一.任务管理
一.任务的概念
从前文得知,uCOS可以将裸机中庞大的while(1)循环拆解为执行不同功能的小程序,并依据一定的规则调度任务的运行。这些小程序就被称为任务。
一般而言,任务由三个部分构成:
任务堆栈:可以理解为任务的运行空间
任务控制块:任务控制块是一种结构体,里面包含了任务的各种属性
任务函数:由用户编写的任务代码,是实实在在干活的
所以,创建任务需要先定义这三个部分
任务函数模板
任务函数一般是一个无限循环的函数,当然也可以是一个只执行一次的函数。任务函数的参数为空指针,这样做是为了方便传入不同类型的数据甚至函数。
可以看出,任务函数其实就是一个普通的C语言函数,其与普通函数的唯一区别在于该函数不能由用户调用,只能由uCOS决定其运行。
二.初始化函数
启动操作系统时,需要调用操作系统初始化函数,用于初始化内核与各种全局变量。
创建完任务时,让系统开始进行任务调度,需要启动操作系统
三.任务状态
在uCOS中,任务一共有五种状态,任务状态变化的过程称为内核调度点,uCOS总是执行处于就绪态且优先级最高的任务
休眠态:任务已经在内部FLASH中,但不受uCOS管理
就绪态:系统为任务分配了任务控制块,并且已经在就绪表中等级,这时该任务就具有了运行的条件,此时任务的状态就是就绪态
运行态:任务获得了CPU的使用权,正在运行
等待态:正在运行的任务需要等待一段时间,或者等待某个事件,这个任务就进入了等待太,此时CPU会把使用权转交给别的任务
中断服务态:当中断发生时,当前正在运行的任务会被挂起,CPU转而去执行其他的任务,此时任务的状态被称为中断服务态
任务状态转换图:
四,任务的创建
任务创建函数模板
函数参数:
p_tcb 任务控制块地址
p_name 任务名字,自定义
p_task 任务函数
p_arg 向任务函数中传递的参数
prio 任务的优先级
p_stk_base 任务栈的基地址,需要提供数组首地址
stk_limit 腾出10%的栈空间给堆栈检测函数用,反过来说,当前任务只能使用90%的栈空间
stk_size 任务栈的大小,单位为32bit,需要和定义的堆栈数组匹配
q_size 任务内消息队列的大小,不使用时写0
time_quanta 当与同优先级函数处于就绪态时,内核允许一个任务运行一段事件(又称为时间片)
然后轮到下一个任务,既所谓的相互礼让执行,时间片由内核执行时,默认为1
p_ext 提供额外的存储空间用于存储浮点运算的单元寄存器,不提供时写NULL
opt,创建任务时,提供额外操作,如果不使用,写OS_OPT_TASK_NONE
p_err 返回错误码,没有错误码返回OS_ERR_NONE
返回值:无
#创建任务时需要考虑为任务分配的数组的大小是否充足,不充足会导致程序无法运行,有几种情况
可能导致任务栈空间不足:
任务中申请大的全局变量,例如数组,结构体...将会占用大量的栈空间
任务中包含了很多复杂的函数,将会占用大量的栈空间。
解决方法:
将该变量作为全局变量或者静态变量,这样系统将为其分配全局区空间,不会占用栈空间
创建任务时,定义更大的栈空间
#设定任务优先级时,只能从优先级4开始,其余优先级均已被系统占用
#轮转调度算法,轮转调度算法面向于多个同级任务,每个任务被分配一段时间,称作它的时间片,在实际开发中一般较少采用该种算法
五.任务挂起,恢复与删除:
p_err 错误码
p_tcb 需要挂起任务的控制块
可以强制将某一任务处于等待态,直到该任务接收到任务释放函数后才开始运行
p_err 错误码
p_tcb 需要挂起任务的控制块
用途:
1)如果当前任务不是经常执行的,可以将其挂起,类似于手机APP的管理机制,如果app进入其后台就冻结其运行,也就是挂起app,有利于提高系统响应,降低资源占用。
2)共享资源保护,举一个例子,如果任务1与任务2同级且都只进行串口打印,那就可以再任务1执行串口打印前将任务2挂起,打印完再释放,再任务2进行串口打印时将任务1挂起,执行完再释放,从而起到保护共享资源的目的
任务删除:
用途:
专门用于初始化硬件,一般来说,硬件只用做一次初始化,完成后可以将该任务删除,注意硬件初始化并不会释放资源,只是将任务从任务列表中删除