浅析μC/OS-ⅡAPI的设计思想及实现机制
用户不能改变空闲任务的优先级,但用户可以改变调用本函数的任务或者其它任务的优先级。为了改变调用本函数的任务的优先级,用户可以指定该任务当前的优先级或OS_PRIO_SELF,OSTaskChangePrio()会决定该任务的优先级。用户还必须指定任务的新(即想要的)优先级。因为μC/OS-Ⅱ不允许多个任务具有相同的优先级,所以OSTaskChangePrio()需要检验新优先级是否是合法的(即不存在具有新优先级的任务)。如果新优先级是合法的,μC/OS-Ⅱ通过将某些东西储存到OSTCBPrioTbl[newprio]中保留这个优先级。如此就使得OSTaskChangePrio()可以重新允许中断,因为此时其它任务已经不可能建立拥有该优先级的任务,也不能通过指定相同的新优先级来调用OSTaskChangePrio()。接下来OSTaskChangePrio()可以预先计算新优先级任务的OS_TCB中的某些值。而这些值用来将任务放入就绪表或从该表中移除。
2.4 挂起任务和恢复任务API
有时候将任务挂起是很有用的。挂起任务可通过调用OSTaskSuspend()函数来完成。被挂起的任务只能通过调用OSTaskResume()函数来恢复。任务挂起是一个附加功能。也就是说,如果任务在被挂起的同时也在等待延时的期满,那么,挂起操作需要被取消,而任务继续等待延时期满,并转入就绪状态。任务可以挂起自己或者其它任务。
OSTaskSuspend()函数的函数定义如下:
INT8U OSTaskSuspend (INT8U prio)
恢复任务OSTaskResume()函数定义为:
INT8U OSTaskResume (INT8U prio)
被挂起的任务只有通过调用OSTaskResume()才能恢复。因为OSTaskSuspend()不能挂起空闲任务,所以必须得确认用户的应用程序不是在恢复空闲任务。注意,这个测试也可以确保用户不是在恢复优先级为OS_PRIO_SELF的任务(OS_PRIO_SELF被定义为0xFF,它总是比OS_LOWEST_PRIO大)。
2.5 获得任务信息API
用户的应用程序可以通过调用OSTaskQuery()来获得自身或其它应用任务的信息。实际上,OSTaskQuery()获得的是对应任务的OS_TCB中内容的拷贝。用户能访问的OS_TCB的数据域的多少决定于用户的应用程序的配置(参看OS_CFG.H)。由于μC/OS-Ⅱ是可裁剪的,它只包括那些用户的应用程序所要求的属性和功能。
void MyTask (void *pdata)
函数参数为一指针变量,指向对应任务的OS_TCB结构地址。本函数是有用的调试工具。
3. 消息和同步类API的设计思路和实现机制
μC/OS-Ⅱ中有三种方法实现消息通信和同步:信号量、邮箱和消息队列。一个任务或者中断服务子程序可以通过事件控制块ECB(Event Control Blocks)来向另外的任务发信号。这里,所有的信号都被看成是事件(Event)。这也说明为什么上面把用于通讯的数据结构叫做事件控制块。一个任务还可以等待另一个任务或中断服务子程序给它发送信号。这里要注意的是,只有任务可以等待事件发生,中断服务子程序是不能这样做的。对于处于等待状态的任务,还可以给它指定一个最长等待时间,以此来防止因为等待的事件没有发生而无限期地等下去。多个任务可以同时等待同一个事件的发生。在这种情况下,当该事件发生后,所有等待该事件的任务中,优先级最高的任务得到了该事件并进入就绪状态,准备执行。上面讲到的事件,可以是信号量、邮箱或者消息队列等。当事件控制块是一个信号量时,任务可以等待它,也可以给它发送消息。
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。
邮箱是μC/OS-II中另一种通讯机制,它可以使一个任务或者中断服务子程序向另一个任务发送一个指针型的变量。该指针指向一个包含了特定“消息”的数据结构。为了在μC/OS-II中使用邮箱,必须将OS_CFG.H中的OS_MBOX_EN常数置为1。
消息队列是μC/OS-II中另一种通讯机制,它可以使一个任务或者中断服务子程序向另一个任务发送以指针方式定义的变量。因具体的应用有所不同,每个指针指向的数据结构变量也有所不同。为了使用μC/OS-II的消息队列功能,需要在OS_CFG.H 文件中,将OS_Q_EN常数设置为1,并且通过常数OS_MAX_QS来决定μC/OS-II支持的最多消息队列数。
μC/OS-Ⅱ提供一系列API函数供用户调用,实现各个任务之间的通信和同步功能。下面以信号量为例说明各个API的实现。
μC/OS-II提供了5个对信号量进行操作的函数。它们是:OSSemCreate(),OSSemPend(),OSSemPost(),OSSemAccept()和OSSemQuery()函数。
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