惊鸿一般短暂, 像夏花一样绚烂

ucos 原理 - 任务调度分析

上面说过了 uCOS-II 通过不断的在任务之间切换实现任务调度,这一个小节我们来分析 uCOS-II 到底是如何调度任务的。

首先我们要清楚,既然用户给定的任务是一个个无穷循环,所以操作系统肯定不能指望任务自己放弃 CPU 的使用权,让给其他的函数去执行;相反的,当一个任务执行一段时间之后,我们的 OS 就需要“强行的”从它手里拿到处理器的时间,这样的操作系统被称为 抢占式 的,相反那种不同任务之间 Co-operate 的,就叫做 非抢占式 的。

可我们的 OS 是怎么做到 “抢占” 的动作呢?

ucos 原理 - 任务调度分析

uCOS 原理 - 任务概览

uCOS-II 中的一个重要组成部分就是 任务,因为大多数嵌入式设备的处理器能力有限,所以大多的 RTOS 都采用了多进程/单线程模型;这就意味着 OS 需要通过在不同的任务之间切换,而如何创建、管理任务就成为了一个重要的组成部分。

任务基础

uCOS-II 的任务通常就是一个无限的循环,就像我们在裸机编程时使用的循环一样:

1
2
3
4
5
void task(void* pdata) {
while (true) {
/* Working code */
}
}

那么问题就来了,既然每个任务都是无穷循环,如何从一个任务跳转到另一个任务中呢?

uCOS 原理 - 任务概览

uCOS 原理 - 临界段代码保护

在 Cortex 内核中有着大量的中断向量,当中断被设置并且发生的时候,系统就会从 Thread 模式切换至 Handler 模式;而 NVIC 则保证了中断可嵌套。

但是有的时候我们希望某些代码的执行过程中不要被中断,这些代码被称为临界段代码 Critical Section;那么,在 uCOS 中,系统又是如何做到的呢?

uCOS 原理 - 临界段代码保护