3.5查詢一個(gè)信號(hào)量的當(dāng)前狀態(tài), OSSemQuery()

INT8U OSSemQuery (OS_EVENT *pevent, OS_SEM_DATA *pdata)

在應(yīng)用程序中，用戶隨時(shí)可以調(diào)用函數(shù)OSSemQuery()來(lái)查詢一個(gè)信號(hào)量的當(dāng)前狀態(tài)。該函數(shù)有兩個(gè)參數(shù)：一個(gè)是指向信號(hào)量對(duì)應(yīng)事件控制塊的指針pevent。該指針是在生產(chǎn)信號(hào)量時(shí)，由OSSemCreate()函數(shù)返回的;另一個(gè)是指向用于記錄信號(hào)量信息的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)OS_SEM_DATA(見(jiàn)uCOS_II.H)的指針pdata。因此，調(diào)用該函數(shù)前，用戶必須先定義該結(jié)構(gòu)變量，用于存儲(chǔ)信號(hào)量的有關(guān)信息。在這里，之所以使用一個(gè)新的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的原因在于，調(diào)用函數(shù)應(yīng)該只關(guān)心那些和特定信號(hào)量有關(guān)的信息，而不是象OS_EVENT數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)包含的很全面的信息。該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)只包含信號(hào)量計(jì)數(shù)值.OSCnt和等待任務(wù)列表.OSEventTbl[]、.OSEventGrp，而OS_EVENT中還包含了另外的兩個(gè)域.OSEventType和.OSEventPtr。

4. 時(shí)間類API的設(shè)計(jì)思路和實(shí)現(xiàn)機(jī)制

μC/OS-Ⅱ(其它內(nèi)核也一樣)要求用戶提供定時(shí)中斷來(lái)實(shí)現(xiàn)延時(shí)與超時(shí)控制等功能。這個(gè)定時(shí)中斷叫做時(shí)鐘節(jié)拍，它應(yīng)該每秒發(fā)生10至100次。時(shí)鐘節(jié)拍的實(shí)際頻率是由用戶的應(yīng)用程序決定的。時(shí)鐘節(jié)拍的頻率越高，系統(tǒng)的負(fù)荷就越重。

下面主要講述五個(gè)與時(shí)鐘節(jié)拍有關(guān)的API函數(shù)。

4.1 任務(wù)延時(shí)函數(shù)，OSTimeDly()

void OSTimeDly (INT16U ticks)

這應(yīng)該程序員們調(diào)用最多的一個(gè)函數(shù)了，這個(gè)函數(shù)完成功能很簡(jiǎn)單，就是先掛起當(dāng)起當(dāng)前任務(wù)，然后進(jìn)行任務(wù)切換，在指定的時(shí)間到來(lái)之后，將當(dāng)前任務(wù)恢復(fù)為就緒狀態(tài)，但是并不一定運(yùn)行，如果恢復(fù)后是優(yōu)先級(jí)最高就緒任務(wù)的話，那么運(yùn)行之。簡(jiǎn)單點(diǎn)說(shuō)，就是可以任務(wù)延時(shí)一定時(shí)間后再次執(zhí)行它，或者說(shuō)，暫時(shí)放棄CPU的使用權(quán)。一個(gè)任務(wù)可以不顯式的調(diào)用這些可以導(dǎo)致放棄CPU使用權(quán)的API，但那樣多任務(wù)性能會(huì)大大降低，因?yàn)榇藭r(shí)僅僅依靠時(shí)鐘機(jī)制在進(jìn)行任務(wù)切換。一個(gè)好的任務(wù)應(yīng)該在完成一些操作主動(dòng)放棄使用權(quán)。

4.2 按時(shí)分秒延時(shí)函數(shù) OSTimeDlyHMSM()

INT8U OSTimeDlyHMSM (INT8U hours, INT8U minutes, INT8U seconds, INT16U milli)

OSTimeDly()雖然是一個(gè)非常有用的函數(shù)，但用戶的應(yīng)用程序需要知道延時(shí)時(shí)間對(duì)應(yīng)的時(shí)鐘節(jié)拍的數(shù)目。增加了OSTimeDlyHMSM()函數(shù)后，用戶就可以按小時(shí)(H)、分(M)、秒(S)和毫秒(m)來(lái)定義時(shí)間了，這樣會(huì)顯得更自然些。與OSTimeDly()一樣，調(diào)用OSTimeDlyHMSM()函數(shù)也會(huì)使μC/OS-Ⅱ進(jìn)行一次任務(wù)調(diào)度，并且執(zhí)行下一個(gè)優(yōu)先級(jí)最高的就緒態(tài)任務(wù)。任務(wù)調(diào)用OSTimeDlyHMSM()后，一旦規(guī)定的時(shí)間期滿或者有其它的任務(wù)通過(guò)調(diào)用OSTimeDlyResume()取消了延時(shí)，它就會(huì)馬上處于就緒態(tài)。同樣，只有當(dāng)該任務(wù)在所有就緒態(tài)任務(wù)中具有最高的優(yōu)先級(jí)時(shí)，它才會(huì)立即運(yùn)行。

4.3 讓處在延時(shí)期的任務(wù)結(jié)束延時(shí)，OSTimeDlyResume()

INT8U OSTimeDlyResume (INT8U prio)

μC/OS-Ⅱ允許用戶結(jié)束延時(shí)正處于延時(shí)期的任務(wù)。延時(shí)的任務(wù)可以不等待延時(shí)期滿，而是通過(guò)其它任務(wù)取消延時(shí)來(lái)使自己處于就緒態(tài)。這可以通過(guò)調(diào)用OSTimeDlyResume()和指定要恢復(fù)的任務(wù)的優(yōu)先級(jí)來(lái)完成。實(shí)際上，OSTimeDlyResume()也可以喚醒正在等待事件的任務(wù)，雖然這一點(diǎn)并沒(méi)有提到過(guò)。在這種情況下，等待事件發(fā)生的任務(wù)會(huì)考慮是否終止等待事件。

4.4 系統(tǒng)時(shí)間，OSTimeGet()和OSTimeSet()

INT32U OSTimeGet (void)

void OSTimeSet (INT32U ticks)

用戶可以通過(guò)調(diào)用OSTimeGet()來(lái)獲得該計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值。也可以通過(guò)調(diào)用OSTimeSet()來(lái)改變?cè)撚?jì)數(shù)器的值。注意，在訪問(wèn)OSTime的時(shí)候中斷是關(guān)掉的。這是因?yàn)樵诖蠖鄶?shù)8位處理器上增加和拷貝一個(gè)32位的數(shù)都需要數(shù)條指令，這些指令一般都需要一次執(zhí)行完畢，而不能被中斷等因素打斷。

5. 臨界區(qū)類API的設(shè)計(jì)思路和實(shí)現(xiàn)機(jī)制

和其它內(nèi)核一樣，μC/OS-Ⅱ?yàn)榱颂幚砼R界段代碼需要關(guān)中斷，處理完畢后再開(kāi)中斷。這使得μC/OS-Ⅱ能夠避免同時(shí)有其它任務(wù)或中斷服務(wù)進(jìn)入臨界段代碼。

μC/OS-Ⅱ定義兩個(gè)宏(macros)來(lái)關(guān)中斷和開(kāi)中斷，以便避開(kāi)不同C編譯器廠商選擇不同的方法來(lái)處理關(guān)中斷和開(kāi)中斷。μC/OS-Ⅱ中的這兩個(gè)宏調(diào)用分別是：OS_ENTER_CRITICAL()和OS_EXIT_CRITICAL()。因?yàn)檫@兩個(gè)宏的定義取決于所用的微處理器，故在文件OS_CPU.H中可以找到相應(yīng)宏定義。每種微處理器都有自己的OS_CPU.H文件。

5.1 OS_ENTER_CRITICAL宏

很多人都以為它是個(gè)函數(shù)，其實(shí)不然，仔細(xì)分析一下OS_CPU.H文件，它和下面馬上要談到的OS_EXIT_CRITICAL都是宏。他們都是涉及特定CPU的實(shí)現(xiàn)。一般都被替換為一條或者幾條嵌入式匯編代碼。由于系統(tǒng)希望向上層程序員隱藏內(nèi)部實(shí)現(xiàn)，故而一般都宣稱執(zhí)行此條指令后系統(tǒng)進(jìn)入臨界區(qū)。其實(shí)，它就是關(guān)個(gè)中斷而已。這樣，只要任務(wù)不主動(dòng)放棄CPU使用權(quán)，別的任務(wù)就沒(méi)有占用CPU的機(jī)會(huì)了，相對(duì)這個(gè)任務(wù)而言，它就是獨(dú)占了。所以說(shuō)進(jìn)入臨界區(qū)了。這個(gè)宏能少用還是少用，因?yàn)樗鼤?huì)破壞系統(tǒng)的一些服務(wù)，尤其是時(shí)間服務(wù)。并使系統(tǒng)對(duì)外界響應(yīng)性能降低。

5.2 OS_EXIT_CRITICAL宏

這個(gè)是和上面介紹的宏配套使用另一個(gè)宏，它在系統(tǒng)手冊(cè)里的說(shuō)明是退出臨界區(qū)。其實(shí)它就是重新開(kāi)中斷。需要注意的是，它必須和上面的宏成對(duì)出現(xiàn)，否則會(huì)帶來(lái)意想不到的后果。最壞的情況下，系統(tǒng)會(huì)崩潰。我們推薦程序員們盡量少使用這兩個(gè)宏調(diào)用，因?yàn)樗麄兊拇_會(huì)破壞系統(tǒng)的多任務(wù)性能。

6. 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)μC/OS-II中這幾類API的簡(jiǎn)單分析，我們可以看出μC/OS-II作為一個(gè)多任務(wù)、搶占式嵌入式操作系統(tǒng)，其API都是為多任務(wù)及其多任務(wù)之間的調(diào)度和通信的實(shí)現(xiàn)來(lái)設(shè)計(jì)的。μC/OS-II提供的API簡(jiǎn)潔而靈活，使用戶在設(shè)計(jì)實(shí)際應(yīng)用時(shí)能夠很方便的利用系統(tǒng)提供的各種調(diào)用，充分發(fā)揮μC/OS-II實(shí)時(shí)、高效的優(yōu)點(diǎn)。