都是自己对这个概念的理解，有什么不对的欢迎拍砖哈，呵呵

一、uC/OSii 内核结构：任务管理，时间管理，中断处理，任务之间的通信与同步！

二、代码的临界区分析：

代码的临界区也称为临界区,指该代码在被处理时不能被分割，因此不能被中断打入！所以在进入该代码（临界区）时应该关中断，而执行完后再打开中断！而uC/OSii 用OS_ENTER_CRITICAL和OS_EXIT_CRITICAL这两个宏来开/关中断。而针对不同的处理器，这两个宏定义是不同的，分为三种，由OS_CRITICAL_METHOD的值来区分。一般ARM的OS_CRITICAL_METHOD=3（第三种宏定义）

三、uC/Osii的TASK(任务)

uC/Osii的任何工作都是由任务来完成的。

任务是一种无限循环的结构，每一个任务对应着一个任务级，uC/Osii有64个任务优先级，每一个优先级不能重复存在，也就是每一个优先级对应一个任务。因此可以把优先级看成一个任务的标志，事实上uC/Osii的确是这样做的。

TASK最主要的部分就是任务控制快（TCB）, uC/Osii控制任务其实本质就是对任务的TCB进行控制

TCB是一种数据结构，那什么是数据结构？就是一些信息的集合体。TCB里面包含了哪些信息呢？以下进行分析：

（1）OSTCBStkPtr，它是指向该任务堆栈栈顶的指针，也就是指向堆栈起始地址。

（2）OSTCBStkBottom，是指向该任务堆栈栈底的指针，这个主要是检测堆栈剩余空间用的。

（3）OSTCBStkSize，堆栈容量。

（4）OSTCBOpt，没有搞清楚，只知道是OSTaskCreateExt（），才有用。

（5）OSTCBNext和OSTCBPrev，用语任务控制块OS_TCB双向链表的前后任务块连接，在调用OSTimeTick()时会使用这个前后连接的双向链表，来刷新各个任务的任务延迟变量OSTCBDly（马上对它说明）。每一个任务TCB建立时，会连接到该连表中，在删除任务时也会从中删除。（除了睡眠状态，任务的控制块始终连接在这个链表）

（6）OSTCBDly，当需要把某任务延迟若干时钟接拍时，或者因为等待某个事件发生而挂起任务时，都需要这个变量。其实任务时延函数OSTimeDly（）的作用就是将任务从就绪列表移除（移除方法后面会讲）并且对这个变量赋值（要延迟的节拍数）。OSTimeTick()会每隔一个节拍就通过OS_TCB双向列表（第5条讲过的）对每一个TCB的OSTCBDly进行查看，如果OSTCBDly为0不做操作继续检查下一个TCB。

当OSTCBDly非0，那么OSTimeTick()对OSTCBDly得值减一，如果做完减一后OSTCBDly值为0则表明该任务延时结束，将该任务添加到就绪队列。然后继续下一个TCB。

重要（7）OSTCBPrio、该任务的优先级。个人感觉uC/Osii就是通过这个来区别不同的TCB，也就是OSTCBPrio就是这个任务的标志或者说是名字。

（8）OSTCBX OSTCBY OSTCBBitX OSTCBBitY、长得很像啊，容易搞混，其实这四个给一个作用那就是分解Prio这个值，从而加速任务进入就绪的过程或者进入等待事件发生状态的过程。那肯定有人就要疑惑为什么能加速呢，我们来慢慢分析下：

首先让任务进入就绪具体的操作就是将该任务的OSTCBPrio写入就绪表中OSRdyGrp和OSRdyTbl[ ]。仅此而已，所以这也印证了在第7条中我说过OSTCBPrio就是这个任务的标志。而将OSTCBPrio写入就绪表OSRdyGrp和OSRdyTbl[ ]并不是把这个值直接写入就完了，而是要通过 OSRdyGrp |=OSMapTbl[prio>>3];
OSRdyTbl[prio>>3] |=OSMapTbl[prio & 0x07];这个计算式。那么为了让任务能更快的进入就绪状态

我们就事先将OSMapTbl[prio>>3] OSMapTbl[prio & 0x07]算出来，而OSTCBX OSTCBY OSTCBBitX OSTCBBitY就是存储这个些值的变量。

进入进入等待事件发生状态的过程与之类似，就不讲了（累死了。。）

(10)OSTCBEventPtr、指向时间控制快，是TCB和ECB联系在一起。

四、任务的五种状态：

（只有休眠状态，没有TCB｝

休眠态(dormant)：指任务驻留在程序空间中,还没有交给内核管理，也就是任务没有分配TCB 。把任务交给内核管理是通过调用OSTaskCreate( )或OSTaskCreatExt( )实现的，为其分配TCB

就绪(Ready)：当任务一旦建立,这个任务就处于就绪态准备运行。任务可以动态的被另一个程序建立,也可以在系统运行开始之前建立。通过调用OSTaskDel( )使任务返回到休眠态。就绪态的任务都放在就绪列表中。在任务调度时,指针OSTCBHighRdy指向优先级最高的就绪任务,也就是立刻就要运行的任务。
任务处于就绪队列两个条件：首现要该任务被分配了TCB。其次是要将该任务的优先级（prio）写进绪表中OSRdyGrp和OSRdyTbl[ ]，具体办法如下：
OSRdyGrp |=OSMapTbl[prio>>3];
OSRdyTbl[prio>>3] |=OSMapTbl[prio & 0x07];

运行态：优先级最高的任务获得CUP，该任务就处于运行状态，指针OSTCBCur指向正在运行的任务。
。一旦有比这个任务优先级更高的任务出现，uC/OSii 就会通过OSSched（）进行任务调度，将现在处于就绪状态且优先级最高的任务交给CPU处理。

等待或挂起(Pending)：正在运行的任务由于调用延时函数OSTimeDly( )、OSTimeDlyHMSM( )(将自身延迟)或等待某一事件的发生时，调用以下几个函数：OSFlagPend（）、OSSemPend（），OSMutexPend（）、OSMboxPend（），如果该事件发生了，那么该任务继续执行，如果该事件没有发生，那么将自身挂起,因而处于等待或挂起态。

等待某事件而被挂起的任务，系统将会从OSRdyGrp和 OSRdyTbl[ ]中把该任务的优先级去掉（也就是相应位清0，因此在事件还没发生时，这个任务将不会再被调度），转而将该任务（优先级）添加在在该事件的等待列表中。

事件分为：信号量、互斥信号量，消息邮箱、队列消息。每一个信号量、互斥信号量，消息邮箱、消息队列都会分配到一个事件控制块ECB.

每个ECB都会有事件的等待列表OSEvenGrp和 OSEvenTbl[ ] ，它与就绪表中OSRdyGrp和OSRdyTbl[ ]极为相似。等待某事件而被挂起的任务，系统会将该任务优先级写入事件的等待列表OSEvenGrp和 OSEvenTbl[ ]。

当某一事件发生了，那么该事件的ECB会从事件的等待列表选取优先级最高的任务获得事件，离开等待状态，从而进入就绪状态。

中断态(Interrupt)：正在运行的任务可以被中断,除非是该任务将中断关闭。被中断的任务进入中断服务程序(ISR)。如果中断服务程序使一个更高优先级的任务准备就绪,这中断服务程序结束后,则更高优先级的任务开始运行程序。

我觉得uC/Osii工作，其实根本上就是控制多个任务在这5钟状态下转换，并且任务之间互相通信。所以一下从一个状态到另一个状态分析。

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