μC/OS-II的内核结构

解释见第四章，任务管理。

3.2 任务状态

图3.1是μC/OS-Ⅱ控制下的任务状态转换图。在任一给定的时刻，任务的状态一定是在这五种状态之一。

睡眠态(DORMANT)指任务驻留在程序空间之中，还没有交给μC/OS-Ⅱ管理，(见程序清单L3.1或L3.2)。把任务交给μC/OS-Ⅱ是通过调用下述两个函数之一：

OSTaskCreate()或OSTaskCreateExt()。当任务一旦建立，这个任务就进入就绪态准备运行。任务的建立可以是在多任务运行开始之前，也可以是动态地被一个运行着的任务建立。如果一个任务是被另一个任务建立的，而这个任务的优先级高于建立它的那个任务，则这个刚刚建立的任务将立即得到CPU的控制权。一个任务可以通过调用OSTaskDel()返回到睡眠态，或通过调用该函数让另一个任务进入睡眠态。

调用OSStart()可以启动多任务。OSStart()函数运行进入就绪态的优先级最高的任务。就绪的任务只有当所有优先级高于这个任务的任务转为等待状态，或者是被删除了，才能进入运行态。

图3.1任务的状态

正在运行的任务可以通过调用两个函数之一将自身延迟一段时间，这两个函数是OSTimeDly()或OSTimeDlyHMSM()。这个任务于是进入等待状态，等待这段时间过去，下一个优先级最高的、并进入了就绪态的任务立刻被赋予了CPU的控制权。等待的时间过去以后，系统服务函数OSTimeTick()使延迟了的任务进入就绪态(见3.10节，时钟节拍)。

正在运行的任务期待某一事件的发生时也要等待，手段是调用以下3个函数之一：

OSSemPend()，OSMboxPend()，或OSQPend()。调用后任务进入了等待状态(WAITING)。当任务因等待事件被挂起(Pend)，下一个优先级最高的任务立即得到了CPU的控制权。当事件发生了，被挂起的任务进入就绪态。事件发生的报告可能来自另一个任务，也可能来自中断服务子程序。

正在运行的任务是可以被中断的，除非该任务将中断关了，或者μC/OS-Ⅱ将中断关了。被中断了的任务就进入了中断服务态(ISR)。响应中断时，正在执行的任务被挂起，中断服务子程序控制了CPU的使用权。中断服务子程序可能会报告一个或多个事件的发生，而使一个或多个任务进入就绪态。在这种情况下，从中断服务子程序返回之前，μC/OS-Ⅱ要判定，被中断的任务是否还是就绪态任务中优先级最高的。如果中断服务子程序使一个优先级更高的任务进入了就绪态，则新进入就绪态的这个优先级更高的任务将得以运行，否则原来被中断了的任务才能继续运行。当所有的任务都在等待事件发生或等待延迟时间结束，μC/OS-Ⅱ执行空闲任务(idletask)，执行OSTaskIdle()函数。

3.3 任务控制块(TaskControlBlocks,OS _TCBs)

一旦任务建立了，任务控制块OS _TCBs将被赋值(程序清单3.3)。任务控制块是一个数据结构，当任务的CPU使用权被剥夺时，μC/OS-Ⅱ用它来保存该任务的状态。当任务重新得到CPU使用权时，任务控制块能确保任务从当时被中断的那一点丝毫不差地继续执行。OS _TCBs全部驻留在RAM中。读者将会注意到笔者在组织这个数据结构时，考虑到了各成员的逻辑分组。任务建立的时候，OS _TCBs就被初始化了(见第四章任务管理)。

程序清单 L3.3μC/OS-II任务控制块.

typedefstructos_tcb{

OS_STK*OSTCBStkPtr;

#ifOS_TASK_CREATE_EXT_EN

void*OSTCBExtPtr;

OS_STK*OSTCBStkBottom;

INT32UOSTCBStkSize;

INT16UOSTCBOpt;

INT16UOSTCBId;

#endif

structos_tcb*OSTCBNext;

structos_tcb*OSTCBPrev;

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

OS_EVENT*OSTCBEventPtr;

#endif

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

void*OSTCBMsg;

#endif

INT16UOSTCBDly;

INT8UOSTCBStat;

INT8UOSTCBPrio;

INT8UOSTCBX;

INT8UOSTCBY;

INT8UOSTCBBitX;

INT8UOSTCBBitY;

#ifOS_TASK_DEL_EN

BOOLEANOSTCBDelReq;

#endif

}OS_TCB;

.OSTCBStkPtr 是指向当前任务栈顶的指针。μC/OS-Ⅱ允许每个任务有自己的栈，尤为重

要的是，每个任务的栈的容量可以是任意的。有些商业内核要求所有任务栈的容量都一

样，除非用户写一个复杂的接口函数来改变之。这种限制浪费了RAM，当各任务需要的栈

空间不同时，也得按任务中预期栈容量需求最多的来分配栈空间。OSTCBStkPtr是OS_TCB

数据结构中唯一的一个能用汇编语言来处置的变量(在任务切换段的代码Context-

switchingcode之中，)把OSTCBStkPtr放在数据结构的最前面，使得从汇编语言中处理

这个变量时较为容易。

.OSTCBExtPtr 指向用户定义的任务控制块扩展。用户可以扩展任务控制块而不必修改μ

C/OS-Ⅱ的源代码。.OSTCBExtP