浅析μCOS/II v2.85内核OSQPend()和OSQPost()函数工作原理
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//---------------------------------------------------------------------- //1.OSQPend()函数 void *OSQPend (OS_EVENT *pevent, INT16U timeout, INT8U *perr) { void *pmsg; OS_Q *pq; INT8U pend_stat; #if OS_CRITICAL_METHOD == 3 OS_CPU_SR cpu_sr = 0; #endif
#if OS_ARG_CHK_EN > 0 if (perr == (INT8U *)0) { return ((void *)0); } if (pevent == (OS_EVENT *)0) { *perr = OS_ERR_PEVENT_NULL; return ((void *)0); } if (pevent->OSEventType != OS_EVENT_TYPE_Q) { //确保该event控制块是Q类型 *perr = OS_ERR_EVENT_TYPE; return ((void *)0); } #endif if (OSIntNesting > 0) { //ISR中,不能使用OSQPend() *perr = OS_ERR_PEND_ISR; return ((void *)0); } if (OSLockNesting > 0) { //μCOS/II v2.85内核已经被强制锁住 *perr = OS_ERR_PEND_LOCKED; return ((void *)0); } //非法的统统不是,信号正常,所以有必要进一步处理 OS_ENTER_CRITICAL(); pq = (OS_Q *)pevent->OSEventPtr; if (pq->OSQEntries > 0) { //程序的其他地方已经触发了事件 //所以该task无需悬停,直接获得事件的使用权 pmsg = *pq->OSQOut++;//消息采用先进先出方式 pq->OSQEntries--;//个数-1 if (pq->OSQOut == pq->OSQEnd) { //在OSQCreate(void **start, INT16U size)中,做了如下初始化: //pq->OSQStart = start; //pq->OSQEnd = &start[size]; //pq->OSQIn = start; //pq->OSQOut = start; //pq->OSQSize = size; //pq->OSQEntries = 0; pq->OSQOut = pq->OSQStart; } OS_EXIT_CRITICAL(); *perr = OS_ERR_NONE; return (pmsg); } //当前还没有任何事件发生,所以本task需要悬停,让出cpu[gliethttp] OSTCBCur->OSTCBStat |= OS_STAT_Q;//是Q事件让本task进入悬停等待的 OSTCBCur->OSTCBStatPend = OS_STAT_PEND_OK;//假定不是超时,为正常收到信号 //超时,如果timeout=0,那么,本task将一直悬停,仅仅当收到事件触发信号后才重新进入调度队列 OSTCBCur->OSTCBDly = timeout; //OS_EventTaskWait()函数实现的功能: //把本task从就绪控制矩阵中摘下,放到pevent事件专有的进程事件控制矩阵表中. OS_EventTaskWait(pevent); OS_EXIT_CRITICAL(); //因为本task正在运行,所以本task现在的优先级最高,现在本task已经将自己从就绪控制矩阵--调度器(x,y)矩形阵列中 //把自己摘掉,所以调度函数OS_Sched()一定会切换到另一个task中执行新task的代码[gliethttp] OS_Sched();//具体参见《浅析μC/OS-II v2.85内核调度函数》 //2007-09-09 gliethttp //可能因为OSQPend()中指定的timeout已经超时 //[由OSTimeTick()函数把本task重新置入了就绪队列,具体参考《浅析μC/OS-II v2.85内核OSTimeDly()函数工作原理》], //又或者确实在应用程序的某个地方调用了OSQPost(),以下代码将具体解析是有什么引起的:1.超时,2.收到正常信号 OS_ENTER_CRITICAL(); if (OSTCBCur->OSTCBStatPend != OS_STAT_PEND_OK) { //是因为timeout超时,使得本task获得重新执行的机会 pend_stat = OSTCBCur->OSTCBStatPend; //清除event事件控制矩阵上本task的标志 OS_EventTOAbort(pevent); OS_EXIT_CRITICAL(); switch (pend_stat) { case OS_STAT_PEND_TO: default: *perr = OS_ERR_TIMEOUT; break; case OS_STAT_PEND_ABORT: *perr = OS_ERR_PEND_ABORT; break; } return ((void *)0); } //由OSQPost()抛出正常事件,唤醒了本task,因为在OSQPost()时, //已经将本task在event事件控制矩阵上的对应位清除掉,并且把本task放入了就绪控制矩阵中, //否则本task也不会执行至此. pmsg = OSTCBCur->OSTCBMsg;//由OSQPost()传递来的消息指针 OSTCBCur->OSTCBMsg = (void *)0;//清空消息指针 //状态ok,等待os调度登记到就绪控制矩阵中的自己 OSTCBCur->OSTCBStat = OS_STAT_RDY; OSTCBCur->OSTCBEventPtr = (OS_EVENT *)0;//现在本task不悬停在任何event事件上 OS_EXIT_CRITICAL(); *perr = OS_ERR_NONE; return (pmsg);//返回OSQPend()到的消息指针 } //---------------------------------------------------------------------- //2.OS_EventTaskWait()函数 void OS_EventTaskWait (OS_EVENT *pevent) { INT8U y; //2007-09-09 gliethttp //pevent为此次task挂起的EventPtr单元 OSTCBCur->OSTCBEventPtr = pevent; //清除调度器就绪控制矩阵中该task对应的标志位 y = OSTCBCur->OSTCBY; OSRdyTbl[y] &= ~OSTCBCur->OSTCBBitX; if (OSRdyTbl[y] == 0) { //当前y行对应的8个或16个task都已经悬停,那么当前y行也清除. OSRdyGrp &= ~OSTCBCur->OSTCBBitY; } //2007-09-09 gliethttp //将该task的prio添加到pevent事件控制矩阵中,这个矩阵的功能和OSRdyGrp、OSRdyTbl就绪控制矩阵没有区别 //都是用来就算出已经就绪tasks中的优先级最高的那个 pevent->OSEventTbl[OSTCBCur->OSTCBY] |= OSTCBCur->OSTCBBitX; pevent->OSEventGrp |= OSTCBCur->OSTCBBitY; } //---------------------------------------------------------------------- //3.OS_EventTOAbort()函数 void OS_EventTOAbort (OS_EVENT *pevent) { INT8U y; //清除event事件控制矩阵上本task的标志,因为OSTimeTick()函数未清除该单元 //它仅仅把本task放入就绪控制矩阵,使得本task重新获得被OS调度的机会而已 //具体的清除工作还要自己完成 //具体参考《浅析μC/OS-II v2.85内核OSTimeDly()函数工作原理》 y = OSTCBCur->OSTCBY; pevent->OSEventTbl[y] &= ~OSTCBCur->OSTCBBitX; if (pevent->OSEventTbl[y] == 0x00) { pevent->OSEventGrp &= ~OSTCBCur->OSTCBBitY; } OSTCBCur->OSTCBStatPend = OS_STAT_PEND_OK; OSTCBCur->OSTCBStat = OS_STAT_RDY; OSTCBCur->OSTCBEventPtr = (OS_EVENT *)0;//现在本task不悬停在任何event事件上 } //---------------------------------------------------------------------- //4.OSQPost()函数 INT8U OSQPost (OS_EVENT *pevent, void *pmsg) { OS_Q *pq; #if OS_CRITICAL_METHOD == 3 OS_CPU_SR cpu_sr = 0;//方式3将把cpsr状态寄存器推入临时堆栈cpu_sr中,可以安全返回之前的中断状态 #endif
#if OS_ARG_CHK_EN > 0 if (pevent == (OS_EVENT *)0) { return (OS_ERR_PEVENT_NULL); } #endif if (pevent->OSEventType != OS_EVENT_TYPE_Q) { return (OS_ERR_EVENT_TYPE); } OS_ENTER_CRITICAL(); if (pevent->OSEventGrp != 0) { //2007-09-09 gliethttp //OS_EventTaskRdy()函数将摘掉等待在pevent事件控制矩阵上的task中优先级最高的task //如果该task仅仅等待该pevent事件,那么将该task添加到就绪控制矩阵中 //OSRdyGrp |= bity; //OSRdyTbl[y] |= bitx;这样调度程序就会根据情况调度OS_Sched()该task了 (void)OS_EventTaskRdy(pevent, pmsg, OS_STAT_Q, OS_STAT_PEND_OK); OS_EXIT_CRITICAL(); //可能刚刚放到就绪控制矩阵上的被唤醒的task的优先级比调用OSQPost()函数的进程B优先级高 //所以需要调用shedule函数, //如果真的高,那么调用OSQPost()函数的进程B就要被抢占,os将会切换到新的task去执行[gliethttp] //如果没有调用OSQPost()函数的进程B优先级高,那么os不会切换,仍然继续执行进程B,OSQPost()正常返回 OS_Sched(); return (OS_ERR_NONE); } //没有任何一个task悬停在本event事件控制矩阵上, //那么将此消息入队,进而堆积消息,用来缓冲消息数据[gliethttp] //在OSQCreate(void **start, INT16U size)中,做了如下初始化: //pq->OSQStart = start; //pq->OSQEnd = &start[size]; //pq->OSQIn = start; //pq->OSQOut = start; //pq->OSQSize = size; //pq->OSQEntries = 0; pq = (OS_Q *)pevent->OSEventPtr; if (pq->OSQEntries >= pq->OSQSize) { OS_EXIT_CRITICAL();//Queue满了 return (OS_ERR_Q_FULL); } *pq->OSQIn++ = pmsg;//将pmsg推入消息队列 pq->OSQEntries++; if (pq->OSQIn == pq->OSQEnd) { pq->OSQIn = pq->OSQStart; } OS_EXIT_CRITICAL(); return (OS_ERR_NONE); } //---------------------------------------------------------------------- //5.OS_EventTaskRdy()函数 INT8U OS_EventTaskRdy (OS_EVENT *pevent, void *pmsg, INT8U msk, INT8U pend_stat) { OS_TCB *ptcb; INT8U x; INT8U y; INT8U prio; #if OS_LOWEST_PRIO <= 63 INT8U bitx; INT8U bity; #else INT16U bitx; INT16U bity; INT16U *ptbl; #endif
#if OS_LOWEST_PRIO <= 63 //小于64个task时,快速计算 //最有优先权的task位于事件控制矩阵中的第y行的第x列 y = OSUnMapTbl[pevent->OSEventGrp]; bity = (INT8U)(1 << y); x = OSUnMapTbl[pevent->OSEventTbl[y]]; bitx = (INT8U)(1 << x); prio = (INT8U)((y << 3) + x); #else //对于256个task //最有优先权的task位于事件控制矩阵中的第y行的第x列 //以下的操作原理具体参见《浅析μC/OS-II v2.85内核调度函数》 if ((pevent->OSEventGrp & 0xFF) != 0) { y = OSUnMapTbl[pevent->OSEventGrp & 0xFF]; } else { y = OSUnMapTbl[(pevent->OSEventGrp >> 8) & 0xFF] + 8; } bity = (INT16U)(1 << y); ptbl = &pevent->OSEventTbl[y]; if ((*ptbl & 0xFF) != 0) { x = OSUnMapTbl[*ptbl & 0xFF]; } else { x = OSUnMapTbl[(*ptbl >> 8) & 0xFF] + 8; } bitx = (INT16U)(1 << x); prio = (INT8U)((y << 4) + x);//该task对应的prio优先级值 //ok,等待在event事件控制矩阵上的所有task中,只有在事件控制矩阵中的第y行的第x列task //优先级最高、最值的成为此次事件的唤醒对象[gliethttp] #endif //清除此task在event事件控制矩阵中的bit位 pevent->OSEventTbl[y] &= ~bitx; if (pevent->OSEventTbl[y] == 0) { pevent->OSEventGrp &= ~bity; } //通过prio优先级找到该prio唯一对应的task对应的ptcb进程上下文控制块 ptcb = OSTCBPrioTbl[prio]; ptcb->OSTCBDly = 0;//复原为正常 ptcb->OSTCBEventPtr = (OS_EVENT *)0;//现在本task不悬停在任何event事件上 #if ((OS_Q_EN > 0) && (OS_MAX_QS > 0)) || (OS_MBOX_EN > 0) ptcb->OSTCBMsg = pmsg;//传递消息指针 #else pmsg = pmsg; #endif ptcb->OSTCBStatPend = pend_stat;//悬停状态值 ptcb->OSTCBStat &= ~msk;//该msk事件已经发生,清除task上下文控制块上的msk位,如:OS_STAT_Q if (ptcb->OSTCBStat == OS_STAT_RDY) { //如果当前task只是等待该事件,那么把该task放到就绪控制矩阵中,允许内核调度本task OSRdyGrp |= bity; OSRdyTbl[y] |= bitx; } return (prio);//返回本task对应的优先级值 } //+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ PS:"所以从这里来看,os中的各个功能单元管理着自己的事情,就像面向对象的封装一样," "事件控制矩阵和就绪控制矩阵是各个对象独立自治的关键因素" "其他对象,都努力说服自己相信别的对象是独立的、可信任的、安全的"[gliethttp] //+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
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