嵌入式μC/OS-II系统基础之邵贝贝节选
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μC/OS-II 通过 uCOS_II.H 中定义的 OS_EVENT 数据结构来维护一个事件控制块的所有信息
[程序清单 L6.1]，也就是本章开篇讲到的事件控制块 ECB。该结构中除了包含了事件本身的定
义，如用于信号量的计数器，用于指向邮箱的指针，以及指向消息队列的指针数组等，还定义
了等待该事件的所有任务的列表。
typedef struct {
void *OSEventPtr; /* 指向消息或者消息队列的指针 */
INT8U OSEventTbl[OS_EVENT_TBL_SIZE]; /* 等待任务列表 */
INT16U OSEventCnt; /* 计数器(当事件是信号量时) */
INT8U OSEventType; /* 时间类型 */
INT8U OSEventGrp; /* 等待任务所在的组 */
} OS_EVENT;
.OSEventPtr 指针,只有在所定义的事件是邮箱或者消息队列时才使用。 当所定义的事件是
邮箱时，它指向一个消息，而当所定义的事件是消息队列时，它指向一个数据结构，详见 6.06
节消息邮箱和 6.07 节消息队列。
.OSEventTbl[] 和 .OSEventGrp 很像前面讲到的 OSRdyTbl[]和 OSRdyGrp，只不过前两者
包含的是等待某事件的任务，而后两者包含的是系统中处于就绪状态的任务。(见 3.04 节 就
绪表)
.OSEventCnt 当事件是一个信号量时，.OSEventCnt 是用于信号量的计数器，(见 6.05 节
信号量)。
e .OSEventType 定义了事件的具体类型。它可以是信号量(OS_EVENT_SEM)、邮箱
(OS_EVENT_TYPE_MBOX)或消息队列(OS_EVENT_TYPE_Q)中的一种。用户要根据该域的具体值
来调用相应的系统函数，以保证对其进行的操作的正确性。
下面的代码将一个任务放到事件的等待任务列表中。
程序清单 L6.2 ——将一个任务插入到事件的等待任务列表中
pevent->OSEventGrp |= OSMapTbl[prio >> 3];
pevent->OSEventTbl[prio >> 3] |= OSMapTbl[prio & 0x07];
程序清单 L6.3 从等待任务列表中删除一个任务
if ((pevent->OSEventTbl[prio >> 3] &= ~OSMapTbl[prio & 0x07]) == 0) {
pevent->OSEventGrp &= ~OSMapTbl[prio >> 3];
}
程序清单 L6.4 在等待任务列表中查找最高优先级的任务
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;
}
}
程序清单 L6.6 使一个任务进入就绪状态
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;
}
}
程序清单 L6.7 使一个任务进入等待状态
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;
}
程序清单 L6.8 因为等待超时将任务置为就绪状态
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)
}
信号量
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。信号量
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。
程序清单 L6.9 建立一个信号量
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)
}
程序清单 L6.10 等待一个信号量
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;
}
}
}
程序清单 L6.11 发出一个信号量
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);
}
}
}
程序清单 L6.12 无等待地请求一个信号量
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)
}
程序清单 L6.13 查询一个信号量的状态
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);
}
程序清单 L6.14 建立一个邮箱
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)
}
程序清单 L6.15 等待一个邮箱中的消息
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);
}
程序清单 L6.16 向邮箱中发送一条消息
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);
}
}
}
程序清单 L6.16 向邮箱中发送一条消息
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);
}
}
}
程序清单 L6.17 无等待地从邮箱中得到消息
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)
}
程序清单 L6.18 查询邮箱的状态
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);
}
程序清单 L6.19 使用邮箱作为二值信号量
OS_EVENT *MboxSem;
void Task1 (void *pdata)
{
INT8U err;
for (;;) {
OSMboxPend(MboxSem, 0, &err); /* 获得对资源的访问权 */
6-26
.
. /* 任务获得信号量,对资源进行访问 */
.
OSMboxPost(MboxSem, (void*)1); /* 释放对资源的访问权 */
}
}
程序清单 L6.21 建立一个消息队列
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 文件中包含与处理器相关的常量，宏和结构体的定义。程序清单L9.2是为80x86编
写的OS_CPU.H文件的内容。
9.04 OS_CPU_A.ASM
μC/OS-II 的移植需要用户改写OS_CPU_A.ASM中的四个函数：
OSStartHighRdy()
OSCtxSw()
OSIntCtxSw()
OSTickISR()
9.04.01 OSStartHighRdy()
该函数由SStart()函数调用，功能是运行优先级最高的就绪任务，在调用OSStart()之前，
用户必须先调用OSInit()，并且已经至少创建了一个任务(请参考OSTaskCreate()和
OSTaskCreateExt()函数)。OSStartHighRdy()默认指针OSTCBHighRdy指向优先级最高就绪任务
的任务控制块(OS_TCB)(在这之前OSTCBHighRdy已由OSStart()设置好了)。图F9.3给出了由
函 数 OSTaskCreate() 或 OSTaskCreateExt() 创 建 的 任 务 的 堆 栈 结 构 。 很 明 显 ，
OSTCBHighRdy->OSTCBStkPtr指向的是任务堆栈的顶端。
程序清单L 9.3 OSStartHighRdy().
_OSStartHighRdy PROC FAR
MOV AX, SEG _OSTCBHighRdy ; 载入 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 ; 恢复任务环境 (2)
POP ES ; (3)
POPA ; (4)
;
IRET ; 运行任务 (5)
_OSStartHighRdy ENDP
9.05 OS_CPU_C.C
μC/OS-II 的移植需要用户改写OS_CPU_C.C中的六个函数：
OSTaskStkInit()
OSTaskCreateHook()
OSTaskDelHook()
OSTaskSwHook()
OSTaskStatHook()
OSTimeTickHook()
OSTaskResume ()的返回值为下述之一：
? OS_NO_ERR：函数调用成功。
? OS_TASK_RESUME_PRIO：要唤醒的任务不存在。
? OS_TASK_NOT_SUSPENDED：要唤醒的任务不在挂起状态。
? OS_PRIO_INVALID：参数指定的优先级大于或等于 OS_LOWEST_PRIO。
OS_MAX_EVENTS 定义系统中最大的事件控制块的数量。系统中的每一个消息邮箱，消息队
列，信号量都需要一个事件控制块。例如，系统中有 10 个消息邮箱，5 个消息队列，3 个信号
量，则 OS_MAX_EVENTS 最小应该为 18。只要程序中用到了消息邮箱，消息队列或是信号量，
则 OS_MAX_EVENTS 最小应该设置为 2。
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