標(biāo)題: uC/OS-II 學(xué)習(xí)筆記—任務(wù)管理數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) [打印本頁]
作者: xueren    時(shí)間: 2013-7-14 04:01
標(biāo)題: uC/OS-II 學(xué)習(xí)筆記—任務(wù)管理數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
                                                                                                
任務(wù)管理的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包括任務(wù)控制塊、任務(wù)空閑鏈表和任務(wù)就緒鏈表、任務(wù)優(yōu)先級指針表、任務(wù)堆棧等，是uC/OS-II內(nèi)核的核心部分之一。離開了這些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，內(nèi)核什么功能也完成不了。這些數(shù)據(jù)的內(nèi)容完全反映了任務(wù)的運(yùn)行情況。
任務(wù)控制塊是任務(wù)管理的核心數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，操作系統(tǒng)在啟動的時(shí)候，首先要在內(nèi)存中創(chuàng)建一定數(shù)量的任務(wù)控制塊。任務(wù)控制塊的數(shù)量等于操作系統(tǒng)能同時(shí)管理的最多任務(wù)數(shù)。
uC/OS將任務(wù)控制塊劃分為兩個(gè)鏈表：就緒鏈表和空閑鏈表。創(chuàng)建一個(gè)任務(wù)，就從空閑鏈表中取出一個(gè)空閑的任務(wù)控制塊，將任務(wù)的各種屬性添入該控制塊，并將該任務(wù)控制塊移到就緒鏈表，更改就緒表和就緒組，任務(wù)就從睡眠態(tài)轉(zhuǎn)換到就緒態(tài)，當(dāng)沒有更高優(yōu)先級的任務(wù)在運(yùn)行時(shí)，任務(wù)就可以得到運(yùn)行。相反，要結(jié)束一個(gè)任務(wù)的運(yùn)行，就要將該任務(wù)的任務(wù)控制塊從就緒鏈表移到空閑鏈表，然后修改就緒表和就緒組，取消任務(wù)的就緒標(biāo)志，就緒就從就緒態(tài)轉(zhuǎn)換到其他狀態(tài)，而只有再回到就緒態(tài)才有可能得到運(yùn)行。
任務(wù)控制塊的基本結(jié)構(gòu)體在ucos_ii.h文件中定義：



對任務(wù)控制塊結(jié)構(gòu)OS_TCB說明如下：
（1）*OSTCBStkPtr是指向OS_STK數(shù)據(jù)類型的指針。OS_STK在OS_CPU.h文件中定義：

因此，OS_STK就是無符號整形。OS_STK是任務(wù)堆棧的每個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)的類型，對于不同的硬件系統(tǒng)是不同的，在做移植的時(shí)候就需要進(jìn)行修改。OS_CPU.h中定義了和CPU有關(guān)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和全局變量。
任務(wù)堆棧的操作是最底層的，要用匯編語言來寫代碼，因此指針在整個(gè)結(jié)構(gòu)體的第一句開始定義。那么在定義結(jié)構(gòu)體的實(shí)體后，控制塊的0地址就存儲了任務(wù)堆棧的棧頂?shù)刂罚奖懔藚R編語言操作。
換句話說，OSTCBStkPtr是只想任務(wù)堆棧棧頂?shù)闹羔�。每個(gè)任務(wù)都有自己的任務(wù)堆棧，任務(wù)堆棧是進(jìn)行任務(wù)切換的關(guān)鍵數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，任務(wù)運(yùn)行的CPU環(huán)境，包括任務(wù)的代碼的地址都保存在任務(wù)堆棧中。
（2）結(jié)構(gòu)體OS_TCB中，使用了條件編譯語句(#if和#endif)。條件編譯的含義是只有在OS_TASK_CREATE_EXT_EN>0的情況下，#if和#endif之間的代碼才會被編譯，任務(wù)控制塊才會包含這些字段。OS_TASK_CREATE_EXT_EN是在頭文件中定義的宏，當(dāng)它為1時(shí)，表示使用任務(wù)創(chuàng)建擴(kuò)展功能，該段代碼就會被編譯，OS_TCB中就包含了#if和#endif之間的5種結(jié)構(gòu)體字段。相反，如果OS_TASK_CREATE_EXT_EN=0，那么該5種字段不會被包含。這樣的設(shè)計(jì)能最小化程序的代碼和使用最小的內(nèi)存空間。
在操作系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中，空間和效率是至關(guān)重要的，條件編譯語句使用的非常多。
（3）接下來又是一個(gè)條件編譯，含義為如果使用消息隊(duì)列或消息郵箱或信號量（包括普通信號量和互斥信號量），那么任務(wù)要用到事件控制塊，OSTCBEventPtr即指向事件控制塊的指針。否則不定義該字段。在默認(rèn)情況下，是要用到事件控制塊的。從這個(gè)條件編譯指令可以知道，消息、隊(duì)列、信號量等都要用到事件控制塊。
（4）任務(wù)狀態(tài)OSTCBStat。任務(wù)狀態(tài)的取值范圍和對應(yīng)的宏如表
宏
取值
含義
OS_STAT_RDY
0x00
任務(wù)未等待事件且未掛起
OS_STAT_SEM
0x01
任務(wù)等待信號量
OS_STAT_MBOX
0x02
任務(wù)等待郵箱
OS_STAT_Q
0x04
任務(wù)等待消息隊(duì)列
OS_STAT_SUSPEND
0x08
任務(wù)掛起
OS_STAT_MUTEX
0x10
任務(wù)等待互斥信號量
OS_STAT_FLAG
0x20
任務(wù)等待事件標(biāo)志
（5）任務(wù)優(yōu)先級OSTCBPrio。每個(gè)任務(wù)有唯一的優(yōu)先級，因此uC/OS-II以優(yōu)先級作為事件的標(biāo)志，作為任務(wù)管理的主鍵。任務(wù)的優(yōu)先級可以是0~63，但優(yōu)先級62和63被統(tǒng)計(jì)任務(wù)和空閑任務(wù)占用，用戶任務(wù)的優(yōu)先級可以選擇0~61，數(shù)字越低，優(yōu)先級越高。
（6)
該處4項(xiàng)都與設(shè)置就緒表有關(guān)，而就緒表中的內(nèi)容對應(yīng)著任務(wù)的優(yōu)先級，因此，這4項(xiàng)都是關(guān)于優(yōu)先級的運(yùn)算。其目的在于提前進(jìn)行運(yùn)算，即在任務(wù)創(chuàng)建時(shí)運(yùn)行一次，而在任務(wù)調(diào)度的時(shí)候不需要反復(fù)進(jìn)行運(yùn)算，以節(jié)省時(shí)間，含義如表所示：
參數(shù)
含義
OSTCBY
任務(wù)優(yōu)先級右移3位，相當(dāng)于優(yōu)先級除以8
OSTCBBitY
任務(wù)在優(yōu)先級組表中的位置
OSTCBX
任務(wù)優(yōu)先級低3位
OSTCBBitX
任務(wù)優(yōu)先級在對應(yīng)的任務(wù)就緒表中的位置



                                                                                            
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                        




歡迎光臨 (http://www.torrancerestoration.com/bbs/) Powered by Discuz! X3.1