读uCOSIII源码笔记

首先谈一下自己读RTOS的粗略认识吧，刚开始接触单片机时使用的都是while(true)，一个循环处理所有的任务。直到写了一个通过GPRS模块与上层服务通信（长连接）之后，才发现在while(true)中处理好恶心，老是掉线之后连接不上。可能是对AT指令的处理没有搞好，就开始各种找怎么解决，接触到了uC/OSIII，阅读了他提供的文档，阅读了源代码，慢慢看，感觉进步很多，用着用着就爱上了。

低复杂程度的系统通常是用foreground/background systems 或者super-loops，即while(true)。foreground为中断级别，background为任务级别。

uC/OS-III 是一个抢占式内核，一直处理准备好的最重要的任务。ISR通知或发送信息给高优先级的任务来处理，ISR结束后uC切换到高优先级的任务处理，处理完成之后，切换到低优先级任务处理。

uC/OS-III需要1K~4Kbytes的RAM，还需加上每个任务的堆栈地址。当使用real-time kernel设计了一个系统之后，基本不会使用while(true)，我就是一个典型的例子。

特别说明一下Hook（钩子函数）：一个允许用户扩展系统功能的函数。在钩子函数内添加具体实现就可以了。 

uC OSIII源码结构如下：

1.用户功能任务代码。

2.MCU厂商提供的操作外设的库。

3.对使用的电路板上的MCU的各种功能的初始化和操作。

4.与MCU无关的OS代码。

5.与移植到特定MCU有关。

6.Micrium封装的CPU相关的功能。

7.通用功能的函数库。确保应用和编译器的可移植性，uC/CPU中有使用。

8.uC各项功能的配置文件。

 

uC/CPU Port：
cpu_core.c  ：CPU相关初始化（时间戳，测量中断时间，CPUName），模拟CLZ（count leading zeros）指令，测量中断关闭时间方法等。

cpu_core.h ：cpu_core.c的函数、变量声明。

cpu_def.h  ：CPU模块使用的各种#define（大端小端字节序、堆栈的增长方向、Critical Section处理）

cpu.h  ：CPU模块使用的类型定义、具体大端小端字节序、具体堆栈增长方向、具体Critical Section处理方法（CPU_CRITICAL_METHOD_STATUS_LOCAL，进入时需要在所所有的变量后面添加CPU_SR_ALLOC()；）。

cpu_a.asm  ：汇编方法实现（CPU_IntDis、CPU_IntEn、CPU_SR_Save、CPU_SR_Restore、CPU_WaitForInt、CPU_WaitForInt、CPU_CntLeadZeros、CPU_CntTrailZeros）。

cpu_c.c  ：针对特定CPU结构写的C函数（BitBand、中断相关的操作）（在系统中没有用到...）。
cpu_cfg.h  ：是否开启设置CPU_Name功能，是否开启CPU的时间戳功能，是否测量中断关闭时间、是否有CLZ指令的汇编实现

uC/OS Port：

os_cpu.h  ：OS_TASK_SW()、OSIntCtxSw()宏声明、OSStartHighRdy()等方法声明。

os_cpu_a.asm  ：PendSV_Handler()、OSStartHighRdy()的汇编实现。

os_cpu_c.c  ：移植需要的：系统调用的钩子函数、创建任务时对堆栈格式的初始化，SysTick的初始化和中断处理。

os_app_hooks.c  ：用户对OS调用的所有的钩子函数的实现，并且需要在OSInit()调用后设置对应的钩子函数（OSInit()将钩子函数的指针清空）。

os_cfg.h ：配置OS中使用的模块和特性。

os_cfg_app.h  ：应用参数配置（例如：message pool大小，中断使用的堆栈大小，Idle任务堆栈大小，处理中断任务堆栈和队列大小，统计任务优先级、频率、堆栈大小，SysTick频率、任务优先级、堆栈大小、Spoke，软件定时器任务优先级、频率、堆栈大小、Spoke）。

os_var.c ：OS全局变量（无内容）。
os_dbg.c  ：Debugger用到的常量。
os_type.h  ：根据CPU模块使用的数据类型typedef部分OS模块使用的数据类型。

os_cfg_app.c  ：根据os_cfg_app.h中的配置，声明变量和数组（Idle任务堆栈，处理中断任务堆栈和队列，中断使用堆栈，message pool，统计任务堆栈，SysTick堆栈和Wheel数组，软件定时器堆栈和Wheel数组）。
os_prio.c  ：管理bitmap table相关代码。

os.h  ：OS的主要头文件（常量、宏、全局变量、方法原型等）。

os_core.c  ：OS的核心函数（例如：OSInit()初始化uC , OSSched()任务级别调度 , OSIntExit() 中断级别调度，pend，post，Pend List，Ready List管理等）。

os_tick.c  ：管理任务延时或者内核对象需要timeout的相关代码。

os_time.c  ：任务延时代码、System Tick中断处理函数调用的OSTimeTick。
os_tmr.c ：管理软件定时器。
os_task.c  ：任务管理相关的代码（OSTaskCreate()  OSTaskDel()  OSTaskChangePrio()...）。
os_msg.c ：处理OS_MSG_Q相关的代码、初始化OSMsgPool。

os_q.c  ：管理message queue相关代码。

os_sem.c  ：管理信号量（用于资源管理和同步）相关代码。

os_mutex.c  ：互斥信号量相关代码。

os_mem.c ：固定大小内存管理相关。

os_flag.c  ：flag相关代码。

os_int.c ：中断Deferred Post相关代码（当OS_CFG_ISR_POST_DEFERRED_EN == 1 (os_cfg.h)）。

os_pend_multi.c  ：任务等待多个信号量和队列相关代码。

os_stat.c ：统计任务相关的代码。

Timestamp：使用DWT_CYCCNT，为系统时间戳（系统周期计数（clock cycles），与CPU的时钟频率相同）。

SysTick：使用SysTick timer，为系统延时（OSTimeDly()）、定时(timeout)等提供服务。