標題: uC/OS-II學習筆記—特殊任務 [打印本頁]
作者: xueren    時間: 2013-7-26 13:43
標題: uC/OS-II學習筆記—特殊任務
uC/OS-II的特殊任務包括空閑任務和統(tǒng)計任務，又稱操作系統(tǒng)的系統(tǒng)任務。雖然統(tǒng)計任務不是必需的，但是卻二十默認的系統(tǒng)任務。這兩個任務在操作系統(tǒng)初始化時被創(chuàng)建，在多任務啟動后被執(zhí)行。那么，這兩個任務都具有什么功能，又使用了哪些重要的數據結構呢？
空閑任務OS_TaskIdle是uC/OS-II的系統(tǒng)任務因為它占據了最低優(yōu)先級63，所以只有在其他的任務都因為等待事件的發(fā)生而被阻塞的時候才能得到運行。
空閑任務的代碼在os_core.c內核中，代碼如下所示：

由空閑任務的代碼可知，空閑任務除了不停地將空閑計數器OSIdleCtr的值加1之外，幾乎什么都不做。當沒有任何其他任務能夠運行的時候，操作系統(tǒng)就會執(zhí)行這段代碼。而OSTaskIdleHook默認情況下也只是一個空函數，如沒有特殊需要我們不需要去填寫它，該函數的另一個作用就是占據一點時間，給系統(tǒng)足夠的時間響應中斷。
統(tǒng)計任務OS_TaskStat是uC/OS-II的另一個重要的系統(tǒng)任務，我們可以通過宏設置取消統(tǒng)計任務，但一般情況下不這么做，因為統(tǒng)計任務執(zhí)行的統(tǒng)計工作時比較重要的。統(tǒng)計任務的主要功能是計算CPU的利用率。如果沒有統(tǒng)計任務，就不知道多任務環(huán)境下系統(tǒng)的運行情況是否良好。
CPU的利用率使用全局變量OSCPUUsage表示，這里涉及的幾個全局變量如下所示：

分析一下統(tǒng)計任務的代碼。首先是統(tǒng)計任務的初始化，該初始化任務的主要目的是獲得系統(tǒng)空閑計數的最大值，代碼如下所示：

該統(tǒng)計任務初始化函數在用戶任務中被調用，這個函數在移植過程中被App_TaskStart調用，App_TaskStart的優(yōu)先級設置為1。代碼如下所示：

這時系統(tǒng)沒有運行其他的任務。系統(tǒng)任務初始化函數首先將自己阻塞兩個時鐘周期，在系統(tǒng)時鐘中斷2次后，由調度器進行任務調度而恢復運行，目的是與時鐘同步。接著，統(tǒng)計任務初始化函數清空空閑計數器OSIdleCtr，訪問全局變量OSIdleCtr必須關中斷，訪問完后再開中斷。接下來調用OSTimeDly(OS_TICKS_PER_SEC/10u)又把自己阻塞100ms，100ms后才恢復運行。在這100ms之內，運行的任務只有空閑任務�？臻e任務會拼命將空閑計數器OSIdleCtr的值往上加，加到多大就要看CPU的速度。延時結束后，用OSIdleCtrMax接納OSIdleCtr的值，因此OSIdleCtrMax表示空閑狀態(tài)100ms內OSIdleCtr的計數值，稱為空閑計數最大值。那么，在系統(tǒng)運行了其他用戶任務的情況下，每100ms內OSIdleCtr的計數值肯定小于這個數值的。獲得了這個數值，統(tǒng)計任務就有了統(tǒng)計的基礎了，因此統(tǒng)計任務就準備好了，可以設置OSStatRdy的值為真。

統(tǒng)計任務優(yōu)先級僅僅比空閑任務高，空閑任務的優(yōu)先級是63，統(tǒng)計任務的優(yōu)先級是62，這個數值越小優(yōu)先級越高。因此，統(tǒng)計任務優(yōu)先于空閑任務運行。在操作系統(tǒng)初始化過程中，初始化OSStatRdy為假，并創(chuàng)建了統(tǒng)計任務和空閑任務。初始化后又創(chuàng)建了一個名為App_TaskStart的優(yōu)先級為1的任務。在多任務啟動后，如果沒有其他的任務就緒，那么首先要運行App_TaskStart，App_TaskStart中運行OSStatInit。在OSStatInit沒有結束前，由于OSStatRdy的值一直是假，所以

此處的循環(huán)不能結束，統(tǒng)計任務OS_TaskStat就把自己延時，等待，把CPU留給空閑任務用于做空閑計數。
OSStatInit結束時，100ms過后，OSStatRdy為真，統(tǒng)計任務OS_TaskStat經過200ms的延時時間后被喚醒，發(fā)現OSStatRdy為真就離開循環(huán)，為方便以后的計算，將空閑計數的最大值OSIdleCrMax除以100，商仍放在OSIdleCtrMax中。如果這時OSIdleCtrMax的值是0，說明空閑計數的值太少了（不到100），系統(tǒng)狀況很差，統(tǒng)計任務干脆講自己掛起來不再進行統(tǒng)計。
如果一切正常，那么統(tǒng)計任務進入死循環(huán)進行統(tǒng)計工作。首先將100ms內空閑計數值OSIdleCtr存到OSIdleCtrRun中，然后將OSIdleCtr清0以初始化下一個100ms的計數，然后進行CPU利用率的計算，公式為：OSCPUUsage = 100uL - OSIdleCtrRun/OSIdleCtrMax 。
因為OSIdleCtrMax的值是在前面除過100的，因此還原為：
OSCPUUsage = 100*(1-OSIdleCtrRun/OSIdleCtrMax)
OSIdleCtrRun是100ms內空閑任務對OSIdleCtr的計數值，OSIdleCtrMax是系統(tǒng)空閑的時候最大的計數值。OSIdleCtrRun/OSIdleCtrMax就是系統(tǒng)的空閑度了，但系統(tǒng)完全空閑的時候這個值就是1，而當系統(tǒng)繁忙的時候空閑任務可能得不到運行，這個值就是0。OSCPUUsage反映了系統(tǒng)的繁忙程度，也就是CPU的利用率。
接下來再延遲100ms來讓空閑任務統(tǒng)計下一個100ms的計數值，循環(huán)繼續(xù)進行下一次的統(tǒng)計。




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