本文主要講解ucos如何實現(xiàn)任務的調(diào)度，調(diào)度過程中主要涉及到的函數(shù)和知識點。

ucos是一種嵌入式實時多任務操作系統(tǒng)，其高度可靠性、魯棒性和安全性，得到美國宇航局的認證。已經(jīng)廣泛使用在從照相機到航空電子產(chǎn)品的各種應用中。為了更好的了解UCOS的任務調(diào)度原理，本文從代碼進行分析。

UCOS能實現(xiàn)任務調(diào)度是采用中斷來實現(xiàn)，對于STM32其使用了SysTick定時器，用它來產(chǎn)生系統(tǒng)的時基，維持系統(tǒng)的“心跳”。對于SysTick定時器的初始化是在main函數(shù)中OS_CPU_SysTickInit()完成，它的代碼如下：

void OS_CPU_SysTickInit (void)

{

    INT32U  cnts;

    cnts =OS_CPU_SysTickClkFreq() / OS_TICKS_PER_SEC;

   OS_CPU_CM3_NVIC_ST_RELOAD = (cnts - 1);

   OS_CPU_CM3_NVIC_ST_CTRL |= OS_CPU_CM3_NVIC_ST_CTRL_CLK_SRC |OS_CPU_CM3_NVIC_ST_CTRL_ENABLE;

   OS_CPU_CM3_NVIC_ST_CTRL  |=OS_CPU_CM3_NVIC_ST_CTRL_INTEN;

}

這個函數(shù)主要是完成了SysTick計時器的初始化，首先利用OS_CPU_SysTickClkFreq()獲取系統(tǒng)的頻率，根據(jù)OS_TICKS_PER_SEC，也就是每秒鐘的心跳數(shù)（中斷次數(shù)），得到定時器需要設定的每次中斷的計時數(shù)，最后調(diào)用相關的寄存器設置宏來初始化定時器。這些宏的具體定義大家可以通過源碼直接查看（關注公眾號，回復ucos即可獲取，在keil下編譯后在指定變量上右擊查看定義即可）。

OS_CPU_SysTickClkFreq()函數(shù)主要獲取硬件頻率，代碼如下：

INT32U OS_CPU_SysTickClkFreq (void)

{

    INT32U  freq;

    freq =BSP_CPU_ClkFreq();

    return(freq);

}

這里調(diào)用了BSP_CPU_ClkFreq()來獲取頻率，其代碼為：

CPU_INT32U BSP_CPU_ClkFreq (void)

{

   RCC_ClocksTypeDef  rcc_clocks;

   RCC_GetClocksFreq(&rcc_clocks);

    return((CPU_INT32U)rcc_clocks.HCLK_Frequency);

}

RCC_GetClocksFreq(&rcc_clocks)這個函數(shù)是stm32固件庫中的函數(shù)，具體代碼大家可以看一下，它可以返回系統(tǒng)的硬件頻率。

設定好定時器后，stm32便可以產(chǎn)生定時中斷了，中斷調(diào)用中斷函數(shù)OS_CPU_SysTickHandler ()來實現(xiàn)任務的調(diào)度。其在verter.s中設定，這部分涉及到stm32硬件相關知識暫不講解。代碼如下

void OS_CPU_SysTickHandler (void)

{

   OS_CPU_SR  cpu_sr;

   OS_ENTER_CRITICAL();

   OSIntNesting++;

   OS_EXIT_CRITICAL();

   OSTimeTick();

   OSIntExit();

}

這里首先定義了一個OS_CPU_SR變量，用于接受PRIMASK中斷屏蔽寄存器的值。然后調(diào)用OS_ENTER_CRITICAL()進入臨界段，所謂臨界段就是系統(tǒng)不希望被其他中斷打擾（NMI和硬fault除外，具體功能大家查一下手冊），然后將OSIntNesting（表示中斷嵌套的層數(shù)）加1，執(zhí)行完之后便退出臨界段，臨界段所處的時間越短越好，太長時間將會影響到其他中斷的響應，對實時性不利，同樣其他不希望被中斷打擾一切操作都可以用這兩個函數(shù)來進行控制。接著便調(diào)用OSTimeTick()和OSIntExit()完成這次任務調(diào)度，這兩個函數(shù)下次講解。

先看一下OS_ENTER_CRITICAL()，代碼如下

#define OS_ENTER_CRITICAL()  {cpu_sr =OS_CPU_SR_Save();}

這是一個宏定義，調(diào)用了OS_CPU_SR_Save()，其是一個匯編程序，如下

OS_CPU_SR_Save

    MRS     R0, PRIMASK

    CPSID   I

    BX      LR

這里將PRIMASK存入R0，然后關閉總中斷，跳回原來函數(shù)，這樣就進入了臨界段，不會有其他中斷打擾。PRIMASK在手冊中解釋為這個寄存器只有一個位，置1后，將關閉所有可屏蔽中斷的異常，只剩NMI和硬fault，默認值為0。

R0是什么，就是調(diào)用函數(shù)傳進來的第一個參數(shù)，也就是cpu_sr。在匯編中R0~R3會依次接受傳進來的不多于4個參數(shù)，再多的話建議采用指針或者堆棧。

OS_EXIT_CRITICAL()，代碼如下

#define OS_EXIT_CRITICAL()  {OS_CPU_SR_Restore(cpu_sr);}

也是一個宏定義，和上述一樣，OS_CPU_SR_Restore(cpu_sr)是一個匯編程序：

OS_CPU_SR_Restore

    MSR     PRIMASK, R0

    BX      LR

將cpu_sr中的值恢復，然后返回。

為了大家更加清楚的了解ucos工作機制，這里對源碼進行了詳細分析，對于一些簡單的地方就沒有進行解釋，比如變量定義。還有些調(diào)用庫函數(shù)的語句也沒有解釋，這是stm32部分的相關知識，為了盡量把多的空間放在ucos上所以就不再進行詳細講解，大家可以到網(wǎng)上查看這些代碼的具體意思。