μC/OS-II的内核结构

图F3.4统计任务的初始化

TaskStart()负责初始化和启动时钟节拍[图F3.4(5)]。在这里启动时钟节拍是必要的，因为用户不会希望在多任务还没有开始时就接收到时钟节拍中断。接下去TaskStart()调用统计初始化函数OSStatInit()[图F3.4(6)]。统计初始化函数OSStatInit()决定在没有其它应用任务运行时，空闲计数器(OSIdleCtr)的计数有多快。奔腾II微处理器以333MHz运行时，加1操作可以使该计数器的值达到每秒15,000,000次。OSIdleCtr的值离32位计数器的溢出极限值4,294,967,296还差得远。微处理器越来越快，用户要注意这里可能会是将来的一个潜在问题。

系统统计初始化任务函数OSStatInit()调用延迟函数OSTimeDly()将自身延时2个时钟节拍以停止自身的运行[图F3.4(7)]。这是为了使OSStatInit()与时钟节拍同步。μC/OS-Ⅱ然后选下一个优先级最高的进入就绪态的任务运行，这恰好是统计任务OSTaskStat()。

读者会在后面读到OSTaskStat()的代码，但粗看一下，OSTaskStat()所要做的第一件事就是查看统计任务就绪标志是否为“假”，如果是的话，也要延时两个时钟节拍[图F3.4(8)]。一定会是这样，因为标志OSStatRdy已被OSInit()函数初始化为“假”，所以

实际上DSTaskStat也将自己推入休眠态(Sleep)两个时钟节拍[图F3.4(9)]。于是任务切换到空闲任务，OSTaskIdle()开始运行，这是唯一一个就绪态任务了。CPU处在空闲任务OSTaskIdle中，直到TaskStart()的延迟两个时钟节拍完成[图3.4(10)]。两个时钟节拍之后，TaskStart()恢复运行[图F3.4(11)]。 在执行OSStartInit()时，空闲计数器OSIdleCtr被清零[图F3.4(12)]。然后，OSStatInit()将自身延时整整一秒[图F3.4(13)]。因为没有其它进入就绪态的任务，OSTaskIdle()又获得了CPU的控制权[图F3.4(14)]。一秒钟以后，TaskStart()继续运行，还是在OSStatInit()中，空闲计数器将1秒钟内计数的值存入空闲计数器最大值OSIdleCtrMax中[图F3.4(15)]。

OSStarInit()将统计任务就绪标志OSStatRdy设为“真”[图F3.4(16)]，以此来允许两个时钟节拍以后OSTaskStat()开始计算CPU的利用率。

统计任务的初始化函数OSStatInit()的代码如程序清单L3.13所示。

程序清单L3.13统计任务的初始化.

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();

}

统计任务OSStat()的代码程序清单L3.14所示。在前面一段中，已经讨论了为什么要等待统计任务就绪标志OSStatRdy[L3.14(1)]。这个任务每秒执行一次，以确定所有应用程序中的任务消耗了多少CPU时间。当用户的应用程序代码加入以后，运行空闲任务的CPU时间就少了，OSIdleCtr就不会像原来什么任务都不运行时有那么多计数。要知道，OSIdleCtr的最大计数值是OSStatInit()在初始化时保存在计数器最大值OSIdleCtrMax中的。CPU利用率(表达式[3.1])是保存在变量OSCPUsage[L3.14(2)]中的：

[3.1]表达式 Needtotypesettheequation.

一旦上述计算完成，OSTaskStat()调用任务统计外界接入函数OSTaskStatHook()[L3.14(3)]，这是一个用户可定义的函数，这个函数能使统计任务得到扩展。这样，用户可以计算并显示所有任务总的执行时间，每个任务执行时间的百分比以及其它信息(参见1.09节例3)。

程序清单L3.14统计任务

voidOSTaskStat(void*pdata)

{

INT32Urun;

INT8Susage;

pdata=pdata;

while(OSStatRdy==FALSE){(1)

OSTimeDly(2*OS_TICKS_PER_SEC);

}

for(;;){

OS_ENTER_CRITICAL();

OSIdleCtrRun=OSIdleCtr;

run=OSIdleCtr;

OSIdleCtr=0L;

OS_EXIT_CRITICAL();

if(OSIdleCtrMax>0L){

usage=(INT8S)(100L-100L*run/OSIdleCtrMax);(2)

if(usage>100){

OSCPUUsage=100;

}elseif(usage0){

OSCPUUsage=0;

}else{

OSCPUUsage=usage;

}

}else{

OSCPUUsage=0;

}

OSTaskStatHook();(3)

OSTimeDly(OS_TICKS_PER_SEC);

}

}

3.9 μC/OS中的中断处理

μC/OS中，中断服务子程序要用汇编语言来写。然而，如果用户使用的C语言编译器支持在线汇编语言的话，用户可以直接将中断服务子程序代码放在C语言的程序文件中。中断服务子程序的示意码如程序清单L3.15所示。

程序清单L3.15μC/OS-II中的中断服务子程序.

用户中断服务子程序:

保存全部CPU寄存器;(1)

调用OSIntEnter或OSIntNesting直接加1; (2)

执行用户代码做中断服务;(3)

调用OSIntExit(); (4)

执行中断返回指令; (6)

用户代码应该将全部CPU寄存器推入当前任务栈[L3.15(1)]。注意，有些微处理器，例如Motorola68020(及68020以上的微处理器)，做中断服务时使用另外的堆栈。

μC/OS-Ⅱ可以用在这类微处理器中，当任务切换时，寄存器是保存在被中断了的那个任务的栈中的。

μC/OS-Ⅱ需要知道用户在做中断服务，故用户应该调用OSIntEnter()，或者将全程变量OSIntNesting[L3.15(2)]直接加1，如果用户使用的微处理器有存储器直接加1的单条指令的话。如果用户使用的微处理器没有这样的指令，必须先将OSIntNesting读入寄存器，再将寄存器加1，然后再写回到变量OSIatNesting中去，就不如调用OSIatEnter()。

OSIntNesting是共享资源。OSIntEnter()把上述三条指令用开中断、关中断保护起来，以保证处理OSIntNesting时的排它性。直接给OSIntNesting加1比调用OSIntEnter()快得多，可能时，直接加1更好。要当心的是，在有些情况下，从OSIntEnter()返回时，会把中断开了。遇到这种情况，在调用OSIntEnter()之前要先清中断源，否则，中断将连续反复打入，用户应用程序就会崩溃!