ucos任务调度理解

一、ucos任务

1.1 ucos任务简介

• 一个任务通常是一个无限的循环。
  一个任务就像是一个C函数,它可以带有形参，但是其绝不会有返回值。故返回类型为void。如下

void YourTask (void *pdata) 
{
   
    
	 for (;;) {
   
    
		 /* 用户代码 */ 
		 调用uC/OS-II的某种系统服务: 
		 OSMboxPend(); 
		 OSQPend(); 
		 OSSemPend(); 
		 OSTaskDel(OS_PRIO_SELF); 
		 OSTaskSuspend(OS_PRIO_SELF); 
		 OSTimeDly(); 
		 OSTimeDlyHMSM(); 
		 /* 用户代码 */ 
 	} 
}

• 不同的是，当任务完成以后，任务可以自我删除。
  注意任务代码并非真的删除了，μC/OS-Ⅱ只是简单地不再理会这个任务了，这个任务的代码也不会再运行，
  如果任务调用了 OSTaskDel()，这个任务绝不会返回什么。

void YourTask (void *pdata) 
 {
   
    
 /* 用户代码 */ 
 OSTaskDel(OS_PRIO_SELF); 
 }

• μC/OS-Ⅱ可以管理多达 64 个任务，用户可以操作的最多只有 56 个应用任务
  μC/OS-Ⅱ可以管理多达 64 个任务，但作者保留了优先级为 0、 1、 2、 3、 OS_LOWEST_PRIO-3、 OS_LOWEST_PRI0-2，OS_LOWEST_PRI0-1 以及 OS_LOWEST_PRI0 这 8 个任务以被将来使用。所有我们用户还可以自定义剩下的56个任务。
• μC/OS-Ⅱ任务优先级，任务的优先级号就是任务编号（ID）。
  必须给每个任务赋以不同的优先级，优先级可以从 0 到OS_LOWEST_PR10-2。
  优先级号越低，任务的优先级越高。μC/OS-Ⅱ总是运行进入就绪态的优先级最高的任务。

1.2 任务状态

从用户的观点来看，任务可以是有 5 种状态，休眠状态，就绪状态，运行状态，挂起状态，中断状态 。
在任一给定的时刻，任务的状态一定是在这五种状态之一。如下图：

• 睡眠态（DORMANT）
  指任务驻留在程序空间之中，还没有交给μC/OS-Ⅱ管理。
  一个任务可以通过调用 OSTaskDel()返回到睡眠态，或通过调用该函数让另一个任务进入睡眠态。
• 就绪态
  当任务一旦建立，这个任务就进入就绪态准备运行。
  任务的建立可以是在多任务运行开始之前，也可以是动态地被一个运行着的任务建立。
  如果一个任务是被另一个任务建立的，而这个任务的优先级高于建立它的那个任务，则这个刚刚建立的任务将立即得到 CPU 的控制权。
• 运行态
  调用 OSStart()可以启动多任务。OSStart()函数运行进入就绪态的优先级最高的任务。该任务进入了运行态。
  就绪的任务只有当所有优先级高于这个任务的任务转为等待状态，或者是被删除了，才能进入运行态。
• 等待/挂起
  ■ 正在运行的任务需要自身延迟时,进入等待态
    调用以下两个函数：OSTimeDly()、 OSTimeDlyHMSM() 之一将自身延迟一段时间。这个任务于是进入等待状态，等待这段时间过去，下一个优先级最高的、并进入了就绪态的任务立刻被赋予了 CPU 的控制权。等待的时间过去以后，系统服务函数 OSTimeTick()使延迟了的任务进入就绪态。
  ■ 正在运行的任务期待某一事件的发生时需要等待时，进入挂起态
    调用以下 3 个函数之一：OSSemPend()，OSMboxPend()，或 OSQPend()，任务就进入挂起状态（WAITING）。当任务因等待事件被挂起（Pend），下一个优先级最高的任务立即得到了 CPU 的控制权。当事
  件发生了，被挂起的任务进入就绪态。
• 中断服务态
  正在运行的任务是可以被中断的，响应中断时，正在执行的任务被挂起，中断服务子程序控制了 CPU 的使用权。中断服务子程序可能会报告一个或多个事件的发生，而使一个或多个任务进入就绪态。在这种情况下，从中断服务子程序返回之前，μC/OS-Ⅱ要判定，被中断的任务是否还是就绪态任务中优先级最高的。如果中断服务子程序使一个优先级更高的任务进入了就绪态，则新进入就绪态的这个优先级更高的任务将得以运行，否则原来被中断了的任务才能继续运行。

1.3 任务控制块

任务控制块是被 uC/OS-III 用于维护任务的一个结构体。 每个任务都必须有自的己 TCB 。TCB 中的一些变量可以根据具体应用进行裁剪。

typedef struct os_tcb {
   
    
	OS_STK *OSTCBStkPtr; //OSTCBStkPtr 是指向当前任务栈顶的指针。
#if OS_TASK_CREATE_EXT_EN 
	void *OSTCBExtPtr; //OSTCBExtPtr 指向用户定义的任务控制块扩展。
	OS_STK *OSTCBStkBottom; //OSTCBStkBottom 是指向任务栈底的指针
	INT32U OSTCBStkSize; //OSTCBStkSize 存有栈中可容纳的指针元数目而不是用字节（Byte）表示的栈容量总数。
	INT16U OSTCBOpt; //选择项
	INT16U OSTCBId; //OSTCBId 用于存储任务的识别码。
#endif 
	//OSTCBNext，OSTCBPrev 用于任务控制块OS_TCBs的双重链接，双重连接的链表使得任一成员都能被快速插入或删除。
	struct os_tcb *OSTCBNext; 
	struct os_tcb *OSTCBPrev; 
#if (OS_Q_EN && (OS_MAX_QS >= 2)) || OS_MBOX_EN || OS_SEM_EN 
	OS_EVENT *OSTCBEventPtr; //OSTCBEventPtr 是指向事件控制块的指针
#endif 
#if (OS_Q_EN && (OS_MAX_QS >= 2)) || OS_MBOX_EN 
	void *OSTCBMsg; //OSTCBMsg 是指向传给任务的消息的指针。
#endif
	INT16U OSTCBDly; //这个变量保存的是任务允许等待事件发生的最多时钟节拍数。如果这个变量为 0，表示任务不延时
	INT8U OSTCBStat; //OSTCBStat 是任务的状态字。当.OSTCBStat 为 0，任务进入就绪态。
	INT8U OSTCBPrio; //OSTCBPrio 是任务优先级。高优先级任务的.OSTCBPrio 值小。
	
	//.OSTCBX, .OSTCBY, .OSTCBBitX 和 .OSTCBBitY 用于加速任务进入就绪态的过程或进入等待事件发生状态的过程
	INT8U OSTCBX; 
	INT8U OSTCBY; 
	INT8U OSTCBBitX; 
	INT8U OSTCBBitY;