μC/OS-II的内核结构

μC/OS-Ⅱ是怎样处理临界段代码的;

什么是任务，怎样把用户的任务交给μC/OS-Ⅱ;

任务是怎样调度的;

应用程序CPU的利用率是多少，μC/OS-Ⅱ是怎样知道的;

怎样写中断服务子程序;

什么是时钟节拍，μC/OS-Ⅱ是怎样处理时钟节拍的;

μC/OS-Ⅱ是怎样初始化的，以及

怎样启动多任务;

本章还描述以下函数,这些服务于应用程序：

OS_ENTER_CRITICAL() 和 OS_EXIT_CRITICAL(),

OSInit(),

OSSTart(),

OSIntEnter() 和 OSIntExit(),

OSSchedLock() 和 OSSchedUnlock(), 以及

OSVersiON().

3.0 临界段(CriticalSections)

和其它内核一样，μC/OS-Ⅱ为了处理临界段代码需要关中断，处理完毕后再开中断。这使得μC/OS-Ⅱ能够避免同时有其它任务或中断服务进入临界段代码。关中断的时间是实时内核开发商应提供的最重要的指标之一，因为这个指标影响用户系统对实时事件的响应性。μC/OS-Ⅱ努力使关中断时间降至最短，但就使用μC/OS-Ⅱ而言，关中断的时间很大程度上取决于微处理器的架构以及编译器所生成的代码质量。

微处理器一般都有关中断/开中断指令，用户使用的C语言编译器必须有某种机制能够在C中直接实现关中断/开中断地操作。某些C编译器允许在用户的C源代码中插入汇编语言的语句。这使得插入微处理器指令来关中断/开中断很容易实现。而有的编译器把从C语言中关中断/开中断放在语言的扩展部分。μC/OS-Ⅱ定义两个宏(macros)来关中断和开中断，以便避开不同C编译器厂商选择不同的方法来处理关中断和开中断。μC/OS-Ⅱ中的这两个宏调用分别是：OS_ENTER_CRITICAL()和OS_EXIT_CRITICAL()。因为这两个宏的定义取决于所用的微处理器，故在文件OS_CPU.H中可以找到相应宏定义。每种微处理器都有自己的OS_CPU.H文件。

3.1 任务

一个任务通常是一个无限的循环[L3.1(2)]，如程序清单3.1所示。一个任务看起来像其它C的函数一样，有函数返回类型，有形式参数变量，但是任务是绝不会返回的。故返回参数必须定义成void[L3.1(1)]。

程序清单L3.1任务是一个无限循环

voidYourTask(void*pdata)(1)

{

for(;;){(2)

/* 用户代码 */

调用uC/OS-II的某种系统服务:

OSMboxPend();

OSQPend();

OSSemPend();

OSTaskDel(OS_PRIO_SELF);

OSTaskSuspend(OS_PRIO_SELF);

OSTimeDly();

OSTimeDlyHMSM();

/* 用户代码 */

}

}

不同的是，当任务完成以后，任务可以自我删除，如清单L3.2所示。注意任务代码并非真的删除了，μC/OS-Ⅱ只是简单地不再理会这个任务了，这个任务的代码也不会再运行，如果任务调用了OSTaskDel()，这个任务绝不会返回什么。

程序清单 L3.2. 任务完成后自我删除

voidYourTask(void*pdata)

{

/* 用户代码 */

OSTaskDel(OS_PRIO_SELF);

}

形式参数变量[L3.1(1)]是由用户代码在第一次执行的时候带入的。请注意，该变量的类型是一个指向void的指针。这是为了允许用户应用程序传递任何类型的数据给任务。这个指针好比一辆万能的车子，如果需要的话，可以运载一个变量的地址，或一个结构，甚至是一个函数的地址。也可以建立许多相同的任务，所有任务都使用同一个函数(或者说是同一个任务代码程序),见第一章的例1。例如，用户可以将四个串行口安排成每个串行口都是一个单独的任务,而每个任务的代码实际上是相同的。并不需要将代码复制四次，用户可以建立一个任务，向这个任务传入一个指向某数据结构的指针变量，这个数据结构定义串行口的参数(波特率、I/O口地址、中断向量号等)。

μC/OS-Ⅱ可以管理多达64个任务，但目前版本的μC/OS-Ⅱ有两个任务已经被系统占用了。作者保留了优先级为0、1、2、3、OS_LOWEST_PRIO-3、OS_LOWEST_PRI0-2，OS_LOWEST_PRI0-1以及OS_LOWEST_PRI0这8个任务以被将来使用。OS_LOWEST_PRI0是作为定义的常数在OS_CFG.H文件中用定义常数语句#defineconstant定义的。因此用户可以有多达56个应用任务。必须给每个任务赋以不同的优先级，优先级可以从0到OS_LOWEST_PR10-2。优先级号越低，任务的优先级越高。μC/OS-Ⅱ总是运行进入就绪态的优先级最高的任务。目前版本的μC/OS-Ⅱ中，任务的优先级号就是任务编号(ID)。优先级号(或任务的ID号)也被一些内核服务函数调用，如改变优先级函数OSTaskChangePrio()，以及任务删除函数OSTaskDel()。

为了使μC/OS-Ⅱ能管理用户任务，用户必须在建立一个任务的时候，将任务的起始地址与其它参数一起传给下面两个函数中的一个：OSTastCreat或OSTaskCreatExt()。

OSTaskCreateExt()是OSTaskCreate()的扩展，扩展了一些附加的功能。，这两个函数的解释见第四章，任务管理。

3.2 任务状态

图3.1是μC/OS-Ⅱ控制下的任务状态转换图。在任一给定的时刻，任务的状态一定是在这五种状态之一。

睡眠态(DORMANT)指任务驻留在程序空间之中，还没有交给μC/OS-Ⅱ管理，(见程序清单L3.1或L3.2)。把任务交给μC/OS-Ⅱ是通过调用下述两个函数之一：

OSTaskCreate()或OSTaskCreateExt()。当任务一旦建立，这个任务就进入就绪态准备运行。任务的建立可以是在多任务运行开始之前，也可以是动态地被一个运行着的任务建立。如果一个任务是被另一个任务建立的，而这个任务的优先级高于建立它的那个任务，则这个刚刚建立的任务将立即得到CPU的控制权。一个任务可以通过调用OSTaskDel()返回到睡眠态，或通过调用该函数让另一个任务进入睡眠态。

调用OSStart()可以启动多任务。OSStart()函数运行进入就绪态的优先级最高的任务。就绪的任务只有当所有优先级高于这个任务的任务转为等待状态，或者是被删除了，才能进入运行态。

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