UCOS2系統(tǒng)內(nèi)核講述_ 總體描述

Ⅰ、寫在前面

學(xué)習(xí)本文之前可以參考我前面基于STM32硬件平臺移植UCOS2的幾篇文章，我將其匯總在一起:

UCOS2_STM32F1移植詳細(xì)過程（匯總文章）

要想學(xué)習(xí)，或使用系統(tǒng)配套的資源（如：信號量、消息郵箱、消息隊列等），就需要先了解一下系統(tǒng)內(nèi)核大致的原理，也就是先了解大致，在研究細(xì)節(jié)的東西（從外到內(nèi)），本文就是接著前面移植的文章來講述關(guān)于系統(tǒng)內(nèi)核的知識。

本文主要是結(jié)合前面移植好、可以運(yùn)行的源代碼來進(jìn)行講述關(guān)于最新版本UCOS2系統(tǒng)內(nèi)部代碼。

關(guān)于本文的更多詳情請往下看。

Ⅱ、UCOS操作系統(tǒng)配置

看過我前面移植UCOS的文章，或打開過我移植成功的軟件工程，都應(yīng)該大體知道一個簡單的UCOS系統(tǒng)大概需要一些什么配置，包含哪些部分等。

本節(jié)將對UCOS軟件工程總體的一些知識進(jìn)行講述（從大方向來描述一下），也算是對某些知識的再次回顧。

UCOS系統(tǒng)配置就是修改os_cfg.h文件，就是使能或失能某些功能，也就是所謂的系統(tǒng)裁剪。

比如：

我們不使能APP應(yīng)用HOOK函數(shù)

則#defineOS_APP_HOOKS_EN0u

如果使能APP應(yīng)用HOOK函數(shù)

則#define OS_APP_HOOKS_EN1u

再比如：

我們定義最低優(yōu)先級(值)為63

則#defineOS_LOWEST_PRIO63u

定義最大數(shù)10個任務(wù)

則#define OS_MAX_TASKS 10u

其實(shí)這里的配置在系統(tǒng)中很多通過預(yù)處理（配置了的才編譯，未配置不編譯）來實(shí)現(xiàn)的，也就是直接影響程序編譯的大小，所以叫系統(tǒng)裁剪。

我提供（移植完成）的實(shí)例里面有很多資源（如：信號量、消息郵箱、消息隊列等）都沒有實(shí)現(xiàn)，所以那些都是失能的（即都配置為0）。

Ⅲ、主函數(shù)描述

主函數(shù)在裸機(jī)程序和操作系統(tǒng)程序中都是有的，也是程序的入口函數(shù)，這里大體講述一下UCOS操作系統(tǒng)主函數(shù)中重要的三個函數(shù)：

OSInit操作系統(tǒng)初始化

OSTaskCreateExt創(chuàng)建任務(wù)

OSStart啟動任務(wù)

1.OSInit系統(tǒng)初始化

跟蹤代碼可以知道，這個函數(shù)的函數(shù)體位于os_core.c文件中。操作系統(tǒng)初始化顧名思義就是對UCOS系統(tǒng)的初始化，其中包含內(nèi)核與系統(tǒng)資源這些的初始化,如下面代碼截圖：

從上面截圖就可以看得出來，紅色框標(biāo)記的是系統(tǒng)內(nèi)核必須初始化部分，藍(lán)色框標(biāo)記是選配（由系統(tǒng)配置決定）。

我們上面說的“系統(tǒng)配置”，在這里就能體現(xiàn)的出來。比如：我藍(lán)色框標(biāo)記的部分中，沒有使能“事件標(biāo)志”也就是在配置中沒有使能使能該選項(xiàng)，那么程序也不會初始化事件標(biāo)志組。接著的其他選項(xiàng)一樣的道理。

2.OSTaskCreateExt創(chuàng)建任務(wù)

跟蹤代碼可以知道，這個函數(shù)的函數(shù)體位于os_task.c文件中。該函數(shù)從命名及意思上可以知道，它就是創(chuàng)建任務(wù)的函數(shù)。我們使用“擴(kuò)展版本”創(chuàng)建任務(wù)，主要是配置及初始化任務(wù)相關(guān)的堆棧、優(yōu)先級、以及檢測參數(shù)的正確性等,如下面代碼截圖：

注意：在os_cfg中需要使能“創(chuàng)建任務(wù)-擴(kuò)展”，也就是需要配置：

#define OS_TASK_CREATE_EXT_EN 1u

創(chuàng)建任務(wù)有兩個函數(shù)(請看os_task.c文件)：

OSTaskCreate基本版本

OSTaskCreateExt擴(kuò)展版本

擴(kuò)展版本是在后面升級系統(tǒng)新增加的一個函數(shù)，主要是新增加了5個參數(shù)（具體請見源代碼），但為了使程序兼容以前系統(tǒng)，這后面的系統(tǒng)中也是保留了基本版本的創(chuàng)建任務(wù)函數(shù)接口。

我在主函數(shù)里面創(chuàng)建的任務(wù)是AppTaskStart，也是“開始任務(wù)”，后面的一些關(guān)于應(yīng)用所需的初始化都是在AppTaskStart下面創(chuàng)建的，子任務(wù)也是基于該函數(shù)創(chuàng)建的。

3.OSStart開啟任務(wù)

跟蹤代碼可以知道，這個函數(shù)的函數(shù)體位于os_core.c文件中。在操作系統(tǒng)初始化、任務(wù)創(chuàng)建完成之后，調(diào)用OSStart就可以開啟并執(zhí)行任務(wù)了。

該函數(shù)也是屬于內(nèi)核級的，由系統(tǒng)調(diào)用，主要包含幾步操作：

1.查找最高優(yōu)先級任務(wù)，使其進(jìn)入就緒；

2.將當(dāng)前優(yōu)先級指向就緒任務(wù)的最高優(yōu)先級；

3.執(zhí)行目標(biāo)代碼，開始任務(wù)(OSRunning = OS_TRUE)。

當(dāng)你初始接觸UCOS系統(tǒng)時，先了解它主要的意思是啟動任務(wù)就行了，至于怎樣啟動的，需后續(xù)研究系統(tǒng)內(nèi)核這一塊，我在后面也會講述。

Ⅳ、AppTaskStart任務(wù)描述

應(yīng)用程序(任務(wù))的執(zhí)行可以說就是從AppTaskStart這個函數(shù)（在上面main中創(chuàng)建的任務(wù)）開始一步一步執(zhí)行的。

在AppTaskStart函數(shù)體里面主要做了三類事情：

1.BSP_Initializes：初始化應(yīng)用底層一些代碼，基本實(shí)例就是LED的IO驅(qū)動;

2.OSTick_Init：滴答時鐘初始化，這個是屬于系統(tǒng)，在前面移植的過程中說過由我們自己定義，所以這里需要初始化。

3.OSTaskCreateExt：創(chuàng)建子任務(wù)（Demo程序創(chuàng)建了3個子任務(wù)）。

為什么在這里還要創(chuàng)建任務(wù)呢？

這種寫法是參考UCOS官方提供實(shí)例代碼的寫法（在main主函數(shù)只創(chuàng)建一個AppTaskStart任務(wù)，再在AppTaskStart函數(shù)創(chuàng)建子任務(wù)、系統(tǒng)資源等）。

當(dāng)然，這個格式寫法不是死的，可根據(jù)自己習(xí)慣或要求來寫。

1.BSP_Initializes

跟蹤代碼可以知道，這個函數(shù)的函數(shù)體位于bsp.c文件中。這個函數(shù)是我們自己建的文件，我將它歸類為“應(yīng)用程序底層代碼初始化”，自己可更加實(shí)際情況修改。由于是Demo程序（LED閃爍燈），這里主要是對LED燈IO口的初始化。

2.OSTick_Init

跟蹤代碼可以知道，這個函數(shù)的函數(shù)體位于app_cfg.c文件中。這個函數(shù)也是我們自己設(shè)計的源代碼，在前面移植的過程中要求自己初始化系統(tǒng)滴答，這里就需要初始化。當(dāng)然也可以在UCOS提供的文件“os_cpu_c.c”里面初始化該函數(shù)。

系統(tǒng)滴答是系統(tǒng)的心臟，沒有它就等于沒有心臟。這里需要搭配滴答中斷函數(shù)（如下圖）。

3.OSTaskCreateExt子任務(wù)

提供的Demo程序創(chuàng)建了一個開始任務(wù)和3個子任務(wù)，任務(wù)都是實(shí)現(xiàn)LED閃爍的內(nèi)容。更加閃爍的頻率(亮滅間隔時間)不同，可以區(qū)分出不同的任務(wù)。

開始任務(wù)、子任務(wù)1、子任務(wù)2、子任務(wù)3依次LED亮滅間隔時間加長。是由OSTimeDly函數(shù)決定的，OSTimeDly函數(shù)是系統(tǒng)延時的意思，它這個延時和我們平常使用的延時相似，但又不同。它在各自的任務(wù)了看似屬于自身“阻塞延時”了那么長時間，但自系統(tǒng)看來其實(shí)是將該任務(wù)掛起了那么長時間。

OSTimeDly延時函數(shù)屬于系統(tǒng)級延時，需要了解系統(tǒng)內(nèi)核之后對它的理解就容易了。

Ⅴ、實(shí)例工程下載

筆者針對于初學(xué)者提供的例程都是去掉了許多不必要的功能，精簡了官方的代碼，對初學(xué)者一看就明白，以簡單明了的工程供大家學(xué)習(xí)。

筆者提供的實(shí)例工程都是在板子上經(jīng)過多次測試并沒有問題才上傳至360云盤，歡迎下載測試、參照學(xué)習(xí)。

我將最新UCOS2.92操作系統(tǒng)移植到F0、F1、F3、F4各個硬件平臺上，可以根據(jù)你芯片系列選擇下載。

UCOS基于STM32F0系列實(shí)例：

https://yunpan.cn/cRCZrQ3dzeVQq訪問密碼 e73f

UCOS基于STM32F1系列實(shí)例：

https://yunpan.cn/cRCZxGFsqHa6Q訪問密碼 39ff

UCOS基于STM32F3系列實(shí)例：

https://yunpan.cn/cRCZqPRCWs8UW訪問密碼 b305

UCOS基于STM32F4系列實(shí)例：

https://yunpan.cn/cRCZPqbFqXSPR訪問密碼 f177

本文是基于上面修改部分注釋為中文：

https://yunpan.cn/cM6tNgShDuj5Y 訪問密碼 889e