μC/OS-II系統基礎嵌入式開發編程教程

μC/OS-II 通過 uCOS_II.H 中定義的 OS_EVENT 數據結構來維護一個事件控制塊的所有信息[程序清單 L6.1]，也就是本章開篇講到的事件控制塊 ECB。該結構中除了包含了事件本身的定義，如用于信號量的計數器，用于指向郵箱的指針，以及指向消息隊列的指針數組等，還定義了等待該事件的所有任務的列表。

typedef struct {

void *OSEventPtr; /* 指向消息或者消息隊列的指針 */

INT8U OSEventTbl[OS_EVENT_TBL_SIZE]; /* 等待任務列表 */

INT16U OSEventCnt; /* 計數器(當事件是信號量時) */

INT8U OSEventType; /* 時間類型 */

INT8U OSEventGrp; /* 等待任務所在的組 */

} OS_EVENT;

.OSEventPtr 指針,只有在所定義的事件是郵箱或者消息隊列時才使用。 當所定義的事件是

郵箱時，它指向一個消息，而當所定義的事件是消息隊列時，它指向一個數據結構，詳見 6.06

節消息郵箱和 6.07 節消息隊列。

.OSEventTbl[] 和 .OSEventGrp 很像前面講到的 OSRdyTbl[]和 OSRdyGrp，只不過前兩者

包含的是等待某事件的任務，而后兩者包含的是系統中處于就緒狀態的任務。(見 3.04 節 就

緒表)

.OSEventCnt 當事件是一個信號量時，.OSEventCnt 是用于信號量的計數器，(見 6.05 節

信號量)。

e .OSEventType 定義了事件的具體類型。它可以是信號量(OS_EVENT_SEM)、郵箱

(OS_EVENT_TYPE_MBOX)或消息隊列(OS_EVENT_TYPE_Q)中的一種。用戶要根據該域的具體值

來調用相應的系統函數，以保證對其進行的操作的正確性。

下面的代碼將一個任務放到事件的等待任務列表中。

程序清單 L6.2 ——將一個任務插入到事件的等待任務列表中

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

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

程序清單 L6.3 從等待任務列表中刪除一個任務

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

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

}

程序清單 L6.4 在等待任務列表中查找最高優先級的任務

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;

}

}

程序清單 L6.6 使一個任務進入就緒狀態

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;

}

}

程序清單 L6.7 使一個任務進入等待狀態

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;

}

程序清單 L6.8 因為等待超時將任務置為就緒狀態

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)

}

信號量

μC/OS-II 中的信號量由兩部分組成：一個是信號量的計數值，它是一個 16 位的無符號整

數 (0 到 65,535 之間) ; 另一個是由等待該信號量的任務組成的等待任務表。 用戶要在 OS_CFG.H

中將 OS_SEM_EN 開關量常數置成 1，這樣μC/OS-II 才能支持信號量。信號量

μC/OS-II 中的信號量由兩部分組成：一個是信號量的計數值，它是一個 16 位的無符號整

數 (0 到 65,535 之間) ; 另一個是由等待該信號量的任務組成的等待任務表。 用戶要在 OS_CFG.H

中將 OS_SEM_EN 開關量常數置成 1，這樣μC/OS-II 才能支持信號量。

程序清單 L6.9 建立一個信號量

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)

}

程序清單 L6.10 等待一個信號量

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;

}

}

}

程序清單 L6.11 發出一個信號量

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);

}

}

}

程序清單 L6.12 無等待地請求一個信號量

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)

}

程序清單 L6.13 查詢一個信號量的狀態

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);

}

程序清單 L6.14 建立一個郵箱

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)

}

程序清單 L6.15 等待一個郵箱中的消息

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);

}

程序清單 L6.16 向郵箱中發送一條消息

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);

}

}

}

程序清單 L6.16 向郵箱中發送一條消息

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);

}

}

}

程序清單 L6.17 無等待地從郵箱中得到消息

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)

}

程序清單 L6.18 查詢郵箱的狀態

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);

}

程序清單 L6.19 使用郵箱作為二值信號量

OS_EVENT *MboxSem;

void Task1 (void *pdata)

{

INT8U err;

for (;;) {

OSMboxPend(MboxSem, 0, &err); /* 獲得對資源的訪問權 */

6-26

.

. /* 任務獲得信號量,對資源進行訪問 */

.

OSMboxPost(MboxSem, (void*)1); /* 釋放對資源的訪問權 */

}

}

程序清單 L6.21 建立一個消息隊列

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 文件中包含與處理器相關的常量，宏和結構體的定義。程序清單L9.2是為80x86編

寫的OS_CPU.H文件的內容。

9.04 OS_CPU_A.ASM

μC/OS-II 的移植需要用戶改寫OS_CPU_A.ASM中的四個函數：

OSStartHighRdy()

OSCtxSw()

OSIntCtxSw()

OSTickISR()

9.04.01 OSStartHighRdy()

該函數由SStart()函數調用，功能是運行優先級最高的就緒任務，在調用OSStart()之前，

用戶必須先調用OSInit()，并且已經至少創建了一個任務(請參考OSTaskCreate()和

OSTaskCreateExt()函數)。OSStartHighRdy()默認指針OSTCBHighRdy指向優先級最高就緒任務

的任務控制塊(OS_TCB)(在這之前OSTCBHighRdy已由OSStart()設置好了)。圖F9.3給出了由

函 數 OSTaskCreate() 或 OSTaskCreateExt() 創 建 的 任 務 的 堆 棧 結 構 。 很 明 顯 ，

OSTCBHighRdy->OSTCBStkPtr指向的是任務堆棧的頂端。

程序清單L 9.3 OSStartHighRdy().

_OSStartHighRdy PROC FAR

MOV AX, SEG _OSTCBHighRdy ; 載入 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 ; 恢復任務環境 (2)

POP ES ; (3)

POPA ; (4)

;

IRET ; 運行任務 (5)

_OSStartHighRdy ENDP

9.05 OS_CPU_C.C

μC/OS-II 的移植需要用戶改寫OS_CPU_C.C中的六個函數：

OSTaskStkInit()

OSTaskCreateHook()

OSTaskDelHook()

OSTaskSwHook()

OSTaskStatHook()

OSTimeTickHook()

OSTaskResume ()的返回值為下述之一：

? OS_NO_ERR：函數調用成功。

? OS_TASK_RESUME_PRIO：要喚醒的任務不存在。

? OS_TASK_NOT_SUSPENDED：要喚醒的任務不在掛起狀態。

? OS_PRIO_INVALID：參數指定的優先級大于或等于 OS_LOWEST_PRIO。

OS_MAX_EVENTS 定義系統中最大的事件控制塊的數量。系統中的每一個消息郵箱，消息隊

列，信號量都需要一個事件控制塊。例如，系統中有 10 個消息郵箱，5 個消息隊列，3 個信號

量，則 OS_MAX_EVENTS 最小應該為 18。只要程序中用到了消息郵箱，消息隊列或是信號量，

則 OS_MAX_EVENTS 最小應該設置為 2。