嵌入式操作系統(tǒng)教程第四章課件

嵌入式操作系統(tǒng)基礎(chǔ)1第四章嵌入式實時操作系統(tǒng)第四章嵌入式實時操作系統(tǒng)uC/OS-II及其任務(wù)uC/OS-II概述uC/OS-II的任務(wù)uC/OS-II任務(wù)的存儲結(jié)構(gòu)uC/OS-II任務(wù)的狀態(tài)任務(wù)的優(yōu)先級別任務(wù)控制塊任務(wù)堆棧系統(tǒng)任務(wù)臨界區(qū)嵌入式操作系統(tǒng)基礎(chǔ)第四章嵌入式實時操作系統(tǒng)第四章嵌入式實時操作系統(tǒng)uC/OS-II及其任務(wù)§4.1

uC/OS-II概述一、uC/OS-II的特點2嵌入式操作系統(tǒng)基礎(chǔ)第四章嵌入式實時操作系統(tǒng)二、uC/OS-II的文件結(jié)構(gòu)1.幾個應(yīng)用程序相關(guān)頭文件(1)includes.h#include

<stdio.h>#include

<string.h>#include

<ctype.h>#include

<stdl.h>#include

<conio.h>#include

<dos.h>#include

<setjmp.h>/*與應(yīng)用程序相關(guān)*/#include

“\software\ucosii\ix86\bc31\os_cpu.h”#include

“os_cfg.h”#include

“software\uscos-ii\source\ucos_ii.h”#include

“software\blocks\pc\bc31\pc.h”由具體應(yīng)用環(huán)境決定3嵌入式操作系統(tǒng)基礎(chǔ)第四章嵌入式實時操作系統(tǒng)(2)os_cfg.h#defineOS_MAX_EVENTS2//事件總數(shù)#defineOS_MAX_FLAGS5//信號量集總數(shù)#defineOS_MAX_MEM_PART5//內(nèi)存塊數(shù)量#defineOS_MAX_QS2//消息隊列數(shù)量#defineOS_MAX_TASKS50//任務(wù)數(shù)量#defineOS_LOWEST_PRIO52//用戶任務(wù)數(shù)量#defineOS_TASK_IDLE_STK_SIZE512//空閑任務(wù)堆棧長度……#define用OS_TASK_CHANGE_PRIO_EN1//優(yōu)先級修改功能可#defineOS_TASK_CREATE_ENABLE1//任務(wù)創(chuàng)建功能可用……系統(tǒng)裁剪性的實現(xiàn)：#if

OS_TASK_CREATE_EXE_EN……

//用戶可代碼#endif4嵌入式操作系統(tǒng)基礎(chǔ)第四章嵌入式實時操作系統(tǒng)2.幾個系統(tǒng)硬件相關(guān)頭文件(1)os_cpu.hTypedefunsignedcharBOOLEAN;#define

BYTE

INT8S

#define

UBYTE

INT8UTypedefunsignedcharINT8U;TypedefsignedcharINT8S;TypedefunsignedintINT16U;#define

WORD

INT16STypedefsignedintINT16S;TypedefTypedefunsignedsignedlonglongINT32U;INT32U;#define

UWORD

INT16UTypedeffloatFP32;#define

LONG

INT32STypedefdoubleFP64;#define

ULONG

INT32UTypedefunsignedintOS_STK;5TypedefunsignedshortOS_CPU_SR;嵌入式操作系統(tǒng)基礎(chǔ)第四章嵌入式實時操作系統(tǒng)與系統(tǒng)處理器相關(guān)的宏定義:#define#ifOS_CRITICAL_METHODOS_CRITICAL_METHOD2==1#defineOS_ENTER_CRITICAL()asmCLI#defineOS_EXIT_CRITICAL()asmSTI#endif#ifOS_CRITICAL_METHOD==2#defineOS_ENTER_CRITICAL()asm(PUSHF;

CLI)#defineOS_EXIT_CRITICAL()asmPOPF#endif#ifOS_CRITICAL_METHOD==3#defineOS_ENTER_CRITICAL()(cpu_sr=OSCPUSaveSR())#define

OS_EXIT_CRITICAL()(OSCPURestoreSR(cpu_sr))6#endif嵌入式操作系統(tǒng)基礎(chǔ)第四章嵌入式實時操作系統(tǒng)3.

內(nèi)核相關(guān)文件三、uC/OS-II的裁剪性typedef

struct

os_tcb

{OS_STK*OSTCBStkPtr;由cfg.h設(shè)定編#if

OS_TASK_CREATE_EXT_EN譯與否(值為1)void*OSTCBExtPtr;OS_STK*OSTCBStkBottom;INT32UOSTCBStkSize;INT16UOSTCBOpt;INT16UOSTCBId;#endif……#if

(OS_Q_EN

&&

(OS_MAX_QS

>=

2))

||

OS_MBOX_EN

||

OS_SEM_ENOS_EVENT*OSTCBEventPtr;#endif由cfg.h設(shè)定編譯與否（值為0）#if

(OS_Q_EN

&&

(OS_MAX_QS

>=

2))

||

OS_MBOX_ENvoid*OSTCBMsg;#endif……#if

OS_TASK_DEL_ENBOOLEANOSTCBDelReq;#endif}

OS_TCB;7嵌入式操作系統(tǒng)基礎(chǔ)8第四章嵌入式實時操作系統(tǒng)§4.2

uC/OS-II任務(wù)1.任務(wù)的統(tǒng)一性與獨立性——總?cè)蝿?wù)與分任務(wù)任務(wù)就是一個無限循環(huán)的C函數(shù)void

YourTask

(void

*pdata)

(1){for

(;;)

{

(2)/*

用戶代碼*/調(diào)用uC/OS-II的某種系統(tǒng)服務(wù):OSMboxPend();OSQPend();OSSemPend();OSTaskDel(OS_PRIO_SELF);OSTaskSuspend(OS_PRIO_SELF);OSTimeDly();OSTimeDlyHMSM();/*

用戶代碼*/}}嵌入式操作系統(tǒng)基礎(chǔ)9第四章嵌入式實時操作系統(tǒng)2.嵌入式實時操作系統(tǒng)對任務(wù)的響應(yīng)

異步事件；周期性事件；同時具有異步和周期特性的時間；嵌入式操作系統(tǒng)基礎(chǔ)第四章嵌入式實時操作系統(tǒng)§4.3

uC/OS-II任務(wù)的存儲結(jié)構(gòu)任務(wù)控制塊：保存任務(wù)屬性信息。任務(wù)堆棧：保存任務(wù)的工作環(huán)境。任務(wù)程序代碼：任務(wù)執(zhí)行的實體。10嵌入式操作系統(tǒng)基礎(chǔ)第四章嵌入式實時操作系統(tǒng)為了便于管理，相應(yīng)的任務(wù)控制塊彼此通過自己的指針彼此連接形成一個鏈表。11嵌入式操作系統(tǒng)基礎(chǔ)第四章嵌入式實時操作系統(tǒng)§4.4

uC/OS-II任務(wù)狀態(tài)12嵌入式操作系統(tǒng)基礎(chǔ)13第四章嵌入式實時操作系統(tǒng)睡眠態(tài)（DORMANT）:指任務(wù)駐留在程序空間之中，還沒有交給μC/OS-Ⅱ管理

。就緒態(tài)：通過調(diào)用兩個函數(shù)之一：OSTaskCreate()或OSTaskCreateExt()來建立任務(wù),一旦建立任務(wù)就進入就緒態(tài)準備運行。運行態(tài)：調(diào)用OSStart()函數(shù)可以啟動任務(wù)，即任務(wù)投入運行，它總是啟動擁有最高優(yōu)先級的任務(wù)等待態(tài)：正在運行的任務(wù)需要延遲一段時間或等待某事件的發(fā)生，它將放棄讓出處理器進入等待狀態(tài)。中斷態(tài)：正在運行的任務(wù)是可以被中斷的，除非該任務(wù)將中斷關(guān)了，或者μC/OS-Ⅱ?qū)⒅袛嚓P(guān)了。被中斷的任務(wù)就進入了中斷服務(wù)態(tài)（ISR）。嵌入式操作系統(tǒng)基礎(chǔ)14第四章嵌入式實時操作系統(tǒng)§4.5

uC/OS-II任務(wù)優(yōu)先級uC/OS-II為硬實時可剝奪型內(nèi)核任務(wù)數(shù)量一定，且擁有全系統(tǒng)唯一優(yōu)先級——OS_LOWEST_PRIOuC/OS系統(tǒng)都系統(tǒng)中最低優(yōu)先級任務(wù)默認嵌入式操作系統(tǒng)基礎(chǔ)15第四章嵌入式實時操作系統(tǒng)typedef

struct

os_tcb

{OS_STK

*OSTCBStkPtr;

//指向任務(wù)堆棧棧頂?shù)闹羔?/p>

#if

OS_TASK_CREATE_EXT_EN#void*OSTCBExtPtr;//指向任務(wù)控制塊擴展的指針OS_STK*OSTCBStkBottom;//指向任務(wù)堆棧棧底的指針I(yè)NT32UOSTCBStkSize;//任務(wù)堆棧的長度INT16UOSTCBOpt;//創(chuàng)建任務(wù)時的選擇項INT16UOSTCBId;//目前，該域未被使用endifstruct

os_tcb

*OSTCBNext;

//指向后一個任務(wù)控制塊的指針struct

os_tcb*OSTCBPrev;//指向前一個任務(wù)控制塊的指針#if(OS_Q_EN

&&(OS_MAX_QS>=2))||

OS_MBOX_EN

||

OS_Sem_ENOS_EVENT

*OSTCBEventPtr;

//指向事件控制塊的指針#endif§4.6

任務(wù)優(yōu)控制塊（TCB）1.任務(wù)控制塊結(jié)構(gòu)定義嵌入式操作系統(tǒng)基礎(chǔ)第四章嵌入式實時操作系統(tǒng)#if

(OS_Q_EN

&&

(OS_MAX_QS

>=

2))

||

OS_MBOX_ENvoid

*OSTCBMsg;#endifINT16U

OSTCBDly;INT8U

OSTCBStat;INT8U

OSTCBPrio;INT8UINT8UINT8UOSTCBX;OSTCBY;OSTCBBitX;//指向傳遞給任務(wù)消息的指針等到中斷到來減1//任務(wù)等待的時限（節(jié)拍數(shù)）//任務(wù)的當前狀態(tài)標志//任務(wù)的優(yōu)先級別//用于快速訪問就緒表的數(shù)據(jù)//用于快速訪問就緒表的數(shù)據(jù)//用于快速訪問就緒表的數(shù)據(jù)INT8U值說OSTC明BBOitSY_;STAT_RDY表示任務(wù)處于就//用緒于狀快態(tài)速O訪S問_S就TA緒T_表SE的M數(shù)表據(jù)示任務(wù)處于等待信號量狀態(tài)OS_STAT_MBOX表示任務(wù)處于等待消息郵箱狀態(tài)#if

OS_TOASS_KS_TDAET_LQ_表EN示任務(wù)處于等待消息隊列狀態(tài)OS_STAT_SUSPEND表示任務(wù)處

BOOLEAN

于被掛起OS狀T態(tài)CBODSe_lSRTeAqT;_MUTEX表示任/務(wù)/請?zhí)幥笥趧h除等任待務(wù)互時斥用型到信的號標量志狀態(tài)#endif}

OS_TCB;16嵌入式操作系統(tǒng)基礎(chǔ)第四章嵌入式實時操作系統(tǒng)2.空閑任務(wù)塊鏈表（空）任務(wù)塊數(shù)量:系統(tǒng)初始化時建立，數(shù)量由os_cfg.h中參數(shù)OS_MAX_TASKS+OS_N_SYS_TASKS決定.任務(wù)數(shù)：文件UCOS_II.H中的常數(shù)OS_N_SYS_TASKS它指明了系統(tǒng)任務(wù)的數(shù)目。17嵌入式操作系統(tǒng)基礎(chǔ)18第四章嵌入式實時操作系統(tǒng)3.任務(wù)鏈表的建立任務(wù)創(chuàng)建函數(shù)：

OSTaskCreate()或OSTaskCreateExt()任務(wù)搜索數(shù)組：OSTCBTb[],按優(yōu)先級順序存放任務(wù)控制塊指針。全局變量：OSTCBCur，存放當前占用處理器資源的任務(wù)任務(wù)刪除函數(shù)：OSTaskDel(),任務(wù)刪除的實質(zhì)就是資源的回收。嵌入式操作系統(tǒng)基礎(chǔ)第四章嵌入式實時操作系統(tǒng)19嵌入式操作系統(tǒng)基礎(chǔ)第四章嵌入式實時操作系統(tǒng)堆棧：按“先進進出（FIFO）”順序組織的存儲空間。堆棧創(chuàng)建§4.7

任務(wù)堆棧一、任務(wù)堆棧的創(chuàng)建static

OS_STK

MyTaskStack[stack_size];OROS_STK

MyTaskStack[stack_size];{OS_STK*pstk;pstk

=

(OS_STK

*)malloc(stack_size);if

(pstk

!=

(OS_STK

*)0)

{/*

確認malloc()能得到足夠地內(nèi)存空間*/INTU8U

OSTaskCreate(void

*pdata);}20}嵌入式操作系統(tǒng)基礎(chǔ)第四章嵌入式實時操作系統(tǒng)任務(wù)創(chuàng)建INT8U

OSTaskCreate(void(*task)(void

*pd),void

*pdata.OS_STK

*ptos,INT8U