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前面一個(gè)筆記我們已經(jīng)可以輕松的使用EDS提供的HAL構建一個(gè)uC/OS-II的模板工程，在這個(gè)工程里，所有和移植有關(guān)的問(wèn)題都不用我們操心，我們只要放心的去設計我們的應用程序便可。而一個(gè)最簡(jiǎn)單的uC/OS-II工程也已經(jīng)呈現在我們面前，三個(gè)最基本的步驟就可以完成一個(gè)我們曾經(jīng)以為多么神奇的操作系統。但是，雖然我們能夠構建兩個(gè)最基本的任務(wù)，但說(shuō)實(shí)在話(huà)，我們還沒(méi)搞懂它到底如何工作的，依葫蘆畫(huà)瓢沒(méi)有錯，若能夠搞清楚它的工作機理就更好了。 先來(lái)回顧一下兩個(gè)task，如下代碼： /* Prints "Hello World" and sleeps for three seconds */ void task1(void* pdata) { while (1) { printf("Hello from task1\n"); OSTimeDlyHMSM(0, 0, 3, 0); } } /* Prints "Hello World" and sleeps for three seconds */ void task2(void* pdata) { while (1) { printf("Hello from task2\n"); OSTimeDlyHMSM(0, 0, 3, 0); } } 兩個(gè)task的代碼幾乎如出一轍，他們都有自己的主循環(huán)while(1)，而在while(1)里面都是先打印一串字符，然后調用uC/OS-II的任務(wù)延時(shí)函數。在打印結果上看，task1和task2的打印信息是不斷的交錯打印，沒(méi)有哪個(gè)task會(huì )連續得到打印的機會(huì )，其奧秘就在于他們的任務(wù)延時(shí)是一致的。關(guān)于任務(wù)延時(shí)這里先不做文章，下篇筆記再詳細探討，這里我們只做一個(gè)和任務(wù)延時(shí)有關(guān)的小小測試，將task2的任務(wù)延時(shí)函數注釋?zhuān)缦滦薷膖ask2的函數： /* Prints "Hello World" and sleeps for three seconds */ void task2(void* pdata) { while (1) { printf("Hello from task2\n"); //OSTimeDlyHMSM(0, 0, 3, 0); } } 重新編譯軟件工程，然后在硬件上在線(xiàn)運行，此時(shí)我們看到在Console中打印的字符串信息如圖1所示。是不是很出乎我們的意料，沒(méi)錯，這個(gè)測試中我們就是要拿優(yōu)先級低的task2來(lái)說(shuō)事，在沒(méi)有任務(wù)延時(shí)函數的task2中，雖然它的優(yōu)先級沒(méi)有task1高，但它卻一直占有著(zhù)CPU的控制權，這到底怎么回事?確實(shí)是任務(wù)延時(shí)函數在作怪，本筆記先不深入，只要大家先記�。喝蝿�(wù)延時(shí)的主要作用便是先把當前任務(wù)的CPU控制權釋放，交給其他的優(yōu)先級最高的就緒任務(wù)控制。該測試中，其實(shí)task1只是在剛啟動(dòng)系統的時(shí)候執行了一次，然后它調用任務(wù)延時(shí)函數將CPU控制權交出，這一交不要緊，task2就賴(lài)著(zhù)不還了，因為task2在運行過(guò)程中自始至終沒(méi)有調用任務(wù)延時(shí)，所以它將一直占用著(zhù)CPU，當然了，這種狀況可不是我們希望看到的。 圖1 當前兩個(gè)task，每個(gè)task通常也都要有自己的while(1)，如同大多數裸奔的MCU一樣，這又是為什么?裸奔著(zhù)的MCU通常都只有一個(gè)main函數中的while(1)控制著(zhù)CPU的使用權，CPU的寄存器也供它獨享。而uC/OS-II卻要改變這一狀況，如圖2所示，每個(gè)任務(wù)都有自己的堆棧和任務(wù)控制塊，而CPU的控制權通常是輪流著(zhù)使用的，話(huà)說(shuō)“風(fēng)水輪流轉”嘛，也有這么點(diǎn)味道。當某個(gè)任務(wù)占用CPU使用權時(shí)，CPU的寄存器自然也是它獨自享用，它可以將當前堆棧里面的數據對應搬移到CPU寄存器中執行，而其他的任務(wù)無(wú)論在此之前處于何種狀態(tài)，都要把他們的數據存儲中他們自家的堆棧中;一旦當前任務(wù)完成工作或者因為某種系統允許的任務(wù)切換情況出現，那么它就得乖乖的交出CPU使用權，把CPU寄存器中的當前數據搬回到自己的堆棧中。到底何時(shí)切換任務(wù)，何時(shí)搶占任務(wù)，這都由每個(gè)任務(wù)自己的任務(wù)控制塊把持著(zhù)，他們不會(huì )越權搶占別人的CPU控制權，當然也不會(huì )允許他人隨意的搶走屬于自己的CPU控制權。uC/OS-II內部的任務(wù)切換說(shuō)白了就是CPU控制權的切換以及相應的入棧出棧操作，但是這其中涉及到的諸如任務(wù)優(yōu)先權的輪換或者說(shuō)任務(wù)仲裁等問(wèn)題的處理機制就是非常體現功力的地方，后續有機會(huì )也要好好探討下這方面的議題。 圖2 前面我們談到任務(wù)的切換，在同一時(shí)刻不同的任務(wù)都處于不同的狀態(tài)，運行著(zhù)的任務(wù)肯定只有一個(gè)，那么其他任務(wù)的狀態(tài)都如何?如圖3所示，uC/OS-II把任務(wù)的狀態(tài)劃分為5種：即睡眠態(tài)任務(wù)、就緒態(tài)任務(wù)、運行態(tài)任務(wù)、被中斷態(tài)任務(wù)和等待狀態(tài)任務(wù)。這里我們先簡(jiǎn)單的將這5種狀態(tài)羅列，并沒(méi)有將他們之間的轉換關(guān)系示意處理，但各個(gè)不同狀態(tài)之間的變化也都是通過(guò)一定的事件觸發(fā)或者函數調用引起的。 圖3 作者原著(zhù)的《嵌入式實(shí)時(shí)操作系統uC/OS-II》一書(shū)中對這5種狀態(tài)有如下描述：就緒態(tài)意味著(zhù)任務(wù)已經(jīng)準備好，可以運行，但由于該任務(wù)的優(yōu)先級比正在運行的任務(wù)優(yōu)先級低，還暫時(shí)不能運行;運行態(tài)是指任務(wù)掌握了CPU的使用權，正在運行;掛起態(tài)也稱(chēng)作等待狀態(tài)任務(wù)，指任務(wù)在等待某一事件的發(fā)生(例如等待某外設I/O操作，等待某共享資源由暫不能使用變成能使用狀態(tài)，等待定時(shí)脈沖的到來(lái)，或等待超時(shí)信號的到來(lái)以結束目前的等待，等等);發(fā)生中斷時(shí)，CPU提供相應的中斷服務(wù)，原來(lái)正在運行的任務(wù)暫不能運行，就進(jìn)入了被中斷任務(wù)。 就拿我們前面列舉的實(shí)例來(lái)講，當task1運行時(shí)，它處于運行態(tài)，task2就處于就緒態(tài)。而其他幾種狀態(tài)我們暫時(shí)還沒(méi)有接觸，后面遇到了再逐一談?wù)摗?br /> |
