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嵌入式μC/OS-II系统基础之邵贝贝节选

来源:互联网 关键字:   

 μC/OS-II 通过 uCOS_II.H 中定义的 OS_EVENT 数据结构来维护一个事件控制块的所有信息

[程序清单 L6.1],也就是本章开篇讲到的事件控制块 ECB。该结构中除了包含了事件本身的定

义,如用于信号量的计数器,用于指向邮箱的指针,以及指向消息队列的指针数组等,还定义

了等待该事件的所有任务的列表。

typedef struct {

void *OSEventPtr; /* 指向消息或者消息队列的指针 */

INT8U OSEventTbl[OS_EVENT_TBL_SIZE]; /* 等待任务列表 */

INT16U OSEventCnt; /* 计数器(当事件是信号量时) */

INT8U OSEventType; /* 时间类型 */

INT8U OSEventGrp; /* 等待任务所在的组 */

} OS_EVENT;

.OSEventPtr 指针,只有在所定义的事件是邮箱或者消息队列时才使用。 当所定义的事件是

邮箱时,它指向一个消息,而当所定义的事件是消息队列时,它指向一个数据结构,详见 6.06

节消息邮箱和 6.07 节消息队列。

.OSEventTbl[] 和 .OSEventGrp 很像前面讲到的 OSRdyTbl[]和 OSRdyGrp,只不过前两者

包含的是等待某事件的任务,而后两者包含的是系统中处于就绪状态的任务。(见 3.04 节 就

绪表)

.OSEventCnt 当事件是一个信号量时,.OSEventCnt 是用于信号量的计数器,(见 6.05 节

信号量)。

e .OSEventType 定义了事件的具体类型。它可以是信号量(OS_EVENT_SEM)、邮箱

(OS_EVENT_TYPE_MBOX)或消息队列(OS_EVENT_TYPE_Q)中的一种。用户要根据该域的具体值

来调用相应的系统函数,以保证对其进行的操作的正确性。

下面的代码将一个任务放到事件的等待任务列表中。

程序清单 L6.2 ——将一个任务插入到事件的等待任务列表中

pevent->OSEventGrp |= OSMapTbl[prio >> 3];

pevent->OSEventTbl[prio >> 3] |= OSMapTbl[prio & 0x07];

程序清单 L6.3 从等待任务列表中删除一个任务

if ((pevent->OSEventTbl[prio >> 3] &= ~OSMapTbl[prio & 0x07]) == 0) {

pevent->OSEventGrp &= ~OSMapTbl[prio >> 3];

}

程序清单 L6.4 在等待任务列表中查找最高优先级的任务

y = OSUnMapTbl[pevent->OSEventGrp];

x = OSUnMapTbl[pevent->OSEventTbl[y]];

prio = (y << 3) + x;

void OSEventWaitListInit (OS_EVENT *pevent)

{

INT8U i;

pevent->OSEventGrp = 0x00;

for (i = 0; i < OS_EVENT_TBL_SIZE; i++) {

pevent->OSEventTbl[i] = 0x00;

}

}

程序清单 L6.6 使一个任务进入就绪状态

void OSEventTaskRdy (OS_EVENT *pevent, void *msg, INT8U msk)

{

OS_TCB *ptcb;

INT8U x;

INT8U y;

INT8U bitx;

INT8U bity;

INT8U prio;

y = OSUnMapTbl[pevent->OSEventGrp]; (1)

bity = OSMapTbl[y]; (2)

x = OSUnMapTbl[pevent->OSEventTbl[y]]; (3)

bitx = OSMapTbl[x]; (4)

prio = (INT8U)((y << 3) + x); (5)

if ((pevent->OSEventTbl[y] &= ~bitx) == 0) { (6)

pevent->OSEventGrp &= ~bity;

}

ptcb = OSTCBPrioTbl[prio]; (7)

ptcb->OSTCBDly = 0; (8)

ptcb->OSTCBEventPtr = (OS_EVENT *)0; (9)

#if (OS_Q_EN && (OS_MAX_QS >= 2)) || OS_MBOX_EN

ptcb->OSTCBMsg = msg; (10)

#else

msg = msg;

#endif

ptcb->OSTCBStat &= ~msk; (11)

if (ptcb->OSTCBStat == OS_STAT_RDY) { (12)

OSRdyGrp |= bity; (13)

OSRdyTbl[y] |= bitx;

}

}

程序清单 L6.7 使一个任务进入等待状态

void OSEventTaskWait (OS_EVENT *pevent)

{

OSTCBCur->OSTCBEventPtr = pevent; (1)

if ((OSRdyTbl[OSTCBCur->OSTCBY] &= ~OSTCBCur->OSTCBBitX) == 0) { (2)

OSRdyGrp &= ~OSTCBCur->OSTCBBitY;

}

pevent->OSEventTbl[OSTCBCur->OSTCBY] |= OSTCBCur->OSTCBBitX; (3)

pevent->OSEventGrp |= OSTCBCur->OSTCBBitY;

}

程序清单 L6.8 因为等待超时将任务置为就绪状态

void OSEventTO (OS_EVENT *pevent)

{

if ((pevent->OSEventTbl[OSTCBCur->OSTCBY] &= ~OSTCBCur->OSTCBBitX) == 0)

{ (1)

pevent->OSEventGrp &= ~OSTCBCur->OSTCBBitY;

}

OSTCBCur->OSTCBStat = OS_STAT_RDY; (2)

OSTCBCur->OSTCBEventPtr = (OS_EVENT *)0; (3)

}

信号量

μC/OS-II 中的信号量由两部分组成:一个是信号量的计数值,它是一个 16 位的无符号整

数 (0 到 65,535 之间) ; 另一个是由等待该信号量的任务组成的等待任务表。 用户要在 OS_CFG.H

中将 OS_SEM_EN 开关量常数置成 1,这样μC/OS-II 才能支持信号量。信号量

μC/OS-II 中的信号量由两部分组成:一个是信号量的计数值,它是一个 16 位的无符号整

数 (0 到 65,535 之间) ; 另一个是由等待该信号量的任务组成的等待任务表。 用户要在 OS_CFG.H

中将 OS_SEM_EN 开关量常数置成 1,这样μC/OS-II 才能支持信号量。

程序清单 L6.9 建立一个信号量

OS_EVENT *OSSemCreate (INT16U cnt)

{

OS_EVENT *pevent;

OS_ENTER_CRITICAL();

pevent = OSEventFreeList; (1)

if (OSEventFreeList != (OS_EVENT *)0) { (2)

OSEventFreeList = (OS_EVENT *)OSEventFreeList->OSEventPtr;

}

OS_EXIT_CRITICAL();

if (pevent != (OS_EVENT *)0) { (3)

pevent->OSEventType = OS_EVENT_TYPE_SEM; (4)

pevent->OSEventCnt = cnt; (5)

OSEventWaitListInit(pevent); (6)

}

return (pevent); (7)

}

程序清单 L6.10 等待一个信号量

void OSSemPend (OS_EVENT *pevent, INT16U timeout, INT8U *err)

{

OS_ENTER_CRITICAL();

if (pevent->OSEventType != OS_EVENT_TYPE_SEM) { (1)

OS_EXIT_CRITICAL();

*err = OS_ERR_EVENT_TYPE;

}

if (pevent->OSEventCnt > 0) { (2)

pevent->OSEventCnt--; (3)

OS_EXIT_CRITICAL();

*err = OS_NO_ERR;

6-15

} else if (OSIntNesting > 0) { (4)

OS_EXIT_CRITICAL();

*err = OS_ERR_PEND_ISR;

} else {

OSTCBCur->OSTCBStat |= OS_STAT_SEM; (5)

OSTCBCur->OSTCBDly = timeout; (6)

OSEventTaskWait(pevent); (7)

OS_EXIT_CRITICAL();

OSSched(); (8)

OS_ENTER_CRITICAL();

if (OSTCBCur->OSTCBStat & OS_STAT_SEM) { (9)

OSEventTO(pevent); (10)

OS_EXIT_CRITICAL();

*err = OS_TIMEOUT;

} else {

OSTCBCur->OSTCBEventPtr = (OS_EVENT *)0; (11)

OS_EXIT_CRITICAL();

*err = OS_NO_ERR;

}

}

}

程序清单 L6.11 发出一个信号量

INT8U OSSemPost (OS_EVENT *pevent)

{

OS_ENTER_CRITICAL();

if (pevent->OSEventType != OS_EVENT_TYPE_SEM) { (1)

OS_EXIT_CRITICAL();

return (OS_ERR_EVENT_TYPE);

}

if (pevent->OSEventGrp) { (2)

OSEventTaskRdy(pevent, (void *)0, OS_STAT_SEM); (3)

OS_EXIT_CRITICAL();

OSSched(); (4)

return (OS_NO_ERR);

} else {

if (pevent->OSEventCnt < 65535) {

pevent->OSEventCnt++; (5)

OS_EXIT_CRITICAL();

return (OS_NO_ERR);

} else {

OS_EXIT_CRITICAL();

return (OS_SEM_OVF);

}

}

}

程序清单 L6.12 无等待地请求一个信号量

INT16U OSSemAccept (OS_EVENT *pevent)

{

INT16U cnt;

OS_ENTER_CRITICAL();

if (pevent->OSEventType != OS_EVENT_TYPE_SEM) { (1)

OS_EXIT_CRITICAL();

return (0);

}

cnt = pevent->OSEventCnt; (2)

if (cnt > 0) { (3)

pevent->OSEventCnt--; (4)

}

OS_EXIT_CRITICAL();

return (cnt); (5)

}

程序清单 L6.13 查询一个信号量的状态

INT8U OSSemQuery (OS_EVENT *pevent, OS_SEM_DATA *pdata)

{

INT8U i;

INT8U *psrc;

INT8U *pdest;

OS_ENTER_CRITICAL();

if (pevent->OSEventType != OS_EVENT_TYPE_SEM) { (1)

OS_EXIT_CRITICAL();

return (OS_ERR_EVENT_TYPE);

}

pdata->OSEventGrp = pevent->OSEventGrp; (2)

psrc = &pevent->OSEventTbl[0];

pdest = &pdata->OSEventTbl[0];

for (i = 0; i < OS_EVENT_TBL_SIZE; i++) {

*pdest++ = *psrc++;

}

pdata->OSCnt = pevent->OSEventCnt; (3)

OS_EXIT_CRITICAL();

return (OS_NO_ERR);

}

程序清单 L6.14 建立一个邮箱

OS_EVENT *OSMboxCreate (void *msg)

6-20

{

OS_EVENT *pevent;

OS_ENTER_CRITICAL();

pevent = OSEventFreeList;

if (OSEventFreeList != (OS_EVENT *)0) {

OSEventFreeList = (OS_EVENT *)OSEventFreeList->OSEventPtr;

}

OS_EXIT_CRITICAL();

if (pevent != (OS_EVENT *)0) {

pevent->OSEventType = OS_EVENT_TYPE_MBOX; (1)

pevent->OSEventPtr = msg; (2)

OSEventWaitListInit(pevent);

}

return (pevent); (3)

}

程序清单 L6.15 等待一个邮箱中的消息

void *OSMboxPend (OS_EVENT *pevent, INT16U timeout, INT8U *err)

{

void *msg;

OS_ENTER_CRITICAL();

if (pevent->OSEventType != OS_EVENT_TYPE_MBOX) { (1)

OS_EXIT_CRITICAL();

*err = OS_ERR_EVENT_TYPE;

return ((void *)0);

}

msg = pevent->OSEventPtr;

if (msg != (void *)0) { (2)

pevent->OSEventPtr = (void *)0; (3)

OS_EXIT_CRITICAL();

*err = OS_NO_ERR;

} else if (OSIntNesting > 0) { (4)

OS_EXIT_CRITICAL();

*err = OS_ERR_PEND_ISR;

} else {

OSTCBCur->OSTCBStat |= OS_STAT_MBOX; (5)

OSTCBCur->OSTCBDly = timeout;

OSEventTaskWait(pevent);

OS_EXIT_CRITICAL();

OSSched();

OS_ENTER_CRITICAL();

if ((msg = OSTCBCur->OSTCBMsg) != (void *)0) { (6)

OSTCBCur->OSTCBMsg = (void *)0;

OSTCBCur->OSTCBStat = OS_STAT_RDY;

OSTCBCur->OSTCBEventPtr = (OS_EVENT *)0;

OS_EXIT_CRITICAL();

*err = OS_NO_ERR;

} else if (OSTCBCur->OSTCBStat & OS_STAT_MBOX) { (7)

OSEventTO(pevent); (8)

OS_EXIT_CRITICAL();

msg = (void *)0; (9)

*err = OS_TIMEOUT;

} else {

6-22

msg = pevent->OSEventPtr; (10)

pevent->OSEventPtr = (void *)0;

(11)

OSTCBCur->OSTCBEventPtr = (OS_EVENT *)0; (12)

OS_EXIT_CRITICAL();

*err = OS_NO_ERR;

}

}

return (msg);

}

程序清单 L6.16 向邮箱中发送一条消息

INT8U OSMboxPost (OS_EVENT *pevent, void *msg)

{

OS_ENTER_CRITICAL();

if (pevent->OSEventType != OS_EVENT_TYPE_MBOX) { (1)

OS_EXIT_CRITICAL();

return (OS_ERR_EVENT_TYPE);

}

if (pevent->OSEventGrp) { (2)

OSEventTaskRdy(pevent, msg, OS_STAT_MBOX); (3)

OS_EXIT_CRITICAL();

OSSched(); (4)

return (OS_NO_ERR);

} else {

if (pevent->OSEventPtr != (void *)0) { (5)

OS_EXIT_CRITICAL();

return (OS_MBOX_FULL);

} else {

pevent->OSEventPtr = msg; (6)

OS_EXIT_CRITICAL();

return (OS_NO_ERR);

}

}

}

程序清单 L6.16 向邮箱中发送一条消息

INT8U OSMboxPost (OS_EVENT *pevent, void *msg)

{

OS_ENTER_CRITICAL();

if (pevent->OSEventType != OS_EVENT_TYPE_MBOX) { (1)

OS_EXIT_CRITICAL();

return (OS_ERR_EVENT_TYPE);

}

if (pevent->OSEventGrp) { (2)

OSEventTaskRdy(pevent, msg, OS_STAT_MBOX); (3)

OS_EXIT_CRITICAL();

OSSched(); (4)

return (OS_NO_ERR);

} else {

if (pevent->OSEventPtr != (void *)0) { (5)

OS_EXIT_CRITICAL();

return (OS_MBOX_FULL);

} else {

pevent->OSEventPtr = msg; (6)

OS_EXIT_CRITICAL();

return (OS_NO_ERR);

}

}

}

程序清单 L6.17 无等待地从邮箱中得到消息

void *OSMboxAccept (OS_EVENT *pevent)

{

void *msg;

OS_ENTER_CRITICAL();

if (pevent->OSEventType != OS_EVENT_TYPE_MBOX) { (1)

OS_EXIT_CRITICAL();

return ((void *)0);

}

msg = pevent->OSEventPtr; (2)

if (msg != (void *)0) { (3)

pevent->OSEventPtr = (void *)0; (4)

}

OS_EXIT_CRITICAL();

return (msg); (5)

}

程序清单 L6.18 查询邮箱的状态

INT8U OSMboxQuery (OS_EVENT *pevent, OS_MBOX_DATA *pdata)

{

INT8U i;

6-25

INT8U *psrc;

INT8U *pdest;

OS_ENTER_CRITICAL();

if (pevent->OSEventType != OS_EVENT_TYPE_MBOX) { (1)

OS_EXIT_CRITICAL();

return (OS_ERR_EVENT_TYPE);

}

pdata->OSEventGrp = pevent->OSEventGrp; (2)

psrc = &pevent->OSEventTbl[0];

pdest = &pdata->OSEventTbl[0];

for (i = 0; i < OS_EVENT_TBL_SIZE; i++) {

*pdest++ = *psrc++;

}

pdata->OSMsg = pevent->OSEventPtr; (3)

OS_EXIT_CRITICAL();

return (OS_NO_ERR);

}

程序清单 L6.19 使用邮箱作为二值信号量

OS_EVENT *MboxSem;

void Task1 (void *pdata)

{

INT8U err;

for (;;) {

OSMboxPend(MboxSem, 0, &err); /* 获得对资源的访问权 */

6-26

.

. /* 任务获得信号量,对资源进行访问 */

.

OSMboxPost(MboxSem, (void*)1); /* 释放对资源的访问权 */

}

}

程序清单 L6.21 建立一个消息队列

OS_EVENT *OSQCreate (void **start, INT16U size)

{

OS_EVENT *pevent;

OS_Q *pq;

OS_ENTER_CRITICAL();

pevent = OSEventFreeList; (1)

if (OSEventFreeList != (OS_EVENT *)0) {

OSEventFreeList = (OS_EVENT *)OSEventFreeList->OSEventPtr; (2)

}

OS_EXIT_CRITICAL();

if (pevent != (OS_EVENT *)0) {

OS_ENTER_CRITICAL();

pq = OSQFreeList; (3)

if (OSQFreeList != (OS_Q *)0) {

OSQFreeList = OSQFreeList->OSQPtr;

}

OS_EXIT_CRITICAL();

if (pq != (OS_Q *)0) {

pq->OSQStart = start; (4)

pq->OSQEnd = &start[size];

pq->OSQIn = start;

pq->OSQOut = start;

pq->OSQSize = size;

pq->OSQEntries = 0;

pevent->OSEventType = OS_EVENT_TYPE_Q; (5)

pevent->OSEventPtr = pq; (6)

OSEventWaitListInit(pevent); (7)

} else {

OS_ENTER_CRITICAL();

pevent->OSEventPtr = (void *)OSEventFreeList; (8)

6-33

OSEventFreeList = pevent;

OS_EXIT_CRITICAL();

pevent = (OS_EVENT *)0;

}

}

return (pevent); (9)

}

9.03 OS_CPU.H 文件

OS_CPU.H 文件中包含与处理器相关的常量,宏和结构体的定义。程序清单L9.2是为80x86编

写的OS_CPU.H文件的内容。

9.04 OS_CPU_A.ASM

μC/OS-II 的移植需要用户改写OS_CPU_A.ASM中的四个函数:

OSStartHighRdy()

OSCtxSw()

OSIntCtxSw()

OSTickISR()

9.04.01 OSStartHighRdy()

该函数由SStart()函数调用,功能是运行优先级最高的就绪任务,在调用OSStart()之前,

用户必须先调用OSInit(),并且已经至少创建了一个任务(请参考OSTaskCreate()和

OSTaskCreateExt()函数)。OSStartHighRdy()默认指针OSTCBHighRdy指向优先级最高就绪任务

的任务控制块(OS_TCB)(在这之前OSTCBHighRdy已由OSStart()设置好了)。图F9.3给出了由

函 数 OSTaskCreate() 或 OSTaskCreateExt() 创 建 的 任 务 的 堆 栈 结 构 。 很 明 显 ,

OSTCBHighRdy->OSTCBStkPtr指向的是任务堆栈的顶端。

程序清单L 9.3 OSStartHighRdy().

_OSStartHighRdy PROC FAR

MOV AX, SEG _OSTCBHighRdy ; 载入 DS

MOV DS, AX ;

LES BX, DWORD PTR DS:_OSTCBHighRdy ; SS:SP = OSTCBHighRdy->OSTCBStkPtr

(1)

MOV SS, ES:[BX+2] ;

MOV SP, ES:[BX+0] ;

;

POP DS ; 恢复任务环境 (2)

POP ES ; (3)

POPA ; (4)

;

IRET ; 运行任务 (5)

_OSStartHighRdy ENDP

9.05 OS_CPU_C.C

μC/OS-II 的移植需要用户改写OS_CPU_C.C中的六个函数:

OSTaskStkInit()

OSTaskCreateHook()

OSTaskDelHook()

OSTaskSwHook()

OSTaskStatHook()

OSTimeTickHook()

OSTaskResume ()的返回值为下述之一:

? OS_NO_ERR:函数调用成功。

? OS_TASK_RESUME_PRIO:要唤醒的任务不存在。

? OS_TASK_NOT_SUSPENDED:要唤醒的任务不在挂起状态。

? OS_PRIO_INVALID:参数指定的优先级大于或等于 OS_LOWEST_PRIO。

OS_MAX_EVENTS 定义系统中最大的事件控制块的数量。系统中的每一个消息邮箱,消息队

列,信号量都需要一个事件控制块。例如,系统中有 10 个消息邮箱,5 个消息队列,3 个信号

量,则 OS_MAX_EVENTS 最小应该为 18。只要程序中用到了消息邮箱,消息队列或是信号量,

则 OS_MAX_EVENTS 最小应该设置为 2。