就目前而言，μC/OSII[1]稱得上是最小的操作系統(tǒng)內核軟件。它由Jean J. Labrosse于1992年推出第一版，立刻在嵌入式系統(tǒng)領域引起強烈反響，而其本人也早已成為嵌入式系統(tǒng)會議(美國)的顧問委員會成員。
μC/OS最鮮明特點就是源碼公開，便于移植和維護，而且對于學校研究完全免費，只有在應用于盈利項目時才需要支付少量的版權費，特別適合一般使用者的學習、研究和開發(fā)。自問世以來，μC/OS的穩(wěn)定性和可靠性得到了廣泛認可，現(xiàn)已通過美國FAA認證，并被眾多的研究開發(fā)者作為操作系統(tǒng)的樣板，移植到各種的硬件平臺上。
1 μC/OS任務用戶接口的缺點
μC/OSII中任務的用戶接口并不友善，與眾多程序員熟悉的Windows多任務接口相異較大。
首先，μC/OSII中任務的?？臻g完全由用戶自行管理，系統(tǒng)只是簡單的要求用戶創(chuàng)建任務時傳入棧地址，而不參與棧空間的申請和釋放。為了簡化，μC/OS的示例程序以靜態(tài)數(shù)組作為任務棧。棧空間的放任自流在帶來一定靈活性的同時也會帶來問題。有些用戶仿照示例程序，大量以靜態(tài)數(shù)組形式作為任務棧，極大地浪費了嵌入式系統(tǒng)極為珍貴的內存空間;而有些用戶在任務開始時申請了?？臻g，在任務結束時卻忘記釋放，造成難以跟蹤的內存漏洞。
其次，在μC/OSII中任務結束時，需要手工調用OSTaskDel使該任務進入睡眠態(tài)，不能簡單的返回。這是因為μC/OSII規(guī)定任務必須為無限循環(huán)或自銷毀形式，而流行的大多數(shù)操作系統(tǒng)，任務結束后只是簡單的返回，由系統(tǒng)幫助釋放任務占據(jù)的資源。
2002年，隨著我國相關下游產業(yè)，包括移動通信、信息家電以及工業(yè)控制等領域的快速發(fā)展，嵌入式軟件產業(yè)迎來了極佳的發(fā)展時機。強勁的市場需求帶來了研發(fā)的快速增長，越來越多的軟件公司投入到嵌入式產品的研發(fā)中。但是國內嵌入式產品的產業(yè)現(xiàn)狀是，程序員素質在數(shù)量上呈現(xiàn)金字塔狀況，高級程序員很少，廣大對Windows編程熟悉但對嵌入式開發(fā)陌生的普通程序員占據(jù)金字塔的底端。
若希望在數(shù)量龐大的普通程序員中應用μC/OSII，減少Bug產生的來源，那么對其任務接口作出簡化處理是必要的。
2 對μC/OS調度算法的改善
本文參考國內程序員很熟悉的Windows多線程接口，對μC/OS任務接口做出改進，增強易用性和用戶親和力。本文在任務創(chuàng)立時幫助用戶申請?？臻g，并在初始化用戶棧時，將任務銷毀函數(shù)壓入棧中，使其能在用戶任務返回時自動調用，自動釋放?？臻g，并調用OSTaskDel使該任務進入睡眠態(tài)。
增加接口OSNewTaskCreate和OSAutoTaskDel。OSNewTaskCreate用于創(chuàng)建任務，該函數(shù)在系統(tǒng)內核中代替用戶申請?？臻g，并在初始化棧內容時壓入OSAutoTaskDel地址。改進后的OSNewTaskCreate接口如下:
INT8UOSNewTaskCreate(任務地址pThead,參數(shù)pData,棧大小dwStackSize，優(yōu)先級prio);
用戶傳入需要?？臻g的大小(dwStackSize)而不是棧地址，如果dwStackSize為零，則棧空間為系統(tǒng)預設的大小。系統(tǒng)調用OSMemGet在棧內存分區(qū)(MemoryPartition)中申請該空間。該棧內存分區(qū)在系統(tǒng)初始化時調用OSMemCreate分配，用來統(tǒng)一管理所有的用戶棧。接下來的步驟和μC/OS完全相同，這里不再詳述。
圖1x86平臺棧示意圖
?？臻g申請了，在哪里釋放呢?可以通過修改棧初始化函數(shù)OSTaskStkInit，把OSAutoTaskDel地址壓入任務棧中。修改前，OSTaskStkInit形成的棧在x86平臺上的內容如圖1所示。
任務第一次被調度進入運行態(tài)時，系統(tǒng)模仿從中斷返回，會開始執(zhí)行用戶任務[1]。圖1中“任務開始地址”處，理論上應該為任務的返回地址，但在μC/OSII中，任務函數(shù)必須為無限循環(huán)結構或自銷毀形式，不能有返回點。因此，僅僅簡單添入任務開始地址，如果用戶任務返回，則會有不可預料的后果。修改OSTaskStkInit使棧的內容如圖2所示。
圖2修改后棧示意圖
此時，用戶任務的棧內容與OSAutoTaskDel函數(shù)用pdata作參數(shù)調用它的棧內容完全相同。所以在用戶任務返回時，自動調用OSAutoTaskDel函數(shù)，省去了手工調用OSTaskDel的麻煩。在OSAutoTaskDel中，先釋放棧空間，之后調用OSTaskDel使該任務進入睡眠態(tài)。
結語
本文對μC/OSII中任務的用戶接口進行了改善，使之更加方便易用、易于維護，并減少了錯誤出現(xiàn)的機會。通過以上方法，希望能使μC/OSII為普通嵌入式程序員所接受。
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