嵌入式实时操作系统ucosii原理及应用（任哲）-- --阅读笔记2

本文是《嵌入式实时操作系统ucosii原理及应用（任哲）》一书第三章的阅读笔记，知识点多为摘录，若希望深入了解，请购买该书认真研读。由于一些知识比较零散，记起来不大方便，又习惯画图辅助记忆，刚好想起一款比较好用的思维导图，就顺手拿来用一用了（绝非打广告），导图中包含部分备注。

脑图链接及密码：http://naotu.baidu.com/file/c550d674fa54bd29588c31c5bd682f4f?token=8e71f5732699f4b6 密码: v6um

可以看出：A）任务必须先从睡眠状态进入就绪状态，才能在合适的时机被运行；B）只能从运行状态进入中断服务状态；C）只能从运行状态进入等待状态。

前面一章我们已经讲过：大多数任务（尤其是用户任务）是一个无限循环结构，在这个循环中，系统响应中断请求，进入中断服务函数进行其他操作。但是，有时任务中的一些操作是不允许被中断打断的，为此，我们可以在任务函数程序代码中添加关中断函数和开中断函数，则在这两个函数之间的代码，执行过程不会被打断，该段代码称为临界段。ucosii中用两个宏：OS_ENTER_CRITICAL( )、OS_EXIT_CRATICAL( )分别实现关中断和开中段。从程序设计角度看，一个ucosii任务的代码就是一个C语言函数，为了可以传递各种不同类型的数据甚至是函数，ucosii把任务参数定义成了一个void类型的指针。

用户应用程序的一般结构：

在ucosii中，main函数与任务函数的地位是平等的，虽然任务是在main函数中初始化的，但是任务和main的运行与中断是由操作系统调度的，也就是说，作为程序运行的入口函数，main函数必须完成操作系统的初始化、任务的创建、操作系统的启动，最后把系统的调度权交回给操作系统。

void MyTask1(void *pdata)

{
for( ; ; )
{
//这上面的代码执行时可以被打断
OS_ENTER_CRITICAL( );
//临界段
//这中间执行的代码不可以被打断
OS_ENTER_CRITICAL( );
}
}
void MyTask2(void *pdata)
{
for( ; ; )
{
//这上面的代码执行时可以被打断
OS_ENTER_CRITICAL( );
//临界段
//这中间执行的代码不可以被打断
OS_ENTER_CRITICAL( );
}
}
void main(void)
{
OS_Init( );

OSTaskCreate(MyTask1,...);
OSTaskCreate(MyTask2,...);

OS_Start( );
}

操作系统运行时，一定有某段时间处于空闲状态，但是CPU是不可以停下来的，除非断电。为此，ucosii定义了两个系统任务：空闲任务和统计任务。空闲任务是用户应用程序必须使用的，统计任务是用户程序可选择使用的。

//操作系统定义的空闲任务

void OS_TaskIdle(void *pdata)
{
#if(OS_CRITICAL_METHOD == 3)
OS_CPU_SR cpu_sr;
#endif

//部分C编译器会对定义了却没有使用的变量报错
pdata = pdata;

for( ; ; )
{
OS_ENTER_CRITICAL( );
OSIdleCtr++; //记录空闲任务运行次数
OS_EXIT_CRITICAL( );

//一般还会加上下面这个函数，用户可以在该函数中写用户希望执行的代码
//一般函数内写的是让CPU进入低功耗模式的指令
//该函数总是处于就绪状态的
OSTaskIdleHook( );
}
}

至于统计任务，该任务每秒计算一次CPU在单位时间内被使用的时间，并把计算结果以百分比的形式存放在变量OSCPUsage中，从而使得应用程序可以了解CPU的利用率。

当不同任务同时需要运行时，系统利用优先级判断哪个先执行，由于大多数情况下任务数少于64个，用户可以通过修改OS_CFG.h文件的OS_LOWEST_PRIO来确定最低优先级（优先级为：0~OS_LOWEST_PRIO）。OS_LOWEST_PRIO赋给空闲任务，如果用户使用了统计任务，系统还会把（OS_LOWEST_PRIO-1）赋给统计任务，用户可以使用的优先级范围为：0~OS_LOWEST_PRIO-2，在创建任务时，用户必须指定任务的优先级（指定OSTaskCreate( )第四个参数）。

任务堆栈：任务的运行环境，在程序设计上体现为一数组，出栈入栈遵循LIFO后进先出的原则。任务堆栈的定义：宏定义设置堆栈存储单位（可理解为数据类型）type、宏定义设置堆栈大小size、用type定义大小为size的数组用作任务堆栈。

任务的定义：使用系统函数OSTaskCreate(指向任务代码的指针,传递给任务的参数,任务堆栈的栈顶指针,任务优先级)，需要提醒的是，处理器不同，栈的生长方向不同，stm32f103的栈生长方向是从高地址到低地址，所以栈顶指针是堆栈数组的最后一个成员的地址。

int 16位；unsigned int 位数与操作系统相关。

任务堆栈的初始化：由于任务的运行前，CPU的各个寄存器需要预置一些原始数据，包括指向任务的指针、程序状态字PSW等，因为它们因任务不同而有差异，所以存储在任务堆栈中，创建任务时将这些值放入堆栈中称为堆栈的初始化。堆栈的初始化由OSTaskCreat( )函数调用OSTaskStkInit( )实现，用户除了在移植操作系统时修改它，基本不会接触到这个函数。

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