嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)分析課件

嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)例開發(fā)—基于32位微處理器與實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)C/OS-Ⅱ分析2009.4嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)例開發(fā)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)C/OS-II1324C/OS-II概述任務(wù)管理中斷和時(shí)間管理任務(wù)之間的通信與同步5存儲(chǔ)管理實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)C/OS-II1324C/OS-II概述任務(wù)通用操作系統(tǒng)和嵌入式（實(shí)時(shí)）操作系統(tǒng)通用操作系統(tǒng)：Windows/NT/XP、Linux、UNIX等，用于PC機(jī)、服務(wù)器，嵌入式（實(shí)時(shí)）操作系統(tǒng)：用于嵌入式設(shè)備的操作系統(tǒng)，具有通用操作系統(tǒng)的基本特點(diǎn)，又具有系統(tǒng)實(shí)時(shí)性、硬件的相關(guān)依賴性、軟件固態(tài)化以及應(yīng)用的專用性等特點(diǎn)；嵌入式（實(shí)時(shí)）操作系統(tǒng)通常包括與硬件相關(guān)的底層驅(qū)動(dòng)軟件、系統(tǒng)內(nèi)核、設(shè)備驅(qū)動(dòng)接口、通信協(xié)議、圖形界面、標(biāo)準(zhǔn)化瀏覽器Browser等；嵌入式（實(shí)時(shí)）操作系統(tǒng)的重要指標(biāo)：實(shí)時(shí)性（中斷響應(yīng)時(shí)間、任務(wù)切換時(shí)間等）、尺寸（可裁剪性）、可擴(kuò)展性（內(nèi)核、中間件）；通用操作系統(tǒng)和嵌入式（實(shí)時(shí)）操作系統(tǒng)通用操作系統(tǒng)：Windo嵌入式操作系統(tǒng)的發(fā)展操作系統(tǒng)內(nèi)核應(yīng)用程序驅(qū)動(dòng)程序和固件操作系統(tǒng)內(nèi)核文件系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)程序和固件APIGUI應(yīng)用程序操作系統(tǒng)內(nèi)核文件系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)程序和固件APIGUI應(yīng)用程序通信協(xié)議庫(kù)函數(shù)80年代初期80年代中期-90年代中期90年代末期-21世紀(jì)嵌入式操作系統(tǒng)的發(fā)展操作系統(tǒng)內(nèi)核應(yīng)用程序驅(qū)動(dòng)程序和固件操作系常見的嵌入式操作系統(tǒng)實(shí)時(shí)嵌入式操作系統(tǒng)的種類繁多，大體上可分為兩種，商用型和免費(fèi)型。商用型的實(shí)操作系統(tǒng)功能穩(wěn)定、可靠，有完善的技術(shù)支持和售后服務(wù)，但往往價(jià)格昂貴,如Vxworks、QNX、WinCE、PalmOS等。免費(fèi)型的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)在價(jià)格方面具有優(yōu)勢(shì)，目前主要有Linux,μC/OS是一種源碼開放的商業(yè)RTOS；μC/OS是商業(yè)操作系統(tǒng)常見的嵌入式操作系統(tǒng)實(shí)時(shí)嵌入式操作系統(tǒng)的種類繁多，大體上學(xué)習(xí)嵌入式操作系統(tǒng)

學(xué)習(xí)一種實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)RTOS，如uc/OS,掌握實(shí)時(shí)系統(tǒng)的概念和設(shè)計(jì)方法；嵌入式系統(tǒng)以應(yīng)用為中心，應(yīng)用時(shí)選擇“適用”的操作系統(tǒng)；嵌入式Linux；自己“寫”RTOS——一種學(xué)習(xí)態(tài)度；學(xué)習(xí)嵌入式操作系統(tǒng)RTOS在嵌入式系統(tǒng)中的位置嵌入式硬件平臺(tái)BSPKERNELFSTCP/IP設(shè)備驅(qū)動(dòng)設(shè)備I/O調(diào)試工具其它組件應(yīng)用RTOSC/C++RTOS在嵌入式系統(tǒng)中的位置嵌入式硬件平臺(tái)BSPKERNELC/OS簡(jiǎn)介

1、C/OS——MicroControllerOS，微控制器操作系統(tǒng)2、C/OS簡(jiǎn)介美國(guó)人JeanLabrosse1992年完成應(yīng)用面覆蓋了諸多領(lǐng)域，如照相機(jī)、醫(yī)療器械、音響設(shè)備、發(fā)動(dòng)機(jī)控制、高速公路電話系統(tǒng)、自動(dòng)提款機(jī)等1998年C/OS-II，目前的版本C/OS-IIV2.61，2.722000年，得到美國(guó)航空管理局（FAA）的認(rèn)證，可以用于飛行器中網(wǎng)站www.ucos-II.com（)C/OS簡(jiǎn)介

1、C/OS——MicroControl公開源代碼可移植性（Portable）

絕大部分C/OS-II的源碼是用移植性很強(qiáng)的ANSIC寫的。和微處理器硬件相關(guān)的那部分是用匯編語(yǔ)言寫的。匯編語(yǔ)言寫的部分已經(jīng)壓到最低限度，使得C/OS-II便于移植到其他微處理器上。C/OS-II可以在絕大多數(shù)8位、16位、32位以至64位微處理器、微控制器、數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）上運(yùn)行?？晒袒≧OMable）

C/OS-II是為嵌入式應(yīng)用而設(shè)計(jì)的，這就意味著，只要讀者有固化手段（C編譯、連接、下載和固化），C/OS-II可以嵌入到讀者的產(chǎn)品中成為產(chǎn)品的一部分?？刹眉簦⊿calable）

可以只使用C/OS-II中應(yīng)用程序需要的那些系統(tǒng)服務(wù)。也就是說(shuō)某產(chǎn)品可以只使用很少幾個(gè)C/OS-II調(diào)用，而另一個(gè)產(chǎn)品則使用了幾乎所有C/OS-II的功能，這樣可以減少產(chǎn)品中的C/OS-II所需的存儲(chǔ)器空間（RAM和ROM）。這種可剪裁性是靠條件編譯實(shí)現(xiàn)的。C/OS的性能特點(diǎn)（一）公開源代碼C/OS的性能特點(diǎn)（一）占先式（Preemptive）總是運(yùn)行就緒條件下優(yōu)先級(jí)最高的任務(wù)。多任務(wù)

C/OS-II可以管理64個(gè)任務(wù)，然而，目前這一版本保留8個(gè)給系統(tǒng)。應(yīng)用程序最多可以有56個(gè)任務(wù)?？纱_定性

全部C/OS-II的函數(shù)調(diào)用與服務(wù)的執(zhí)行時(shí)間具有可確定性。任務(wù)棧

每個(gè)任務(wù)有自己?jiǎn)为?dú)的棧，C/OS-II允許每個(gè)任務(wù)有不同的?？臻g，以便壓低應(yīng)用程序?qū)AM的需求。系統(tǒng)服務(wù)

C/OS-II提供很多系統(tǒng)服務(wù)，例如郵箱、消息隊(duì)列、信號(hào)量、塊大小固定的內(nèi)存的申請(qǐng)與釋放、時(shí)間相關(guān)函數(shù)等。中斷管理

中斷可以使正在執(zhí)行的任務(wù)暫時(shí)掛起，如果優(yōu)先級(jí)更高的任務(wù)被該中斷喚醒，則高優(yōu)先級(jí)的任務(wù)在中斷嵌套全部退出后立即執(zhí)行，中斷嵌套層數(shù)可達(dá)255層。穩(wěn)定性與可靠性C/OS的性能特點(diǎn)（二）占先式（Preemptive）C/OS的性能特點(diǎn)（二）μC/OS-II圖書描述了μC/OS-II內(nèi)部的工作原理隨書的CD中包含了源代碼工業(yè)界最清晰的源代碼除英文版外，有中文和韓文版ChineseKoreanEnglishISBN1-57820-103-9美國(guó)CMPBOOKISBN7-81077-290-2北京航空航天大學(xué)出版社ISBN89-951540-5-5μC/OS-II圖書描述了μC/OS-II內(nèi)部的工作原理ChμC/OS-II的各種商業(yè)應(yīng)用全世界有數(shù)百種產(chǎn)品在應(yīng)用:AvionicsMedicalCellphonesRoutersandswitchesHigh-endaudioequipmentWashingmachinesanddryersUPS(UninterruptiblePowerSupplies)IndustrialcontrollersGPSNavigationSystemsMicrowaveRadiosInstrumentationPoint-of-saleterminals更多μC/OS-II的各種商業(yè)應(yīng)用全世界有數(shù)百種產(chǎn)品在應(yīng)用:μC/OS-II提供的系統(tǒng)服務(wù)信號(hào)量帶互斥機(jī)制的信號(hào)量減少優(yōu)先級(jí)倒置的問(wèn)題事件標(biāo)志消息信箱消息隊(duì)列內(nèi)存管理時(shí)鐘管理任務(wù)管理μC/OS-II提供的系統(tǒng)服務(wù)信號(hào)量μC/GUIandμC/FSμC/GUI嵌入式的用戶界面用ANSIC書寫支持任何8,16,32-bitsCPU彩色，灰、度，等級(jí)或黑白顯示代碼尺寸小μC/FS嵌入式的文件系統(tǒng)WritteninANSIC用ANSIC書寫支持任何8,16,32-bitsCPU支持SMC,MMC,SD,CF,IDE,Flash,RAM其他介質(zhì)μC/GUIandμC/FSμC/GUI可移植的數(shù)據(jù)類型typedefunsignedcharBOOLEAN;typedefunsignedcharINT8U;typedefsignedcharINT8S;typedefunsignedintINT16U;typedefsignedintINT16S;typedefunsignedlongINT32U;typedefsignedlongINT32S;typedeffloatFP32;typedefdoubleFP64;可移植的數(shù)據(jù)類型typedefunsignedcharC/OS-II的文件結(jié)構(gòu)C/OS-II的文件結(jié)構(gòu)1324C/OS-II概述任務(wù)管理中斷和時(shí)間管理任務(wù)之間的通信與同步5存儲(chǔ)管理1324C/OS-II概述任務(wù)管理中斷和時(shí)間管理任務(wù)之間的任務(wù)的實(shí)現(xiàn)創(chuàng)建任務(wù)的系統(tǒng)服務(wù)OSTaskCreate()INT8UOSTaskCreate(

void(*task)(void*pd),//任務(wù)代碼指針

void*pdata,//任務(wù)參數(shù)指針

OS_STK*ptos,//任務(wù)棧的棧頂指針

INT8Uprio//任務(wù)的優(yōu)先級(jí)

);OSTaskCreateExt()任務(wù)的實(shí)現(xiàn)創(chuàng)建任務(wù)的系統(tǒng)服務(wù)任務(wù)主函數(shù)一個(gè)任務(wù)通常是一個(gè)無(wú)限循環(huán)（返回值類型void）voidMyTask(void*pdata){while(1){dosomething;waiting; dosomething; }}任務(wù)主函數(shù)一個(gè)任務(wù)通常是一個(gè)無(wú)限循環(huán)（返回值類型void）任務(wù)也可以自我刪除（并非真的刪除，只是內(nèi)核不再知道該任務(wù)）voidMyTask(void*pdata){....../*用戶代碼*/OSTaskDel(OS_PRIO_SELF);}任務(wù)也可以自我刪除（并非真的刪除，只是內(nèi)核不再知道該任務(wù)）μC/OS-Ⅱ可以管理多達(dá)64個(gè)任務(wù)；每個(gè)任務(wù)被賦以不同的優(yōu)先級(jí)，取值從0到OS_LOWEST_PRIO-2，數(shù)值越小，優(yōu)先級(jí)越高；系統(tǒng)保留了優(yōu)先級(jí)為0、1、2、3、OS_LOWEST_PRIO-3、OS_LOWEST_PRI0-2，OS_LOWEST_PRI0-1以及OS_LOWEST_PRI0這8個(gè)任務(wù)以被將來(lái)使用，用戶可以有56個(gè)應(yīng)用任務(wù)；任務(wù)的優(yōu)先級(jí)同樣也是它的標(biāo)識(shí)號(hào)ID。OS_CFG.H

中定義＝61μC/OS-Ⅱ可以管理多達(dá)64個(gè)任務(wù)；OS_CFG.H

中定空閑任務(wù)和統(tǒng)計(jì)任務(wù)內(nèi)核總是創(chuàng)建一個(gè)空閑任務(wù)OSTaskIdle()；總是設(shè)置為最低優(yōu)先級(jí)，OS_LOWEST_PRIO；當(dāng)所有其他任務(wù)都未在執(zhí)行時(shí)，空閑任務(wù)開始執(zhí)行；應(yīng)用程序不能刪除該任務(wù)；空閑任務(wù)的工作就是把32位計(jì)數(shù)器OSIdleCtr加1，該計(jì)數(shù)器被統(tǒng)計(jì)任務(wù)所使用；統(tǒng)計(jì)任務(wù)OSTaskStat()，提供運(yùn)行時(shí)間統(tǒng)計(jì)。每秒鐘運(yùn)行一次，計(jì)算當(dāng)前的CPU利用率。其優(yōu)先級(jí)是OS_LOWEST_PRIO-1，可選?？臻e任務(wù)和統(tǒng)計(jì)任務(wù)內(nèi)核總是創(chuàng)建一個(gè)空閑任務(wù)OSTaskIdl任務(wù)控制塊TCB任務(wù)控制塊OS_TCB是描述一個(gè)任務(wù)的核心數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，存放了它的各種管理信息，包括任務(wù)堆棧指針，任務(wù)的狀態(tài)、優(yōu)先級(jí)，任務(wù)鏈表指針等；一旦任務(wù)建立了，任務(wù)控制塊OS_TCB將被賦值。任務(wù)控制塊TCB任務(wù)控制塊OS_TCB是描述一個(gè)任務(wù)的核心任務(wù)控制塊TCBtypedefstructos_tcb{棧指針；INT16UOSTCBId;/*任務(wù)的ID*/鏈表指針；OS_EVENT*OSTCBEventPtr;/*事件指針*/void*OSTCBMsg;/*消息指針*/INT8UOSTCBStat;/*任務(wù)的狀態(tài)*/INT8UOSTCBPrio;/*任務(wù)的優(yōu)先級(jí)*/其他……}OS_TCB;任務(wù)控制塊TCBtypedefstructos_tcb棧指針OSTCBStkPtr：指向當(dāng)前任務(wù)棧頂?shù)闹羔?，每個(gè)任務(wù)可以有自己的棧，棧的容量可以是任意的；OSTCBStkBottom：指向任務(wù)棧底的指針；OSTCBStkSize：棧的容量，用可容納的指針數(shù)目而不是字節(jié)數(shù)（Byte）來(lái)表示。棧指針OSTCBStkPtr：指向當(dāng)前任務(wù)棧頂?shù)闹羔?，每個(gè)任嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)分析課件鏈表指針?biāo)械娜蝿?wù)控制塊分屬于兩條不同的鏈表，單向的空閑鏈表（頭指針為OSTCBFreeList）和雙向的使用鏈表（頭指針為OSTCBList）；OSTCBNext、OSTCBPrev：用于將任務(wù)控制塊插入到空閑鏈表或使用鏈表中。每個(gè)任務(wù)的任務(wù)控制塊在任務(wù)創(chuàng)建的時(shí)候被鏈接到使用鏈表中，在任務(wù)刪除的時(shí)候從鏈表中被刪除。雙向連接的鏈表使得任一成員都能快速插入或刪除。鏈表指針?biāo)械娜蝿?wù)控制塊分屬于兩條不同的鏈表，單向的空閑鏈表空閑TCB鏈表所有的任務(wù)控制塊都被放置在任務(wù)控制塊列表數(shù)組OSTCBTbl[]中，系統(tǒng)初始化時(shí)，所有TCB被鏈接成空閑的單向鏈表，頭指針為OSTCBFreeList。當(dāng)創(chuàng)建一個(gè)任務(wù)后，就把OSTCBFreeList所指向的TCB賦給了該任務(wù)，并將它加入到使用鏈表中，然后把OSTCBFreeList指向空閑鏈表中的下一個(gè)結(jié)點(diǎn)?？臻eTCB鏈表所有的任務(wù)控制塊都被放置在任務(wù)控制塊列表數(shù)組O系統(tǒng)初始化后…指針數(shù)組，指向相應(yīng)TCB系統(tǒng)初始化后…指針數(shù)組，指向相應(yīng)TCB任務(wù)的狀態(tài)－休眠休眠狀態(tài)（Dormant）：任務(wù)存在于內(nèi)存空間中，但內(nèi)核不可見；可以通過(guò)以下函數(shù)通知內(nèi)核，使之變?yōu)榫途w狀態(tài)：OSTaskCreate()或OSTaskCreateExt()可以通過(guò)以下函數(shù)返回到休眠狀態(tài)：OSTaskDel()

任務(wù)的狀態(tài)－休眠休眠狀態(tài)（Dormant）：任務(wù)存在于內(nèi)存空任務(wù)的狀態(tài)－就緒就緒狀態(tài)（Ready）：萬(wàn)事具備，只欠CPU；在所有的就緒任務(wù)當(dāng)中，具有最高優(yōu)先級(jí)的任務(wù)被選中去運(yùn)行；如果任務(wù)在運(yùn)行的時(shí)候被搶占了CPU，則又回到就緒狀態(tài)。任務(wù)的狀態(tài)－就緒就緒狀態(tài)（Ready）：萬(wàn)事具備，只欠CPU任務(wù)的狀態(tài)－運(yùn)行運(yùn)行狀態(tài)（Running）：任務(wù)在CPU上運(yùn)行；當(dāng)一個(gè)任務(wù)在運(yùn)行時(shí)，如果沒(méi)有關(guān)閉中斷，則有可能被中斷所打斷；當(dāng)一個(gè)任務(wù)在運(yùn)行時(shí)，可能因?yàn)楦鞣N原因進(jìn)入阻塞狀態(tài)。OSMBoxPend(),OSQPend(),OSSemPend()OSTaskSuspend(),OSTimeDly()任務(wù)的狀態(tài)－運(yùn)行運(yùn)行狀態(tài)（Running）：任務(wù)在CPU上運(yùn)任務(wù)的狀態(tài)－ISR中斷服務(wù)狀態(tài)（ISR）：該任務(wù)原來(lái)在CPU上運(yùn)行，后來(lái)被中斷所打斷，由中斷服務(wù)程序ISR接管了CPU；當(dāng)中斷服務(wù)程序運(yùn)行完畢后，內(nèi)核要判斷是否有新的、更高優(yōu)先級(jí)的任務(wù)就緒，如果有，則原有的任務(wù)被搶占；如果沒(méi)有，則原有的任務(wù)重新運(yùn)行。任務(wù)的狀態(tài)－ISR中斷服務(wù)狀態(tài)（ISR）：該任務(wù)原來(lái)在CPU任務(wù)的狀態(tài)－阻塞阻塞/等待狀態(tài)（Waiting）：任務(wù)由于正在等待某個(gè)事件（信號(hào)量、郵箱或隊(duì)列）而被掛起；當(dāng)任務(wù)等待的事件發(fā)生時(shí)，回到就緒狀態(tài)。OSMBoxpost(),OSQPost(),OSSemPost(),OSTaskResume(),OSTimeDlyResume()或OSTimeTick()任務(wù)的狀態(tài)－阻塞阻塞/等待狀態(tài)（Waiting）：任務(wù)由于正狀態(tài)的轉(zhuǎn)換刪除任務(wù)狀態(tài)的轉(zhuǎn)換刪除任務(wù)任務(wù)就緒表每個(gè)任務(wù)的就緒態(tài)標(biāo)志放入在就緒表中，就緒表中有兩個(gè)變量OSRdyGrp和OSRdyTbl[]。在OSRdyGrp中，任務(wù)按優(yōu)先級(jí)分組，8個(gè)任務(wù)為一組。OSRdyGrp中的每一位表示8組任務(wù)中每一組中是否有進(jìn)入就緒態(tài)的任務(wù)。任務(wù)進(jìn)入就緒態(tài)時(shí)，就緒表OSRdyTbl[]中的相應(yīng)元素的相應(yīng)位也置位。任務(wù)就緒表每個(gè)任務(wù)的就緒態(tài)標(biāo)志放入在就緒表中，就緒表中有兩個(gè)任務(wù)就緒表OSRdyGrp1207654300XXXYYY任務(wù)優(yōu)先級(jí)2017654310891514131211181617232221201926242531302928273432333938373635424041474645444350484955545352515856576362616059[0][1][2][3][4][5][6][7]OSRdyTbl[8]XY優(yōu)先級(jí)最低任務(wù)（空閑任務(wù)）優(yōu)先級(jí)最高任務(wù)任務(wù)優(yōu)先級(jí)號(hào)對(duì)于整數(shù)OSRdyTbl[i]（0i7），若它的某一位

為1，則OSRdyGrp的第i位為1。任務(wù)的優(yōu)先級(jí)由X和Y確定任務(wù)就緒表OSRdyGrp1207654300XXXYYY根據(jù)優(yōu)先級(jí)確定就緒表(1)假設(shè)優(yōu)先級(jí)為12的任務(wù)進(jìn)入就緒狀態(tài)，12=1100b,則OSRdyTbl[1]的第4位置1，且OSRdyGrp的第1位置1，相應(yīng)的數(shù)學(xué)表達(dá)式為:

OSRdyGrp|=0x02；OSRdyTbl[1]|=0x10;而優(yōu)先級(jí)為21的任務(wù)就緒21=10101b，則OSRdyTbl[2]的第5位置1，且OSRdyGrp的第2位置1,相應(yīng)的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：

OSRdyGrp|=0x04；OSRdyTbl[2]|=0x20;根據(jù)優(yōu)先級(jí)確定就緒表(1)假設(shè)優(yōu)先級(jí)為12的任務(wù)進(jìn)入就緒狀態(tài)根據(jù)優(yōu)先級(jí)確定就緒表(2)從上面的計(jì)算可知:若OSRdyGrp及OSRdyBbl[]的第n位置1，則應(yīng)該把OSRdyGrp及OSRdyBbl[]的值與2n相或。uC/OS中，把2n的n=0-7的8個(gè)值先計(jì)算好存在數(shù)組OSMapTbl[7]中,也就是：

OSMapTbl[0]=20=0x01（00000001）OSMapTbl[1]=21=0x02（00000010）

……OSMapTbl[7]=27=0x80（10000000）根據(jù)優(yōu)先級(jí)確定就緒表(2)從上面的計(jì)算可知:若OSRdyGr使任務(wù)進(jìn)入就緒態(tài)如果prio是任務(wù)的優(yōu)先級(jí)，即任務(wù)的標(biāo)識(shí)號(hào)，則將任務(wù)放入就緒表，即使任務(wù)進(jìn)入就緒態(tài)的方法是：OSRdyGrp|=OSMapTbl[prio>>3];OSRdyTbl[prio>>3]|=OSMapTbl[prio&0x07];假設(shè)優(yōu)先級(jí)為12——1100bOSRdyGrp|=OSMapTbl[12>>3](0x02)；OSRdyTbl[1]|=0x10;使任務(wù)進(jìn)入就緒態(tài)如果prio是任務(wù)的優(yōu)先級(jí)，即任務(wù)的標(biāo)識(shí)號(hào)，使任務(wù)脫離就緒態(tài)將任務(wù)就緒表OSRdyTbl[prio>>3]相應(yīng)元素的相應(yīng)位清零，而且當(dāng)OSRdyTbl[prio>>3]中的所有位都為零時(shí)，即該任務(wù)所在組的所有任務(wù)中沒(méi)有一個(gè)進(jìn)入就緒態(tài)時(shí)，OSRdyGrp的相應(yīng)位才為零。if((OSRdyTbl[prio>>3]&=

OSMapTbl[prio&0x07])==0)OSRdyGrp&=OSMapTbl[prio>>3];使任務(wù)脫離就緒態(tài)將任務(wù)就緒表OSRdyTbl[prio>>3任務(wù)的調(diào)度C/OS是可搶占實(shí)時(shí)多任務(wù)內(nèi)核，它總是運(yùn)行就緒任務(wù)中優(yōu)先級(jí)最高的那一個(gè)。C/OS中不支持時(shí)間片輪轉(zhuǎn)法，每個(gè)任務(wù)的優(yōu)先級(jí)要求不一樣且是唯一的，所以任務(wù)調(diào)度的工作就是：查找準(zhǔn)備就緒的最高優(yōu)先級(jí)的任務(wù)并進(jìn)行上下文切換。C/OS任務(wù)調(diào)度所花的時(shí)間為常數(shù)，與應(yīng)用程序中建立的任務(wù)數(shù)無(wú)關(guān)。任務(wù)的調(diào)度C/OS是可搶占實(shí)時(shí)多任務(wù)內(nèi)核，它總是運(yùn)行就緒任確定哪個(gè)任務(wù)的優(yōu)先級(jí)最高，應(yīng)該選擇哪個(gè)任務(wù)去運(yùn)行，這部分的工作是由調(diào)度器（Scheduler）來(lái)完成的。任務(wù)級(jí)的調(diào)度是由函數(shù)OSSched()完成的；中斷級(jí)的調(diào)度是由另一個(gè)函數(shù)OSIntExt()完成的。確定哪個(gè)任務(wù)的優(yōu)先級(jí)最高，應(yīng)該選擇哪個(gè)任務(wù)去運(yùn)行，這部分的工根據(jù)就緒表確定最高優(yōu)先級(jí)兩個(gè)關(guān)鍵:將優(yōu)先級(jí)數(shù)分解為高三位和低三位分別確定；高優(yōu)先級(jí)有著小的優(yōu)先級(jí)號(hào)；根據(jù)就緒表確定最高優(yōu)先級(jí)兩個(gè)關(guān)鍵:根據(jù)就緒表確定最高優(yōu)先級(jí)通過(guò)OSRdyGrp值確定高3位，假設(shè)OSRdyGrp＝0x08=

0x00001000，第3位為1，優(yōu)先級(jí)的高3位為011;通過(guò)OSRdyTbl[3]的值來(lái)確定低3位，假設(shè)OSRdyTbl[3]＝0x3a，第1位為1，優(yōu)先級(jí)的低3位為001，3*8+1=2500011001任務(wù)優(yōu)先級(jí)根據(jù)就緒表確定最高優(yōu)先級(jí)通過(guò)OSRdyGrp值確定高3位，假任務(wù)調(diào)度器voidOSSched(void){INT8Uy;

OS_ENTER_CRITICAL();if((OSLockNesting|OSIntNesting)==0){ y=OSUnMapTbl[OSRdyGrp];OSPrioHighRdy=(INT8U)((y<<3)+ OSUnMapTbl[OSRdyTbl[y]]); if(OSPrioHighRdy!=OSPrioCur){ OSTCBHighRdy=OSTCBPrioTbl[OSPrioHighRdy];OSCtxSwCtr++;OS_TASK_SW();}}OS_EXIT_CRITICAL();}檢查是否中斷調(diào)用和允許任務(wù)調(diào)用找到優(yōu)先級(jí)最高的任務(wù)該任務(wù)是否正在運(yùn)行任務(wù)調(diào)度器voidOSSched(void)檢查是否中斷源代碼中使用了查表法查表法具有確定的時(shí)間，增加了系統(tǒng)的可預(yù)測(cè)性，uC/OS中所有的系統(tǒng)調(diào)用時(shí)間都是確定的Y=OSUnMapTbl[OSRdyGrp];X=OSUnMapTbl[OSRdyTbl[Y]];Prio=(Y<<3)+X;參見OS_CORE.C源代碼中使用了查表法查表法具有確定的時(shí)間，增加了系統(tǒng)的可預(yù)測(cè)INT8UconstOSUnMapTbl[]={0,0,1,0,2,0,1,0,3,0,1,0,2,0,1,0,4,0,1,0,2,0,1,0,3,0,1,0,2,0,1,0,5,0,1,0,2,0,1,0,3,0,1,0,2,0,1,0,4,0,1,0,2,0,1,0,3,0,1,0,2,0,1,0,6,0,1,0,2,0,1,0,3,0,1,0,2,0,1,0,4,0,1,0,2,0,1,0,3,0,1,0,2,0,1,0,5,0,1,0,2,0,1,0,3,0,1,0,2,0,1,0,4,0,1,0,2,0,1,0,3,0,1,0,2,0,1,0,7,0,1,0,2,0,1,0,3,0,1,0,2,0,1,0,4,0,1,0,2,0,1,0,3,0,1,0,2,0,1,0,5,0,1,0,2,0,1,0,3,0,1,0,2,0,1,0,4,0,1,0,2,0,1,0,3,0,1,0,2,0,1,0,6,0,1,0,2,0,1,0,3,0,1,0,2,0,1,0,4,0,1,0,2,0,1,0,3,0,1,0,2,0,1,0,5,0,1,0,2,0,1,0,3,0,1,0,2,0,1,0,4,0,1,0,2,0,1,0,3,0,1,0,2,0,1,0};優(yōu)先級(jí)判定表OSUnMapTbl[256]舉例：

如OSRdyGrp的值為01101000B，即0X68，則查得OSUnMapTbl[OSRdyGrp]的值是3，它相應(yīng)于OSRdyGrp中的第3位置1；如OSRdyTbl[3]的值是11100100B，即0XE4，則查OSUnMapTbl[OSRdyTbl[3]]的值是2，則進(jìn)入就緒態(tài)的最高任務(wù)優(yōu)先級(jí)Prio=3*8+2=26

INT8UconstOSUnMapTbl[]={優(yōu)先任務(wù)切換將被掛起任務(wù)的寄存器內(nèi)容入棧；將較高優(yōu)先級(jí)任務(wù)的寄存器內(nèi)容出棧，恢復(fù)到硬件寄存器中。任務(wù)切換將被掛起任務(wù)的寄存器內(nèi)容入棧；任務(wù)級(jí)的任務(wù)切換OS_TASK_SW()通過(guò)sc系統(tǒng)調(diào)用指令完成保護(hù)當(dāng)前任務(wù)的現(xiàn)場(chǎng)恢復(fù)新任務(wù)的現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行中斷返回指令開始執(zhí)行新的任務(wù)任務(wù)級(jí)的任務(wù)切換OS_TASK_SW()通過(guò)sc系統(tǒng)調(diào)用指令調(diào)用OS_TASK_SW()前的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)低優(yōu)先級(jí)任務(wù)OS_TCBOSTCBCur(1)存貯器低地址存貯器高地址堆棧方向SPR1R2R3R4PCPSW存貯器低地址存貯器高地址高優(yōu)先級(jí)任務(wù)OS_TCBOSTCBHighRdy(3)(2)CPU(4)(5)調(diào)用OS_TASK_SW()前的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)低優(yōu)先級(jí)任務(wù)OSTC保存當(dāng)前CPU寄存器的值低優(yōu)先級(jí)任務(wù)OS_TCBOSTCBCurPSWPCR1R2R3R4存貯器低地址存貯器高地址堆棧方向SPR1R2R3R4PCPSW存貯器低地址存貯器高地址高優(yōu)先級(jí)任務(wù)OS_TCBOSTCBHighRdy(3)(2)CPU(4)(5)(1)(3)保存當(dāng)前CPU寄存器的值低優(yōu)先級(jí)任務(wù)OSTCBCurPSWP重新裝入要運(yùn)行的任務(wù)低優(yōu)先級(jí)任務(wù)OS_TCBOSTCBCurPSWPCR1R2R3R4存貯器低地址存貯器高地址堆棧方向SPR1R2R3R4PCPSWPSWPCR1R2R3R4存貯器低地址存貯器高地址高優(yōu)先級(jí)任務(wù)OS_TCBOSTCBHighRdyOSTCBCur(1)(2)CPU(4)(4)(1)(3)(3)(4)重新裝入要運(yùn)行的任務(wù)低優(yōu)先級(jí)任務(wù)OSTCBCurPSWPCR任務(wù)切換OS_TASK_SW()的代碼VoidOSCtxSw(void){將R1,R2,R3及R4推入當(dāng)前堆棧；OSTCBCurOSTCBStkPtr=SP;OSTCBCur=OSTCBHighRdy;SP=OSTCBHighRdyOSTCBSTKPtr;將R4,R3,R2及R1從新堆棧中彈出；執(zhí)行中斷返回指令；}任務(wù)切換OS_TASK_SW()的代碼VoidOSCtxS給調(diào)度器上鎖OSSchedlock()：給調(diào)度器上鎖函數(shù)，用于禁止任務(wù)調(diào)度，保持對(duì)CPU的控制權(quán)（即使有優(yōu)先級(jí)更高的任務(wù)進(jìn)入了就緒態(tài)）；OSSchedUnlock()：給調(diào)度器開鎖函數(shù)，當(dāng)任務(wù)完成后調(diào)用此函數(shù)，調(diào)度重新得到允許；當(dāng)?shù)蛢?yōu)先級(jí)的任務(wù)要發(fā)消息給多任務(wù)的郵箱、消息隊(duì)列、信號(hào)量時(shí)，它不希望高優(yōu)先級(jí)的任務(wù)在郵箱、隊(duì)列和信號(hào)量還沒(méi)有得到消息之前就取得了CPU的控制權(quán)，此時(shí)，可以使用調(diào)度器上鎖函數(shù)。給調(diào)度器上鎖OSSchedlock()：給調(diào)度器上鎖函數(shù)，用任務(wù)管理的系統(tǒng)服務(wù)創(chuàng)建任務(wù)刪除任務(wù)修改任務(wù)的優(yōu)先級(jí)掛起和恢復(fù)任務(wù)獲得一個(gè)任務(wù)的有關(guān)信息任務(wù)管理的系統(tǒng)服務(wù)創(chuàng)建任務(wù)創(chuàng)建任務(wù)創(chuàng)建任務(wù)的函數(shù)OSTaskCreate();OSTaskCreateExt();OSTaskCreateExt()是OSTaskCreate()的擴(kuò)展版本，提供了一些附加的功能；任務(wù)可以在多任務(wù)調(diào)度開始(即調(diào)用OSStart())之前創(chuàng)建，也可以在其它任務(wù)的執(zhí)行過(guò)程中被創(chuàng)建。但在OSStart()被調(diào)用之前，用戶必須創(chuàng)建至少一個(gè)任務(wù)；不能在中斷服務(wù)程序(ISR)中創(chuàng)建新任務(wù)。創(chuàng)建任務(wù)創(chuàng)建任務(wù)的函數(shù)OSTaskCreate()INT8UOSTaskCreate(

void(*task)(void*pd),//任務(wù)代碼指針

void*pdata,//任務(wù)參數(shù)指針

OS_STK*ptos,//任務(wù)棧的棧頂指針

INT8Uprio//任務(wù)的優(yōu)先級(jí)

);返回值 OS_NO_ERR：函數(shù)調(diào)用成功；

OS_PRIO_EXIT：任務(wù)優(yōu)先級(jí)已經(jīng)存在；

OS_PRIO_INVALID：任務(wù)優(yōu)先級(jí)無(wú)效。OSTaskCreate()INT8UOSTaskCreaOSTaskCreate()的實(shí)現(xiàn)過(guò)程任務(wù)優(yōu)先級(jí)檢查該優(yōu)先級(jí)是否在0到OS_LOWSEST_PRIO之間？該優(yōu)先級(jí)是否空閑？調(diào)用OSTaskStkInit()，創(chuàng)建任務(wù)的棧幀；調(diào)用OSTCBInit()，從空閑的OS_TCB池（即OSTCBFreeList鏈表）中獲得一個(gè)TCB并初始化其內(nèi)容，然后把它加入到OSTCBList鏈表的開頭，并把它設(shè)定為就緒狀態(tài)；任務(wù)個(gè)數(shù)OSTaskCtr加1；調(diào)用用戶自定義的函數(shù)OSTaskCreateHook()；判斷是否需要調(diào)度（調(diào)用者是正在執(zhí)行的任務(wù)）OSTaskCreate()的實(shí)現(xiàn)過(guò)程任務(wù)優(yōu)先級(jí)檢查OSTaskCreateExt()INT8UOSTaskCreateExt(

前四個(gè)參數(shù)與OSTaskCreate相同，

INT16Uid,//任務(wù)的ID

OS_STK*pbos,//指向任務(wù)棧底的指針

INT32Ustk_size,//棧能容納的成員數(shù)目

void*pext,//指向用戶附加數(shù)據(jù)域的指針

INT16Uopt//一些選項(xiàng)信息

);返回值：與OSTaskCreate()相同。OSTaskCreateExt()INT8UOSTaskC任務(wù)的棧空間每個(gè)任務(wù)都有自己的?？臻g（Stack），棧必須聲明為OS_STK類型，并且由連續(xù)的內(nèi)存空間組成；棧空間的分配方法靜態(tài)分配：在編譯的時(shí)候分配，例如：

staticOS_STKMyTaskStack[stack_size];

OS_STKMyTaskStack[stack_size];動(dòng)態(tài)分配：在任務(wù)運(yùn)行的時(shí)候使用malloc()函數(shù)來(lái)動(dòng)態(tài)申請(qǐng)內(nèi)存空間；任務(wù)的?？臻g每個(gè)任務(wù)都有自己的棧空間（Stack），棧必須聲OS_STK*pstk;

pstk=(OS_STK*)malloc(stack_size);/*確認(rèn)malloc()能得到足夠的內(nèi)存空間*/

if(pstk!=(OS_STK*)0){Createthetask;}

動(dòng)態(tài)分配OS_STK*pstk;動(dòng)態(tài)分配內(nèi)存碎片問(wèn)題在動(dòng)態(tài)分配中，可能存在內(nèi)存碎片問(wèn)題。特別是當(dāng)用戶反復(fù)地建立和刪除任務(wù)時(shí)，內(nèi)存堆中可能會(huì)出現(xiàn)大量的碎片，導(dǎo)致沒(méi)有足夠大的一塊連續(xù)內(nèi)存區(qū)域可用作任務(wù)棧，這時(shí)malloc()便無(wú)法成功地為任務(wù)分配?？臻g。3Kb堆初始狀態(tài)A(1Kb)B(1Kb)C(1Kb)3個(gè)任務(wù)1KbB(1Kb)1Kb刪除A,C內(nèi)碎片/

外碎片?內(nèi)存碎片問(wèn)題在動(dòng)態(tài)分配中，可能存在內(nèi)存碎片問(wèn)題。特別是當(dāng)用戶棧的增長(zhǎng)方向棧的增長(zhǎng)方向的設(shè)置從低地址到高地址：在OS_CPU.H中，將常量OS_STK_GROWTH設(shè)定為0；從高地址到低地址：在OS_CPU.H中，將常量OS_STK_GROWTH設(shè)定為1；OS_STKTaskStack[TASK_STACK_SIZE];OSTaskCreate(task,pdata,

&TaskStack[TASK_STACK_SIZE-1],

prio);棧的增長(zhǎng)方向棧的增長(zhǎng)方向的設(shè)置刪除任務(wù)OSTaskDel()：刪除一個(gè)任務(wù)，其TCB會(huì)從所有可能的系統(tǒng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中移除。任務(wù)將返回并處于休眠狀態(tài)（任務(wù)的代碼還在）。如果任務(wù)正處于就緒狀態(tài)，把它從就緒表中移出，這樣以后就不會(huì)再被調(diào)度執(zhí)行了；如果任務(wù)正處于郵箱、消息隊(duì)列或信號(hào)量的等待隊(duì)列中，也把它移出；將任務(wù)的OS_TCB從OSTCBList鏈表當(dāng)中移動(dòng)到OSTCBFreeList。刪除任務(wù)OSTaskDel()：刪除一個(gè)任務(wù)，其TCB會(huì)從所OSTaskChangePrio()：在程序運(yùn)行期間，用戶可以通過(guò)調(diào)用本函數(shù)來(lái)改變某個(gè)任務(wù)的優(yōu)先級(jí)。 INT8UOSTaskChangePrio(INT8Uoldprio,

INT8Unewprio)OSTaskQuery()：獲得一個(gè)任務(wù)的有關(guān)信息獲得的是對(duì)應(yīng)任務(wù)的OS_TCB中內(nèi)容的拷貝。OSTaskChangePrio()：在程序運(yùn)行期間，用戶可OSTaskSuspend()：掛起一個(gè)任務(wù)如果任務(wù)處于就緒態(tài)，把它從就緒表中移出；在任務(wù)的TCB中設(shè)置OS_STAT_SUSPEND標(biāo)志，表明該任務(wù)正在被掛起。OSTaskResume()：恢復(fù)一個(gè)任務(wù)恢復(fù)被OSTaskSuspend()掛起的任務(wù)；清除TCB中OSTCBStat字段的OS_STAT_SUSPEND位掛起和恢復(fù)任務(wù)OSTaskSuspend()：掛起一個(gè)任務(wù)掛起和恢復(fù)任務(wù)第三章、實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)C/OS-II1324C/OS-II概述任務(wù)管理中斷和時(shí)間管理任務(wù)之間的通信與同步5存儲(chǔ)管理6C/OS-II的移植第三章、實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)C/OS-II1324C/OS-II中斷處理中斷：由于某種事件的發(fā)生而導(dǎo)致程序流程的改變。產(chǎn)生中斷的事件稱為中斷源。CPU響應(yīng)中斷的條件：至少有一個(gè)中斷源向CPU發(fā)出中斷信號(hào)；系統(tǒng)允許中斷，且對(duì)此中斷信號(hào)未予屏蔽。中斷處理中斷：由于某種事件的發(fā)生而導(dǎo)致程序流程的改變。產(chǎn)生中中斷服務(wù)程序ISR中斷一旦被識(shí)別，CPU會(huì)保存部分（或全部）運(yùn)行上下文（context，即寄存器的值），然后跳轉(zhuǎn)到專門的子程序去處理此次事件，稱為中斷服務(wù)子程序(ISR)。μC/OS-Ⅱ中，中斷服務(wù)子程序要用匯編語(yǔ)言來(lái)編寫，然而，如果用戶使用的C語(yǔ)言編譯器支持在線匯編語(yǔ)言的話，用戶可以直接將中斷服務(wù)子程序代碼放在C語(yǔ)言的程序文件中。中斷服務(wù)程序ISR中斷一旦被識(shí)別，CPU會(huì)保存部分（或全部）(1)保存全部CPU寄存器的值;(2)調(diào)用OSIntEnter()，或直接把全局變量OSIntNesting（中斷嵌套層次）加1；(3)執(zhí)行用戶代碼做中斷服務(wù);(4)調(diào)用OSIntExit()；(5)恢復(fù)所有CPU寄存器；(6)執(zhí)行中斷返回指令。用戶ISR的框架(1)保存全部CPU寄存器的值;用戶ISR的框架嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)分析課件OSIntEnter()/*在調(diào)用本函數(shù)之前必須先將中斷關(guān)閉*/voidOSIntEnter(void){if(OSRunning==TRUE){if(OSIntNesting<255){OSIntNesting++;}}}OSIntEnter()/*在調(diào)用本函數(shù)之前必須先將中斷關(guān)OSIntExit的意義OSIntExit的意義OSIntExit()voidOSIntExit(void){OS_ENTER_CRITICAL();//關(guān)中斷if((--OSIntNesting|OSLockNesting)==0)//判斷嵌套是否為零{//把高優(yōu)先級(jí)任務(wù)裝入OSIntExitY=OSUnMapTbl[OSRdyGrp];OSPrioHighRdy=(INT8U)((OSIntExitY<<3)+OSUnMapTbl[OSRdyTbl[OSIntExitY]]);if(OSPrioHighRdy!=OSPrioCur){OSTCBHighRdy=

OSTCBPrioTbl[OSPrioHighRdy];OSCtxSwCtr++;

OSIntCtxSw();}}OS_EXIT_CRITICAL();//開中斷返回}OSIntExit()voidOSIntExit(voiOSIntCtxSw()在任務(wù)切換時(shí)，為什么使用OSIntCtxSw()而不是調(diào)度函數(shù)中的OS_TASK_SW()？原因有二點(diǎn)一半的任務(wù)切換工作，即CPU寄存器入棧，已經(jīng)在前面做完了；需要保證所有被掛起任務(wù)的棧結(jié)構(gòu)是一樣的。OSIntCtxSw()在任務(wù)切換時(shí)，為什么使用OSIntCOSIntExit的關(guān)鍵——OSIntCtxSw實(shí)現(xiàn)中斷級(jí)的任務(wù)切換ARM在棧指針調(diào)整過(guò)程中的優(yōu)勢(shì)OSIntExit的關(guān)鍵——OSIntCtxSw實(shí)現(xiàn)中斷級(jí)的調(diào)用中斷切換函數(shù)OSIntCtxSw()后的堆棧情況調(diào)用中斷切換函數(shù)OSIntCtxSw()后的堆棧情況時(shí)鐘節(jié)拍時(shí)鐘節(jié)拍是一種特殊的中斷，相當(dāng)于操作系統(tǒng)的心臟起搏器；μC/OS需要用戶提供周期性信號(hào)源，用于實(shí)現(xiàn)時(shí)間延時(shí)和確認(rèn)超時(shí)。節(jié)拍率應(yīng)在10到100Hz之間，時(shí)鐘節(jié)拍率越高，系統(tǒng)的額外負(fù)荷就越重；時(shí)鐘節(jié)拍的實(shí)際頻率取決于用戶應(yīng)用程序的精度。時(shí)鐘節(jié)拍源可以是專門的硬件定時(shí)器，或是來(lái)自50/60Hz交流電源的信號(hào)。時(shí)鐘節(jié)拍時(shí)鐘節(jié)拍是一種特殊的中斷，相當(dāng)于操作系統(tǒng)的心臟起搏器時(shí)鐘節(jié)拍ISRvoidOSTickISR(void){

(1)保存處理器寄存器的值；

(2)調(diào)用OSIntEnter()或?qū)SIntNesting加1;

(3)調(diào)用OSTimeTick();/*檢查每個(gè)任務(wù)的時(shí)間延時(shí)*/

(4)調(diào)用OSIntExit();

(5)恢復(fù)處理器寄存器的值;

(6)執(zhí)行中斷返回指令;}時(shí)鐘節(jié)拍ISRvoidOSTickISR(void)時(shí)鐘節(jié)拍函數(shù)OSTimtick()voidOSTimeTick(void){OS_TCB*ptcb;OSTimeTickHook(); (1)ptcb=OSTCBList; (2)while(ptcb->OSTCBPrio!=OS_IDLE_PRIO){ (3)OS_ENTER_CRITICAL();if(ptcb->OSTCBDly!=0){if(--ptcb->OSTCBDly==0){If(!(ptcb->OSTCBStat&OS_STAT_SUSPEND)){ (4)OSRdyGrp|=ptcb->OSTCBBitY; (5)OSRdyTbl[ptcb->OSTCBY]|=ptcb->OSTCBBitX;}else{ptcb->OSTCBDly=1;}}}ptcb=ptcb->OSTCBNext;OS_EXIT_CRITICAL();}OS_ENTER_CRITICAL(); (6)OSTime++; (7)OS_EXIT_CRITICAL();}時(shí)鐘節(jié)拍函數(shù)OSTimtick()voidOSTime時(shí)間管理與時(shí)間管理相關(guān)的系統(tǒng)服務(wù):OSTimeDLY()OSTimeDLYHMSM()OSTimeDlyResmue()OStimeGet()OSTimeSet()時(shí)間管理與時(shí)間管理相關(guān)的系統(tǒng)服務(wù):OSTimeDLY()OSTimeDLY()：任務(wù)延時(shí)函數(shù)，申請(qǐng)?jiān)摲?wù)的任務(wù)可以延時(shí)一段時(shí)間；調(diào)用OSTimeDLY后，任務(wù)進(jìn)入等待狀態(tài)；使用方法voidOSTimeDly(INT16Uticks);ticks表示需要延時(shí)的時(shí)間長(zhǎng)度，用時(shí)鐘節(jié)拍的個(gè)數(shù)來(lái)表示。OSTimeDLY()OSTimeDLY()：任務(wù)延時(shí)函數(shù)，OSTimeDLY()voidOSTimeDly(INT16Uticks){if(ticks>0){OS_ENTER_CRITICAL();if((OSRdyTbl[OSTCBCur->OSTCBY]&=~OSTCBCur->OSTCBBitX)==0){OSRdyGrp&=~OSTCBCur->OSTCBBitY;}OSTCBCur->OSTCBDly=ticks;OS_EXIT_CRITICAL();OSSched();}}OSTimeDLY()voidOSTimeDly(INTOSTimeDLY(1)的問(wèn)題OSTimeDLY(1)的問(wèn)題OSTimeDlyHMSM()OSTimeDlyHMSM()：OSTimeDly()的另一個(gè)版本，即按時(shí)分秒延時(shí)函數(shù)；使用方法INT8UOSTimeDlyHMSM(

INT8Uhours,//小時(shí)

INT8Uminutes,//分鐘

INT8Useconds,//秒

INT16Umilli//毫秒

);OSTimeDlyHMSM()OSTimeDlyHMSM()OSTimeDlyResume()OSTimeDlyResume()：讓處在延時(shí)期的任務(wù)提前結(jié)束延時(shí)，進(jìn)入就緒狀態(tài)；使用方法INT8UOSTimeDlyResume(INT8U

prio);prio表示需要提前結(jié)束延時(shí)的任務(wù)的優(yōu)先級(jí)/任務(wù)ID。OSTimeDlyResume()OSTimeDlyResu系統(tǒng)時(shí)間每隔一個(gè)時(shí)鐘節(jié)拍，發(fā)生一個(gè)時(shí)鐘中斷，將一個(gè)32位的計(jì)數(shù)器OSTime加1；該計(jì)數(shù)器在用戶調(diào)用OSStart()初始化多任務(wù)和4,294,967,295個(gè)節(jié)拍執(zhí)行完一遍的時(shí)候從0開始計(jì)數(shù)。若時(shí)鐘節(jié)拍的頻率等于100Hz，該計(jì)數(shù)器每隔497天就重新開始計(jì)數(shù)；OSTimeGet()：獲得該計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值；INT32UOSTimeGet(void);OSTimeSet()：設(shè)置該計(jì)數(shù)器的值。voidOSTimeSet(INT32Uticks);系統(tǒng)時(shí)間每隔一個(gè)時(shí)鐘節(jié)拍，發(fā)生一個(gè)時(shí)鐘中斷，將一個(gè)32位的計(jì)何時(shí)啟動(dòng)系統(tǒng)定時(shí)器如果在OSStart之前啟動(dòng)定時(shí)器，則系統(tǒng)可能無(wú)法正確執(zhí)行完OSStartHighRdyOSStart函數(shù)直接調(diào)用OSStartHighRdy去執(zhí)行最高優(yōu)先級(jí)的任務(wù)，OSStart不返回。系統(tǒng)定時(shí)器應(yīng)該在系統(tǒng)的最高優(yōu)先級(jí)任務(wù)中啟動(dòng)使用OSRunning變量來(lái)控制操作系統(tǒng)的運(yùn)行在我們的移植版本中，使用了uCOS-II中的保留任務(wù)1作為系統(tǒng)任務(wù)。負(fù)責(zé)啟動(dòng)定時(shí)器何時(shí)啟動(dòng)系統(tǒng)定時(shí)器如果在OSStart之前啟動(dòng)定時(shí)器，則系統(tǒng)時(shí)鐘節(jié)拍的啟動(dòng)用戶必須在多任務(wù)系統(tǒng)啟動(dòng)以后再開啟時(shí)鐘節(jié)拍器，也就是在調(diào)用OSStart()之后；在調(diào)用OSStart()之后做的第一件事是初始化定時(shí)器中斷。voidmain(void){...OSInit();/*初始化uC/OS-II*//*應(yīng)用程序初始化代碼...*//*調(diào)用OSTaskCreate()創(chuàng)建至少一個(gè)任務(wù)*/

允許時(shí)鐘節(jié)拍中斷;/*錯(cuò)誤！可能crash!*/OSStart();/*開始多任務(wù)調(diào)度*/}時(shí)鐘節(jié)拍的啟動(dòng)用戶必須在多任務(wù)系統(tǒng)啟動(dòng)以后再開啟時(shí)鐘節(jié)拍器，系統(tǒng)的初始化與啟動(dòng)在調(diào)用C/OS-II的任何其它服務(wù)之前，用戶必須首先調(diào)用系統(tǒng)初始化函數(shù)OSInit()來(lái)初始化C/OS的所有變量和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；OSInit()建立空閑任務(wù)OSTaskIdle()，該任務(wù)總是處于就緒狀態(tài)，其優(yōu)先級(jí)一般被設(shè)成最低，即OS_LOWEST_PRIO；如果需要，OSInit()還建立統(tǒng)計(jì)任務(wù)OSTaskStat()，并讓其進(jìn)入就緒狀態(tài)；OSInit()還初始化了4個(gè)空數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)緩沖區(qū)：空閑TCB鏈表OSTCBFreeList、空閑事件鏈表OSEventFreeList、空閑隊(duì)列鏈表OSQFreeList和空閑存儲(chǔ)鏈表OSMemFreeList。系統(tǒng)的初始化與啟動(dòng)在調(diào)用C/OS-II的任何其它服務(wù)之前，系統(tǒng)初始化后的狀態(tài)系統(tǒng)初始化后的狀態(tài)C/OS-II的啟動(dòng)多任務(wù)的啟動(dòng)是用戶通過(guò)調(diào)用OSStart()實(shí)現(xiàn)的。然而，啟動(dòng)μC/OS-Ⅱ之前，用戶至少要建立一個(gè)應(yīng)用任務(wù)。voidmain(void){OSInit();/*初始化uC/OS-II*/...

通過(guò)調(diào)用OSTaskCreate()或OSTaskCreateExt()

創(chuàng)建至少一個(gè)任務(wù);...

OSStart();

/*開始多任務(wù)調(diào)度!永不返回*/

}C/OS-II的啟動(dòng)多任務(wù)的啟動(dòng)是用戶通過(guò)調(diào)用OSStarOSStart()voidOSStart(void){INT8UY;INT8UX;if(OSRunning==FALSE){y=OSUnMapTbl[OSRdyGrp];x=OSUnMapTbl[OSRdyTbl[y]];OSPrioHighRdy=(INT8U)((Y<<3)+X);OSPrioCur=OSPrioHighRdy;OSTCBHighRdy=

OSTCBPrioTbl[OSPrioHighRdy];OSTCBCur=OSTCBHighRdy;OSStartHighRdy();}}OSStart()voidOSStart(void)統(tǒng)計(jì)任務(wù)初始化函數(shù)OSStatInit(void)voidOSStatInit(void){OSTimeDly(2);OS_ENTER_CRITICAL();OSIdleCtr=0L;OS_EXIT_CRITICAL();OSTimeDly(OS_TICKS_PER_SEC);OS_ENTER_CRITICAL();OSIdleCtrMax=OSIdleCtr;OSStatRdy=TRUE;OS_EXIT_CRITICAL();}統(tǒng)計(jì)任務(wù)初始化函數(shù)OSStatInit(void)void統(tǒng)計(jì)任務(wù)初始化統(tǒng)計(jì)任務(wù)初始化系統(tǒng)啟動(dòng)后的狀態(tài)假設(shè)用戶創(chuàng)建的任務(wù)優(yōu)先級(jí)為6系統(tǒng)啟動(dòng)后的狀態(tài)假設(shè)用戶創(chuàng)建的第三章、實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)C/OS-II1324C/OS-II概述任務(wù)管理中斷和時(shí)間管理任務(wù)之間的通信與同步5存儲(chǔ)管理第三章、實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)C/OS-II1324C/OS-II任務(wù)間通信與同步任務(wù)間通信的管理：事件控制塊ECB；同步與互斥臨界區(qū)（CriticalSections）；信號(hào)量（Semaphores）；任務(wù)間通信郵箱（MessageMailboxes）；消息隊(duì)列（MessageQueues）。任務(wù)間通信與同步任務(wù)間通信的管理：事件控制塊ECB；事件控制塊ECBECB數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)typedefstruct{void*OSEventPtr;/*指向消息或消息隊(duì)列的指針*/INT8UOSEventTbl[OS_EVENT_TBL_SIZE];//等待任務(wù)列表INT16UOSEventCnt;/*計(jì)數(shù)器（當(dāng)事件是信號(hào)量時(shí)）*/INT8UOSEventType;/*事件類型：信號(hào)量、郵箱等*/INT8UOSEventGrp;/*等待任務(wù)組*/}OS_EVENT;

與TCB類似的結(jié)構(gòu)，使用兩個(gè)鏈表，空閑鏈表與使用鏈表所有的通信信號(hào)都被看成是事件(event),C/OS-II通過(guò)事件控制塊(ECB)來(lái)管理每一個(gè)具體事件。事件控制塊ECBECB數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)所有的通信信號(hào)都被看成是事件(事件控制塊ECB數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)2017654310891514131211181617232221201926242531302928273432333938373635424041474645444350484955545352515856576362616059·OSRdyTbl[8]·OSEventGrp·OSEventPtr·OSEventCnt·OSEventTypepreventOS_Event事件控制塊ECB數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)201765431089151413任務(wù)和ISR之間的通信方式一個(gè)任務(wù)或ISR可以通過(guò)事件控制塊ECB（信號(hào)量、郵箱或消息隊(duì)列）向另外的任務(wù)發(fā)信號(hào)；一個(gè)任務(wù)還可以等待另一個(gè)任務(wù)或中斷服務(wù)子程序給它發(fā)送信號(hào)。對(duì)于處于等待狀態(tài)的任務(wù)，還可以給它指定一個(gè)最長(zhǎng)等待時(shí)間；多個(gè)任務(wù)可以同時(shí)等待同一個(gè)事件的發(fā)生。當(dāng)該事件發(fā)生后，在所有等待該事件的任務(wù)中，優(yōu)先級(jí)最高的任務(wù)得到了該事件并進(jìn)入就緒狀態(tài)，準(zhǔn)備執(zhí)行。任務(wù)和ISR之間的通信方式一個(gè)任務(wù)或ISR可以通過(guò)事件控制塊任務(wù)和ISR之間的通信方式ECBISRTaskSignalSignalWaitWaitTaskTaskAISRTaskSignalSignalWaitWaitTaskTaskBTaskTaskWait/SignalCECBECBECBWait/SignalTimeOut任務(wù)和ISR之間的通信方式ECBISRTaskSignalS等待任務(wù)列表每個(gè)正在等待某個(gè)事件的任務(wù)被加入到該事件的ECB的等待任務(wù)列表中，該列表包含兩個(gè)變量OSEventGrp和OSEventTbl[]。在OSEventGrp中，任務(wù)按優(yōu)先級(jí)分組，8個(gè)任務(wù)為一組，共8組，分別對(duì)應(yīng)OSEventGrp當(dāng)中的8位。當(dāng)某組中有任務(wù)處于等待該事件的狀態(tài)時(shí)，對(duì)應(yīng)的位就被置位。同時(shí)，OSEventTbl[]中的相應(yīng)位也被置位。等待任務(wù)列表每個(gè)正在等待某個(gè)事件的任務(wù)被加入到該事件的ECB最低優(yōu)先級(jí)任務(wù)(即空閑任務(wù)，不可能處于等待狀態(tài))565758596061626348495051525354554041424344454647323334353637383924252627282930311617181920212223891011121314150123456701234567[0][1][2][3][4][5][6][7].OSEventGrpOSEventTbl[OS_LOWEST_PRIO/8+1]XY最高優(yōu)先級(jí)任務(wù)正在等待該事件的任務(wù)的優(yōu)先級(jí)XXXYYY00任務(wù)的優(yōu)先級(jí).OSEventTbl[]中相應(yīng)位的位置.OSEventGrp中相應(yīng)位的位置及.OSEventTbl[]中的數(shù)組下標(biāo)最低優(yōu)先級(jí)任務(wù)(即空閑任務(wù)，不可能處于等待狀態(tài))565758使任務(wù)進(jìn)入/脫離等待狀態(tài)將一個(gè)任務(wù)插入到事件的等待任務(wù)列表中pevent->OSEventGrp|=OSMapTbl[prio>>3];pevent->OSEventTbl[prio>>3]|=OSMapTbl[prio&0x07];從等待任務(wù)列表中刪除一個(gè)任務(wù)if((pevent->OSEventTbl[prio>>3]&=~OSMapTbl[prio&0x07])==0){pevent->OSEventGrp&=~OSMapTbl[prio>>3];}使任務(wù)進(jìn)入/脫離等待狀態(tài)將一個(gè)任務(wù)插入到事件的等待任務(wù)列表中在等待事件的任務(wù)列表中查找優(yōu)先級(jí)最高的任務(wù)在等待任務(wù)列表中查找最高優(yōu)先級(jí)的任務(wù)y=OSUnMapTbl[pevent->OSEventGrp];x=OSUnMapTbl[pevent->OSEventTbl[y]];prio=(y<<3)+x;在等待事件的任務(wù)列表中查找優(yōu)先級(jí)最高的任務(wù)在等待任務(wù)列表中查空閑ECB的管理ECB的總數(shù)由用戶所需要的信號(hào)量、郵箱和消息隊(duì)列的總數(shù)決定，由OS_CFG.H中的#defineOS_MAX_EVENTS定義。在調(diào)用OSInit()初始化系統(tǒng)時(shí)，所有的ECB被鏈接成一個(gè)單向鏈表——空閑事件控制塊鏈表；每當(dāng)建立一個(gè)信號(hào)量、郵箱或消息隊(duì)列時(shí)，就從該鏈表中取出一個(gè)空閑事件控制塊，并對(duì)它進(jìn)行初始化。0OS_MAX_EVENTSOSEventFreeListOS_EVENT空閑ECB的管理ECB的總數(shù)由用戶所需要的信號(hào)量、郵箱和消息ECB的基本操作OSEventWaitListInit()初始化一個(gè)事件控制塊。當(dāng)創(chuàng)建一個(gè)信號(hào)量、郵箱或消息隊(duì)列時(shí)，相應(yīng)的創(chuàng)建函數(shù)會(huì)調(diào)用本函數(shù)對(duì)ECB的內(nèi)容進(jìn)行初始化，將OSEventGrp和OSEventTbl[]數(shù)組清零；OSEventWaitListInit(OS_EVENT*pevent)；prevent：指向需要初始化的事件控制塊的指針。OSEventTaskRdy()。使一個(gè)任務(wù)進(jìn)入就緒態(tài)。當(dāng)一個(gè)事件發(fā)生時(shí)，需要將其等待任務(wù)列表中的最高優(yōu)先級(jí)任務(wù)置為就緒態(tài)；OSEventTaskRdy(OS_EVENT*pevent,

void*msg,INT8Umsk)；msg：指向消息的指針；msk：用于設(shè)置TCB的狀態(tài)。ECB的基本操作OSEventWaitListInit()ECB的基本操作（續(xù)）OSEventTaskWait()使一個(gè)任務(wù)進(jìn)入等待狀態(tài)。當(dāng)某個(gè)任務(wù)要等待一個(gè)事件的發(fā)生時(shí)，需要調(diào)用本函數(shù)將該任務(wù)從就緒任務(wù)表中刪除，并放到相應(yīng)事件的等待任務(wù)表中；OSEventTaskWait(OS_EVENT*pevent)；OSEventTO()由于等待超時(shí)而將任務(wù)置為就緒態(tài)。如果一個(gè)任務(wù)等待的事件在預(yù)先指定的時(shí)間內(nèi)沒(méi)有發(fā)生，需要調(diào)用本函數(shù)將該任務(wù)從等待列表中刪除，并把它置為就緒狀態(tài)；OSEventTO(OS_EVENT*pevent)；ECB的基本操作（續(xù)）OSEventTaskWait()同步與互斥為了實(shí)現(xiàn)資源共享，一個(gè)操作系統(tǒng)必須提供臨界區(qū)操作的功能；μC/OS采用關(guān)閉/打開中斷的方式來(lái)處理臨界區(qū)代碼，從而避免競(jìng)爭(zhēng)條件，實(shí)現(xiàn)任務(wù)間的互斥；

μC/OS定義兩個(gè)宏(macros)來(lái)開關(guān)中斷，即：OS_ENTER_CRITICAL()和OS_EXIT_CRITICAL()；這兩個(gè)宏的定義取決于所用的微處理器，每種微處理器都有自己的OS_CPU.H文件。

同步與互斥為了實(shí)現(xiàn)資源共享，一個(gè)操作系統(tǒng)必須提供臨界區(qū)操作的...

OS_ENTER_CRITICAL();任務(wù)1的臨界區(qū)代碼；OS_EXIT_CRITICAL();...任務(wù)1任務(wù)2...

OS_ENTER_CRITICAL();任務(wù)2的臨界區(qū)代碼；OS_EXIT_CRITICAL();...臨界資源...

OS_ENTER_CRITICAL();任務(wù)1任務(wù)當(dāng)處理臨界段代碼時(shí)，需要關(guān)中斷，處理完畢后，再開中斷；關(guān)中斷時(shí)間是實(shí)時(shí)內(nèi)核最重要的指標(biāo)之一；在實(shí)際應(yīng)用中，關(guān)中斷的時(shí)間很大程度中取決于微處理器的結(jié)構(gòu)和編譯器生成的代碼質(zhì)量；C/OS-II定義兩個(gè)宏開關(guān)中斷:OS_ENTER_CRITICAL()和OS_EXIT_CRITICAL();C/OS-II中開關(guān)中斷的方法當(dāng)處理臨界段代碼時(shí)，需要關(guān)中斷，處理完畢后，再開中斷；C/OS_CRITICAL_METHOD==1用處理器指令關(guān)中斷，執(zhí)行OS_ENTER_CRITICAL()，開中斷執(zhí)行OS_EXIT_CRITICAL()；OS_CRITICAL_METHOD==2實(shí)現(xiàn)OS_ENTER_CRITICAL()時(shí)，先在堆棧中保存中斷的開/關(guān)狀態(tài)，然后再關(guān)中斷；實(shí)現(xiàn)OS_EXIT_CRITICAL()時(shí)，從堆棧中彈出原來(lái)中斷的開/關(guān)狀態(tài)；OS_CRITICAL_METHOD==3把當(dāng)前處理器的狀態(tài)字保存在局部變量中（如OS_CPU_SR，關(guān)中斷時(shí)保存，開中斷時(shí)恢復(fù)C/OS-II中采用了3種開關(guān)中斷的方法OS_CRITICAL_METHOD==1C/OS-II中Intel80x86實(shí)模式下中斷的打開與關(guān)閉；方法1#defineOS_ENTER_CRITICAL()asmCLI#defineOS_EXIT_CRITICAL()asmSTI方法2#defineOS_ENTER_CRITICAL()asm{PUSHF;CLI}#defineOS_EXIT_CRITICAL()asmPOPFIntel80x86實(shí)模式下中斷的打開與關(guān)閉；信號(hào)量信號(hào)量在多任務(wù)系統(tǒng)中的功能實(shí)現(xiàn)對(duì)共享資源的互斥訪問(wèn)（包括單個(gè)共享資源或多個(gè)相同的資源）；實(shí)現(xiàn)任務(wù)之間的行為同步；必須在OS_CFG.H中將OS_SEM_EN開關(guān)常量置為1，這樣μC/OS才能支持信號(hào)量。信號(hào)量信號(hào)量在多任務(wù)系統(tǒng)中的功能uC/OS中信號(hào)量由兩部分組成：信號(hào)量的計(jì)數(shù)值（16位無(wú)符號(hào)整數(shù)）和等待該信號(hào)量的任務(wù)所組成的等待任務(wù)表；信號(hào)量系統(tǒng)服務(wù)OSSemCreate()OSSemPend(),OSSemPost()OSSemAccept(),OSSemQuery()uC/OS中信號(hào)量由兩部分組成：信號(hào)量的計(jì)數(shù)值（16位無(wú)符號(hào)任務(wù)、ISR和信號(hào)量的關(guān)系或任務(wù)任務(wù)ISROSSemAccept()OSSemPend()OSSemQuery()OSSemPost()OSSemPost()OSSemAccept()OSSemCreate()NN任務(wù)、ISR和信號(hào)量的關(guān)系或任務(wù)任務(wù)ISROSSemAc創(chuàng)建一個(gè)信號(hào)量OSSemCreate()創(chuàng)建一個(gè)信號(hào)量，并對(duì)信號(hào)量的初始計(jì)數(shù)值賦值，該初始值為0到65,535之間的一個(gè)數(shù)；OS_EVENT*OSSemCreate(INT16Ucnt);cnt：信號(hào)量的初始值。執(zhí)行步驟從空閑事件控制塊鏈表中得到一個(gè)ECB；初始化ECB，包括設(shè)置信號(hào)量的初始值、把等待任務(wù)列表清零、設(shè)置ECB的事件類型等；返回一個(gè)指向該事件控制塊的指針。創(chuàng)建一個(gè)信號(hào)量OSSemCreate()等待一個(gè)信號(hào)量OSSemPend()等待一個(gè)信號(hào)量，即操作系統(tǒng)中的P操作，將信號(hào)量的值減1；OSSemPend(OS_EVENT*pevent,

INT16Utimeout,INT8U*err);執(zhí)行步驟如果信號(hào)量的計(jì)數(shù)值大于0，將它減1并返回；如果信號(hào)量的值等于0，則調(diào)用本函數(shù)的任務(wù)將被阻塞起來(lái)，等待另一個(gè)任務(wù)把它喚醒；調(diào)用OSSched()函數(shù)，調(diào)度下一個(gè)最高優(yōu)先級(jí)的任務(wù)運(yùn)行。等待一個(gè)信號(hào)量OSSemPend()發(fā)送一個(gè)信號(hào)量OSSemPost()發(fā)送一個(gè)信號(hào)量，即操作系統(tǒng)中的V操作，將信號(hào)量的值加1；OSSemPost(OS_EVENT*pevent);執(zhí)行步驟檢查是否有任務(wù)在等待該信號(hào)量，如果沒(méi)有，將信號(hào)量的計(jì)數(shù)值加1并返回；如果有，將優(yōu)先級(jí)最高的任務(wù)從等待任務(wù)列表中刪除，并使它進(jìn)入就緒狀態(tài)；調(diào)用OSSched()，判斷是否需要進(jìn)行任務(wù)切換。發(fā)送一個(gè)信號(hào)量OSSemPost()無(wú)等待地請(qǐng)求一個(gè)信號(hào)量OSSemAccept()當(dāng)一個(gè)任務(wù)請(qǐng)求一個(gè)信號(hào)量時(shí)，如果該信號(hào)量暫時(shí)無(wú)效，則讓該任務(wù)簡(jiǎn)單地返回，而不是進(jìn)入等待狀態(tài)；INT16UOSSemAccept(OS_EVENT*pevent);執(zhí)行步驟如果該信號(hào)量的計(jì)數(shù)值大于0，則將它減1，然后將信號(hào)量的原有值返回；如果該信號(hào)量的值等于0，直接返回該值(0)。無(wú)等待地請(qǐng)求一個(gè)信號(hào)量OSSemAccept()查詢一個(gè)信號(hào)量的當(dāng)前狀態(tài)OSSemQuery()查詢一個(gè)信號(hào)量的當(dāng)前狀態(tài)；INT8UOSSemQuery(OS_EVENT*pevent,

OS_SEM_DATA*pdata);將指向信號(hào)量對(duì)應(yīng)事件控制塊的指針pevent所指向的ECB的內(nèi)容拷貝到指向用于記錄信號(hào)量信息的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)OS_SEM_DATA數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的指針pdata所指向的緩沖區(qū)當(dāng)中。查詢一個(gè)信號(hào)量的當(dāng)前狀態(tài)OSSemQuery()任務(wù)間通信低級(jí)通信只能傳遞狀態(tài)和整數(shù)值等控制信息，傳送的信息量?。焕纾盒盘?hào)量高級(jí)通信能夠傳送任意數(shù)量的數(shù)據(jù)；例如：共享內(nèi)存、郵箱、消息隊(duì)列任務(wù)間通信低級(jí)通信共享內(nèi)存在C/OS-II中如何實(shí)現(xiàn)共享內(nèi)存？?jī)?nèi)存地址空間只有一個(gè)，為所有的任務(wù)所共享！為了避免競(jìng)爭(zhēng)狀態(tài)，需要使用信號(hào)量來(lái)實(shí)現(xiàn)互斥訪問(wèn)。共享內(nèi)存在C/OS-II中如何實(shí)現(xiàn)共享內(nèi)存？消息郵箱郵箱（MailBox）