摘要

本文章主要从以下几点去解析ucosii系统，熟悉基本原理，不涉及实践。
1.所包含的相关文件，以及文件的大概作用
2.从运行状态的角度去理解此系统

一、寄存器说明

寄存器分为内核寄存器（CPU内部寄存器）和外设寄存器（IO、TIMER、DMA等）

1.1 M0、M3、M4内核寄存器

例如Cortex-M3处理器的寄存器有16个寄存器，其中13个为32Bit通用寄存器，3个特殊寄存器。

R13,栈指针（Stack Pointer）

R13寄存器中存放的是栈顶指针，M3/M4 的栈是向下生长的，入栈的时候地址是往下减少的。
裸机程序不会用到PSP，只用到MSP，需要运行RTOS的时候才会用到PSP。
堆栈主要是通过POP，PUSH指令来进行操作。在执行 PUSH 和 POP 操作时， SP 的地址寄存器，会自动调整。

R14,链接寄存器（Link Register）

LR 用于在调用子程序时存储返回地址。例如，在使用 BL(分支并连接， Branch and Link)指令时，就自动填充 LR 的值(执行函数调用的下一指令)，进而在函数退出时，正确返回并执行下一指令。如果函数中又调用了其他函数，那么LR将会被覆盖，所以需要先将LR寄存器入栈。
保存子程序返回地址。使用BL或BLX时，跳转指令自动把返回地址放入r14中；子程序通过把r14复制到PC来实现返回
当异常发生时，异常模式的r14用来保存异常返回地址，将r14如栈可以处理嵌套中断

R15,程序计数器（Program Count）

在Cortex-M3中指令是3级流水线，出于对Thumb代码的兼容的考虑，读取pc时，会返回当前指令地址+4的值。
读 PC 时返回的值是当前指令的地址+4，关于M3、M4 和 A7的 PC值的问题需要单独来解释一下

xPSR，程序状态寄存器

二、软件架构说明

2.1 任务状态

2.2 结构体任务控制块

/*****************************************************************************************************
*                                          TASK CONTROL BLOCK
******************************************************************************************************/
typedef struct os_tcb {OS_STK          *OSTCBStkPtr;           /* Pointer to current top of stack                         */
#if OS_TASK_CREATE_EXT_EN > 0uvoid            *OSTCBExtPtr;           /* Pointer to user definable data for TCB extension        */OS_STK          *OSTCBStkBottom;        /* Pointer to bottom of stack                              */INT32U           OSTCBStkSize;          /* Size of task stack (in number of stack elements)        */INT16U           OSTCBOpt;              /* Task options as passed by OSTaskCreateExt()             */INT16U           OSTCBId;               /* Task ID (0..65535)                                      */
#endifstruct os_tcb   *OSTCBNext;             /* Pointer to next     TCB in the TCB list                 */struct os_tcb   *OSTCBPrev;             /* Pointer to previous TCB in the TCB list                 */
#if (OS_EVENT_EN)OS_EVENT        *OSTCBEventPtr;         /* Pointer to          event control block                 */
#endif
#if (OS_EVENT_EN) && (OS_EVENT_MULTI_EN > 0u)OS_EVENT       **OSTCBEventMultiPtr;    /* Pointer to multiple event control blocks                */
#endif
#if ((OS_Q_EN > 0u) && (OS_MAX_QS > 0u)) || (OS_MBOX_EN > 0u)void            *OSTCBMsg;              /* Message received from OSMboxPost() or OSQPost()         */
#endif
#if (OS_FLAG_EN > 0u) && (OS_MAX_FLAGS > 0u)
#if OS_TASK_DEL_EN > 0uOS_FLAG_NODE    *OSTCBFlagNode;         /* Pointer to event flag node                              */
#endifOS_FLAGS         OSTCBFlagsRdy;         /* Event flags that made task ready to run                 */
#endifINT32U           OSTCBDly;              /* Nbr ticks to delay task or, timeout waiting for event   */INT8U            OSTCBStat;             /* Task      status                                        */INT8U            OSTCBStatPend;         /* Task PEND status                                        */INT8U            OSTCBPrio;             /* Task priority (0 == highest)                            */INT8U            OSTCBX;                /* Bit position in group  corresponding to task priority   */INT8U            OSTCBY;                /* Index into ready table corresponding to task priority   */OS_PRIO          OSTCBBitX;             /* Bit mask to access bit position in ready table          */OS_PRIO          OSTCBBitY;             /* Bit mask to access bit position in ready group          */
#if OS_TASK_DEL_EN > 0uINT8U            OSTCBDelReq;           /* Indicates whether a task needs to delete itself         */
#endif
#if OS_TASK_PROFILE_EN > 0uINT32U           OSTCBCtxSwCtr;         /* Number of time the task was switched in                 */INT32U           OSTCBCyclesTot;        /* Total number of clock cycles the task has been running  */INT32U           OSTCBCyclesStart;      /* Snapshot of cycle counter at start of task resumption   */OS_STK          *OSTCBStkBase;          /* Pointer to the beginning of the task stack              */INT32U           OSTCBStkUsed;          /* Number of bytes used from the stack                     */
#endif
#if OS_TASK_NAME_EN > 0uINT8U           *OSTCBTaskName;
#endif
#if OS_TASK_REG_TBL_SIZE > 0uINT32U           OSTCBRegTbl[OS_TASK_REG_TBL_SIZE];
#endif
} OS_TCB;

OSTCBStkPtr，指向当前任务堆栈的栈顶。UcosII允许用户自定义每个任务的堆栈大小，这样可以使用户根据每个任务实际的需要合理分配堆栈大小，便于节省RAM的空间（因为堆栈都是占用RAM空间的）。
OSTCBExtPtr：指向用户定义的扩展内容的指针。
OSTCBStkBottom：任务栈的栈底指针。
OSTCBStkSize：可以容纳指针单位的数目，注意不是BYTE为单位。
OSTCBOpt：主要在使用创建任务扩展功能中使用，将选项值传递给创建任务接口。
OSTCBId：任务识别码，暂未使用

为TCB双向链表的前后向指针。该链表主要应用于系统时钟节拍函数

OSTCBNext：TCB双向链表的后向指针
OSTCBPrev：TCB双向链表的前向指针

用于存储任务信息

OSTCBDly：任务对应的挂起等待时间单位长度。
OSTCBStat：任务的状态存储变量，对应任务的5个装填。
OSTCBPrio：任务的优先级。
OSTCBX，OSTCBY，OSTCBBitX，OSTCBBitY：与任务的优先级存在对应关系，用于加速调度过程中优先级的比较。

2.3 任务调度

2.2.1 任务级别调度

OS_Sched();

2.2.2 中断级别调度

OSIntExit();

2.2.3 保证低优先级任务抢占CPU资源

void  OSTimeDly (INT32U ticks)

2.4 实践指导

任务组成：
任务控制块（底层，不需要掌握）、任务优先级，任务栈，任务函数。

任务控制块：当创建一个任务的时候，ucos会分配一段内存空间给这个任务，这段内存空间就称为任务控制块。任务控制块记录了任务的相关信息：任务函数地址、任务的优先级、任务状态、任务栈地址。
任务优先级：每个任务都有一个唯一的优先级，优先级也只我们这个任务在ucos中的唯一标识，任务的优先级是ucos做任务调度的依据。
任务栈：当任务切换的时候保存该任务的状态（切换之前执行到哪里了，局部变量）。

2.4.1 创建任务

OSTaskCreate(Task_Led,(void *)0,&Task_4_stk[TASK_4_STK_SIZE-1],TASK_4_PRIO);

Task_Led 具体任务函数

extern void Task_Led(void *p_arg);
void Task_Led(void *p_arg)
{   //uint8_t x;IWDG_Init(4,625);while(1){IWDG_Feed();OSTimeDlyHMSM(0,0,0,100);}
}

2.4.2 中断

void SysTick_Handler(void)
{/* 从运行状态进入中断状态必须要调用的函数，该函数的功能是用来告诉操作系统当前程序进入中断 */OSIntEnter(); /*心跳节拍函数*/   OSTimeTick();/*从中断状态退出后进入运行状态之前必须调用函数该函数的功能是用来告诉操作系统当前程序退出中断*/OSIntExit();
}

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