uCOS-II源码分析
ucOS-II范例分析_01
分析一下OS_CPU.H文件，它涉及特定CPU 的实现。一般都被替换为一条或者几条嵌入 式汇编代码。其实，它就是关中断。 只要任务不主动放弃CPU使用权，别的任务 就没有占用CPU的机会，这个任务就是独占 了。进入临界区后，这个应宏尽量少用，它 会破坏系统的一些服务，尤其是时间服务。 并使系统对外界响应性能降低。
不依赖于编译的数据类型
可移植型数据类型的程序 Typedef unsigned char BOOLEAN; Typedef unsigned char INT8U; Typedef signed char INT8S; Typedef unsigned int INT16U; Typedef signed int INT16S; Typedef unsigned long INT32U; Typedef signed long INT32S; Typedef float FP32; Typedef double FP64; #define BYTE INT8S -----------| #define UBYTE INT8U -----------| #define WORD INT16S ------------| ucos->ucosII #define UWORD INT16U -----------| #define LONG INT32S -----------| #define ULONG INT32U -----------|
嵌入式操作系统ucOS-II分析
ucOS-II应用程序基本结构
void task ( void* pdata ) { INT8U err; InitTimer(); // 可选 For( ;; ) { // 你的应用程序代码 …….. OSTimeDly(1); // 可选 } }
北航ARM9实验报告：实验3uCOS-II实验
北航ARM9实验报告：实验3uCOS-II实验北航 ARM9 实验报告：实验 3uCOSII 实验一、实验目的本次实验的主要目的是深入了解和掌握 uCOSII 实时操作系统在ARM9 平台上的移植和应用。
通过实际操作，熟悉 uCOSII 的任务管理、内存管理、中断处理等核心机制，提高对实时操作系统的理解和应用能力，为后续的嵌入式系统开发打下坚实的基础。
二、实验环境1、硬件环境：ARM9 开发板、PC 机。
2、软件环境：Keil MDK 集成开发环境、uCOSII 源代码。
三、实验原理uCOSII 是一个可裁剪、可剥夺型的多任务实时内核，具有执行效率高、占用空间小、实时性能优良和可扩展性强等特点。
其基本原理包括任务管理、任务调度、时间管理、内存管理和中断管理等。
任务管理：uCOSII 中的任务是一个独立的执行流，每个任务都有自己的堆栈空间和任务控制块（TCB）。
任务可以处于就绪、运行、等待、挂起等状态。
任务调度：采用基于优先级的抢占式调度算法，始终让优先级最高的就绪任务运行。
时间管理：通过系统时钟节拍来实现任务的延时和定时功能。
内存管理：提供了简单的内存分区管理和内存块管理机制。
中断管理：支持中断嵌套，在中断服务程序中可以进行任务切换。
四、实验步骤1、建立工程在 Keil MDK 中创建一个新的工程，选择对应的 ARM9 芯片型号，并配置相关的编译选项。
2、导入 uCOSII 源代码将 uCOSII 的源代码导入到工程中，并对相关的文件进行配置，如设置任务堆栈大小、系统时钟节拍频率等。
3、编写任务函数根据实验要求，编写多个任务函数，每个任务实现不同的功能。
4、创建任务在主函数中使用 uCOSII 提供的 API 函数创建任务，并设置任务的优先级。
5、启动操作系统调用 uCOSII 的启动函数，使操作系统开始运行，进行任务调度。
6、调试与测试通过单步调试、查看变量值和输出信息等方式，对系统的运行情况进行调试和测试，确保任务的执行符合预期。
uCOS-II源码分析
uC/OS-II源码分析（一）下载地址：/它的特点：1）开源，2)可移植性，绝大部分代码用C写，硬件相关部分用汇编写，3可固化，4）可剪裁，这通过条件编译实现，使用#define语句定义所需要的功能。
5）可剥夺性（总是运行就绪条件下优先级最高的任务），6）多任务（可以管理64个任务，其中保留8个给uC/OS-II，因此用户最多可有56个任务，每个任务优先级不同，也就意味着不支持时间片轮转调度法，因为这种方法适合于优先级平等的任务）。
7）可确定性。
函数调度和服务执行时间具有确定性，除了OSTimeTick()和某些事件标志服务，系统服务执行时间不依赖用户应用程序任务数目的多少。
8）任务栈。
允许每个任务自己单独的栈空间不同，可以使用栈空间检验函数确定所需要的栈空间大小。
9）系统服务。
提供信号量，互斥型信号量，事件标志，消息邮箱，消息队列，块大小固定的内存申请与释放，时间管理函数等服务。
10）中断管理。
中断嵌套层数最多可达到255层。
11）稳定性和可靠性。
OSInit()函数用来初始化内核，必须首先调用。
建立两个任务：空闲任务（其他任务都未就绪时运行），统计任务（计算CPU的利用率）.****************************************************************** Description: This function is used to initialize the internals of uC/OS-II and MUST be called prior to creating any uC/OS-II object and, prior to calling OSStart().*****************************************************************void OSInit (void){OSInitHookBegin();/* 调用用户特定的初始化代码（通过一个接口函数实现用户要求的插件式进入系统中）*/OS_InitMisc();/* 初始化变量*/OS_InitRdyList();/* 初始化就绪列表*/OS_InitTCBList();/* 初始化OS_TCB空闲列表*/OS_InitEventList();/* 初始化OS_EVENT空闲列表*/#if(OS_FLAG_EN > 0) && (OS_MAX_FLAGS > 0)//允许事件标志OS_FlagInit();/* 初始化事件标志结构*/#endif#if(OS_MEM_EN > 0) && (OS_MAX_MEM_PART > 0)//允许内存管理OS_MemInit();/* 初始化内存管理器*/#endif#if(OS_Q_EN > 0) && (OS_MAX_QS > 0)//允许消息队列OS_QInit();/* 初始化消息队列结构*/#endifOS_InitTaskIdle();/*创建空闲任务*/#if OS_TASK_STAT_EN > 0OS_InitTaskStat();/* 创建统计任务*/#endif#if OS_TMR_EN > 0//允许时间管理OSTmr_Init();/* 初始化时间管理器*/#endifOSInitHookEnd();/*调用用户特定的初始化代码（参考OSInitHookBegin（））*/#if OS_DEBUG_EN > 0//允许DebugOSDebugInit();//初始化调试器#endif}******************************************************************************************** * Description: This function is called by OSInit() to initialize miscellaneous variables.********************************************************************************************static void OS_InitMisc (void){#if OS_TIME_GET_SET_EN > 0OSTime = 0L; /* 32位的系统时钟清零*/#endifOSIntNesting = 0; /* 中断嵌套层数计数器清零*/OSLockNesting = 0; /* 调度器锁的嵌套层数计数器清零*/ OSTaskCtr = 0; /* 任务数清零*/OSRunning = OS_FALSE; /*指明多任务未开始*/OSCtxSwCtr = 0; /* 任务切换次数计数器清零*/OSIdleCtr = 0L; /*32位空闲计数器清零*/#if OS_TASK_STAT_EN > 0 /*运行统计任务*/OSIdleCtrRun = 0L;OSIdleCtrMax = 0L;OSStatRdy = OS_FALSE; /* 统计任务未就绪*/#endif}空闲任务和统计任务建立的代码基本一样，只是统计任务的优先级比空闲任务大1，******************************************************************************************** * Description: This function creates the Idle Task.********************************************************************************************static void OS_InitTaskIdle (void){#if OS_TASK_NAME_SIZE > 7 //INT8U err;#endif#if OS_TASK_CREATE_EXT_EN > 0 //使用扩展的OSTaskCreateExt来创建#if OS_STK_GROWTH == 1 //任务堆栈从底部向顶部增长的方向有两种：表示从大到小，表示从小到大(void)OSTaskCreateExt(OS_TaskIdle,(void *)0, /* 没有参数传给OS_TaskIdle() */&OSTaskIdleStk[OS_TASK_IDLE_STK_SIZE - 1], /*设置堆栈顶*/OS_TASK_IDLE_PRIO, /* 优先级设置为最低*/OS_TASK_IDLE_ID, //设置ID&OSTaskIdleStk[0], /* 设置栈底*/OS_TASK_IDLE_STK_SIZE, //设置栈大小(void *)0, /* 没有TCB扩展数据结构OS_TASK_OPT_STK_CHK | OS_TASK_OPT_STK_CLR);/* 允许堆栈检测和清空堆栈*/#else(void)OSTaskCreateExt(OS_TaskIdle,(void *)0, /* No arguments passed to OS_TaskIdle() */&OSTaskIdleStk[0], /* Set Top-Of-StackOS_TASK_IDLE_PRIO, /* Lowest priority levelOS_TASK_IDLE_ID,&OSTaskIdleStk[OS_TASK_IDLE_STK_SIZE - 1], /* Set Bottom-Of-Stack */OS_TASK_IDLE_STK_SIZE,(void *)0, /* No TCB extensionOS_TASK_OPT_STK_CHK | OS_TASK_OPT_STK_CLR);/* Enable stack check ing + clear stack */#endif#else//使用不带扩展性的OSTaskCreate创建#if OS_STK_GROWTH == 1(void)OSTaskCreate(OS_TaskIdle,(void *)0,&OSTaskIdleStk[OS_TASK_IDLE_STK_SIZE - 1],OS_TASK_IDLE_PRIO);#else(void)OSTaskCreate(OS_TaskIdle,(void *)0,&OSTaskIdleStk[0],OS_TASK_IDLE_PRIO);#endif#endif//设置任务名称#if OS_TASK_NAME_SIZE > 14OSTaskNameSet(OS_TASK_IDLE_PRIO, (INT8U *)"uC/OS-II Idle", &err); #else#if OS_TASK_NAME_SIZE > 7OSTaskNameSet(OS_TASK_IDLE_PRIO, (INT8U *)"OS-Idle", &err);#endif#endif}uC/OS-II源码分析（二）在真正开始分析源代码前，先来看使用uC/OS-II的三个例子1）使用信号量#define TASK_STK_SIZE 512 /* 每个任务堆栈的大小(以字计算)*/ #define N_TASKS 10 /* 任务数*/OS_STK TaskStk[N_TASKS][TASK_STK_SIZE]; /*任务堆栈*/OS_STK TaskStartStk[TASK_STK_SIZE]; //开始任务的堆栈char TaskData[N_TASKS]; /*传给每个任务的数据*/OS_EVENT *RandomSem; //互斥型信号量void main (void){PC_DispClrScr(DISP_FGND_WHITE + DISP_BGND_BLACK); /*清空屏幕*/OSInit(); /* 初始化uC/OS-II*/PC_DOSSaveReturn(); /* 保存环境以便稍后可以返回DOS 环境*/PC_VectSet(uCOS, OSCtxSw); /*设置uC/OS-II的切换处理函数*/RandomSem = OSSemCreate(1); /* 建立一个信号量*/OSTaskCreate(TaskStart, (void *)0, &TaskStartStk[TASK_STK_SIZE - 1], 0);//创建第一个任务，优先级设置为最大值OSStart(); /* 开始多任务*/}void TaskStart (void *pdata){#if OS_CRITICAL_METHOD == 3 /* 为CPU的状态寄存器分配内存*/OS_CPU_SR cpu_sr;#endifchar s[100];INT16S key;pdata = pdata; /* 这步是为了防止编译错误*/TaskStartDispInit(); /* 初始化显示屏*/OS_ENTER_CRITICAL();PC_VectSet(0x08, OSTickISR); /*替换机器的时钟中断函数为uC/OS-II所需要的中断函数*/PC_SetTickRate(OS_TICKS_PER_SEC); /* 调整时钟频率*/OS_EXIT_CRITICAL();OSStatInit(); /* 初始化统计任务*/TaskStartCreateTasks(); /*创建其他任务*/ for (;;) {TaskStartDisp();if (PC_GetKey(&key) == TRUE) { /* 是否按键*/if (key == 0x1B) { /* ESCAPE按下了*/PC_DOSReturn(); /* 返回DOS*/}}OSCtxSwCtr = 0; /* 切换次数计数器清零*/OSTimeDlyHMSM(0, 0, 1, 0); /*挂起秒,让给其他任务运行*/ }}static void TaskStartCreateTasks (void){INT8U i;for (i = 0; i < N_TASKS; i++) { /* 创建N_TASKS个任务*/TaskData[i] = '0' + i; /* 每个任务显示其数据*/OSTaskCreate(Task, (void *)&TaskData[i], &TaskStk[i][TASK_STK_SIZE - 1 ], i + 1);}}void Task (void *pdata){INT8U x;INT8U y;INT8U err;for (;;) {OSSemPend(RandomSem, 0, &err); /* 获取信号量*/x = random(80); /* 计算X坐标*/y = random(16); /* 计算Y坐标*/OSSemPost(RandomSem); /* 释放信号量*//* Display the task number on the screen */PC_DispChar(x, y + 5, *(char *)pdata, DISP_FGND_BLACK + DISP_BGND_ LIGHT_GRAY);OSTimeDly(1); /* 挂起秒，让给其他任务运行*/}}2）使用消息邮箱#define TASK_STK_SIZE 512#define TASK_START_ID 0 /* 任务ID*/#define TASK_CLK_ID 1#define TASK_1_ID 2#define TASK_2_ID 3#define TASK_3_ID 4#define TASK_4_ID 5#define TASK_5_ID 6#define TASK_START_PRIO 10 /* 任务优先级*/#define TASK_CLK_PRIO 11#define TASK_1_PRIO 12#define TASK_2_PRIO 13#define TASK_3_PRIO 14#define TASK_4_PRIO 15#define TASK_5_PRIO 16OS_STK TaskStartStk[TASK_STK_SIZE];OS_STK TaskClkStk[TASK_STK_SIZE];OS_STK Task1Stk[TASK_STK_SIZE];OS_STK Task2Stk[TASK_STK_SIZE];OS_STK Task3Stk[TASK_STK_SIZE];OS_STK Task4Stk[TASK_STK_SIZE];OS_STK Task5Stk[TASK_STK_SIZE];OS_EVENT *AckMbox; /* 任务和使用的消息邮箱*/ OS_EVENT *TxMbox;void main (void){OS_STK *ptos;OS_STK *pbos;INT32U size;PC_DispClrScr(DISP_FGND_WHITE);OSInit();PC_DOSSaveReturn();PC_VectSet(uCOS, OSCtxSw);PC_ElapsedInit();ptos = &TaskStartStk[TASK_STK_SIZE - 1]; pbos = &TaskStartStk[0];size = TASK_STK_SIZE;OSTaskStkInit_FPE_x86(&ptos, &pbos, &size); OSTaskCreateExt(TaskStart,(void *)0,ptos,TASK_START_PRIO,TASK_START_ID,pbos,size,(void *)0,OS_TASK_OPT_STK_CHK | OS_TASK_OPT_STK_CLR); OSStart();}void TaskStart (void *pdata){#if OS_CRITICAL_METHOD == 3OS_CPU_SR cpu_sr;#endifINT16S key;pdata = pdata;TaskStartDispInit();OS_ENTER_CRITICAL();PC_VectSet(0x08, OSTickISR);PC_SetTickRate(OS_TICKS_PER_SEC);OS_EXIT_CRITICAL();OSStatInit();AckMbox = OSMboxCreate((void *)0); /* 创建两个消息邮箱*/ TxMbox = OSMboxCreate((void *)0);TaskStartCreateTasks();for (;;) {TaskStartDisp();if (PC_GetKey(&key)) {if (key == 0x1B) {PC_DOSReturn();}}OSCtxSwCtr = 0;OSTimeDly(OS_TICKS_PER_SEC);}}void Task1 (void *pdata){INT8U err;OS_STK_DATA data; /* 任务堆栈数据*/INT16U time;INT8U i;char s[80];pdata = pdata;for (;;) {for (i = 0; i < 7; i++) {PC_ElapsedStart();err = OSTaskStkChk(TASK_START_PRIO + i, &data);//执行堆栈检查time = PC_ElapsedStop();if (err == OS_NO_ERR) {sprintf(s, "%4ld %4ld %4ld %6d",data.OSFree + data.OSUsed,data.OSFree,data.OSUsed,time);PC_DispStr(19, 12 + i, s, DISP_FGND_BLACK + DISP_BGND_LIGHT_G RAY);}}OSTimeDlyHMSM(0, 0, 0, 100); /* 挂起mS*/}}void Task4 (void *data){char txmsg;INT8U err;data = data;txmsg = 'A';for (;;) {OSMboxPost(TxMbox, (void *)&txmsg); /* 发消息给Task #5*/OSMboxPend(AckMbox, 0, &err); /* 等待Task #5的应答消息*/txmsg++; /*下一个要发的消息数据*/if (txmsg == 'Z') {txmsg = 'A'; /* 循环发送A-Z*/}}}void Task5 (void *data){char *rxmsg;INT8U err;data = data;for (;;) {rxmsg = (char *)OSMboxPend(TxMbox, 0, &err); /* 等待来自Task #4的数据*/PC_DispChar(70, 18, *rxmsg, DISP_FGND_YELLOW + DISP_BGND_BLUE); OSTimeDlyHMSM(0, 0, 1, 0); /* 挂起秒，让给其他任务运行*/OSMboxPost(AckMbox, (void *)1); /*发送接收到数据的应答消息*/}}运行结果：3）使用消息队列#define TASK_STK_SIZE 512#define TASK_START_ID 0#define TASK_CLK_ID 1#define TASK_1_ID 2#define TASK_2_ID 3#define TASK_3_ID 4#define TASK_4_ID 5#define TASK_5_ID 6#define TASK_START_PRIO 10#define TASK_CLK_PRIO 11#define TASK_1_PRIO 12#define TASK_2_PRIO 13#define TASK_3_PRIO 14#define TASK_4_PRIO 15#define TASK_5_PRIO 16#define MSG_QUEUE_SIZE 20 /* 消息队列大小*/ typedef struct {char TaskName[30];INT16U TaskCtr;INT16U TaskExecTime;INT32U TaskTotExecTime;} TASK_USER_DATA;OS_STK TaskStartStk[TASK_STK_SIZE];OS_STK TaskClkStk[TASK_STK_SIZE];OS_STK Task1Stk[TASK_STK_SIZE];OS_STK Task2Stk[TASK_STK_SIZE];OS_STK Task3Stk[TASK_STK_SIZE];OS_STK Task4Stk[TASK_STK_SIZE];OS_STK Task5Stk[TASK_STK_SIZE];TASK_USER_DATA TaskUserData[7];OS_EVENT *MsgQueue; /*消息队列指针*/ void *MsgQueueTbl[20]; /*消息存储*/void main (void){PC_DispClrScr(DISP_BGND_BLACK);OSInit();PC_DOSSaveReturn();PC_VectSet(uCOS, OSCtxSw);PC_ElapsedInit();strcpy(TaskUserData[TASK_START_ID].TaskName, "StartTask"); OSTaskCreateExt(TaskStart,(void *)0,&TaskStartStk[TASK_STK_SIZE - 1],TASK_START_PRIO,TASK_START_ID,&TaskStartStk[0],TASK_STK_SIZE,&TaskUserData[TASK_START_ID],0);OSStart();}void TaskStart (void *pdata){#if OS_CRITICAL_METHOD == 3OS_CPU_SR cpu_sr;#endifINT16S key;pdata = pdata;TaskStartDispInit();OS_ENTER_CRITICAL();PC_VectSet(0x08, OSTickISR);PC_SetTickRate(OS_TICKS_PER_SEC);OS_EXIT_CRITICAL();OSStatInit();MsgQueue = OSQCreate(&MsgQueueTbl[0], MSG_QUEUE_SIZE); /*创建消息队列，大小为*/TaskStartCreateTasks();for (;;) {TaskStartDisp();if (PC_GetKey(&key)) {if (key == 0x1B) {PC_DOSReturn();}}OSCtxSwCtr = 0;OSTimeDly(OS_TICKS_PER_SEC);}}void Task1 (void *pdata){char *msg;INT8U err;pdata = pdata;for (;;) {msg = (char *)OSQPend(MsgQueue, 0, &err);//从消息队列中取消息PC_DispStr(70, 13, msg, DISP_FGND_YELLOW + DISP_BGND_BLUE);OSTimeDlyHMSM(0, 0, 0, 100);}}void Task2 (void *pdata)char msg[20];pdata = pdata;strcpy(&msg[0], "Task 2");for (;;) {OSQPost(MsgQueue, (void *)&msg[0]);//发送消息到队列中 OSTimeDlyHMSM(0, 0, 0, 500);}}void Task3 (void *pdata){char msg[20];pdata = pdata;strcpy(&msg[0], "Task 3");for (;;) {OSQPost(MsgQueue, (void *)&msg[0]);//发送消息到队列中 OSTimeDlyHMSM(0, 0, 0, 500);}}void Task4 (void *pdata){char msg[20];pdata = pdata;strcpy(&msg[0], "Task 4");for (;;) {OSQPost(MsgQueue, (void *)&msg[0]);//发送消息到队列中 OSTimeDlyHMSM(0, 0, 0, 500);}}void OSTaskStatHook (void)char s[80];INT8U i;INT32U total;INT8U pct;total = 0L; /* Totalize TOT. EXEC. TIME for each t askfor (i = 0; i < 7; i++) {total += TaskUserData[i].TaskTotExecTime;DispTaskStat(i); /* Display task data }if (total > 0) {for (i = 0; i < 7; i++) { /* Derive percentage of each task */pct = 100 * TaskUserData[i].TaskTotExecTime / total;sprintf(s, "%3d %%", pct);PC_DispStr(62, i + 11, s, DISP_FGND_BLACK + DISP_BGND_LIGHT_GRA Y);}}if (total > 1000000000L) { /* Reset total time counters at 1 billionfor (i = 0; i < 7; i++) {TaskUserData[i].TaskTotExecTime = 0L;}}}void OSTaskSwHook (void){INT16U time;TASK_USER_DATA *puser;time = PC_ElapsedStop(); /* This task is donePC_ElapsedStart(); /* Start for next task puser = OSTCBCur->OSTCBExtPtr; /* Point to used dataif (puser != (TASK_USER_DATA *)0) {puser->TaskCtr++; /* Increment task counter puser->TaskExecTime = time; /* Update the task's execution timepuser->TaskTotExecTime += time; /* Update the task's total executi on time}}运行结果：uC/OS-II源码分析（三）首先来了解下实时系统的基本概念：1）临界区，共享资源，任务（类似于进程），任务切换，任务调度，可剥夺型内核，可重入函数，动态优先级调度，2）如何处理优先级反转问题。
uC OS II
调度工作的内容可以分为两部分：最高优先级任务的寻找和任务切换。其最高优先级任务的寻找是通过建立 就绪任务表来实现的。
中断机理
1
引言
2
组成部分
3
中断处理
4
函数调用
5
中断调用
在嵌入式操作系统领域，由Jean J. Labrosse开发的μC/OS，由于开放源代码和强大而稳定的功能，曾经 一度在嵌入式系统领域引起强烈反响。而其本人也早已成为了嵌入式系统会议（美国）的顾问委员会的成员。
(综合电子论坛)
优先级
优先翻转
运行机制
翻转解决
在嵌入式系统的应用中，实时性是一个重要的指标，而优先级翻转是影响系统实时性的重要问题。本文着重 分析优先级翻转问题的产生和影响，以及在uC/OS-II中的解决方案。
在ANSI C中是使用malloc和free两个函数来动态分配和释放内存。但在嵌入式实时系统中，多次这样的操作 会导致内存碎片，且由于内存管理算法的原因，malloc和free的执行时间也是不确定。
uC/OS-II中把连续的大块内存按分区管理。每个分区中包含整数个大小相同的内存块，但不同分区之间的内 存块大小可以不同。用户需要动态分配内存时，系统选择一个适当的分区，按块来分配内存。释放内存时将该块 放回它以前所属的分区，这样能有效解决碎片问题，同时执行时间也是固定的。
时钟部分(OSTime.c) μC/OS-II中的最小时钟单位是timetick（时钟节拍）。任务延时等操作是在这里完 成的。
uCOS-II中断服务程序代码分析
uC/OS-II中断服务程序代码分析在讲解uC/OS-II中断处理机制之前，大家要了解uC/OS-II中对于中断函数的处理机制。
我们在查阅《嵌入式实时操作系统μCOS-II（第二版）》书中P103页时，可以查看到在uC/OS-II中的中断处理机制如下描述：Void ISP_Function( void ){保存全部的CPU寄存器；调用OSIntEnter()或OSIntNesting++；If(OSIntNesting == 1 ){OSTCBCur->OSTCBStkPtr= SP ;}清中断源；重新打开中断；执行用户代码做中断服务；调用OSIntExit()；恢复所有CPU寄存器；执行中断返回指令；}在uC/OS-II中，对于中断中的任务切换，是用两个函数实现的1、OSIntEnter()2、OSIntExit()在OSIntEnter()中将用于记录中断嵌套的计数器OSIntNesting自增1；其函数源代码如下：voidOSIntEnter (void){if (OSRunning == OS_TRUE){if (OSIntNesting < 255u){OSIntNesting++;}}这里我想提醒大家的是：uC/OS-II的程序设计思想是非常严谨的，OSIntEnter首先判断中断发生是否在uC/OS-II整个系统启动后，如果不是这样的话，那么所有的uC/OS-II的系统功能均不能提供给用户使用。
void OSIntExit(void)函数时用于在用户编写的中断服务代码执行完毕以后，调用该函数，从而实现uC/OS-II 始终保证“处于就绪状态下优先级最高的任务始终能得到系统的所有资源。
void OSIntExit(void)函数源代码如下：voidOSIntExit (void){#if OS_CRITICAL_METHOD == 3OS_CPU_SR cpu_sr = 0;#endifif (OSRunning == OS_TRUE){OS_ENTER_CRITICAL();if (OSIntNesting > 0){OSIntNesting--;if (OSIntNesting == 0){if (OSLockNesting == 0){OS_SchedNew();if (OSPrioHighRdy != OSPrioCur){OSTCBHighRdy = OSTCBPrioTbl[OSPrioHighRdy];#if OS_TASK_PROFILE_EN > 0OSTCBHighRdy->OSTCBCtxSwCtr++;#endifOSCtxSwCtr++;OSIntCtxSw();}}}OS_EXIT_CRITICAL();}}这部分代码的意思，大家自己想一下了，这里我主要讲解一下在OS_CPU_A.a文件中的OSIntCtxSw()函数了。
Ucos_II2.52源码中文译注
作者：钟常慰Ucos_II2.52是一份非常完美的嵌入式开发系统，在学习ARM的基础上，嵌入ucos系统并增加自己的源码是一件不错的选择，目前在市面上已经有了大量的ucos嵌入案例，特别是在arm和dsp的应用当中，已经成为一种主流，虽然和其它的嵌入式系统相比，ucos不是很完善，如没有内存分配、任务级别不多；但却是一个代码简短、条理清晰、实时性及安全性能很高的嵌入式操作系统。
Ucos_II2.52对比2.8版的256个任务而言，任务数量相比过少，但却是目前应用量最大的一个版本，相对而言，能够满足我们的基本要求，而且增加了很多消息处理，特别是在优先级别方面，具有不可比拟的优势；我曾试图阅读ecos的源码，但还是失败了，还有挑战linux0.01版源码的想法，最终我不能不被屈服；对于Ucos而言，很多入门者是一个福音，因为它的代码非常的少，而且能够对应贝贝老师的书本直接参考，他的书本对结构方面讲解的极为xian详细。
在学习Ucos的整个过程中，E文的理解是一个致命的打击，原因是我的E文水平很差，不过Ucos还是给了我尝试的动力，在作者的原基础上增加中文译码，也许是一件非常不错的选择，相信在中国和我这种水平的人多不胜数，中文的注解对源码而言，能够具有极高的理解价值，可以在极短的时间内，能够充分了解ucos的真正含义。
整个翻译过程历时4个月，每每在寒冬腊月坐在计算机前面，不断的查阅贝贝老师的书来对整个Uco s进行理解，对每个源码进行逐条翻译，也是一件非常需要勇气的事情，但E文的翻译过程中很多变量是不能完全理解的，所以在翻译过程中不乏错误译文很多，于此带来的错误还请读者纠正，相信克服种种困难一定会有所了解的。
对于经济窘迫的我来说，曾试图希望卖一点资料来养家糊口，但这种做法根本不现实，很多的读者可能和我一样，习惯了拿不收费的资料，并对变相收费有一种深恶痛绝的感觉；想了很多决定还是把它贡献出来，让更多的人来（更容易）了解ucos，贡献自己的一点力量。
uCOS-II实时操作系统内核源代码注释
/*********************************************************************************************************** uC/OS-II* 实时操作内核* 内存管理** (c) 版权 1992-2002, Jean J. Labrosse, Weston, FL* All Rights Reserved** 文件名 : OS_MEM.C* 作者 : Jean J. Labrosse* 注释 : 彭森 2007/9/2**********************************************************************************************************/#ifndef OS_MASTER_FILE#include "includes.h"#endif#if (OS_MEM_EN > 0) && (OS_MAX_MEM_PART > 0)/*********************************************************************************************************** 创建一个内存分区** 说明 : 创建一个固定大小的内存分区,这个内存分区通过uC/OS-II管理。
** 参数 : addr 内存分区的起始地址** nblks 来自分区的内存块的数目.** blksize 每个内存分区中的内存块的大小.** err 指向一个变量包含错误的信息，这个信息通过这个函数或其他来设置：** OS_NO_ERR 内存分区创建正确返回值. * OS_MEM_INVALID_ADDR 指定的是无效地址作为分区的内存存储空间* OS_MEM_INVALID_PART 没有未使用的有用的分区* OS_MEM_INVALID_BLKS 使用者指定一个无效的内存块(必须 >= 2)* OS_MEM_INVALID_SIZE 使用者指定一个无效的内存空间值* (必须大于指针的空间大小) * 返回值 : != (OS_MEM *)0 分区被创建* == (OS_MEM *)0 分区没有被创建由于无效的参数,没有未使用的分区可用**********************************************************************************************************/OS_MEM *OSMemCreate (void *addr, INT32U nblks, INT32U blksize, INT8U *err){#if OS_CRITICAL_METHOD == 3 /* Allocate storage for CPU status register 为CPU状态寄存器分配存储空间 */OS_CPU_SR cpu_sr;#endifOS_MEM *pmem;INT8U *pblk;void **plink;INT32U i;#if OS_ARG_CHK_EN > 0if (addr == (void *)0) { /* Must pass a valid address for the memory part. 必须是一个有效的内存部分*/*err = OS_MEM_INVALID_ADDR;return ((OS_MEM *)0);}if (nblks < 2) { /* Must have at least 2 blocks per partition 每个分区至少有两个分区*/*err = OS_MEM_INVALID_BLKS;return ((OS_MEM *)0);}if (blksize < sizeof(void *)) { /* Must contain space for at least a pointer 必须包含空间至少有一个指针*/*err = OS_MEM_INVALID_SIZE;return ((OS_MEM *)0);}#endifOS_ENTER_CRITICAL();pmem = OSMemFreeList; /* Get next free memory partition 得到下一个未使用的内存分区*/if (OSMemFreeList != (OS_MEM *)0) { /* See if pool offree partitions was empty 查看是否有未使用的分区空间是空的*/OSMemFreeList = (OS_MEM *)OSMemFreeList->OSMemFreeList;}OS_EXIT_CRITICAL();if (pmem == (OS_MEM *)0) { /* See if we have a memory partition 查看是否我们有一个内存分区*/*err = OS_MEM_INVALID_PART;return ((OS_MEM *)0);}plink = (void **)addr; /* Create linked list of free memory blocks 创建未使用的内存块的可连接的列表*/pblk = (INT8U *)addr + blksize;for (i = 0; i < (nblks - 1); i++) {*plink = (void *)pblk;plink = (void **)pblk;pblk = pblk + blksize;}*plink = (void *)0; /* Last memory block points to NULL 最后的内存块指针指向NULL*/pmem->OSMemAddr = addr; /* Store start address of memory partition 保存内存分区的起始地址*/pmem->OSMemFreeList = addr; /* Initialize pointer to pool of free blocks 为未使用的内存块初始化指针*/pmem->OSMemNFree = nblks; /* Store number of free blocks in MCB 在内存控制块中保存许多未使用的内存块*/pmem->OSMemNBlks = nblks;pmem->OSMemBlkSize = blksize; /* Store block size of each memory blocks 保存每个内存块的块大小*/*err = OS_NO_ERR;return (pmem);}/*$PAGE*//********************************************************************** ************************************* 得到一个内存控制块** 说明 : 从分区中得到一个内存块** 参数 : pmem 指针指向一个内存分区控制块** err 指向一个变量包含一个错误信息,这个错误信息通过这个函数或其他来设计** OS_NO_ERR 假如内存分区被正确的创建. * OS_MEM_NO_FREE_BLKS 假如没有更多的内存块被分配给调用者* OS_MEM_INVALID_PMEM 假如已经为'pmem'通过一个空指针** 返回值 : 一个指针指向一个内存控制块，假如没有察觉错误* 一个指针指向空指针，假如有错误被察觉到********************************************************************* *************************************/void *OSMemGet (OS_MEM *pmem, INT8U *err){#if OS_CRITICAL_METHOD == 3 /* Allocate storage for CPU status register 为CPU状态寄存器分配存储空间 */OS_CPU_SR cpu_sr;#endifvoid *pblk;#if OS_ARG_CHK_EN > 0if (pmem == (OS_MEM *)0) { /* Must point to a valid memory partition 必须指向一个有效的内存分区 */*err = OS_MEM_INVALID_PMEM;return ((OS_MEM *)0);}#endifOS_ENTER_CRITICAL();if (pmem->OSMemNFree > 0) { /* See if there are any free memory blocks 查看是否有其他未使用的内存块*/pblk = pmem->OSMemFreeList; /* Yes, point to next free memory block 是的，指针指向下一个未使用的内存块*/ pmem->OSMemFreeList = *(void **)pblk; /* Adjust pointer to new free list 调整指针指向一个新的未使用的空间列表*/pmem->OSMemNFree--; /* Oneless memory block in this partition 在这个分区中减少一个内存块*/OS_EXIT_CRITICAL();*err = OS_NO_ERR; /* Noerror 没有错误*/return (pblk); /* Return memory block to caller 返回内存控制块给调用者*/}OS_EXIT_CRITICAL();*err = OS_MEM_NO_FREE_BLKS; /* No, Notify caller of empty memory partition 告知调用者是空的内存分区*/return ((void *)0); /* Return NULL pointer to caller 返回NULL个调用者*/}/*$PAGE*//********************************************************************** ************************************* 释放一个内存块** 说明 : 返回一个内存块给分区** 参数 : pmem 指针指向内存分区控制块** pblk 指针指向被保留的内存块.** 返回值 : OS_NO_ERR 假如内存块是被插入的分区* OS_MEM_FULL 假如返回一个已经全部内存分区的内存块* (你释放了更多你分配的内存块!)* OS_MEM_INVALID_PMEM 假如指针'pmem'指向NULL。
uCOSII的源代码
052 INT16U const OSFlagNameSize = OS_FLAG_NAME_SIZE; /* Size (in bytes) of flag names */
053
054 INT16U const OSLowestPrio = OS_LOWEST_PRIO;
069
070 INT16U const OSPtrSize = sizeof(void *); /* Size in Bytes of a pointer */
071
072 INT16U const OSQEn = OS_Q_EN;
022 */
023
024 INT16U const OSDebugEn = OS_DEBUG_EN; /* Debug constants are defined below */
025
026 #if OS_DEBUG_EN > 0
048 INT16U const OSFlagNodeSize = 0;
049 INT16U const OSFlagWidth = 0;
050 #endif
051 INT16U const OSFlagMax = OS_MAX_FLAGS;
083
084 INT16U const OSStkWidth = sizeof(OS_STK); /* Size in Bytes of a stack entry */
085
086 INT16U const OSTaskCreateEn = OS_TASK_CREATE_EN;
087 INT16U const OSTaskCreateExtEn = OS_TASK_CREATE_EXT_EN;
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OS_ENTER_CRITICAL(); if (OSIntNesting > 0) { OS_EXIT_CRITICAL(); return (OS_ERR_TASK_CREATE_ISR); } if (OSTCBPrioTbl[prio] == (OS_TCB *)0) { OSTCBPrioTbl[prio] = (OS_TCB *)1;
OSCtxSwCtr = 0; OSIdleCtr =0L; 其中包括：中断嵌套标志 OSIntNesting，调度锁定标志 OSLockNesting，OS 标志 OSRunning 等。OSRunning 在这里设置为 FALSE，在后面 OSStartHighRdy 中会被设 置为 TRUE 表示 OS 开始工作。 OS_InitRdyList()初始化就绪 Task 列表： static void OS_InitRdgt; 0) && (OS_MAX_MEM_PART > 0) OS_MemInit(); #endif #if (OS_Q_EN > 0) && (OS_MAX_QS > 0) OS_QInit(); #endif OS_InitTaskIdle(); #if OS_TASK_STAT_EN > 0 OS_InitTaskStat(); #endif #if OS_VERSION >= 204 OSInitHookEnd(); #endif #if OS_VERSION >= 270 && OS_DEBUG_EN > 0 OSDebugInit(); #endif } OS_InitMisc()完成的是一些其其他他的变量的初始化： OSIntNesting = 0; OSLockNesting = 0; OSTaskCtr = 0; OSRunning = FALSE;
for (i = 0; i < (OS_MAX_EVENTS - 1); i++) { pevent1->OSEventType = OS_EVENT_TYPE_UNUSED; pevent1->OSEventPtr = pevent2; #if OS_EVENT_NAME_SIZE > 1 pevent1->OSEventName[0] = '?'; pevent1->OSEventName[1] = OS_ASCII_NUL; #endif pevent1++; pevent2++; } pevent1->OSEventType = OS_EVENT_TYPE_UNUSED; pevent1->OSEventPtr = (OS_EVENT *)0; #if OS_EVENT_NAME_SIZE > 1 pevent1->OSEventName[0] = '?'; pevent1->OSEventName[1] = OS_ASCII_NUL; #endif OSEventFreeList = &OSEventTbl[0]; #else OSEventFreeList = &OSEventTbl[0]; OSEventFreeList->OSEventType = OS_EVENT_TYPE_UNUSED; OSEventFreeList->OSEventPtr = (OS_EVENT *)0; #if OS_EVENT_NAME_SIZE > 1
OSEventFreeList->OSEventName[0] = '?'; OSEventFreeList->OSEventName[1] = OS_ASCII_NUL; #endif #endif #endif } 同样将 EventTbl[]数组中的 OSEventType 都初始化为 OS_EVENT_TYPE_UNUSED。 OS_InitTaskIdle()，中间我们跳过其他的如 Mem 等的初始化，看看 Idle Task 的初始化。 (void)OSTaskCreateExt(OS_TaskIdle, (void *)0, &OSTaskIdleStk[OS_TASK_IDLE_STK_SIZE - 1], OS_IDLE_PRIO, OS_TASK_IDLE_ID, &OSTaskIdleStk[0], OS_TASK_IDLE_STK_SIZE, (void *)0, OS_TASK_OPT_STK_CHK | OS_TASK_OPT_STK_CLR); 其实 Idle Task 的初始化很简单就是调用 OSTaskCrete 系列的函数创建一个 Task, OSTaskCreate 我们后面再做进一步分析。 初始化 State Task 也是类似调用 OSTaskCreate 系列函数创建 Stat Task。这里只是创建了 该 Task 的各个结构还没有真正运行该 Task，直到 OSStart 中才依据优先级调度运行。 OK，到这里 OSInit 算高一个段落了，我们接着回到 main 往下看
INT8U i; INT8U *prdytbl; OSRdyGrp = 0x00; prdytbl = &OSRdyTbl[0]; for (i = 0; i < OS_RDY_TBL_SIZE; i++) { *prdytbl++ = 0x00; } OSPrioCur = 0; OSPrioHighRdy = 0; OSTCBHighRdy = (OS_TCB *)0; OSTCBCur = (OS_TCB *)0; }
uC/OS-II 源码分析(总体思路 二) OSTaskCreate 负责创建 Task 所需的数据结构，该函数原形如下所示： INT8U OSTaskCreate (void (*task)(void *pd), void *p_arg, OS_STK *ptos, INT8U prio) 其中 task 是一个函数指针，指向该 Task 所开始的函数，当这个 Task 第一次被调度运行时 将会从 task 处开始运行。 p_arg 是传给 task 的参数指针； ptos 是堆栈指针，指向栈顶（堆栈从上往下）或栈底（堆栈从下往上）； prio 是进程的优先级，uC/OS-II 共支持最大 64 个优先级，其中最低的两个优先级给 Idle 和 Stat 进程，并且各个 Task 的优先级必须不同。 接下来，我们看看这个函数的执行流程： #if OS_ARG_CHK_EN > 0 if (prio > OS_LOWEST_PRIO) {
ptcb1->OSTCBNext = (OS_TCB *)0; #if OS_TASK_NAME_SIZE > 1 ptcb1->OSTCBTaskName[0] = '?'; ptcb1->OSTCBTaskName[1] = OS_ASCII_NUL; #endif OSTCBList = (OS_TCB *)0; OSTCBFreeList = &OSTCBTbl[0]; } 这里完成的工作很简单，首先把整个数组使用 OSTCBNext 指针连接成链表链起来，然后将 OSTCBList 初始化为 0，也就是还没有 TCB，因为还没有 Task 产生，OSTCBFreeList 指 向 OSTCBTbl[]数组的第一个表示所有 TCB 都处于 Free 状态。 OS_InitEventList()初始化 Event 列表。 static void OS_InitEventList (void) { #if OS_EVENT_EN && (OS_MAX_EVENTS > 0) #if (OS_MAX_EVENTS > 1) INT16U i; OS_EVENT *pevent1; OS_EVENT *pevent2; OS_MemClr((INT8U *)&OSEventTbl[0], sizeof(OSEventTbl)); pevent1 = &OSEventTbl[0]; pevent2 = &OSEventTbl[1];
INT8U i; OS_TCB *ptcb1; OS_TCB *ptcb2; OS_MemClr((INT8U *)&OSTCBTbl[0], sizeof(OSTCBTbl)); OS_MemClr((INT8U *)&OSTCBPrioTbl[0], sizeof(OSTCBPrioTbl)); ptcb1 = &OSTCBTbl[0]; ptcb2 = &OSTCBTbl[1]; for (i = 0; i < (OS_MAX_TASKS + OS_N_SYS_TASKS - 1); i++) { ptcb1->OSTCBNext = ptcb2; #if OS_TASK_NAME_SIZE > 1 ptcb1->OSTCBTaskName[0] = '?'; ptcb1->OSTCBTaskName[1] = OS_ASCII_NUL; #endif ptcb1++; ptcb2++; }
uC/OS-II 源码分析(总体思路 一) 首先从 main 函数开始，下面是 uC/OS-II main 函数的大致流程： int main() {
OSInit(); TaskCreate(...); OSStart(); } 首先是调用 OSInit 进行初始化，然后使用 TaskCreate 创建几个进程/Task，最后调 用 OSStart，操作系统就开始运行了。 OSInit 最先看看 OSInit 完成哪些初始化： void OSInit (void) { #if OS_VERSION >= 204 OSInitHookBegin(); #endif OS_InitMisc(); OS_InitRdyList(); OS_InitTCBList(); OS_InitEventList(); #if (OS_VERSION >= 251) && (OS_FLAG_EN > 0) && (OS_MAX_FLAGS > 0) OS_FlagInit(); #endif