畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）uCOSII任務(wù)間通訊和同步

1、目 錄 摘摘 要要 .2 2 第一章第一章嵌入式系統(tǒng)簡介嵌入式系統(tǒng)簡介 .3 3 1.1 研究背景.3 1.2 嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顩r.3 第二章第二章 uc/os-iiuc/os-ii 任務(wù)間通訊與同步的實(shí)現(xiàn)任務(wù)間通訊與同步的實(shí)現(xiàn).5 5 2.1 開發(fā)環(huán)境介紹.5 2.1.1 jx44b0 教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的組成.5 2.1.2 adt ide 集成開發(fā)環(huán)境.5 2.2 任務(wù)間通訊與同步的實(shí)現(xiàn)步驟.6 2.2.1 事件控制塊 ecb .8 2.2.2 初始化一個(gè)事件控制塊，oseventwaitlistinit().12 2.2.3 使一個(gè)任務(wù)進(jìn)入就緒態(tài)，oseventtaskrdy().12 2

2、.2.4 使一個(gè)任務(wù)進(jìn)入等待某事件發(fā)生狀態(tài), oseventtaskwait().15 2.2.5 信號(hào)量.16 2.2.7 郵箱.22 結(jié)束語結(jié)束語 .2727 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn) .2828 致致 謝謝 .2929 摘摘 要要 嵌入式系統(tǒng)的迅速發(fā)展，對(duì)人類社會(huì)諸多領(lǐng)域產(chǎn)生了巨大的影響。在嵌入式的 操作系統(tǒng)中，c/os-ii 以其優(yōu)秀的性能越來越引起人們的關(guān)注。在今天，嵌入式 操作系統(tǒng)層出不窮，而且他們以其各自不同的特色廣泛分布于通信、航空航天、汽 車、醫(yī)療、電子消費(fèi)等不同的領(lǐng)域。因此，開發(fā)和架構(gòu)這種操作系統(tǒng)是符合時(shí)代發(fā) 展的需要。研究嵌入式系統(tǒng) uc/os-ii 任務(wù)間通訊和同步旨在提高通信

3、速度和安全 性，研究用幾種不同的方法（如用宏、函數(shù)、信號(hào)量、郵箱、隊(duì)列）實(shí)現(xiàn) uc/os-ii 任務(wù)間通訊和同步，保護(hù)任務(wù)之間的共享數(shù)據(jù)具有很好的實(shí)用性?？紤]到設(shè)計(jì)的通 用性，選擇在 jj44b0 arm 嵌入式開發(fā)環(huán)境下，實(shí)現(xiàn)對(duì) uc/os-ii 任務(wù)間通訊和同 步功能的設(shè)計(jì)，并實(shí)現(xiàn) uc/os-ii 操作系統(tǒng)下使用信號(hào)量、郵箱、隊(duì)列解決任務(wù)之間 的同步問題，探討 uc/os-ii 操作系統(tǒng)下任務(wù)間通訊的方法。 關(guān)鍵字關(guān)鍵字: : 嵌入式系統(tǒng), c/os-ii，通訊和同步，arm 第一章 嵌入式系統(tǒng)簡介 1.1 研究背景 近年來，隨著軟件資源的成熟和完善，嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展可謂日新越異，其應(yīng)

4、用更是涉及金融、航天、電信、網(wǎng)絡(luò)、信息家電、醫(yī)療、工業(yè)控制、軍事等各個(gè)領(lǐng) 域，以致一些學(xué)者斷言嵌入式技術(shù)將成為后pc時(shí)代的主宰；同時(shí)可實(shí)現(xiàn)強(qiáng)大功能的 risc、dsp架構(gòu)芯片不斷涌現(xiàn)，我國也令人可喜地推出了龍芯、方舟等 32 位嵌入式 處理器。目前，嵌入式技術(shù)已成為通信和消費(fèi)類產(chǎn)品的共同發(fā)展方向。嵌入式系統(tǒng) 幾乎包括了生活中的所有電器設(shè)備，如掌上、移動(dòng)計(jì)算設(shè)備、電視機(jī)頂盒、 手機(jī)上網(wǎng)、數(shù)字電視、多媒體、汽車、微波爐、數(shù)字相機(jī)、家庭自動(dòng)化系統(tǒng)、電梯、 空調(diào)、安全系統(tǒng)、自動(dòng)售貨機(jī)、蜂窩式電話、消費(fèi)電子設(shè)備、工業(yè)自動(dòng)化儀表與醫(yī) 療儀器等。嵌入式系統(tǒng)自其誕生以來已經(jīng)經(jīng)歷了幾十年的風(fēng)風(fēng)雨雨。在經(jīng)濟(jì)不景氣

5、 的現(xiàn)在，許多人相信資訊家電、智慧型手機(jī)與pda等產(chǎn)品將是挽救臺(tái)灣pc王國的最 後一張王牌，而這張王牌的正確名稱應(yīng)該稱作嵌入式系統(tǒng) (embedded system)， 上述所有的產(chǎn)品全都屬於嵌入式系統(tǒng)的一項(xiàng)分支。 1.2 嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顩r 在展望未來之前，先來大致回顧一下嵌入式系統(tǒng)的歷史。1987 年到 1997 年的 十年是asic風(fēng)行的十年，而后的十年，也就是 1997 年到 2007 年是現(xiàn)場可編程器件 的大好時(shí)光，制造標(biāo)準(zhǔn)化但應(yīng)用定制化是這個(gè)階段的明顯特征。 圖 1.0 “許氏循環(huán)”和“牧本浪潮”與嵌入式系統(tǒng)核心技術(shù)發(fā)展規(guī)律 圖 1.0 通過我國科學(xué)家許居衍院士發(fā)表的“許氏循環(huán)”

6、以及日本科學(xué)家牧本次 夫的“牧本浪潮”(makimotos wave)總結(jié)和預(yù)測了嵌入式系統(tǒng)核心技術(shù)的發(fā)展規(guī) 律。通過這張圖我們不難看出應(yīng)用微電子技術(shù)成果之上的嵌入式系統(tǒng)的演進(jìn)過程。 1977 到 1987 年的十年是嵌入式系統(tǒng)微處理器時(shí)代，嵌入式系統(tǒng)通過對(duì)微處理器和 微控制器軟件編程來實(shí)現(xiàn)板極的功能，隨著時(shí)代的發(fā)展與科學(xué)的進(jìn)步，軟編程已經(jīng) 漸漸不能適應(yīng)嵌入式系統(tǒng)對(duì)于板極功能實(shí)現(xiàn)的要求，于是，就出現(xiàn)了硬編程這一概 念。當(dāng)今，嵌入式系統(tǒng)對(duì)軟硬雙可編程提出了需求，軟核進(jìn)入fpga成為了時(shí)代的需 要，因此嵌入式系統(tǒng)技術(shù)也隨之進(jìn)入了軟核（soft core）時(shí)代。就目前而言， fpga的利用率已經(jīng)超過

7、了 90，應(yīng)用fpga的產(chǎn)品也廣泛出現(xiàn)在我們的日常生活之中， 如pdp/lcd電視，投影儀，dvd等等。而如何實(shí)現(xiàn)fpga的高利用率也就成為了目前嵌 入式系統(tǒng)的一個(gè)焦點(diǎn)問題。就目前而言，可以從三個(gè)方面實(shí)現(xiàn)fpga的高利用率。(1)工 藝上的創(chuàng)新，通過采用 7 到 10 層的金屬層大大提高了fpga的利用率和布線成功率。 (2)結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新，通過靈活的內(nèi)部可配置功能模塊和在fpga中不斷完善i/o、dsp和 存儲(chǔ)器等功能提高性能。(3)eda設(shè)計(jì)平臺(tái)的創(chuàng)新，使得fpga設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)的門檻大為降 低，更具有可用性。 以信息家電為代表的互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代嵌入式產(chǎn)品，不僅為嵌入式市場展現(xiàn)了美好前 景，注入了新的生命

8、；同時(shí)也對(duì)嵌入式系統(tǒng)技術(shù)，特別是軟件技術(shù)提出新的挑戰(zhàn)。 這主要包括：支持日趨增長的功能密度、靈活的網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接、輕便的移動(dòng)應(yīng)用和多媒 體的信息處理，此外，當(dāng)然還需對(duì)付更加激烈的市場競爭。 第二章 uc/os-ii 任務(wù)間通訊與同步的實(shí)現(xiàn) 2.1 開發(fā)環(huán)境介紹 jx44b0 教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)是一套硬件、軟件集成的，基于 arm 的完整的教學(xué)實(shí)驗(yàn)系 統(tǒng)，系統(tǒng)包含豐富的硬件資源、完善優(yōu)越的調(diào)試手段和詳盡的教學(xué)實(shí)驗(yàn)教程。此系 統(tǒng)具有如下的特點(diǎn)： 1使用方便：adt ide 采用了一個(gè)通用的界面，可以非常方便的進(jìn)行工程管理、 編輯、編譯、鏈接和調(diào)試，使得我們可以很快地進(jìn)入到具體的實(shí)驗(yàn)中； 2接口豐富：含多種外設(shè)

9、接口：led 輸出、7 段碼輸出、lcd 輸出、a/d 轉(zhuǎn)換 接口、不進(jìn)電機(jī)接口、網(wǎng)絡(luò)接口、ide 接口、cf 卡接口、gprs 模塊和 gps 模塊等； 3擴(kuò)充性好：采用模塊化設(shè)計(jì)，便于硬件升級(jí)換代，并提高豐富的擴(kuò)展以便 擴(kuò)充外部接口； 4實(shí)驗(yàn)豐富：本系統(tǒng)專門為嵌入式系統(tǒng)教學(xué)進(jìn)行了定制，精心設(shè)計(jì)了多個(gè)實(shí) 驗(yàn)，包括嵌入式開發(fā)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、基本接口實(shí)驗(yàn)、bootloader 及操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)和高級(jí) 接口實(shí)驗(yàn)。 2.1.1 jx44b0 教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的組成 1adt ide 集成開發(fā)環(huán)境； 2adt emulator for arm jtag 仿真器； 3jx44b0 系列教學(xué)實(shí)驗(yàn)箱：jx44b01b、

10、jx44b01、jx44b0 2、jx44b03； 4各種連接線、電源適配器以及實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書； 2.1.2 adt ide 集成開發(fā)環(huán)境 adt ide 是一套應(yīng)用于嵌入式軟件開發(fā)的新一代集成開發(fā)環(huán)境，它提供高效、 清晰、可視化的嵌入式軟件開發(fā)平臺(tái)，包括一整套完備的面向嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)和 調(diào)試工具：編輯器、編譯器、鏈接器、工程管理器以及調(diào)試器等。adt ide 運(yùn)行于 window nt、98、2000 及 xp，采用類 visual stdio 界面風(fēng)格，其界面如圖 3.0 所 示。 圖 2.0 adt ide 集成開發(fā)環(huán)境界面 2.2 任務(wù)間通訊與同步的實(shí)現(xiàn)步驟 在 c/os-ii 中，有多

11、種方法可以保護(hù)任務(wù)之間的共享數(shù)據(jù)和提供任務(wù)之間的 通訊。其中最主要的有兩種： 一是利用宏 os_enter_critical()和 os_exit_critical()來關(guān)閉中斷和打開中 斷。當(dāng)兩個(gè)任務(wù)或者一個(gè)任務(wù)和一個(gè)中斷服務(wù)子程序共享某些數(shù)據(jù)時(shí)，可以采用這 種方法； 二是利用函數(shù) osschedlock()和 osschekunlock()對(duì) c/os-ii 中的任務(wù)調(diào)度函 數(shù)上鎖和開鎖。用這種方法也可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享。 這里將介紹另外三種用于數(shù)據(jù)共享和任務(wù)通訊的方法：信號(hào)量、郵箱和消息隊(duì) 列。 圖 2.1 介紹了任務(wù)和中斷服務(wù)子程序之間是如何進(jìn)行通訊的。 一個(gè)任務(wù)或者中斷服務(wù)子程序可以通

12、過事件控制塊 ecb（event control blocks）來向另外的任務(wù)發(fā)信號(hào)。這里，所有的信號(hào)都被看成是事件（event）。 這也說明為什么上面把用于通訊的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)叫做事件控制塊。一個(gè)任務(wù)還可以等待 另一個(gè)任務(wù)或中斷服務(wù)子程序給它發(fā)送信號(hào)。這里要注意的是，只有任務(wù)可以等待 事件發(fā)生，中斷服務(wù)子程序是不能這樣做的。對(duì)于處于等待狀態(tài)的任務(wù)，還可以給 它指定一個(gè)最長等待時(shí)間，以此來防止因?yàn)榈却氖录]有發(fā)生而無限期地等下去。 多個(gè)任務(wù)可以同時(shí)等待同一個(gè)事件的發(fā)生。在這種情況下，當(dāng)該事件發(fā)生后， 所有等待該事件的任務(wù)中，優(yōu)先級(jí)最高的任務(wù)得到了該事件并進(jìn)入就緒狀態(tài)，準(zhǔn)備 執(zhí)行。上面講到的事件，可

13、以是信號(hào)量、郵箱或者消息隊(duì)列等。當(dāng)事件控制塊是一 個(gè)信號(hào)量時(shí)，任務(wù)可以等待它，也可以給它發(fā)送消息。 圖 2.1事件控制塊的使用 2.2.1 事件控制塊 ecb c/os-ii 通過 ucos_ii.h 中定義的 os_event 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來維護(hù)一個(gè)事件控制塊 的所有信息程序清單 l3.1，也就是本章開篇講到的事件控制塊 ecb。該結(jié)構(gòu)中除 了包含了事件本身的定義，如用于信號(hào)量的計(jì)數(shù)器，用于指向郵箱的指針，以及指 向消息隊(duì)列的指針數(shù)組等，還定義了等待該事件的所有任務(wù)的列表。 程序清單 l3.1 是該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的定義。 程序清單 l3.1 ecb 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) typedef struct void *

14、oseventptr; /* 指向消息或者消息隊(duì)列的指針 */ int8u oseventtblos_event_tbl_size; /* 等待任務(wù)列表 */ int16u oseventcnt; /* 計(jì)數(shù)器(當(dāng)事件是信號(hào)量時(shí)) */ int8u oseventtype; /* 時(shí)間類型 */ int8u oseventgrp; /* 等待任務(wù)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(duì)列時(shí)才使用。當(dāng)所定義的 事件是郵箱時(shí)，它指向一個(gè)消息，而當(dāng)所定義的事件是消息隊(duì)列時(shí)，它指向一個(gè)數(shù) 據(jù)結(jié)構(gòu)。 .oseventtbl 和 .osevent

15、grp 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(wù)，而后兩者包含的是系統(tǒng)中處于就緒狀態(tài)的任務(wù)。 .oseventcnt 當(dāng)事件是一個(gè)信號(hào)量時(shí)，.oseventcnt 是用于信號(hào)量的計(jì)數(shù)器。 .oseventtype 定義了事件的具體類型。它可以是信號(hào)量（os_event_sem）、郵箱 （os_event_type_mbox）或消息隊(duì)列（os_event_type_q）中的一種。用戶要根據(jù) 該域的具體值來調(diào)用相應(yīng)的系統(tǒng)函數(shù)，以保證對(duì)其進(jìn)行的操作的正確性。 當(dāng)一個(gè)事件發(fā)生后，該事件的等待事件列表中優(yōu)先級(jí)最高的任務(wù)，也即在. oseventtbl中

16、，所有被置 1 的位中，優(yōu)先級(jí)代碼最小的任務(wù)得到該事件。圖 3.2 給出了.oseventgrp 和.oseventtbl之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。該關(guān)系可以描述為： 當(dāng).oseventtbl0中的任何一位為 1 時(shí)，.oseventgrp 中的第 0 位為 1。 當(dāng).oseventtbl1中的任何一位為 1 時(shí)，.oseventgrp 中的第 1 位為 1。 當(dāng).oseventtbl2中的任何一位為 1 時(shí)，.oseventgrp 中的第 2 位為 1。 當(dāng).oseventtbl3中的任何一位為 1 時(shí)，.oseventgrp 中的第 3 位為 1。 當(dāng).oseventtbl4中的任何一位為 1 時(shí)，

17、.oseventgrp 中的第 4 位為 1。 當(dāng).oseventtbl5中的任何一位為 1 時(shí)，.oseventgrp 中的第 5 位為 1。 當(dāng).oseventtbl6中的任何一位為 1 時(shí)，.oseventgrp 中的第 6 位為 1。 當(dāng).oseventtbl7中的任何一位為 1 時(shí)，.oseventgrp 中的第 7 位為 1。 圖 2.2 事件的等待任務(wù)列表 下面的代碼將一個(gè)任務(wù)放到事件的等待任務(wù)列表中。 程序清單 l3.2將一個(gè)任務(wù)插入到事件的等待任務(wù)列表中 pevent-oseventgrp |= osmaptblprio 3; pevent-oseventtblprio 3

18、|= osmaptblprio 其中，prio 是任務(wù)的優(yōu)先級(jí)，pevent 是指向事件控制塊的指針。從程序清單 l3.2 可以看出，插入一個(gè)任務(wù)到等待任務(wù)列表中所花的時(shí)間是相同的，和表中現(xiàn)有 多少個(gè)任務(wù)無關(guān)。從圖 3.2 中可以看出該算法的原理：任務(wù)優(yōu)先級(jí)的最低 3 位決定 了該任務(wù)在相應(yīng)的.oseventtbl中的位置，緊接著的 3 位則決定了該任務(wù)優(yōu)先級(jí) 在.oseventtbl中的字節(jié)索引。該算法中用到的查找表 osmaptbl（定義在 os_core.c 中）一般在 rom 中實(shí)現(xiàn)。 表表3.13.1 osmaptblosmaptbl indexindexbitbit maskmas

19、k (binary)(binary) 000000001 100000010 200000100 300001000 400010000 500100000 601000000 710000000 從等待任務(wù)列表中刪除一個(gè)任務(wù)的算法則正好相反，如程序清單 l3.3 所示。 程序清單 l3.3 從等待任務(wù)列表中刪除一個(gè)任務(wù) if (pevent-oseventtblprio 3 該代碼清除了任務(wù)在.oseventtbl中的相應(yīng)位，并且，如果其所在的組中不 再有處于等待該事件的任務(wù)時(shí)（即.oseventtblprio3為 0），將.oseventgrp 中的相應(yīng)位也清除了。和上面的由任務(wù)優(yōu)先級(jí)確定

20、該任務(wù)在等待表中的位置的算法 類似，從等待任務(wù)列表中查找處于等待狀態(tài)的最高優(yōu)先級(jí)任務(wù)的算法，也不是從. oseventtbl0開始逐個(gè)查詢，而是采用了查找另一個(gè)表 osunmaptbl256。這里， 用于索引的 8 位分別代表對(duì)應(yīng)的 8 組中有任務(wù)處于等待狀態(tài)，其中的最低位具有最 高的優(yōu)先級(jí)。用這個(gè)值索引，首先得到最高優(yōu)先級(jí)任務(wù)所在的組的位置（07 之間 的一個(gè)數(shù)）。然后利用.oseventtbl中對(duì)應(yīng)字節(jié)再在 osunmaptbl中查找，就可 以得到最高優(yōu)先級(jí)任務(wù)在組中的位置（也是 07 之間的一個(gè)數(shù)）。這樣，最終就 可以得到處于等待該事件狀態(tài)的最高優(yōu)先級(jí)任務(wù)了。程序清單 l3.4 是該算法

21、的具 體實(shí)現(xiàn)代碼。 程序清單 l3.4 在等待任務(wù)列表中查找最高優(yōu)先級(jí)的任務(wù) y = osunmaptblpevent-oseventgrp; x = osunmaptblpevent-oseventtbly; prio = (y oseventgrp = 0 x00; for (i = 0; i oseventtbli = 0 x00; 2.2.3 使一個(gè)任務(wù)進(jìn)入就緒態(tài)，oseventtaskrdy() 程序清單 l3.6 是函數(shù) oseventtaskrdy()的源代碼。當(dāng)發(fā)生了某個(gè)事件，該事 件等待任務(wù)列表中的最高優(yōu)先級(jí)任務(wù)要置于就緒態(tài)時(shí)，該事件對(duì)應(yīng)的 ossempost()， osmb

22、oxpost()，osqpost()，和 osqpostfront()函數(shù)調(diào)用 oseventtaskrdy()實(shí)現(xiàn)該 操作。換句話說，該函數(shù)從等待任務(wù)隊(duì)列中刪除 hpt 任務(wù)（highest priority task），并把該任務(wù)置于就緒態(tài)。圖 3.4 給出了 oseventtaskrdy()函數(shù)最開始的 4 個(gè)動(dòng)作。 該函數(shù)首先計(jì)算 hpt 任務(wù)在.oseventtbl中的字節(jié)索引，其結(jié)果是一個(gè)從 0 到 os_lowest_prio/8+1 之間的數(shù)，并利用該索引得到該優(yōu)先級(jí)任務(wù)在.oseventgrp 中的位屏蔽碼。然后，oseventtaskrdy()函數(shù)判斷 hpt 任務(wù)在.os

23、eventtbl中相 應(yīng)位的位置，其結(jié)果是一個(gè)從 0 到 os_lowest_prio/8+1 之間的數(shù)，以及相應(yīng)的位 屏蔽碼。根據(jù)以上結(jié)果，oseventtaskrdy()函數(shù)計(jì)算出 hpt 任務(wù)的優(yōu)先級(jí)，然后就 可以從等待任務(wù)列表中刪除該任務(wù)了。 任務(wù)的任務(wù)控制塊中包含有需要改變的信息。知道了 hpt 任務(wù)的優(yōu)先級(jí)，就可 以得到指向該任務(wù)的任務(wù)控制塊的指針、。因?yàn)樽罡邇?yōu)先級(jí)任務(wù)運(yùn)行條件已經(jīng)得到 滿足，必須停止 ostimetick()函數(shù)對(duì).ostcbdly 域的遞減操作，所以 oseventtaskrdy()直接將該域清澈。因?yàn)樵撊蝿?wù)不再等待該事件的發(fā)生，所以 oseventtaskrd

24、y()函數(shù)將其任務(wù)控制塊中指向事件控制塊的指針指向 null。如果 oseventtaskrdy()是由 osmboxpost()或者 osqpost()調(diào)用的，該函數(shù)還要將相應(yīng)的 消息傳遞給 hpt，放在它的任務(wù)控制塊中。另外，當(dāng) oseventtaskrdy()被調(diào)用時(shí)， 位屏蔽碼 msk 作為參數(shù)傳遞給它。該參數(shù)是用于對(duì)任務(wù)控制塊中的位清零的位屏蔽 碼，和所發(fā)生事件的類型相對(duì)應(yīng)。最后，根據(jù).ostcbstat 判斷該任務(wù)是否已處于就 緒狀態(tài)。如果是, 則將 hpt 插入到 c/os-ii 的就緒任務(wù)列表中。注意，hpt 任務(wù)得 到該事件后不一定進(jìn)入就緒狀態(tài)，也許該任務(wù)已經(jīng)由于其它原因掛起

25、了。另外， .oseventtaskrdy()函數(shù)要在中斷禁止的情況下調(diào)用。 程序清單 l3.6 使一個(gè)任務(wù)進(jìn)入就緒狀態(tài) void oseventtaskrdy (os_event *pevent, void *msg, int8u msk) os_tcb *ptcb; int8u x; int8u y; int8u bitx; int8u bity; int8u prio; y = osunmaptblpevent-oseventgrp; bity = osmaptbly; x = osunmaptblpevent-oseventtbly; bitx = osmaptblx; prio =

26、(int8u)(y oseventtbly ptcb = ostcbpriotblprio; ptcb-ostcbdly = 0; ptcb-ostcbeventptr = (os_event *)0; #if (os_q_en #else msg = msg; #endif ptcb-ostcbstat if (ptcb-ostcbstat = os_stat_rdy) osrdygrp |= bity; osrdytbly |= bitx; 圖 2.4 使一個(gè)任務(wù)進(jìn)入就緒狀態(tài) 2.2.4 使一個(gè)任務(wù)進(jìn)入等待某事件發(fā)生狀態(tài), oseventtaskwait() 程序清單 l3.7 是 ose

27、venttaskwait()函數(shù)的源代碼。當(dāng)某個(gè)任務(wù)要等待一個(gè) 事件的發(fā)生時(shí)，相應(yīng)事件的 ossempend()，osmboxpend()或者 osqpend()函數(shù)會(huì)調(diào) 用該函數(shù)將當(dāng)前任務(wù)從就緒任務(wù)表中刪除，并放到相應(yīng)事件的事件控制塊的等待任 務(wù)表中。 程序清單 l3.7 使一個(gè)任務(wù)進(jìn)入等待狀態(tài) void oseventtaskwait (os_event *pevent) ostcbcur-ostcbeventptr = pevent; if (osrdytblostcbcur-ostcby pevent-oseventtblostcbcur-ostcby |= ostcbcur-ostc

28、bbitx; pevent-oseventgrp |= ostcbcur-ostcbbity; 在該函數(shù)中，首先將指向事件控制塊的指針放到任務(wù)的任務(wù)控制塊中，接著將 任務(wù)從就緒任務(wù)表中刪除，并把該任務(wù)放到事件控制塊的等待任務(wù)表中。 2.2.5 信號(hào)量 c/os-ii 中的信號(hào)量由兩部分組成：一個(gè)是信號(hào)量的計(jì)數(shù)值，它是一個(gè) 16 位的 無符號(hào)整數(shù)（0 到 65,535 之間）；另一個(gè)是由等待該信號(hào)量的任務(wù)組成的等待任 務(wù)表。用戶要在 os_cfg.h 中將 os_sem_en 開關(guān)量常數(shù)置成 1，這樣 c/os-ii 才能 支持信號(hào)量。 在使用一個(gè)信號(hào)量之前，首先要建立該信號(hào)量，也即調(diào)用 oss

29、emcreate()函數(shù) （見下一節(jié)），對(duì)信號(hào)量的初始計(jì)數(shù)值賦值。該初始值為 0 到 65,535 之間的一個(gè) 數(shù)。如果信號(hào)量是用來表示一個(gè)或者多個(gè)事件的發(fā)生，那么該信號(hào)量的初始值應(yīng)設(shè) 為 0。如果信號(hào)量是用于對(duì)共享資源的訪問，那么該信號(hào)量的初始值應(yīng)設(shè)為 1（例 如，把它當(dāng)作二值信號(hào)量使用）。最后，如果該信號(hào)量是用來表示允許任務(wù)訪問 n 個(gè)相同的資源，那么該初始值顯然應(yīng)該是 n，并把該信號(hào)量作為一個(gè)可計(jì)數(shù)的信號(hào) 量使用。 c/os-ii 提供了 5 個(gè)對(duì)信號(hào)量進(jìn)行操作的函數(shù)。它們是：ossemcreate()， ossempend()，ossempost()，ossemaccept()和 os

30、semquery()函數(shù)。圖 3.5 說明了 任務(wù)、中斷服務(wù)子程序和信號(hào)量之間的關(guān)系。圖中用鑰匙或者旗幟的符號(hào)來表示信 號(hào)量：如果信號(hào)量用于對(duì)共享資源的訪問，那么信號(hào)量就用鑰匙符號(hào)。符號(hào)旁邊的 數(shù)字 n 代表可用資源數(shù)。對(duì)于二值信號(hào)量，該值就是 1；如果信號(hào)量用于表示某事 件的發(fā)生，那么就用旗幟符號(hào)。 圖 2.5 任務(wù)、中斷服務(wù)子程序和信號(hào)量之間的關(guān)系 程序清單 l3.9 建立一個(gè)信號(hào)量 os_event *ossemcreate (int16u cnt) os_event *pevent; os_enter_critical(); pevent = oseventfreelist;(1) i

31、f (oseventfreelist != (os_event *)0) oseventfreelist = (os_event *)oseventfreelist-oseventptr; os_exit_critical(); if (pevent != (os_event *)0) pevent-oseventtype = os_event_type_sem; pevent-oseventcnt = cnt; oseventwaitlistinit(pevent); return (pevent); 等待一個(gè)信號(hào)量, ossempend() 程序清單 l3.10 是 ossempend()

32、函數(shù)的源代碼。它首先檢查指針 pevent 所指 的任務(wù)控制塊是否是由 ossemcreate()建立的。如果信號(hào)量當(dāng)前是可用的（信號(hào)量 的計(jì)數(shù)值大于 0），將信號(hào)量的計(jì)數(shù)值減 1，然后函數(shù)將“無錯(cuò)”錯(cuò)誤代碼返回給 它的調(diào)用函數(shù)。顯然，如果正在等待信號(hào)量，這時(shí)的輸出正是我們所希望的，也是 運(yùn)行 ossempend()函數(shù)最快的路徑。 如果此時(shí)信號(hào)量無效（計(jì)數(shù)器的值是 0），ossempend()函數(shù)要進(jìn)一步檢查它的 調(diào)用函數(shù)是不是中斷服務(wù)子程序。在正常情況下，中斷服務(wù)子程序是不會(huì)調(diào)用 ossempend()函數(shù)的。這里加入這些代碼，只是為了以防萬一。當(dāng)然，在信號(hào)量有 效的情況下，即使是中斷服務(wù)

33、子程序調(diào)用的 ossempend()，函數(shù)也會(huì)成功返回，不 會(huì)出任何錯(cuò)誤。 因?yàn)楫?dāng)前任務(wù)已經(jīng)不是就緒態(tài)了，所以任務(wù)調(diào)度函數(shù)將下一個(gè)最高優(yōu)先級(jí)的任 務(wù)調(diào)入，準(zhǔn)備運(yùn)行。當(dāng)信號(hào)量有效或者等待時(shí)間到后，調(diào)用 ossempend()函數(shù)的任 務(wù)將再一次成為最高優(yōu)先級(jí)任務(wù)。這時(shí) ossched()函數(shù)返回。這之后，ossempend() 要檢查任務(wù)控制塊中的狀態(tài)標(biāo)志，看該任務(wù)是否仍處于等待信號(hào)量的狀態(tài)。如果是， 說明該任務(wù)還沒有被 ossempost()函數(shù)發(fā)出的信號(hào)量喚醒。事實(shí)上，該任務(wù)是因?yàn)?等待超時(shí)而由 timetick()函數(shù)把它置為就緒狀態(tài)的。這種情況下，ossempend()函 數(shù)調(diào)用 ose

34、ventto()函數(shù)將任務(wù)從等待任務(wù)列表中刪除，并返回給它的調(diào)用任務(wù)一 個(gè)“超時(shí)”的錯(cuò)誤代碼。如果任務(wù)的任務(wù)控制塊中的 os_stat_sem 標(biāo)志位沒有置位， 就認(rèn)為調(diào)用 ossempend()的任務(wù)已經(jīng)得到了該信號(hào)量，將指向信號(hào)量 ecb 的指針從 該任務(wù)的任務(wù)控制塊中刪除，并返回給調(diào)用函數(shù)一個(gè)“無錯(cuò)”的錯(cuò)誤代碼。 程序清單 l3.10 等待一個(gè)信號(hào)量 void ossempend (os_event *pevent, int16u timeout, int8u *err) os_enter_critical(); if (pevent-oseventtype != os_event_ty

35、pe_sem) os_exit_critical(); *err = os_err_event_type; if (pevent-oseventcnt 0) pevent-oseventcnt-; os_exit_critical(); *err = os_no_err; else if (osintnesting 0) os_exit_critical(); *err = os_err_pend_isr; else ostcbcur-ostcbstat |= os_stat_sem; ostcbcur-ostcbdly = timeout; oseventtaskwait(pevent);

36、os_exit_critical(); ossched(); os_enter_critical(); if (ostcbcur-ostcbstat os_exit_critical(); *err = os_timeout; else ostcbcur-ostcbeventptr = (os_event *)0; os_exit_critical(); *err = os_no_err; 發(fā)送一個(gè)信號(hào)量, ossempost() 程序清單 l3.11 是 ossempost()函數(shù)的源代碼。它首先檢查參數(shù)指針 pevent 指向的任務(wù)控制塊是否是 ossemcreate()函數(shù)建立的，接著檢

37、查是否有任務(wù)在等待 該信號(hào)量。如果該任務(wù)控制塊中的.oseventgrp 域不是 0，說明有任務(wù)正在等待該 信號(hào)量。這時(shí)，就要調(diào)用函數(shù) oseventtaskrdy()，oseventtaskrdy()，把其中的 最高優(yōu)先級(jí)任務(wù)從等待任務(wù)列表中刪除并使它進(jìn)入就緒狀態(tài)。然后，調(diào)用 ossched()任 務(wù)調(diào)度函數(shù)檢查該任務(wù)是否是系統(tǒng)中的最高優(yōu)先級(jí)的就緒任務(wù)。如果是，這時(shí)就要 進(jìn)行任務(wù)切換當(dāng) ossempost()函數(shù)是在任務(wù)中調(diào)用的，準(zhǔn)備執(zhí)行該就緒任務(wù)。如 果不是，ossched()直接返回，調(diào)用 ossempost()的任務(wù)得以繼續(xù)執(zhí)行。如果這時(shí)沒 有任務(wù)在等待該信號(hào)量，該信號(hào)量的計(jì)數(shù)值就簡單

38、地加 1。 上面是由任務(wù)調(diào)用 ossempost()時(shí)的情況。當(dāng)中斷服務(wù)子程序調(diào)用該函數(shù)時(shí)， 不會(huì)發(fā)生上面的任務(wù)切換。如果需要，任務(wù)切換要等到中斷嵌套的最外層中斷服務(wù) 子程序調(diào)用 osintexit()函數(shù)后才能進(jìn)行。 程序清單 l3.11 發(fā)出一個(gè)信號(hào)量 int8u ossempost (os_event *pevent) os_enter_critical(); if (pevent-oseventtype != os_event_type_sem) os_exit_critical(); return (os_err_event_type); if (pevent-oseventgrp)

39、 oseventtaskrdy(pevent, (void *)0, os_stat_sem); os_exit_critical(); ossched(); return (os_no_err); else if (pevent-oseventcnt oseventcnt+; os_exit_critical(); return (os_no_err); else os_exit_critical(); return (os_sem_ovf); 無等待地請(qǐng)求一個(gè)信號(hào)量, ossemaccept() 當(dāng)一個(gè)任務(wù)請(qǐng)求一個(gè)信號(hào)量時(shí)，如果該信號(hào)量暫時(shí)無效，也可以讓該任務(wù)簡單 地返回，而不是進(jìn)入睡眠等

40、待狀態(tài)。這種情況下的操作是由 ossemaccept()函數(shù)完 成的，其源代碼見程序清單 l3.12。該函數(shù)在最開始也是檢查參數(shù)指針 pevent 指 向的事件控制塊是否是由 ossemcreate()函數(shù)建立的，接著從該信號(hào)量的事件控制 塊中取出當(dāng)前計(jì)數(shù)值，并檢查該信號(hào)量是否有效（計(jì)數(shù)值是否為非 0 值）。如果有 效，則將信號(hào)量的計(jì)數(shù)值減 1，然后將信號(hào)量的原有計(jì)數(shù)值返回給調(diào)用函數(shù)。調(diào)用 函數(shù)需要對(duì)該返回值進(jìn)行檢查。如果該值是 0，說明該信號(hào)量無效。如果該值大于 0，說明該信號(hào)量有效，同時(shí)該值也暗示著該信號(hào)量當(dāng)前可用的資源數(shù)。應(yīng)該注意 的是，這些可用資源中，已經(jīng)被該調(diào)用函數(shù)自身占用了一個(gè)（該

41、計(jì)數(shù)值已經(jīng)被減 1）。中斷服務(wù)子程序要請(qǐng)求信號(hào)量時(shí)，只能用 ossemaccept()而不能用 ossempend()，因?yàn)橹袛喾?wù)子程序是不允許等待的。 程序清單 l3.12 無等待地請(qǐng)求一個(gè)信號(hào)量 int16u ossemaccept (os_event *pevent) int16u cnt; os_enter_critical(); if (pevent-oseventtype != os_event_type_sem) os_exit_critical(); return (0); cnt = pevent-oseventcnt; if (cnt 0) pevent-oseventc

42、nt-; os_exit_critical(); return (cnt); 查詢一個(gè)信號(hào)量的當(dāng)前狀態(tài), ossemquery() 和其它與信號(hào)量有關(guān)的函數(shù)一樣，ossemquery()也是先檢查 pevent 指向的事 件控制塊是否是 ossemcreate()產(chǎn)生的，然后將等待任務(wù)列表和計(jì)數(shù)值從 os_event 結(jié)構(gòu)拷貝到 os_sem_data 結(jié)構(gòu)變量中去。 程序清單 l3.13 查詢一個(gè)信號(hào)量的狀態(tài) int8u ossemquery (os_event *pevent, os_sem_data *pdata) int8u i; int8u *psrc; int8u *pdest;

43、os_enter_critical(); if (pevent-oseventtype != os_event_type_sem) os_exit_critical(); return (os_err_event_type); pdata-oseventgrp = pevent-oseventgrp; psrc = pdest = for (i = 0; i oscnt = pevent-oseventcnt; os_exit_critical(); return (os_no_err); 2.2.7 郵箱 郵箱是 c/os-ii 中另一種通訊機(jī)制，它可以使一個(gè)任務(wù)或者中斷服務(wù)子程序 向另一個(gè)

44、任務(wù)發(fā)送一個(gè)指針型的變量。該指針指向一個(gè)包含了特定“消息”的數(shù)據(jù) 結(jié)構(gòu)。為了在 c/os-ii 中使用郵箱，必須將 os_cfg.h 中的 os_mbox_en 常數(shù)置為 1。 使用郵箱之前，必須先建立該郵箱。該操作可以通過調(diào)用 osmboxcreate()函數(shù) 來完成（見下節(jié)），并且要指定指針的初始值。一般情況下，這個(gè)初始值是 null， 但也可以初始化一個(gè)郵箱，使其在最開始就包含一條消息。如果使用郵箱的目的是 用來通知一個(gè)事件的發(fā)生（發(fā)送一條消息），那么就要初始化該郵箱為 null，因?yàn)?在開始時(shí)，事件還沒有發(fā)生。如果用戶用郵箱來共享某些資源，那么就要初始化該 郵箱為一個(gè)非 null 的指

45、針。在這種情況下，郵箱被當(dāng)成一個(gè)二值信號(hào)量使用。 c/os-ii 提供了 5 種對(duì)郵箱的操作：osmboxcreate()，osmboxpend()， osmboxpost()，osmboxaccept()和 osmboxquery()函數(shù)。圖 f3.6 描述了任務(wù)、中 斷服務(wù)子程序和郵箱之間的關(guān)系，這里用符號(hào)“i”表示郵箱。郵箱包含的內(nèi)容是 一個(gè)指向一條消息的指針。一個(gè)郵箱只能包含一個(gè)這樣的指針（郵箱為滿時(shí)），或 者一個(gè)指向 null 的指針（郵箱為空時(shí)）。從圖 3.6 可以看出，任務(wù)或者中斷服務(wù) 子程序可以調(diào)用函數(shù) osmboxpost()，但是只有任務(wù)可以調(diào)用函數(shù) osmboxpend(

46、)和 osmboxquery()。 圖 2.6 任務(wù)、中斷服務(wù)子程序和郵箱之間的關(guān)系 建立一個(gè)郵箱，osmboxcreate() 程序清單 l3.14 是 osmboxcreate()函數(shù)的源代碼，基本上和函數(shù) ossemcreate()相似。不同之處在于事件控制塊的類型被設(shè)置成 os_event_type_mboxl3.14(1)，以及使用.oseventptr 域來容納消息指針，而不 是使用.oseventcnt 域l3.14(2)。 osmboxcreate()函數(shù)的返回值是一個(gè)指向事件控制塊的指針l3.14(3)。這個(gè)指針 在調(diào)用函數(shù) osmboxpend()，osmboxpost()

47、，osmboxaccept()和 osmboxquery()時(shí)使 用。因此，該指針可以看作是對(duì)應(yīng)郵箱的句柄。值得注意的是，如果系統(tǒng)中已經(jīng)沒 有事件控制塊可用，函數(shù) osmboxcreate()將返回一個(gè) null 指針。 郵箱一旦建立，是不能被刪除的。比如，如果有任務(wù)正在等待一個(gè)郵箱的信息，這 時(shí)刪除該郵箱，將有可能產(chǎn)生災(zāi)難性的后果。 程序清單 l3.14 建立一個(gè)郵箱 os_event *osmboxcreate (void *msg) os_event *pevent; os_enter_critical(); pevent = oseventfreelist; if (oseventfr

48、eelist != (os_event *)0) oseventfreelist = (os_event *)oseventfreelist-oseventptr; os_exit_critical(); if (pevent != (os_event *)0) pevent-oseventtype = os_event_type_mbox; pevent-oseventptr = msg; oseventwaitlistinit(pevent); return (pevent); 等待一個(gè)郵箱中的消息，osmboxpend() 程序清單 l3.15 是 osmboxpend()函數(shù)的源代碼。

49、同樣，它和 ossempend()也很 相似，因此，在這里只講述其中的不同之處。osmboxpend()首先檢查該事件控制塊 是由 osmboxcreate()函數(shù)建立的。當(dāng).oseventptr 域是一個(gè)非 null 的指針時(shí)，說 明該郵箱中有可用的消息。這種情況下，osmboxpend()函數(shù)將該域的值復(fù)制到局部 變量 msg 中，然后將.oseventptr 置為 null。這正是我們所期望的，也是執(zhí)行 osmboxpend()函數(shù)最快的路徑。 如果郵箱中沒有可用的消息，osmboxpend()的調(diào)用任務(wù)就被掛起，直到郵箱中 有了消息或者等待超時(shí)。當(dāng)有其它的任務(wù)向該郵箱發(fā)送了消息后（或者

50、等待時(shí)間超 時(shí)），這時(shí)，該任務(wù)再一次成為最高優(yōu)先級(jí)任務(wù)，ossched()返回。這時(shí)， osmboxpend()函數(shù)要檢查是否有消息被放到該任務(wù)的任務(wù)控制塊中。如果有，那么 該次函數(shù)調(diào)用成功，對(duì)應(yīng)的消息被返回到調(diào)用函數(shù)。 程序清單 l3.15 等待一個(gè)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) os_exit_critical(); *err

51、= os_err_event_type; return (void *)0); msg = pevent-oseventptr; if (msg != (void *)0) pevent-oseventptr = (void *)0; os_exit_critical(); *err = os_no_err; else if (osintnesting 0) os_exit_critical(); *err = os_err_pend_isr; else ostcbcur-ostcbstat |= os_stat_mbox; ostcbcur-ostcbdly = timeout; oseventtaskwait(pevent); os_exit_critical(); ossched(); os_enter_critical(); if (msg = ostcbcur-ostcbmsg) != (void *)0) ostcbcur-ostcbmsg = (void *)0; ostcbcur-ostcbstat = os_stat_rdy; ostcbcur-ostcbeventptr = (os_event *)0; os_exit_critical()