UCOS III 系统内部任务

在 UCOSII 中有两个系统任务：统计任务和空闲任务，在但是UCOSIII中系统内部任务扩展到了5 个。

空闲任务、时钟节拍任务、统计任务、定时任务、中断服务管理任务、钩子函数。

1.空闲任务：

OS_IdleTask()，在os_core.c 文件中定义。
调用 OS_Init()初始化UCOS 的时候就会被创建。在 OS_Init() 中调用了函数OS_IdleTaskInit()
void OS_IdleTaskInit (OS_ERR *p_err)
{
#ifdef OS_SAFETY_CRITICAL
if (p_err == (OS_ERR *)0) {
OS_SAFETY_CRITICAL_EXCEPTION();
return;
}
#endif
OSIdleTaskCtr = (OS_IDLE_CTR)0; (1)
OSTaskCreate((OS_TCB * )&OSIdleTaskTCB,
(CPU_CHAR * )((void *)"uC/OS-III Idle Task"),
(OS_TASK_PTR )OS_IdleTask,
(void * )0,
(OS_PRIO )(OS_CFG_PRIO_MAX - 1u),
(CPU_STK * )OSCfg_IdleTaskStkBasePtr,
(CPU_STK_SIZE )OSCfg_IdleTaskStkLimit,
(CPU_STK_SIZE )OSCfg_IdleTaskStkSize,
(OS_MSG_QTY )0u,
(OS_TICK )0u,
(void * )0,
(OS_OPT )(OS_OPT_TASK_STK_CHK | \
OS_OPT_TASK_STK_CLR | OS_OPT_TASK_NO_TLS),
(OS_ERR * )p_err);
}
任务优先级为 OS_CFG_PRIO_MAX – 1，OS_CFG_PRIO_MAX 是一个宏，在文件 os_cfg.h 中定义，OS_CFG_PRIO_MAX 定义了 UCOSIII可用的任务数。

默认情况下 OS_CFG_PRIO_MAX 为 64 。空闲任务优先级为 OS_CFG_PRIO_MAX-1 ，说明空闲任务的优先级为最低的。
空闲任务堆栈大小为 OSCfg_IdleTaskStkSize ， OSCfg_IdleTaskStkSize 也是一个宏，在 os_cfg_app.c 文件中定义，默认为 128 ，则空闲任务堆栈默认为 128*4=512 字节。

空闲任务的任务函数为任务函数为 OS_IdleTask() ， OS_IdleTask() 函数代码如下：

void OS_IdleTask (void *p_arg)
{
CPU_SR_ALLOC();
p_arg = p_arg;
while (DEF_ON) {
CPU_CRITICAL_ENTER(); (1)
OSIdleTaskCtr++; (2)
#if OS_CFG_STAT_TASK_EN > 0u (3)
OSStatTaskCtr++; (4)
#endif
CPU_CRITICAL_EXIT(); (5)
OSIdleTaskHook(); (6)
}
}
(1) 和 (5) 、临界段代码保护
(2) 、 OSIdleTaskCtr 加一，每进入一次空闲任务， OSIdleTaskCtr 就加一。我们可以通过查看 OSIdleTaskCtr 变量的递增速度来判断 CPU 执行应用任务的繁忙程度，如果递增的快的话说明应用任务花费时间少，很快就执行完了。
(3) 、宏 OS_CFG_STAT_TASK_EN 大于 0 说明开启了统计任务。
(4) 、 OSStatTaskCtr 默认也是一个 32 位的无符号整形变量，在文件 os.h 中定义。这里将 OSStatTaskCtr 加一，统计任务中用到 OSStatTaskCtr ，用来统计 CPU 的使用率。
(6) 、 OSIdleTaskHook() 叫做钩子函数，我们可以在钩子函数中干一些其他的事情。

2.时钟节拍任务
OS_Ticktask()，在 OS_Init()中调用了一个函数OS_TickTaskInit()，函数代码如下：

void OS_TickTaskInit (OS_ERR *p_err)
{
#ifdef OS_SAFETY_CRITICAL
if (p_err == (OS_ERR *)0) {
OS_SAFETY_CRITICAL_EXCEPTION();
return;
}
#endif
OSTickCtr = (OS_TICK)0u;
OSTickTaskTimeMax = (CPU_TS)0u;

OS_TickListInit();
if (OSCfg_TickTaskStkBasePtr == (CPU_STK *)0) {
*p_err = OS_ERR_TICK_STK_INVALID;
return;
}
if (OSCfg_TickTaskStkSize < OSCfg_StkSizeMin) {
*p_err = OS_ERR_TICK_STK_SIZE_INVALID;
return;
}
if (OSCfg_TickTaskPrio >= (OS_CFG_PRIO_MAX - 1u)) {
*p_err = OS_ERR_TICK_PRIO_INVALID;
return;
}
OSTaskCreate((OS_TCB * )&OSTickTaskTCB,
(CPU_CHAR* )((void *)"uC/OS-III Tick Task"),
(OS_TASK_PTR )OS_TickTask,
(void* )0,
(OS_PRIO )OSCfg_TickTaskPrio,
(CPU_STK* )OSCfg_TickTaskStkBasePtr,
(CPU_STK_SIZE )OSCfg_TickTaskStkLimit,
(CPU_STK_SIZE )OSCfg_TickTaskStkSize,
(OS_MSG_QTY )0u,
(OS_TICK )0u,
(void* )0,
(OS_OPT )(OS_OPT_TASK_STK_CHK |\
OS_OPT_TASK_STK_CLR | OS_OPT_TASK_NO_TLS),
(OS_ERR *)p_err);
}
时钟节拍任务的优先级尽可能的高一点，时钟节拍任务的作用是跟踪正在延时的任务，以及在指定时间内等待某个内核对象的任务， OS_TickTask() 任务函数代码如下：

void OS_TickTask (void *p_arg)
{
OS_ERR err;
CPU_TS ts;
p_arg = p_arg;
while (DEF_ON) {
(void)OSTaskSemPend((OS_TICK )0, (1)
(OS_OPT )OS_OPT_PEND_BLOCKING,
(CPU_TS * )&ts,
(OS_ERR * )&err);
if (err == OS_ERR_NONE) {
if (OSRunning == OS_STATE_OS_RUNNING) {
OS_TickListUpdate(); (2)
}
}
}
}
(1) 、请求信号量， OSTaskSemPend() 是请求任务内建信号量的，信号量会在 OSTimeTick() 中 POST ，这里的信号量是用来做任务同步的。 OSTimeTick() 会在滴答定时器中断服务函数中调用。
(2) 、信号量请求成功的话就调用函数 OS_TickListUpdate() 函数。

时钟节拍列表是由一个数据表 OSCfg_TickWheel(在 os_cfg_app.c 中定义)和一个计数器
OSTickCtr 组成，表 OSCfg_TickWheel 是一个数组，数组元素个数由宏OS_CFG_TICK_WHEEL_SIZE 定义，宏 OS_CFG_TICK_WHEEL_SIZE 在 os_cfg_app.h 中定义了。表 OSCfg_TickWheel 中的元素为 os_tick_spoke 类型的， os_tick_spoke 是一个结构体，结构体定义如下：
struct os_tick_spoke {
OS_TCB *FirstPtr;
OS_OBJ_QTY NbrEntries;
OS_OBJ_QTY NbrEntriesMax;
};
FirstPtr：指针变量，在表头上并属于该表。
NbrEntries：表示在该表项上等待的任务的数目。
NbrEntriesMax：表示在该表项上等待的任务的最大数目。
在使用时钟节拍列表时需要先初始化时钟节拍列表，在 OS_TickTaskInit()函数中会调用OS_TickListInit 来初始化时钟节拍列表。

3.统计任务

在 UCOSIII 中统计任务可用来统计 CPU 的使用率、各个任务的 CPU 使用率和各任务的堆栈使用情况，默认情况下统计任务是不会创建的，如果要使能统计任务的话需要将宏
OS_CFG_STAT_TASK_EN 置 1 ，宏 OS_CFG_STAT_TASK_EN 在 os_cfg.h 文件中有定义。

OS_StatTaskInit() 函数用来创建统计任务，统计任务的优先级通过宏OS_CFG_STAT_TASK_PRIO 设置。

如果要使用统计任务的话就需要在 main()函数创建的第一个也是唯一一个应用任务中调用OSStatTaskCPUUsageInit()函数。

#if OS_CFG_STAT_TASK_EN > 0u
OSStatTaskCPUUsageInit(&err); // 统计任务
#endif
创建其他任务只能在
OSStatTaskCPUUsageInit() 函数之后。 CPU 的总的使用率会保存在变量 OSStatTaskCPUUsage 中，我们可以通过读取这个值来获取 CPU 的使用率。

V3.03.00 版本起， CPU 的使用率 0~10000 之间的整数。在这之前的版本 ,CPU 使用率是 0~100 之间的整数表示。

4. 定时任务
UCOSIII 提供软件定时器功能，定时任务是可选的，将宏 OS_CFG_TMR_EN 设置为 1 就会使能定时任务，在 OSInit() 中将会调用函数 OS_TmrInit() 来创建定时任务。定时任务的优先级通过宏 OS_CFG_TMR_TASK_PRIO 定义。

5. 中断服务管理任务

当把 os_cfg.h 文件中的宏 OS_CFG_ISR_POST_DEFERRED_EN 置 1 就会使能中断服务管理任务， UCOSIII 会创建一个名为 OS_IntQTask() 的任务，该任务负责“延迟”在 ISR 中调用的系统 post 服务函数的行为。中断服务管理任务的任务优先级永远是最高的，为 0 ！

当 ISR( 中断服务函数 ) 调用 UCOSIII 提供的“ post ”函数时，要发送的数据和发送的目的地都会存入一个特别的缓冲队列中，当所有嵌套的 ISR 都执行完成以后 UCOSIII 会做任务切换，运行中断服务管理任务，该任务会把缓存队列中存放的信息重发给相应的任务。这样做的好处就是可以减少中断关闭的时间，否则，在 ISR 中还需要把任务从等待列表中删除，并把任务放入就绪表，以及做一些其他的耗时操作。

UCOS III 系统内部任务

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