uc/os-ii内核源码理解

使用操作系统，就要使用操作系统相关的资源(消息邮箱、信号量、互斥信号量、消息队列、事件等),需要大致了解系统内核原理。

uC/OS-ii操作系统配置

uC/OS-ii系统配置就是修改os_cfg.h文件，就是使能或失能某些功能，即系统裁剪(使能开关量)。

系统的裁剪是通过预处理(配置了就编译,没配置就不编译)实现的,预处理直接影响程序编译的大小。

2. 主函数描述

main函数在裸机和操作系统中都是存在的，main函数是程序的入口函数，uC/OS-ii操作系统中重要的三个函数:

OSInit操作系统初始化;

OSTaskCreate创建任务;

OSStart启动任务

(1) void OSInit (void)系统初始化函数

函数体位于os_core.c文件中。操作系统初始化就是对uC/os-ii系统的初始化，其中包括内核与系统资源的初始化，

void OSInit (void)

{

OSInitHookBegin(); /* Call port specific initialization code系统初始化开始Hook函数 */

OS_InitMisc(); /* Initialize miscellaneous variables初始化各变量 */

OS_InitRdyList(); /* Initialize the Ready List初始化就绪列表 */

OS_InitTCBList(); /* Initialize the free list of OS_TCBs 初始化任务控制块 */

OS_InitEventList(); /* Initialize the free list of OS_EVENTs初始化事件控制块 */

#if (OS_FLAG_EN > 0u) && (OS_MAX_FLAGS > 0u)

OS_FlagInit(); /* Initialize the event flag structures初始化事件标志组 */

#endif

#if (OS_MEM_EN > 0u) && (OS_MAX_MEM_PART > 0u)

OS_MemInit(); /* Initialize the memory manager初始化内存管理 */

#endif

#if (OS_Q_EN > 0u) && (OS_MAX_QS > 0u)

OS_QInit(); /* Initialize the message queue structures初始化消息队列 */

#endif

OS_InitTaskIdle(); /* Create the Idle Task 创建空闲任务 */

#if OS_TASK_STAT_EN > 0u

OS_InitTaskStat(); /* Create the Statistic Task 创建任务 */

#endif

#if OS_TMR_EN > 0u

OSTmr_Init(); /* Initialize the Timer Manager */

#endif

OSInitHookEnd(); /* Call port specific init. code */

#if OS_DEBUG_EN > 0u

OSDebugInit();

#endif

}

前五个函数是系统内核必须初始化部分，有选通开关的时根据系统配置决定是否需要初始化的部分。

系统配置在此处体现出来。如：没有使能“事件标志”即没有使能该选项，那么程序也不会初始化事件标志组。

必须类：

与系统、任务紧密相关的初始化。这些初始化就是对变量、结构体等赋初始值。(如：系统运行标志位初始化暂停运行、最高优先级指空等)它们的初始化位于系统内核os_core.c里面。

非必须类：

代码前面有一个预处理标志位(选通开关)，这些标志位位于os_cfg.h中，当不需要使用这些功能时，它们不会被初始化。

事件标志组、内存管理、消息队列等这些属于非必须类，它们的初始化位于自身的.c文件中(不位于os_core.c)。

[OS_FlagInit位于os_flag.c文件里面]

(2) OSTaskCreate创建任务函数

该函数体位于os_task.c文件中。创建任务主要是配置及初始化任务入口、任务相关的堆栈、优先级、以及检测参数的正确性等。

#if OS_TASK_CREATE_EN > 0u //系统配置使能

INT8U OSTaskCreate (void (*task)(void *p_arg),

void *p_arg,

OS_STK *ptos,

INT8U prio)

{

OS_STK *psp;

INT8U err;

#if OS_CRITICAL_METHOD == 3u /* Allocate storage for CPU status register若临界模式=3u,则给CPU_SR分频空间*/

OS_CPU_SR cpu_sr = 0u;

#endif

#ifdef OS_SAFETY_CRITICAL_IEC61508

if (OSSafetyCriticalStartFlag == OS_TRUE) {

OS_SAFETY_CRITICAL_EXCEPTION();

}

#endif

#if OS_ARG_CHK_EN > 0u

if (prio > OS_LOWEST_PRIO) { /* Make sure priority is within allowable range确保优先级在指定范围内 */

return (OS_ERR_PRIO_INVALID);

}

#endif

OS_ENTER_CRITICAL();

if (OSIntNesting > 0u) { /* Make sure we don't create the task from within an ISR确保我们不会从ISR中创建任务 */

OS_EXIT_CRITICAL();

return (OS_ERR_TASK_CREATE_ISR);

}

/*确保任务优先级未被使用,即就绪态为0*/

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

OSTCBPrioTbl[prio] = OS_TCB_RESERVED;/* Reserve the priority to prevent others from doing ... */

/* ... the same thing until task is created.保留这个优先级,防止再次创建相同优先级任务*/

OS_EXIT_CRITICAL();

psp = OSTaskStkInit(task, p_arg, ptos, 0u); /* Initialize the task's stack */

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

if (err == OS_ERR_NONE) {

if (OSRunning == OS_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_ERR_PRIO_EXIST);

}

#endif

注意：在os_cfg.h文件的任务管理中需要使能“创建任务”

即需要配置:

#define OS_TASK_CREATE_EN 1u /* Include code for OSTaskCreate() 创建任务 */[!--empirenews.page--]

在主函数中创建任务start_task(开始任务),后面的一些关于应用所需的初始化都是在start_task下面创建的，子任务也是基于该函数创建的。

OSStart()开启任务

该函数体位于os_core.c文件中。在操作系统初始化、任务创建完成后，调用OSStart就可以开启并执行任务了。

该函数属于内核级，由系统调用，主要包含：

1.查找最高优先级任务，使其进入就绪;

2.将当前优先级指向就绪任务的最高优先级;

3.执行目标代码，开始任务(OSRunning = OS_TRUE)。

void OSStart (void)

{

if (OSRunning == OS_FALSE) {/*若运行状态未开始,执行下面代码,开始运行多任务*/

OS_SchedNew(); /* Find highest priority's task priority number查找最高优先级任务进入就绪*/

OSPrioCur = OSPrioHighRdy; /*当前优先级指向就绪任务最高优先级*/

OSTCBHighRdy = OSTCBPrioTbl[OSPrioHighRdy]; /* Point to highest priority task ready to run指向最高优先级*/

OSTCBCur = OSTCBHighRdy; /*当前TCB指向最高优先级就绪的TCB*/

OSStartHighRdy(); /* Execute target specific code to start task执行目标代码，开始任务OSRunning=OS_TRUE*/

}

}