精簡(jiǎn)uC/OS-II

uC/OS- II是最早進(jìn)入國內的一款開(kāi)源RTOS，因為代碼開(kāi)源，又有配套的書(shū)籍，加上不大的代碼量，在嵌入式群體中最為流行。在寫(xiě)“實(shí)用單片機系統”第一版之后，就接觸了uC/OS-II，雖然大致的明白其工作原理，但一直似懂非懂，尤其有太多的宏定義，嚴重的干擾了源碼的閱讀，加上RTOS帶來(lái)太多的概念，而這些概念都沒(méi)有實(shí)際用過(guò)，不知道如何應用，并且聽(tīng)說(shuō)有很多陷阱，所以心里有些空，把握不住風(fēng)險，一直都回避RTOS。高頻機開(kāi)發(fā)的后期，菜單界面編程的復雜性嚴重的干擾了業(yè)務(wù)邏輯，逼迫我設計msOS的時(shí)候，考慮把業(yè)務(wù)邏輯與菜單界面分離開(kāi)，這必須要引入RTOS，而uC/OS-II因為廣為人知又相對簡(jiǎn)單一些，所以選擇了uC/OS-II。

這一次正式選用uC/OS-II，必須要深入理解透徹每一個(gè)細節，否則因為自己對uC/OS-II的理解不到位，尤其是任務(wù)之間的通訊等細節問(wèn)題引起的缺陷可能讓自己的項目失敗，這是不可接受的，所以參考書(shū)籍仔細的閱讀源碼，然而一接觸這個(gè)源碼，就讓我犯暈，uC/OS-II為了實(shí)現可配置、可裁減，運用了大量的宏定義，考慮到各種情況，這嚴重的干擾了我的閱讀，同時(shí)也有很多網(wǎng)友向我反應類(lèi)似的問(wèn)題，因為要了解uC/OS-II的核心原理，卻經(jīng)常被很多沒(méi)用的源碼干擾，他們迫切需要一份簡(jiǎn)單、清晰的源碼，于是我決定先弄出一份可以清晰閱讀的源碼來(lái)。

第一步，去掉了絕大部分跟內核無(wú)關(guān)的事件管理功能，比如信號量、互斥型信號量、事件標志組、消息郵箱、內存管理這幾個(gè)功能，只保留了msOS今后需要用到的時(shí)間管理、消息隊列功能，這樣一來(lái)，幾乎就剩下內核部分源碼，閱讀大大簡(jiǎn)化了，系統基本上沒(méi)有什么宏定義了，下圖為uC/OS-II的頭文件，非常簡(jiǎn)單，只需要定義三個(gè)宏定義：任務(wù)數、事件數和消息隊列數，對于msOS來(lái)說(shuō)，默認就是2、1、1，模式化了，不需要改變。

第二步，進(jìn)一步去掉用不上的功能函數，比如時(shí)間管理中只保留OSTimeDly函數，消息隊列中只保留創(chuàng )建隊列、發(fā)送消息、等待消息三個(gè)必須要用的函數。任務(wù)管理中只保留了普通的創(chuàng )建任務(wù)函數，其它的刪除任務(wù)，掛起任務(wù)等都刪除了，因為msOS中不可能用到刪除任務(wù)，掛起任務(wù)這些函數，放著(zhù)除了干擾我之外，沒(méi)有別的作用。這樣一來(lái)，基本上就沒(méi)有多少宏定義了，代碼較容易看懂了，下圖為前兩步精簡(jiǎn)后的uC/OS-II接口函數。

第三步，因為能夠看懂代碼，就越覺(jué)得msOS不需要uC/OS-II這么多復雜的功能，比如msOS一般來(lái)說(shuō)只需要兩個(gè)任務(wù)即可，uC/OS-II卻支持 64個(gè)任務(wù)，因為支持64個(gè)任務(wù)，需要一個(gè)8*8bit的就緒表，為了實(shí)現快速查找最高優(yōu)先級任務(wù)，需要一個(gè)算法和一個(gè)256字節的查找表，雖然這些不是很復雜，但卻把很多人搞的稀里糊涂的，比較繞，嚴重的干擾了內核的閱讀理解，所以要降低任務(wù)，只需要支持8個(gè)即可，對于msOS來(lái)說(shuō)，8個(gè)都已經(jīng)太多了，完全滿(mǎn)足了，而實(shí)際的項目，一般都是幾個(gè)任務(wù)即可，不建議大家開(kāi)太多的任務(wù)，這樣嚴重影響效率，并且各個(gè)任務(wù)之間通訊，訪(fǎng)問(wèn)資源等都容易引起很多沖突，理解不準確會(huì )導致一系列問(wèn)題。

下圖為msOS雙任務(wù)查找表，數組中只有4個(gè)數據。實(shí)際上因為msOS只有兩個(gè)任務(wù)，MenuTask是永恒最低任務(wù)存在，只要LogicTask激活，就馬上執行LogicTask，處理完后再退到MenuTask，所以只需要識別LogicTask即可，根本不需要算法中的查找表，只是為了保留與 uC/OS-II統一，預留擴展8個(gè)任務(wù)，所以還保留了任務(wù)查找表風(fēng)格。

第四步，因為只有8個(gè)任務(wù)，而uC/OS-II默認有兩個(gè)內部任務(wù)：統計任務(wù)與空閑任務(wù)，所以需要去掉這兩個(gè)任務(wù)，msOS中必須要有業(yè)務(wù)邏輯與菜單界面兩個(gè)任務(wù)，優(yōu)先級最低的任務(wù)是菜單界面，這樣還有6個(gè)任務(wù)可以供額外使用，6個(gè)已經(jīng)足夠了，非特別情況下，不建議用。

第五步，uC/OS-II的任務(wù)塊和事件塊是采用鏈表結構的，可以動(dòng)態(tài)增刪，但這一點(diǎn)對于絕大部分項目來(lái)說(shuō)，沒(méi)有意義，尤其是對msOS來(lái)說(shuō)，根本就不需要動(dòng)態(tài)的，于是把鏈表結構改成數組結構，這樣非常容易看懂，也節省資源。

第六步，按C#語(yǔ)言風(fēng)格標準化，跟msOS統一編程風(fēng)格。

通過(guò)以上六步操作操作之后，uC/OS-II非常簡(jiǎn)單明了，只有os.c、os.h和os_a.asm三個(gè)文件，os.c中只有寥寥15個(gè)函數，os_a.asm中只有4個(gè)匯編函數?？紤]到擴展性，還是保留了uC/OS-II的一些影子，其實(shí)若再精簡(jiǎn)下去，可能就只剩下一個(gè)內核切換，msOS 只需要兩個(gè)任務(wù)即可，完全可以精簡(jiǎn)到跟uC/OS-II無(wú)關(guān)了。