ucos-ii内核概述

一.临界段

处理器处理临界代码都必须先关中断，再处理临界代码，然后再开中断。关中断时间对实时系统的实时响应很重要。所以是实时系统的一个很重要的指标。uCOS使用两个宏（在OS_CPU.h中定义。注：没个CPU都有自己的OS_CPU.h）。这两个宏分别为OS_ENTER_CRITICAL()和OS_EXIT_CRITICAL()关闭中断和打开中断。

 

注意：在ODTimeDel（）之类的函数调用的时候不能关闭中断，不然应用程序会死机。实现OS_ENTER_CRITICAL()以及OS_EXIT_CROTICAL()的方式有多种。

二：任务：

1.任务概述

    通常任务是一个无限循环。函数没有返回值。任务完成以后可以自我删除。（注意：删除不是任务代码删除了，只是这个任务不会再执行了；即使调用了OSTaskDel（）这个任务也不会有返回值）。

    uCOS II 可以管理的任务可以达到64个，但是建议不要使用前四个优先级的任务和后四个优先级的任务。

    任务的创建可以使用OSTaskCreat（）和OSTaskCreatExt（）创建。这两个函数的说明请  点击这里  查看。

2.任务状态

    对于每一个任务来说，任务状态只有一下5个。（处于5个中的某一个）

    a.睡眠态：驻留在ROM或者RAM中，系统还没有管理，只有通过OSTaskCreat（）或OSCreatExt（）创建之后才能使得系统管理任务。

    b.就绪态：任务一旦建立就进入了就绪态，等待运行。

    c.运行态：当前任务正在执行。

    d.等待态：可以调用OSTimeDel()或者OSTimeDlyHMSM()使得任务进入等待状态。一直等待函数中定义的延时时间到了，这两个函数会强制执行任务转换，让下一个优先级更高的任务进入就绪态的任务运行。

    e.中断服务态：当前正在执行的任务被中断，进入中断服务态，响应中断是改任务被挂起。中断服务子程序占有了CPU的使用权。

当所有的任务都在等待时间的发生。或者等待延时的结束。uCOS II执行被称为空闲的内部任务（即OSTaskIde了（））。

三：任务控制块OS_TCB

一旦任务建立了，任务控制块OS­­_TCB将被赋值，任务控制块是一个数据结构，当任务的CPU使用权被剥夺时，μC/OS-Ⅱ用它来保存该任务的状态。当任务重新得到CPU使用权时，任务控制块能确保任务从当时被中断的那一点丝毫不差地继续执行。OS­­_TCBs全部驻留在RAM中。读者将会注意到笔者在组织这个数据结构时，考虑到了各成员的逻辑分组。任务建立的时候，OS­­_TCBs就被初始化了。

OSTCBStkPtr是指向当前任务栈顶的指针。OSTCBStkPtr是OS_TCB数据结构中唯一的一个能用汇编语言来处置的变量（在任务切换段的代码Context-switching code之中，）把OSTCBStkPtr放在数据结构的最前面，使得从汇编语言中处理这个变量时较为容易。

OSTCBExtPtr  指向用户定义的任务控制块扩展。用户可以扩展任务控制块而不必修改μC/OS-Ⅱ的源代码

OSTCBStkBottom  是指向任务栈底的指针。函数OSTaskStkChk() （用于堆栈检验） 要用到变量OSTCBStkBottom，在运行中检验栈空间的使用情况。用户可以用它来确定任务实际需要的栈空间。这个功能只有当用户在任务建立时允许使用OSTaskCreateExt()函数时才能实现。这就要求用户将OS_TASK_CREATE_EXT_EN设为1，以便允许该功能。

OSTCBStkSize 存有栈中可容纳的指针元数目，而不是用字节表示的栈容量总数。

更多参数说明，请参见《嵌入式实时操作系统 2》（邵贝贝译）第82页内容。

 

四：任务就绪表

    没个就绪的任务都放在任务就绪表中。就绪表中有两个变量，OSRdyGrp和OSRdyTbl[],在OSRdyGrp中任务按照优先级分组，8个任务为一组。OSRdyGrp中的每位表示8组任务中每一组是否有进入就绪态的任务。任务就绪，OSRdyTbl[]中相应元素中的相应位也被置1.OSRdyTbl[]数组有多大取决于OS_LOWSET_PRIO。当应用程序的数目比较少的时候可以降低OS_LOWSET_PRIO，可以降低系统对RAM（数据空间）的需求。

五：任务调度

    uCOS II 总是进入就绪态任务中优先级最高的任务，确定任务的优先级以及哪个任务应该运行，这些工作由任务调度器完成。任务的调度由函数：OSSched()完成。中断级的调用由另一个函数：OSIntExt()完成。

 

六：任务级的任务切换

    任务调度器决定哪个任务该运行了，然后由IS_TASK_SW()函数做任务切换。被挂起的任务的context（CPU中的寄存器的值被保存再堆栈中）。OS_TASK_SW()是一个宏调用。含有处理器的软中断指令。

 

七：给调度器上锁和解锁

    给调度器上锁，用OSSchedlock（）函数实现，用于禁止任务调度，直到任务完成后调用OSSchedUnlock（）函数为止。这两个函数的使用要非常谨慎。因为它会影响系统对任务的正常管理。

 

八：空闲任务OSTaskIdle()

    在没有其它任务进入就绪态时。这个任务将运行。这个任务的优先级永远都是最低的。空闲任务不能被应用软件删除。 

 

九：统计任务 OS_TaskStat 

    uCOS II中统计运行时间分任务，可以用作CPU使用率的计算。将OS_CFG.h中的OS_TASK_STAT_EN宏定义为1即可使能该任务。用这个函数可以得到应用程序中CPU占了多少时间。在调用OSStart（）前的第一个任务中调用系统统计初始化函数OSSTatInit（）。

 

十：uCOS II的中断

    中断服务函数要用汇编语言实现，但是如果使用的编译器支持在线汇编的话，可以把汇编语言直接放在C语言文件中。中断服务函数应该尽可能的短一点。

 

十一：时钟节拍

    时钟节拍可以是专门的定时器产生的，也可以是一个交流信号源。时钟节拍应该由应用程序的精度决定，时钟节拍越高，系统的额外负荷就越重。必须在OSStart（）之后调用时钟节拍器。

 

十二：系统初始化和系统启动

 

系统初始化OSInit

它首先是系统所用的全局变量比如上锁次数，中断次数，任务次数，任务切换次数等等的初始化，然后是就绪列表、任务控制块、事件控制块等的建立，其次是空闲任务或和统计任务的创建

系统启动OSStart

找出就绪列表中的优先级最高的任务，并启动任务调度，且永不返回

 

十三：获得当前系统的版本号

    可以使用OS_Version()函数获得当前使用的系统的版本号。该函数的返回值除100即是系统的版本号。