uC_UC

其他范文 时间:2020-02-28 00:40:11 收藏本文下载本文
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uC/OS-II源码分析

在这里我不想分模块来慢慢分析这个OS的行为,我们从CPU的执行顺序来看吧,这样也许清晰一些,并且我们暂时抛弃那些Event/MailBox、信号量等元素,还是先看看作为一个OS核心的Task Schedule部分内容吧。

首先从main函数开始,下面是uC/OS-II main函数的大致流程: main(){ OSInit();TaskCreate(...);OSStart();} 首先是调用OSInit进行初始化,然后使用TaskCreate创建几个进程/Task,最后调用OSStart,操作系统就开始运行了。

OSInit

最先看看OSInit完成哪些初始化: void OSInit(void){ #if OS_VERSION >= 204

OSInitHookBegin();

/* Call port specific initialization code

*/ #endif

OS_InitMisc();

/* Initialize miscellaneous variables

*/

OS_InitRdyList();

/* Initialize the Ready List

*/

OS_InitTCBList();

/* Initialize the free list of OS_TCBs

*/

OS_InitEventList();

/* Initialize the free list of OS_EVENTs

*/ #if(OS_VERSION >= 251)&&(OS_FLAG_EN > 0)&&(OS_MAX_FLAGS > 0)

OS_FlagInit();

/* Initialize the event flag structures

*/ #endif #if(OS_MEM_EN > 0)&&(OS_MAX_MEM_PART > 0)

OS_MemInit();

/* Initialize the memory manager

*/ #endif #if(OS_Q_EN > 0)&&(OS_MAX_QS > 0)

OS_QInit();

/* Initialize the meage queue structures */ #endif

OS_InitTaskIdle();

/* Create the Idle Task

*/ #if OS_TASK_STAT_EN > 0

OS_InitTaskStat();

/* Create the Statistic Task

*/ #endif #if OS_VERSION >= 204

OSInitHookEnd();

/* Call port specific init.code

*/ #endif #if OS_VERSION >= 270 && OS_DEBUG_EN > 0

OSDebugInit();#endif } OS_InitMisc()完成的是一些其其他他的变量的初始化:

OSIntNesting = 0;

/* Clear the interrupt nesting counter

*/

OSLockNesting = 0;

/* Clear the scheduling lock counter

*/

OSTaskCtr

= 0;

/* Clear the number of tasks

*/

OSRunning

= FALSE;

/* Indicate that multitasking not started

*/

OSCtxSwCtr

= 0;

/* Clear the context switch counter

*/

OSIdleCtr

= 0L;

/* Clear the 32-bit idle counter

*/ 其中包括:中断嵌套标志OSIntNesting,调度锁定标志OSLockNesting,OS标志OSRunning等。OSRunning在这里设置为FALSE,在后面OSStartHighRdy中会被设置为TRUE表示OS开始工作。

OS_InitRdyList()初始化就绪Task列表: static void OS_InitRdyList(void){

INT8U

i;

INT8U

*prdytbl;

OSRdyGrp

= 0x00;

/* Clear the ready list

*/

prdytbl

= &OSRdyTbl[0];

for(i = 0;i

*prdytbl++ = 0x00;

}

OSPrioCur

= 0;

OSPrioHighRdy = 0;

OSTCBHighRdy =(OS_TCB *)0;

OSTCBCur

=(OS_TCB *)0;} 首先将OSRdyTbl[]数组中全部初始化0,同时将OSPrioCur/OSTCBCur初始化为0,OSPrioHighRdy/OSTCBHighRdy也初始化为0,这几个变量将在第一个OSSchedule中被赋予正确的值。

OS_InitTCBList()这个函数看名称我们就知道是初始化TCB列表。static void OS_InitTCBList(void){

INT8U

i;

OS_TCB *ptcb1;

OS_TCB *ptcb2;

OS_MemClr((INT8U *)&OSTCBTbl[0],sizeof(OSTCBTbl));

/* Clear all the TCBs

*/

OS_MemClr((INT8U *)&OSTCBPrioTbl[0], sizeof(OSTCBPrioTbl));/* Clear the priority table

*/

ptcb1 = &OSTCBTbl[0];

ptcb2 = &OSTCBTbl[1];

for(i = 0;i

/* Init.list of free EVENT control blocks */

pevent1->OSEventType

= OS_EVENT_TYPE_UNUSED;

pevent1->OSEventPtr

= pevent2;#if OS_EVENT_NAME_SIZE > 1

pevent1->OSEventName[0] = '?';

/* Unknown name

*/

pevent1->OSEventName[1] = OS_ASCII_NUL;#endif

pevent1++;

pevent2++;

}

pevent1->OSEventType

= OS_EVENT_TYPE_UNUSED;

pevent1->OSEventPtr

=(OS_EVENT *)0;#if OS_EVENT_NAME_SIZE > 1

pevent1->OSEventName[0]

= '?';

pevent1->OSEventName[1]

= OS_ASCII_NUL;#endif

OSEventFreeList

= &OSEventTbl[0];#else

OSEventFreeList

= &OSEventTbl[0];

/* Only have ONE event control block

*/

OSEventFreeList->OSEventType

= OS_EVENT_TYPE_UNUSED;

OSEventFreeList->OSEventPtr

=(OS_EVENT *)0;#if OS_EVENT_NAME_SIZE > 1

OSEventFreeList->OSEventName[0] = '?';

/* Unknown name

*/

OSEventFreeList->OSEventName[1] = OS_ASCII_NUL;#endif #endif #endif } 同样将EventTbl[]数组中的OSEventType都初始化为OS_EVENT_TYPE_UNUSED。OS_InitTaskIdle(),中间我们跳过其他的如Mem等的初始化,看看Idle Task的初始化。

(void)OSTaskCreateExt(OS_TaskIdle,(void *)0,/* No arguments paed to OS_TaskIdle()*/

&OSTaskIdleStk[OS_TASK_IDLE_STK_SIZE-1], /* Set Top-Of-Stack

*/

OS_IDLE_PRIO,/* Lowest priority level

*/

OS_TASK_IDLE_ID,&OSTaskIdleStk[0],/* Set Bottom-Of-Stack

*/

OS_TASK_IDLE_STK_SIZE,(void *)0,/* No TCB extension

*/

OS_TASK_OPT_STK_CHK | OS_TASK_OPT_STK_CLR);/* Enable stack checking + clear stack */ 其实Idle Task的初始化很简单就是调用OSTaskCrete系列的函数创建一个Task, OSTaskCreate我们后面再做进一步分析。

初始化State Task也是类似调用OSTaskCreate系列函数创建Stat Task。这里只是创建了该Task的各个结构还没有真正运行该Task,直到OSStart中才依据优先级调度运行。OK,到这里OSInit算高一个段落了,我们接着回到main往下看。

OSTaskCreate

OSTaskCreate负责创建Task所需的数据结构,该函数原形如下所示:

INT8U OSTaskCreate(void(*task)(void *pd), void *p_arg, OS_STK *ptos, INT8U prio)其中task是一个函数指针,指向该Task所开始的函数,当这个Task第一次被调度运行时将会从task处开始运行。

p_arg是传给task的参数指针;

ptos是堆栈指针,指向栈顶(堆栈从上往下)或栈底(堆栈从下往上);

prio是进程的优先级,uC/OS-II共支持最大64个优先级,其中最低的两个优先级给Idle和Stat进程,并且各个Task的优先级必须不同。接下来,我们看看这个函数的执行流程:

#if OS_ARG_CHK_EN > 0

if(prio > OS_LOWEST_PRIO){

/* Make sure priority is within allowable range

*/

return(OS_PRIO_INVALID);

} #endif

OS_ENTER_CRITICAL();

if(OSIntNesting > 0){

/* Make sure we don't create the task from within an ISR */

OS_EXIT_CRITICAL();

return(OS_ERR_TASK_CREATE_ISR);

}

if(OSTCBPrioTbl[prio] ==(OS_TCB *)0){ /* Make sure task doesn't already exist at this priority */

OSTCBPrioTbl[prio] =(OS_TCB *)1;

/* Reserve the priority to prevent others from doing...*/

/*...the same thing until task is created.*/

OS_EXIT_CRITICAL();

psp =(OS_STK *)OSTaskStkInit(task, p_arg, ptos, 0);

/* Initialize the task's stack

*/

err = OS_TCBInit(prio, psp,(OS_STK *)0, 0, 0,(void *)0, 0);

if(err == OS_NO_ERR){

if(OSRunning == TRUE){

/* Find highest priority task if multitasking has started */

OS_Sched();

}

} else {

OS_ENTER_CRITICAL();

OSTCBPrioTbl[prio] =(OS_TCB *)0;/* Make this priority available to others

*/

OS_EXIT_CRITICAL();

}

return(err);

}

OS_EXIT_CRITICAL();

return(OS_PRIO_EXIST);OS_LOWEST_PRIO在ucos-ii.h中被定义为63,表示Task的优先级从0到63,共64级。首先判断prio是否超过最低优先级,如果是,则返回OS_PRIO_INVALID错误。

然后调用OS_ENTER_CRITICAL(),进入临界段,在临界段中的代码执行不允许被中断。这个宏是用户自定义的,一般是进行关中断操作,例如在x86中的CLI等。这个宏和OS_EXIT_CRITICAL()相对应,这个宏表示离开临界段。

OSTaskCreate不允许在中断中调用,因此会判断OSIntNesting是否大于0,如果大于0,表示正在中断嵌套,返回OS_ERR_TASK_CREATE_ISR错误。

接着判断该prio是否已经有Task存在,由于uC/OS-II只支持每一个优先级一个Task,因此如果该prio已经有进程存在,OSTaskCreate会返回OS_PRIO_EXIST错误。

相反,如果该prio先前没有Task存在,则将OSTCBPrioTbl[prio]置1,表示该prio已被占用,然后调用OSTaskStkInit初始化堆栈,调用OS_TCBInit初始化TCB,如果OSRunning为TRUE表示OS正在运行,则调用OS_Sched进行进程调度;否则返回。下面来看看OSTaskStkInit和OS_TCBInit这两个函数。

OSTaskStkInit是一个用户自定义的函数,因为uC/OS-II在设计时无法知道当前处理器在进行进程调度时需要保存那些信息,OSTaskStkInit就是初始化堆栈,让Task看起来就好像刚刚进入中断并保存好寄存器的值一样,当OS_Sched调度到该Task时,只需切换到该堆栈中,将寄存器值Pop出来,然后执行一个中断返回指令IRET即可。OSTaskStkInit的原型如下:

OS_STK *OSTaskStkInit(void(*task)(void *pd), void *pdata, OS_STK *ptos, INT16U opt)和OSTaskCreate类似,task是进程入口地址,pdata是参数地址,ptos是堆栈指针,而opt只是作为一个预留的参数Option而保留。返回的是调整以后的堆栈指针。

在OSTaskStkInit中,一般是将pdata入栈,flag入栈,task入栈,然后将各寄存器依次入栈。OS_TCBInit初始化TCB数据结构,下面只提取主要部分来看:

INT8U OS_TCBInit(INT8U prio, OS_STK *ptos, OS_STK *pbos, INT16U id, INT32U stk_size, void *pext, INT16U opt){

OS_TCB

*ptcb;

OS_ENTER_CRITICAL();

ptcb = OSTCBFreeList;

free TCB list

*/

if(ptcb!=(OS_TCB *)0){

OSTCBFreeList

= ptcb->OSTCBNext;

TCB list

*/

OS_EXIT_CRITICAL();

ptcb->OSTCBStkPtr

= ptos;

TCB

*/

ptcb->OSTCBPrio

= prio;

TCB

*/

ptcb->OSTCBStat

= OS_STAT_RDY;

*/

ptcb->OSTCBPendTO

= FALSE;

timeout flag

*/

ptcb->OSTCBDly

= 0;

*/ #if OS_TASK_CREATE_EXT_EN > 0

ptcb->OSTCBExtPtr

= pext;

extension

*/

ptcb->OSTCBStkSize

= stk_size;

*/

ptcb->OSTCBStkBottom = pbos;

of stack

*/

ptcb->OSTCBOpt

= opt;

*/

ptcb->OSTCBId

= id;

*/ #else

pext

= pext;

warning if not used

*/

stk_size

= stk_size;

/* Get a free TCB from the

/* Update pointer to free

/* Load Stack pointer in

/* Load task priority into

/* Task is ready to run

/* Clear the Pend

/* Task is not delayed

/* Store pointer to TCB

/* Store stack size

/* Store pointer to bottom

/* Store task options

/* Store task ID

/* Prevent compiler

pbos

= pbos;

opt

= opt;

id

= id;#endif #if OS_TASK_DEL_EN > 0

ptcb->OSTCBDelReq

= OS_NO_ERR;#endif

ptcb->OSTCBY

=(INT8U)(prio >> 3);

/* Pre-compute X, Y, BitX and BitY

*/

ptcb->OSTCBBitY

= OSMapTbl[ptcb->OSTCBY];

ptcb->OSTCBX

=(INT8U)(prio & 0x07);

ptcb->OSTCBBitX

= OSMapTbl[ptcb->OSTCBX];#if OS_EVENT_EN

ptcb->OSTCBEventPtr =(OS_EVENT *)0;

/* Task is not pending on an event

*/ #endif

OSTaskCreateHook(ptcb);

/* Call user defined hook

*/

OS_ENTER_CRITICAL();

OSTCBPrioTbl[prio] = ptcb;

ptcb->OSTCBNext

= OSTCBList;

/* Link into TCB chain

*/

ptcb->OSTCBPrev

=(OS_TCB *)0;

if(OSTCBList!=(OS_TCB *)0){

OSTCBList->OSTCBPrev = ptcb;

}

OSTCBList

= ptcb;

OSRdyGrp

|= ptcb->OSTCBBitY;

/* Make task ready to run

*/

OSRdyTbl[ptcb->OSTCBY] |= ptcb->OSTCBBitX;

OSTaskCtr++;

/* Increment the #tasks counter

*/

OS_EXIT_CRITICAL();

return(OS_NO_ERR);

}

OS_EXIT_CRITICAL();

return(OS_NO_MORE_TCB);} 首先调用OS_ENTER_CRITICAL进入临界段,首先从OSTCBFreeList中拿出一个TCB,如果OSTCBFreeList为空,则返回OS_NO_MORE_TCB错误。

然后调用OS_EXIT_CRITICAL离开临界段,接着对该TCB进行初始化:

将OSTCBStkPtr初始化为该Task当前堆栈指针;

OSTCBPrio设置为该Task的prio; OSTCBStat设置为OS_STAT_RDY,表示就绪状态;

OSTCBDly设置为0,当该Task调用OSTimeDly时会初始化这个变量为Delay的时钟数,然后Task转入OS_STAT_状态。这个变量在OSTimeTick中检查,如果大于0表示还需要进行Delay,则进行减1;如果等于零表示无须进行Delay,可以马上运行,转入OS_STAT_RDY状态。

OSTCBBitY和OSTCBBitX的作用我们在等会专门来讨论。紧接着就要将该TCB插入OSTCBList列表中,先调用OS_ENTER_CRITICAL进入临界段,将该TCB插入到OSTCBList成为第一个节点,然后调整OSRdyGrp和OSRdyTbl,(这两个变量一会和OSTCBBitX/OSTCBBitY一起讨论),最后将OSTaskCtr计数器加一,调用OS_EXIT_CRITICAL退出临界段。OSMapTbl和OSUnMapTbl 刚才我们看到TCB数据结构中的OSTCBBitX/OSTCBBitY以及OSRdyGrp/OSRdyTbl的使用,这里专门来讨论讨论这几个变量的用法。

uC/OS-II将64个优先级的进程分为8组,每组8个。刚好可以使用8个INT8U的数据进行表示,于是这就是OSRdyGrp和OSRdyTbl的由来,OSRdyGrp表示组别,从0到7,从前面我们可以看到OSRdyGrp和OSRdyTbl是这么被赋值的:

OSRdyGrp

|= ptcb->OSTCBBitY;

OSRdyTbl[ptcb->OSTCBY] |= ptcb->OSTCBBitX;

也就是OSTCBBitY保存的是组别,OSTCBBitX保存的是组内的偏移。而这两个变量是这么被初始化的:

ptcb->OSTCBY

=(INT8U)(prio >> 3);

ptcb->OSTCBBitY

= OSMapTbl[ptcb->OSTCBY];

ptcb->OSTCBX

=(INT8U)(prio & 0x07);

ptcb->OSTCBBitX

= OSMapTbl[ptcb->OSTCBX];

由于prio不会大于64,prio为6位值,因此OSTCBY为prio高3位,不会大于8,OSTCBX为prio低3位。

这里就涉及到OSMapTbl数组和OSUnMapTbl数组的用法了。我们先看看OSMapTbl和OSUnMapTbl的定义:

INT8U const OSMapTbl[8]

= {0x01, 0x02, 0x04, 0x08, 0x10, 0x20, 0x40, 0x80};

INT8U const OSUnMapTbl[256] = {

0, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, 3, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0,/* 0x00 to 0x0F

*/

4, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, 3, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0,/* 0x10 to 0x1F

*/

5, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, 3, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0,/* 0x20 to 0x2F

*/

4, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, 3, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0,/* 0x30 to 0x3F

*/

6, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, 3, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0,/* 0x40 to 0x4F

*/

4, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, 3, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0,/* 0x50 to 0x5F

*/

5, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, 3, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0,/* 0x60 to 0x6F

*/

4, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, 3, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0,/* 0x70 to 0x7F

*/

7, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, 3, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0,/* 0x80 to 0x8F

*/

4, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, 3, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0,/* 0x90 to 0x9F

*/

5, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, 3, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0,/* 0xA0 to 0xAF

*/

4, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, 3, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0,/* 0xB0 to 0xBF

*/

6, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, 3, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0,/* 0xC0 to 0xCF

*/

4, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, 3, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0,/* 0xD0 to 0xDF

*/

5, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, 3, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0,/* 0xE0 to 0xEF

*/

4, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0, 3, 0, 1, 0, 2, 0, 1, 0

/* 0xF0 to 0xFF

*/ };OSMapTbl分别是一个INT8U的八个位,而OSUnMap数组中的值就是从0x00到0xFF的八位中,每一个值所对应的最低位的值。我们在调度的时候只需将OSRdyGrp的值代入OSUnMapTbl数组中,得到OSUnMapTbl[OSRdyGrp]的值就是哪个优先级最高的Group有Ready进程存在,再使用该Group对应OSRdyTbl[]数组中的值一样带入OSUnMapTbl中就可以得出哪个Task是优先级最高的。

于是我们提前来看看OS_Sched()中获取最高优先级所使用的方法:

y

= OSUnMapTbl[OSRdyGrp];

/* Get pointer to HPT ready to run

*/

OSPrioHighRdy =(INT8U)((y

于是乎,我们就可以对上面那一小段很模糊的代码做一下总结:

prio只有6位,高3位代表着某一个Group保存在OSTCBY中,OSTCBBitY表示该Group所对应的Bit,将OSRdyGrp的该位置1表示该Group中有进程是Ready的;低3位代表着该Group中的第几个进程,保存在OSTCBX中,OSTCBBitX表示该进程在该Group中所对应的Bit,OSRdyTbl[ptcb->OSTCBY] |= ptcb->OSTCBBitX就等于将该进程所对应的Bit置1了。OSStart OK,接下来我们来看这个开始函数了。OSStart其实很短,只有匆匆几句代码: void OSStart(void){

INT8U y;

INT8U x;

if(OSRunning == FALSE){

y

= OSUnMapTbl[OSRdyGrp];

/* Find highest priority's task priority number

*/

x

= OSUnMapTbl[OSRdyTbl[y]];

OSPrioHighRdy =(INT8U)((y

OSPrioCur

= OSPrioHighRdy;

OSTCBHighRdy = OSTCBPrioTbl[OSPrioHighRdy];/* Point to highest priority task ready to run

*/

OSTCBCur

= OSTCBHighRdy;

OSStartHighRdy();

/* Execute target specific code to start task

*/

} } 如果OSRunning为TRUE,表示OS已经在运行了,则OSStart不做任何事。OSRunning为FALSE,则找出最高优先级的Ready的Task,并将该指针赋给OSTCBHighRdy和OSTCBCur。然后调用OSStartHighRdy()开始运行该进程。

OSStartHighRdy()为用户自定义函数,在这个函数中,主要功能就是进行堆栈切换并将OSRunning设置为TRUE表示OS已经开始运行,然后将保存的寄存器弹出,最后执行中断返回指令IRET就跳到OSTCBHighRdy的最开始处运行了。

OSTimeDly

在Task中,一般执行一段时间之后调用OSTimeDly推迟一段时间再继续运行,OSTimeDly将本进程从Ready TCBList中删除,然后将Delay的时间设置给OSTCBDly,最后调用OS_Sched进行进程调度。void OSTimeDly(INT16U ticks){

INT8U

y;

if(ticks > 0){

/* 0 means no delay!

*/

OS_ENTER_CRITICAL();

y

= OSTCBCur->OSTCBY;

/* Delay current task

*/

OSRdyTbl[y] &= ~OSTCBCur->OSTCBBitX;

if(OSRdyTbl[y] == 0){

OSRdyGrp &= ~OSTCBCur->OSTCBBitY;

}

OSTCBCur->OSTCBDly = ticks;

/* Load ticks in TCB

*/

OS_EXIT_CRITICAL();

OS_Sched();

/* Find next task to run!

*/

} } 如果ticks为零,说明不需延迟,则什么事情都不做。否则,调用OS_ENTER_CRITICAL进入临界段,将本进程从Ready TCBList中删除的代码如下: */

OSRdyTbl[y] &= ~OSTCBCur->OSTCBBitX;

if(OSRdyTbl[y] == 0){

OSRdyGrp &= ~OSTCBCur->OSTCBBitY;

} y为当前进程所在Group,OSRdyTbl[y]为该Group所在字节,&=~则将该字节中本进程所占用的Bit清零。如果OSRdyTbl[y]为0,则说明这个Group中没有进程处于Ready状态,则将OSRdyGrp中该Group所占用的Bit清零。

然后将ticks保存在OSTCBDly中,每次OSTimeTick运行时会将这个值减一直至为零。调用OS_EXIT_CRITICAL离开临界段,紧接着调用OS_Sched进入调度例程。

OS_Sched

OS_Sched是进程调度所使用的函数,在这里面找到最高优先级的进程,然后切换到该进程运行。

void OS_Sched(void){

INT8U

y;

OS_ENTER_CRITICAL();

if(OSIntNesting == 0){

/* Schedule only if all ISRs done

y

= OSTCBCur->OSTCBY;

/* Delay current task

and...*/

if(OSLockNesting == 0){

/*...scheduler is not locked

*/

y

= OSUnMapTbl[OSRdyGrp];

/* Get pointer to HPT ready to run

*/

OSPrioHighRdy =(INT8U)((y

if(OSPrioHighRdy!= OSPrioCur){

/* No Ctx Sw if current task is highest rdy

*/

OSTCBHighRdy = OSTCBPrioTbl[OSPrioHighRdy];

OSCtxSwCtr++;

/* Increment context switch counter

*/

OS_TASK_SW();

/* Perform a context switch

*/

}

}

}

OS_EXIT_CRITICAL();} OS_Sched不允许在中断嵌套中调用,因此先判断是否是中断嵌套,并且是否限制进程调度,这两个条件都满足之后,找到最高优先级的进程,如果这个进程不是当前进程,则将新的进程TCB指针保存到OSTCBHighRdy中,为调度计数器OSCtxSwCtr加一,然后调用宏OS_TASK_SW()进行切换。

OS_TASK_SW()宏也是一个自定义的宏,uC/OS-II推荐使用软中断方式实现。

OSCtxSw是一个中断响应函数,一般我们在初始化时将这个软终端和OSCtxSw挂接好。在OSCtxSw中所需要做的事情就是将当前寄存器的值保存到当前堆栈中,然后切换堆栈到新进程的堆栈,将寄存器的值出栈,然后调用中断返回指令IRET就返回到新进程中断前的地方继续执行了。

定时中断

uC/OS-II的定时中断必须在OSStart之后初始化,而不能在OSStart之前,因为害怕第一个TimeTick发生时第一个进程还没有开始运行,而这时uC/OS是处于不可预期状态,会导致死机。

因此对于定时中断,我一般是放在最高级进程的初始化中进行,然后将定时中断和OSTickISR挂接。

OSTickISR也是一个用户自定义函数,所要完成的功能一个是保存当前的寄存器到当前堆栈将OSIntNesting加一,然后调用uC/OS提供的OSTimeTick函数,然后调用OSIntExit()将OSIntNesting减一,最后将各寄存器值出栈,使用中断返回指令IRET返回。

OSTimeTick在每个时钟中断中被调用一次,在该函数中会更新各个进程TCB所对应的OSTCBDly,如果该OSTCBDly减为0,则对应的TCB就被放入Ready TCBList中。

OS_ENTER_CRITICAL();

/* Update the 32-bit tick counter

*/

OSTime++;

OS_EXIT_CRITICAL();

ptcb = OSTCBList;

/* Point at first TCB in TCB list

*/

while(ptcb->OSTCBPrio!= OS_IDLE_PRIO){

/* Go through all TCBs in TCB list

*/

OS_ENTER_CRITICAL();

if(ptcb->OSTCBDly!= 0){

/* No, Delayed or waiting for event with TO

*/

if(--ptcb->OSTCBDly == 0){

/* Decrement nbr of ticks to end of delay

*/ */

if((ptcb->OSTCBStat & OS_STAT_PEND_ANY)!= OS_STAT_RDY){

ptcb->OSTCBStat

&= ~OS_STAT_PEND_ANY;

/* Check for timeout

/* Yes, Clear status flag

*/

ptcb->OSTCBPendTO /* Indicate PEND timeout

*/

} else {

ptcb->OSTCBPendTO = FALSE;

}

if((ptcb->OSTCBStat & OS_STAT_SUSPEND)== OS_STAT_RDY){ /* Is task suspended?

*/

OSRdyGrp

|= ptcb->OSTCBBitY;

/* No, Make ready

*/

OSRdyTbl[ptcb->OSTCBY] |= ptcb->OSTCBBitX;

}

}

}

ptcb = ptcb->OSTCBNext;

/* Point at next TCB in TCB list

*/

OS_EXIT_CRITICAL();

} 首先在临界段将OSTime加一,然后遍历整个非Free的TCBList,如果OSTCBDly不为0,则,将OSTCBDly减一,如果这时OSTCBDly为0,而且TCB对应的进程需要等待任何信号量或Event等,则说明超时时间到了,将当前TCB的State中OS_STAT_PEND_ANY位去掉,然后将OSTCBPendTo设置为TRUE,表示这是PEND的超时,否则设置OSTCBPendTO为FALSE。

如果OSTCBDly减为零,且该进程没有Suspend,则将该进程放入Ready TCBList中,使用方法同TaskCreate中的方法。

然后我们来说说OSIntExit这个函数。该函数代码如下: void OSIntExit(void){

INT8U

y;

if(OSRunning == TRUE){

OS_ENTER_CRITICAL();

if(OSIntNesting > 0){

/* Prevent OSIntNesting from wrapping

*/

OSIntNesting--;

}

if(OSIntNesting == 0){

/* Reschedule only if all ISRs

=

TRUE;

complete...*/

if(OSLockNesting == 0){

/*...and not locked.*/

y

= OSUnMapTbl[OSRdyGrp];

OSPrioHighRdy =(INT8U)((y

if(OSPrioHighRdy!= OSPrioCur){

/* No Ctx Sw if current task is highest rdy */

OSTCBHighRdy = OSTCBPrioTbl[OSPrioHighRdy];

OSCtxSwCtr++;

/* Keep track of the number of ctx switches */

OSIntCtxSw();

/* Perform interrupt level ctx switch

*/

}

}

} OS_EXIT_CRITICAL();

} } 首先判断OSRunning是否为1,也就是OS是否在运行,当然没有运行就什么都不做。然后将OSIntNesting减一,这个是需要在临界段进行的。如果OSIntNesting减为零,并且没有限制进程切换,则找到当前最高优先级的进程(方法同OS_Sched()),然后调用OSIntCtxSw进行进程切换。

OSIntCtxSw()是用户自定义函数,该函数的主要功能与OSCtxSw类似,只是需要对当前的堆栈进行稍微的调整,将OSIntExit和OSIntCtxSw调用所需要的堆栈去掉,然后做的和OSCtxSw一样。

在实际的Porting中发现要去掉OSIntExit和OSIntCtxSw调用所占用的堆栈还是比较麻烦的,因此我就现在OSTickISR刚开始的时候保存好现场之后就将堆栈指针赋给当前进程TCB的OSStkPtr,这样,在OSIntCtxSw中就不需要重新对当前堆栈的值进行保存,只需进行切换就可以了。

OK,到这里应该对uC/OS的运行机制有一点点理解了,我们的分析之旅告个段落。以后如果有兴趣我们再继续对Event、信号量等等之类的分模块进行分析。

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