ucos基本概念学习和基本的使用

最近项目开发需要用到ucos，之前有听说过，但没用过，之前一直从事的与Linux相关的开发工作，基于应用的学习，所以本文偏向于应用的认知，只具备以下的认知即可进行开发啦，OS，其实都差不多。

   本文只是个人学习ucos的理解，也参考了邵贝贝老师以及其它网站上的学习教程。

内核调度的方法：时间片轮洵、优先级调度

不可剥夺性内核与可剥夺性内核的含义：

(1)不可剥夺性内核的好处就是只要这个任务不主动放弃CPU，那么别的任务是不能被抢夺的。

(2)可剥夺性内核对于一个优先级较低的来说，它的实时性可能不是很好，但是对于一个优先级较高的来说，它的实时性是相当好的，只要这个任务需要执行，他就会立马执行，这个就是可剥夺性内核。

Ucos属于优先级调度====>可剥夺性内核，数字越小，优先级越大。

专业术语

(1)代码的临界段

指处理时不可分割的代码。一旦这段代码开始执行，不允许中断的打入。

在进入临界段代码之前，需要关中断，执行完临界段代码，开中断。

(2)资源和共享资源

资源：任何为任务所占用的实体。如：打印机，键盘，显示器等。另外资源也可以是一个变量，一个结构或者一个数组。

共享资源：被一个以上的任务使用的资源。

如果要使用共享资源，必须满足互斥：（独占）

满足互斥的方法如下：

1、  关中断和开中断

在使用这个全局变量或者共享资源之前呢，我们首先把这个中断给关掉，当共享资源使用完毕以后，我们再把这个中断给打开就行了

2、  使用测试并置位指令

3、  任务禁止切换，使用，允许任务切换

不被任务打断，意味着不会被别的任务打断，这时就可以使用共享资源，使用完再开启任务切换。

4、  使用信号量

方法与使用测试并置位指令类似，但注意使用共享资源，首先要获取这个信号量，获取后才能使用共享资源，使用完以后，需要释放信号量。

(3)死锁

死锁也称为抱死。指2个任务无限期的互相等待对方控制的资源。

简单的说就是两个任务分别都有它们相互的共享资源，一个任务在执行的过程中必须等待这个共享资源，而这个资源又正在另外一个任务利用，另外一个也是出现一样的情况。我等你，你等我，但最后谁都无法等待谁。

(4)UCOS任务间的同步

1、信号量

最简单的理解就是全局变量的置位，一个任务设置一个全局变量，而另一个任务不断检测这个变量，如果是想要的那个结果，那么就响应，但信号量和全局变量置位的方式不大一样，信号量是可控的。

2、互斥信号量

最简单的理解就是一个任务使用资源，另外一个不能使用，这就构成了互斥关系，必须等待资源使用完了，才能给下一个任务使用。

3、事件标志组

多任务同步的手段，比如当我们使用组合按键去响应多个任务的时候就会用到。

(5)任务间通信

1、消息邮箱

数据交互的过程，一个任务负责把消息推送出去，其它的任务就负责去接收这个消息，消息可以各种数据类型组成的数据，并且，基于邮箱的特点，两个任务之间是可以不断进行收发的。

2、消息队列

就是多个消息邮箱构成的队列。

(6)中断

中断执行的时间越短越好，越长则会影响程序的实时性。

进入中断函数：OS-IntEnter();

退出中断函数：OS-IntExit();

中断计数器：ISRCounter，相当于引用计数，来一个中断就加一，中断退出的时候就减一。

(7)时钟节拍

其实就是由硬件实现的，类似单片机的晶振产生的频率。

(8)使用步骤

1、初始化OS  OS_Init();

2、创建任务   OSTaskCreate或者OSTaskCreateExt

3、执行OS    OS_Start();

任务相关的函数

建立任务函数

OSTaskCreate(void(*task)(void*pd),void*pdata,OS_STK*ptos,INTU prio);

参数：

task:指向任务函数的函数指针
pdata:给任务的参数指针
ptos:是分配给任务的堆栈的栈顶指针
prio:任务优先级

INT8U OSTaskCreateExt (void (*task)(void *p_arg),  void *p_arg,
OS_STK *ptos, INT8U prio,
INT16U id, OS_STK *pbos,
INT32U stk_size,  void *pext,

INT16U opt);

参数：
task:指向任务函数的函数指针
pdata:给任务的参数指针
ptos:是分配给任务的堆栈的栈顶指针
prio:任务优先级
id:任务ID号，范围0-65535
pbos:任务堆栈的栈底指针
stk_size:任务堆栈大小
pext:用户补充存储区，对TCB的扩充，不用设置为0
opt:任务选项，有三个，分别为:OS_TASK_OPT_STK_CHK、OS_TASK_OPT_STK_CLR 和 OS_TASK_OPT_SAVE_FP
 表示检查任务堆栈、任务堆栈清零和保存浮点(FPU)寄存器。
 
任务删除:其实是把任务置于睡眠状态，并不是把任务代码给删除了
INT8U OSTaskDel(INT8U prio);
prio:任务的优先级

请求任务删除  
INT8U OSTaskDelReq(INT8U prio);

改变任务优先级
INT8U OSTaskChangePrio(INT8U oldprio,INT8U newprio);

任务挂起和恢复
INT8U OSTaskSuspend(INT8U prio);

INT8U OSTaskResume(INT8U prio);

两个事件之间的通讯是基于一个模型：
任务1 ===> 发送事件       <=====请求事件<====任务2 


事件控制块结构
typedef struct
{
INT8U OSEventType; //事件的类型
INT16U OSEventCnt;  //信号量计数器
void *OSEventPtr; //消息或消息队列的指针
INT8U OSEventGrp;  //等待事件的任务组
INT8U OSEventTbl[OS_EVENT_TBL_SIZE];//任务等待表
#if OS_EVENT_NAME_EN > 0u
INT8U *OSEventName; //事件名
#endif
} OS_EVENT;


信号量：
对应事件控制块结构的事件类型为OS_EVENT_TYPE_SEM

1、创建信号量
OS_EVENT *OSSemCreate (INT16U cnt);
cnt:信号量计数器的初始值
return:返回值为已经创建的信号量的指针

2、请求信号量函数
void OSSemPend ( OS_EVENT *pevent, INT16U timeout, INT8U *err);
pevent:被请求信号量的指针
timeout：等待时限
err:错误信息

3、发送信号量函数(释放信号量)
INT8U OSSemPost(OS_EVENT *pevent);
pevent:信号量指针
return:成功返回值为OS_ON_ERR,否则会根据错误类型返回OS_ERR_EVENT_TYPE、OS_SEM_OVF

4、删除信号量函数
OS_EVENT *OSSemDel (OS_EVENT *pevent,INT8U opt, INT8U *err);
pevent:要删除的信号量指针
opt:删除条件选项
err:错误信息


邮箱：
任务与任务之间传递数据的方式。
对应事件控制块结构的事件类型为OS_EVENT_TYPE_MBOX

1、创建邮箱函数
OS_EVENT *OSMboxCreate (void *msg);
msg:消息指针
return:返回值为消息邮箱的指针。
使用: OS_EVENT *msg_ptr = NULL ;
 u8 *msg_string = "hello world" ;
 msg_ptr = OSMboxCreate(msg_string);

2、向邮箱发送消息的函数
INT8U OSMboxPost (OS_EVENT *pevent,void *msg);
pevent:消息邮箱的指针
msg:消息指针

3、请求邮箱指针
void *OSMboxPend (OS_EVENT *pevent, INT16U timeout, INT8U *err);
pevent:消息邮箱的指针
timeout:等待时限
err:错误信息


4、查询邮箱状态函数
INT8U OSMboxQuery(OS_EVENT *pevent,OS_MBOX_DATA *pdata);
pevent:消息邮箱指针
pdata:存放邮箱信息的结构

5、删除邮箱函数
OS_EVENT *OSMboxDel(OS_EVENT *pevent,INT8U opt,INT8U *err);
pevent:消息邮箱指针
opt:删除选项

err：错误信息

暂时就这样吧，后面用到了再加进来。

参考：

1、邵贝贝老师的书籍。

2、麦子学院ucos wiki教程：http://www.maiziedu.com/wiki/iot/ucoskernel/