【安富莱STM32F407之uCOS-III教程】第11章 μCOS-III内核函数分析

baiyongbin2009 回答时间：2014-12-24 20:17:52

11.8 安全关键IEC61508

关于IEC61508，大家有个了解即可，更详细的资料可以查阅wiki百科进行了解或者查找相关的文档说明。

11.8.1 IEC61508基本概念

IEC 61508是一项用于工业领域的国际标准，其名称是《电气/电子/可编程电子安全相关系统的功能安全》。由国际电工委员会发布，其目的要建立一个可应用于各种工业领域的基本功能安全标准。它将功能安全定义为：“是受控设备（EUC）或受控设备系统总体安全中的一部分；其安全性是依赖于电气/电子/可编程电子（E/E/PE）安全相关系统、其他技术的安全相关系统或外部风险降低措施的正确机能。”

(一) IEC61508中的基本定义

1. 安全功能 (safety function)

针对规定的危险事件，为达到或保持受控设备(EUC)的安全状态，由E/E/PE安全系统、其他技术安全系统或外部风险降低设施实现的功能。

2. 安全完整性 (Safety integrity)

在规定的条件下、规定的时间内，安全系统成功实现所要求的安全功能的概率。这一定义着重于安全系统执行安全功能的可靠性。在确定安全完整性过程中，应包括所有导致非安全状态的因素，如随机的硬件失效，软件导致的失效以及由电气干扰引起的失效，这些失效的类型，尤其是硬件失效可用测量方法来定量，如在危险模式中的失效和系统失效率，或按规定操作的安全防护系统失效的概率。但是，系统的安全完整性还取决于许多因素，这些因素无法精确定量，仅可定性考虑。

3. E/E/PE系统

基于电气/电子和可编程电子装置的用于控制、防护或监视的系统，包括系统中所有的元素如电源、传感器、所有其他输入输出装置及所有通信手段。

4. EUC(EquipmentUnder Control)

受控设备，指用于制造、运输、医疗或其他领域的设备、机器、装置或装备。
5. 可接受凤险 (ACCeptable risk)

风险指的是出现伤害的概率及该伤害严重性的组合。可接受风险指根据当今社会的水准所能够接受的风险。

6. 安全 (Safety)

不存在不可接受的风险。

7. 安全系统 (Safely-elated-syStem)

是用于两个目的:一是执行要求的安全功能以达到或保持EUC的安全状态;二是自身或与其他E/E/PES安全系统、其他技术安全系统或外部风险降低设施一道，对于要求的安全功能达到必要的安全完整性。安全系统是在接受命令后采取适当的动作以防止EUC进入危险状态。安全系统的失效应被包括在导致确定的危险事件中。尽管可能有其他系统具备安全功能，但仅是指用其自身能力达到要求的允许风险的安全系统。安全系统可大致分为安全控制系统和安全防护系统。

安全系统可以是EUC控制系统的组成部分，也可用传感器和/或执行器与EUC的接口，既可用在EUC控制系统中执行安全功能的方式达到要求的安全完整性水平，也可用分离的/独立的专门用于安全的系统执行安全功能。

(二)IEC61508的基本概念

IEC61508标准规定随机失效的后果必须定量评估，使用随机存取测量系统 (RAMS)方法计算有效性。量化与故障相关的系统失效是没有用的，应当通过组织指导来避免系统失效，或通过技术措施来控制。

1.风险和安全完整性慨念　

2.功能安全保证的内容

功能安全保证主要包括两部分内容:失效识别和安全完整性水平。

(1)失效识别。

失效就是功能单元失去实现其功能的能力。一些功能是根据所达到的行为进行规定的，在执行功能时，某些特定的行为是不允许的，这些行为的出现就是失效。失效可能是随机失效，这种失效通常由于硬件装置的耗损所致。也可能是系统失效，这在硬件和软件中都可能出现。失效识别就是要分辨出不同部件的各种失效原因，估算出系统失效概率。

(2)安全完整性水平 (SIL) (safetyintegrity level)。

一种离散的水平，用于规定分配给E/E/PE安全系统的安全功能的安全完整性要求，安全系统的安全完整性水平越高，安全系统实现所要求的安全功能失败的可能性就越低。IEC61508中规定系统有4种安全完整性水平，SIL4是最高的，安全完整性水平1是最低的。

11.8.2 启动安全关键OSSafetyCriticalStart

源码中加入了部分安全关键的代码，内容如下：

/*
***********************************************************************************************************
* 创建对象已经不安全
*
* 函数说明: 这个函数是供用户调用的，用户一旦调用了这个函数就表示所有的初始化已经完成。内核对象不再运行被创建。
* 形参: 无
* 返回值: 无
* 注意: 无
***********************************************************************************************************
*/
#ifdef OS_SAFETY_CRITICAL_IEC61508
void OSSafetyCriticalStart (void)
{
OSSafetyCriticalStartFlag = DEF_TRUE;
}
#endif

复制代码

1. 这个函数是供用户调用的，用户一旦调用了这个函数就表示所有的初始化已经完成。内核对象不再运行被创建。后面讲任务间通信机制的时候会看到相关代码，比如创建定时器的函数中：

#ifdef OS_SAFETY_CRITICAL_IEC61508
if (OSSafetyCriticalStartFlag == DEF_TRUE) {
*p_err = OS_ERR_ILLEGAL_CREATE_RUN_TIME;
return;
}
#endif

复制代码

11.8.3 函数使用举例

void AppStartTask（void *p_arg）
{
(void)& p_arg
OSSafetyCriticalStart (); //直接在启动函数中调用即可
while(DEF_ON)
{
}
}

复制代码

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baiyongbin2009 回答时间：2014-12-24 20:21:18

剩下内容，明日继续，敬请关注，谢谢各位！

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巅峰残狼回答时间：2014-12-24 21:04:24

很好很强大，支持更新

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baiyongbin2009 回答时间：2014-12-25 17:03:59

11.9 任务切换

如果大家认真学习了前面几期教程，μCOS-III中的任务切换还是很好理解的。μCOS-III中的任务切换主要分为两部分，一个是中断级任务切换，另一个是任务级中断切换。

11.9.1 任务级任务切换OSSched()

任务级的任务切换主要通过下面的函数实现：

/*
************************************************************************************************************ 任务级调度
*
* 函数说明: 此函数由其它的uC/OS-III函数调用，主要是用来获取当前需要执行的最高优先级任务，这个是任务级调度，* 要和前面的中断级调度OSIntExit()区分开。
* 形参: 无
* 返回值: 无
* 注意: 1) 使用调度锁的话，调度功能将被关闭 (见 OSSchedLock())
***********************************************************************************************************
*/
void OSSched (void)
{
CPU_SR_ALLOC(); （1）
if (OSIntNestingCtr > (OS_NESTING_CTR)0) { /* 是否存在中断嵌套? */ （2）
return; /* 是 ... 只有不存在中断嵌套的时候才能调用 */
}
if (OSSchedLockNestingCtr > (OS_NESTING_CTR)0) { /* 使用调度锁? */ （3）
return; /* 是 */
}
CPU_INT_DIS();
OSPrioHighRdy = OS_PrioGetHighest(); /* 获取当前需要执行的最高优先级任务 */ （4）
OSTCBHighRdyPtr = OSRdyList[OSPrioHighRdy].HeadPtr; （5）
if (OSTCBHighRdyPtr == OSTCBCurPtr) { /* 获取的最高优先级任务是否是当前任务 */
CPU_INT_EN(); /* 是 ... 不需要执行任务切换 */
return;
}
#if OS_CFG_TASK_PROFILE_EN > 0u
OSTCBHighRdyPtr->CtxSwCtr++; /* 增加此任务的切换次数 */
#endif
OSTaskCtxSwCtr++; /* 增加总的任务切换次数 */
#if defined(OS_CFG_TLS_TBL_SIZE) && (OS_CFG_TLS_TBL_SIZE > 0u)
OS_TLS_TaskSw();
#endif
OS_TASK_SW(); /* 执行任务切换 */ （6）
CPU_INT_EN();
}

复制代码

1. 这句话在前面临界段小节有讲，这里是定义一个局部变量。

2. 存在中断嵌套的情况下调用这个函数会返回。

3. 调度器被锁的情况下调用这个函数会返回。

4. 这个函数是获取当前需要执行的最高优先级任务的方法，也算是调度器的核心，在下期教程会给大家详细的讲解。

5. 由于μCOS-III已经支持时间片调度，这句话是从同优先级的链表中获得当前需要执行的任务。

6. 执行任务级任务切换。

11.9.2 中断级任务切换OSIntExit()

中断级任务切换是由中断函数调用的，内容如下：

/*
***********************************************************************************************************
* 进入中断服务程序
* 功能说明: 此函数用通知uC/OS-III系统程序将要执行interrupt service routine(ISR)。这样uC/OS-III就可以不断
* 跟踪中断嵌套次数的变化，这样就能够保证系统只有在最后一层中断执行任务调度。
* 形参: 无
* 返回值: 无
* 注意: 1) 此函数必须在中断关闭情况下调用。
* 2) 用户可以不调用这个函数，直接调用全局变量OSIntNestingCtr进行操作即可。
* 3) 用户必须调用函数OSIntExit()，即使直接的操作'OSIntNestingCtr'。
* 4) 用户必须成对的调用OSIntEnter() 和 OSIntExit()。换句话说，用户必须在中断服务程序开始和结尾的
* 时候成对调用OSIntEnter() 和 OSIntExit()。
* 5) uC/OS-III系统的中断嵌套层数最高250。
***********************************************************************************************************
*/
void OSIntEnter (void) （1）
{
if (OSRunning != OS_STATE_OS_RUNNING) { /* 检测OS是否开始运行 */
return; /* 否，返回 */
}
if (OSIntNestingCtr >= (OS_NESTING_CTR)250u) { /* 中断嵌套次数是不是超过250 */
return; /* 是，返回 */
}
OSIntNestingCtr++; /* 中断嵌套次数执行加一 */ （2）
}
/*
***********************************************************************************************************
* 退出中断服务程序
*
* 函数说明: 此函数用于通知uC/OS-III系统已经完成中断服务程序，然后调用调度器决定是否切换还到新的高优先级任务
* 形参: 无
* 返回值: 无
* 注意: 1) 用户必须成对的调用OSIntEnter() 和 OSIntExit()。
* 2) 使用调度锁的话，调度功能将被关闭 (见 OSSchedLock())
***********************************************************************************************************
*/
void OSIntExit (void)
{
CPU_SR_ALLOC();
if (OSRunning != OS_STATE_OS_RUNNING) { /* OS是否开始运行 */
return; /* 否，返回 */
}
CPU_INT_DIS();
if (OSIntNestingCtr == (OS_NESTING_CTR)0) { /* 防止错误使用，在这个函数OSIntNestingCtr不会为0的情况 */
CPU_INT_EN();
return;
}
OSIntNestingCtr--; （3）
if (OSIntNestingCtr > (OS_NESTING_CTR)0) { /* 是否还存在中断嵌套 */
CPU_INT_EN(); /* 是，返回 */
return;
}
if (OSSchedLockNestingCtr > (OS_NESTING_CTR)0) { /* 是否有使用调度锁 */
CPU_INT_EN(); /* 是，返回 */
return;
}
OSPrioHighRdy = OS_PrioGetHighest(); /* 查询需要执行的最高优先级任务 */
OSTCBHighRdyPtr = OSRdyList[OSPrioHighRdy].HeadPtr; /* 获取最高优先级任务的TCB地址 */
if (OSTCBHighRdyPtr == OSTCBCurPtr) { /* 获取的最高优先级任务TCB是不是当前任务 */
CPU_INT_EN(); /* 是，返回 */
return;
}
#if OS_CFG_TASK_PROFILE_EN > 0u
OSTCBHighRdyPtr->CtxSwCtr++; /* 任务切换次数加一，这里是指的某个任务的切换次数 */
#endif
OSTaskCtxSwCtr++; /* 系统总的任务切换次数 */
#if defined(OS_CFG_TLS_TBL_SIZE) && (OS_CFG_TLS_TBL_SIZE > 0u)
OS_TLS_TaskSw();
#endif
OSIntCtxSw(); /* 执行中断级任务切换 */ （4）
CPU_INT_EN();
}

复制代码

1. OSIntEnter()和OSIntExit()必须配套的使用，要不会造成嵌套计数错误。

2. 嵌套计数加一。

3. 嵌套次数减一。

4. 执行中断级任务切换。

11.9.3 函数使用举例

函数OSSched ()不是供用户调用的，而函数OSIntEnter() 和 OSIntExit()是供用户在中断任务中调用的，下面举个例子：

/*
*********************************************************************************************************
* 函数名: SDIO_IRQHandler
* 功能说明: SDIO中断服务程序
* 形参：无
* 返回值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void SDIO_IRQHandler(void)
{
CPU_SR_ALLOC();
CPU_CRITICAL_ENTER();
OSIntEnter()
CPU_CRITICAL_EXIT();
SD_ProcessIRQSrc();
/* 在os_core.c文件里定义,如果有更高优先级的任务就绪了,则执行一次任务切换 */
OSIntExit();
}

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baiyongbin2009 回答时间：2014-12-25 17:06:57

11.10 调度锁

给调度器加锁后将禁止任务调度，直到任务完成后，调用调度器解锁函数才能重新开始任务调度。这里一定要明白一点，调度锁只是将调度器关闭，并不影响中断的执行，该进中断还是要进的，只是不会执行任务切换。

11.10.1 调度器加锁OSSchedLock()

/*
***********************************************************************************************************
* 调度器加锁
*
* 函数功能: 此函数的主要作用是给系统调度器加锁，这样系统就无法进行任务调度了。
* 形参: p_err 错误代码指针变量:
* OS_ERR_NONE 调度器被锁
* OS_ERR_LOCK_NESTING_OVF 调度锁嵌套次数 > 250
* OS_ERR_OS_NOT_RUNNING 如果uC/OS-III还没有开始运行
* OS_ERR_SCHED_LOCK_ISR 如果在中断服务程序中调用此函数
* 返回值: 无
* 注意: 1) OSSchedLock() 和 OSSchedUnlock() 必须成对的使用.
***********************************************************************************************************
*/
void OSSchedLock (OS_ERR *p_err)
{
CPU_SR_ALLOC();
#ifdef OS_SAFETY_CRITICAL
if (p_err == (OS_ERR *)0) {
OS_SAFETY_CRITICAL_EXCEPTION();
return;
}
#endif
#if OS_CFG_CALLED_FROM_ISR_CHK_EN > 0u
if (OSIntNestingCtr > (OS_NESTING_CTR)0) { /* 不允许在中断服务程序中调用此函数*/ （1）
*p_err = OS_ERR_SCHED_LOCK_ISR;
return;
}
#endif
if (OSRunning != OS_STATE_OS_RUNNING) { /* 确认系统已经开始运行 */
*p_err = OS_ERR_OS_NOT_RUNNING;
return;
}
if (OSSchedLockNestingCtr >= (OS_NESTING_CTR)250u) { /* 防止OSSchedLockNestingCtr溢出 */ （2）
*p_err = OS_ERR_LOCK_NESTING_OVF;
return;
}
CPU_CRITICAL_ENTER();
OSSchedLockNestingCtr++; /* 增加嵌套次数 */ （3）
#if OS_CFG_SCHED_LOCK_TIME_MEAS_EN > 0u
OS_SchedLockTimeMeasStart(); （4）
#endif
CPU_CRITICAL_EXIT();
*p_err = OS_ERR_NONE;
}

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1. 这里表示不允许在中断服务程序中调用调度锁函数。

2. 调度锁的嵌套次数范围0~250，用户不能超出250。

3. 嵌套次数加一。

4. 开启调度锁时间测量，这里是记录一下起始时间。

11.10.2 调度器解锁OSSchedUnlock

/*
***********************************************************************************************************
* 调度器解锁
*
* 函数功能: 此函数的主要作用是给系统调度器解锁，重新使能调度
* 形参: p_err 错误代码指针变量:
* OS_ERR_NONE
* OS_ERR_OS_NOT_RUNNING 系统还没有开始运行
* OS_ERR_SCHED_LOCKED 调度器仍然是加锁状态
* OS_ERR_SCHED_NOT_LOCKED 调度没有被加锁
* OS_ERR_SCHED_UNLOCK_ISR 如果在中断服务程序中调用此函数
* 返回值: 无
* 注意: 1) OSSchedLock() 和 OSSchedUnlock() 必须成对的使用.
***********************************************************************************************************
*/
void OSSchedUnlock (OS_ERR *p_err)
{
CPU_SR_ALLOC();
#ifdef OS_SAFETY_CRITICAL
if (p_err == (OS_ERR *)0) {
OS_SAFETY_CRITICAL_EXCEPTION();
return;
}
#endif
#if OS_CFG_CALLED_FROM_ISR_CHK_EN > 0u
if (OSIntNestingCtr > (OS_NESTING_CTR)0) { /* 不允许在ISR中调用此函数 */
*p_err = OS_ERR_SCHED_UNLOCK_ISR;
return;
}
#endif
if (OSRunning != OS_STATE_OS_RUNNING) { /* 确认多任务已经开始运行 */
*p_err = OS_ERR_OS_NOT_RUNNING;
return;
}
if (OSSchedLockNestingCtr == (OS_NESTING_CTR)0) { /* 是否给调度器加锁 */
*p_err = OS_ERR_SCHED_NOT_LOCKED;
return;
}
CPU_CRITICAL_ENTER();
OSSchedLockNestingCtr--; /* 递减调度锁计数器 */ （1）
if (OSSchedLockNestingCtr > (OS_NESTING_CTR)0) {
CPU_CRITICAL_EXIT(); /* 调度器仍然在加锁状态 */
*p_err = OS_ERR_SCHED_LOCKED;
return;
}
#if OS_CFG_SCHED_LOCK_TIME_MEAS_EN > 0u
OS_SchedLockTimeMeasStop();
#endif
CPU_CRITICAL_EXIT(); /* 重新使能调度器 */
OSSched(); /* 运行调度器 */ （2）
*p_err = OS_ERR_NONE;
}

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1. 调度锁嵌套计数减一。

2. 调度器被锁期间，有些任务可能会就绪，所以这里加上了调度函数。

11.10.3 调度器被锁时间测量OS_SchedLockTimeMeas

函数比较简单，这里就直接将内容贴上，特别注意函数的注释。

/*
***********************************************************************************************************
* 调度锁时间测量
*
* 函数说明: 此函数用测量调度锁锁住调度的最大时间。
* 形参: 无
* 返回值: 无
* 注意: 1) 系统函数，用户程序不能调用
* 2) 这两个函数要在中断禁止的情况下调用。
* 3) 我们可以直接读取CPU_TS_TmrRd()，即使是16位定时器。原因是我们不建议调度器被锁的时间超过65536
* 个计数。换句话说，如果调度器被锁的时间超过65536，那么对于实时系统来说不是一件好事。
***********************************************************************************************************
*/
#if OS_CFG_SCHED_LOCK_TIME_MEAS_EN > 0u
void OS_SchedLockTimeMeasStart (void)
{
if (OSSchedLockNestingCtr == 1u) {
OSSchedLockTimeBegin = CPU_TS_TmrRd();
}
}
void OS_SchedLockTimeMeasStop (void)
{
CPU_TS_TMR delta;
if (OSSchedLockNestingCtr == (OS_NESTING_CTR)0) { /* 确认没有调度锁嵌套 */
delta = CPU_TS_TmrRd() /* 计算时间差 */
- OSSchedLockTimeBegin;
if (OSSchedLockTimeMax < delta) { /* 检测最大值*/
OSSchedLockTimeMax = delta;
}
if (OSSchedLockTimeMaxCur < delta) { /* 检测最大值(for resettable value) */
OSSchedLockTimeMaxCur = delta;
}
}
}
#endif

复制代码

11.10.4 函数使用举例

下面这个例子是为了防止截屏的过程中被其它任务打断，加入了调度锁功能。

/*
*********************************************************************************************************
* 函数名: AppTaskGUIUpdate
* 功能说明: 本函数主要用于实现截图和串口打印UCOS任务的执行情况
* 形参：p_arg 是在创建该任务时传递的形参
* 返回值: 无
优先级：3
*********************************************************************************************************
*/
static void AppTaskGUIUpdate(void *p_arg)
{
OS_ERR err;
uint8_t Pic_Name = 0;
char buf[20];
CPU_BOOLEAN SemFlag;
(void)p_arg;
while(1)
{
SemFlag = BSP_OS_SemWait(&SEM_SYNCH, 0);
if(SemFlag == DEF_OK)
{
sprintf(buf,"0:/Picture/%d.bmp",Pic_Name);
OSSchedLock(&err);
GUI_SaveBMP(0, 0, LCD_GetXSize(), LCD_GetYSize(),buf);
OSSchedUnlock(&err);
}
}
}

复制代码

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baiyongbin2009 回答时间：2014-12-25 17:07:16

巅峰残狼发表于 2014-12-24 21:04
很好很强大，支持更新

谢谢支持！！

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baiyongbin2009 回答时间：2014-12-25 17:12:01

11.11 Round-Robin调度

μCOS-III中的时间片调度功能做的很完善，支持全局的时间片设置，也支持每个任务的单独设置。关于时间片调度，咱们在前几期教程也有讲解。

11.11.1 配置参数OSSchedRoundRobinCfg()

/*
***********************************************************************************************************
* 配置ROUND-ROBIN调度参数
*
* 函数功能: 调用此函数用更改ROUND-ROBIN调度的参数。
* 形参: en DEF_EN：使能ROUND-ROBIN
* DEF_DIS：禁止ROUND-ROBIN
* dflt_time_quanta 默认的时间片数，如果是0 那么就表示时间片是默认的OSCfg_TickRate_Hz / 10.
* p_err 错误代码指针变量
* OS_ERR_NONE 调用成功
* 返回值: 无
***********************************************************************************************************
*/
#if OS_CFG_SCHED_ROUND_ROBIN_EN > 0u
void OSSchedRoundRobinCfg (CPU_BOOLEAN en,
OS_TICK dflt_time_quanta,
OS_ERR *p_err)
{
CPU_SR_ALLOC();
#ifdef OS_SAFETY_CRITICAL
if (p_err == (OS_ERR *)0) {
OS_SAFETY_CRITICAL_EXCEPTION();
return;
}
#endif
CPU_CRITICAL_ENTER(); （1）
if (en != DEF_ENABLED) { （2）
OSSchedRoundRobinEn = DEF_DISABLED;
} else {
OSSchedRoundRobinEn = DEF_ENABLED;
}
if (dflt_time_quanta > (OS_TICK)0) { （3）
OSSchedRoundRobinDfltTimeQuanta = dflt_time_quanta;
} else {
OSSchedRoundRobinDfltTimeQuanta = (OS_TICK)(OSCfg_TickRate_Hz / (OS_RATE_HZ)10);
}
CPU_CRITICAL_EXIT();
*p_err = OS_ERR_NONE;
}
#endif

复制代码

1. 由于这几个参数是全局变量，所以必须关闭中断。

2. 根据形参设置是否使能时间片调度。

3. 变量OSSchedRoundRobinDfltTimeQuanta是用来设置默认的时间片个数，也就是说，如果程序中没有单独配置任务的时间片个数，就会使用这个默认时间片个数。

11.11.2 放弃剩余时间片OSSchedRoundRobinYield ()

这个函数的主要功能就是任务在完成工作的情况下，如果还有剩余的时间片，可以放弃这些时间去执行另外的同优先级任务（切记，是另外的同优先级任务）

/*
***********************************************************************************************************
* 当任务不再需要剩余时间片时放弃CPU使用权
*
* 功能说明: 当任务的时间片还没用完的时候，可以通过此函数放弃剩余时间片，也就是放弃CPU使用权。
* 形参: p_err 错误代码指针变量
* OS_ERR_NONE 函数调用成功
* OS_ERR_ROUND_ROBIN_1 此优先级下只有这一个任务，能够放弃CPU权
* OS_ERR_ROUND_ROBIN_DISABLED Round Robin调度没有使能
* OS_ERR_SCHED_LOCKED 调度器被锁
* OS_ERR_YIELD_ISR 不能在中断服务程序中调用此函数
* 返回值: 无
* 注意: 1) 此函数必须在任务中调用
***********************************************************************************************************
*/
#if OS_CFG_SCHED_ROUND_ROBIN_EN > 0u
void OSSchedRoundRobinYield (OS_ERR *p_err)
{
OS_RDY_LIST *p_rdy_list;
OS_TCB *p_tcb;
CPU_SR_ALLOC();
#ifdef OS_SAFETY_CRITICAL
if (p_err == (OS_ERR *)0) {
OS_SAFETY_CRITICAL_EXCEPTION();
return;
}
#endif
#if OS_CFG_CALLED_FROM_ISR_CHK_EN > 0u
if (OSIntNestingCtr > (OS_NESTING_CTR)0) { /* 不能在ISR中调用此函数 */
*p_err = OS_ERR_YIELD_ISR;
return;
}
#endif
if (OSSchedLockNestingCtr > (OS_NESTING_CTR)0) { /* 调度器被锁不能执行此函数 */
*p_err = OS_ERR_SCHED_LOCKED;
return;
}
if (OSSchedRoundRobinEn != DEF_TRUE) { /* 确认round-robin已经使能 */
*p_err = OS_ERR_ROUND_ROBIN_DISABLED;
return;
}
CPU_CRITICAL_ENTER();
p_rdy_list = &OSRdyList[OSPrioCur]; /* 此优先级下仅有这一个任务 */ （1）
if (p_rdy_list->NbrEntries < (OS_OBJ_QTY)2) {
CPU_CRITICAL_EXIT();
*p_err = OS_ERR_ROUND_ROBIN_1;
return;
}
OS_RdyListMoveHeadToTail(p_rdy_list); /* 移动当前任务的TCB到列表末 */ （2）
p_tcb = p_rdy_list->HeadPtr; /* 获取列表首端的TCB */
if (p_tcb->TimeQuanta == (OS_TICK)0) { /* 是0，使用默认的时间片数 */ （3）
p_tcb->TimeQuantaCtr = OSSchedRoundRobinDfltTimeQuanta;
} else {
p_tcb->TimeQuantaCtr = p_tcb->TimeQuanta; /* 加载新的时间片数 */
}
CPU_CRITICAL_EXIT();
OSSched(); /* 运行调度器 */ （4）
*p_err = OS_ERR_NONE;
}
#endif

复制代码

1. 获取此优先级的就绪链表。从而得到此优先级下任务的个数，如果同优先级下只有一个任务，将退出这个函数。

2. 移动同优先级就绪链表中任务的位置，从实现同优先级下任务的切换。

3. 参数p_tcb->TimeQuanta = 0的时候就会使用默认的时间片个数，如果非0，就会给这个任务的时间片计数器赋予相应的时间片个数。

4. 执行任务调度。

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baiyongbin2009 回答时间：2014-12-25 17:13:09

（续）11.11 Round-Robin调度

11.11.3 Round-Robin调度算法OS_SchedRoundRobin ()

当多个任务有相同的优先级时，μCOS-III允许任务在切换到另一个任务前运行特定的时间，也就是大家常说的时间片。这个过程就是Round-Robin调度或者时间片调度。如果任务不需要将所有的时间片用完，可以调用上面讲的函数OSSchedRoundRobinYield ()，放弃剩余时间片从而切换到同优先级的另一个任务。μCOS-III支持用户在系统运行过程中使能或者禁止时间片调度，同时也支持全局的时间片设置，也支持每个任务的单独设置。

为了更好的说明Round-Robin调度算法，下面举一个例子（截图来自官方书籍）：Task #1，Task #2，Task #3都运行在优先级 X，任务运行的时间片个数都是4。

1. 一开始是Task #3在运行，运行期间每个嘀嗒定时器中断都会让Task #3的时间片计数减一。

2. 第四次进入嘀嗒定时器中断后，Task #3的4个时间片已经用完。

3. 切换到同优先级就绪链表中下一个任务Task #1。

4. Task #1开始运行直到时间片用完。

5. 切换到Task #3运行。

6. Task #3运行一段时间后，调用函数OSSchedRoundRobinYield ()放弃剩余时间片。

7. 切换到Task #1运行。

8. 这里要特别注意：Task #1会运行4个时间片，图片上面画的不是很准确。

有了上面基础后，在解析一下相关函数。

/*
***********************************************************************************************************
* 运行ROUND-ROBIN 调度算法
*
* 函数说明: 此函数每个嘀嗒定时器中断被调用，通过此函数来计算同优先级中是否有任务要执行。
* 形参: p_rdy_list 就绪链表指针
* 返回值: 无
* 注意: 1) 内部函数调用，用户程序不能调用
***********************************************************************************************************
*/
#if OS_CFG_SCHED_ROUND_ROBIN_EN > 0u
void OS_SchedRoundRobin (OS_RDY_LIST *p_rdy_list)
{
OS_TCB *p_tcb;
CPU_SR_ALLOC();
if (OSSchedRoundRobinEn != DEF_TRUE) { /* 确认round-robin调度已经使能 */ （1）
return;
}
CPU_CRITICAL_ENTER();
p_tcb = p_rdy_list->HeadPtr;
if (p_tcb == (OS_TCB *)0) { （2）
CPU_CRITICAL_EXIT();
return;
}
if (p_tcb == &OSIdleTaskTCB) { （3）
CPU_CRITICAL_EXIT();
return;
}
if (p_tcb->TimeQuantaCtr > (OS_TICK)0) { /* 时间片计数减一 */ （4）
p_tcb->TimeQuantaCtr--;
}
if (p_tcb->TimeQuantaCtr > (OS_TICK)0) { /* 时间片还没有用完 */ （5）
CPU_CRITICAL_EXIT();
return;
}
if (p_rdy_list->NbrEntries < (OS_OBJ_QTY)2) { /* 是否只有一个同优先级任务 */ （6）
CPU_CRITICAL_EXIT(); /* 是的，退出 */
return;
}
if (OSSchedLockNestingCtr > (OS_NESTING_CTR)0) { /* 调度器被锁，不能执行round-robin */ （7）
CPU_CRITICAL_EXIT();
return;
}
OS_RdyListMoveHeadToTail(p_rdy_list); /* 将当前的OS_TCB移到就绪链表的末尾 */ （8）
p_tcb = p_rdy_list->HeadPtr; /* 获取修改后的就绪链表头部OS_TCB */
if (p_tcb->TimeQuanta == (OS_TICK)0) { /* 检测是否需要使用默认的时间片 */ （9）
p_tcb->TimeQuantaCtr = OSSchedRoundRobinDfltTimeQuanta;
} else {
p_tcb->TimeQuantaCtr = p_tcb->TimeQuanta; /* 加载新的时间片 */
}
CPU_CRITICAL_EXIT();
}
#endif

复制代码

1. 检测Round-Robin调度是否使能。

2. 确保此优先级下存在任务。

3. 这句话的意思是说：不允许用户将应用任务的优先级设置的和空闲任务优先级一样，也就是说空闲任务的优先级下不能有其它任务。

4. 时间片减一。

5. 任务的时间片还没有用完，退出继续执行。

6. 同优先级下必须有两个及其以上的任务才能继续往下执行。

7. 如果调度器被锁，不能执行Round-Robin调度。

8. 通过调整同优先级下的就绪链表获得下一个要执行的任务。

9. 判断使用全局的默认时间片个数还是使用单独设计的时间片个数。

11.11.4 函数使用举例

/*
*********************************************************************************************************
* 函数名: main
* 功能说明: 标准c程序入口。
* 形参：无
* 返回值: 无
*********************************************************************************************************
*/
int main(void)
{
OS_ERR err;
OSInit(&err);
/* 使能并设置全局时间片个数 */
OSSchedRoundRobinCfg(DEF_ENABLED,
8,
&err);
OSTaskCreate((OS_TCB *)&AppTaskStartTCB,
(CPU_CHAR *)"App Task Start",
(OS_TASK_PTR )AppTaskStart,
(void *)0,
(OS_PRIO )APP_CFG_TASK_START_PRIO,
(CPU_STK *)&AppTaskStartStk[0],
(CPU_STK_SIZE )APP_CFG_TASK_START_STK_SIZE / 10,
(CPU_STK_SIZE )APP_CFG_TASK_START_STK_SIZE,
(OS_MSG_QTY )0,
(OS_TICK )0,
(void *)0,
(OS_OPT )(OS_OPT_TASK_STK_CHK | OS_OPT_TASK_STK_CLR),
(OS_ERR *)&err);
OSStart(&err);
return (0);
}
/*
*********************************************************************************************************
* 函数名: AppTaskCom
* 功能说明: 此任务未使用
* 形参：p_arg 是在创建该任务时传递的形参
* 返回值: 无
*********************************************************************************************************
*/
static void AppTaskCOM(void *p_arg)
{
OS_ERR err;
(void)p_arg;
while(1)
{
……
OSSchedRoundRobinYield (&err);
……
}
}

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baiyongbin2009 回答时间：2014-12-25 17:14:11

11.12 总结

本期教程涉及到的内容较多，如果是初学的，一定要多花点时间消耗下，如果学习过程中遇到很多问题，不要担心，随着后面教程的进行会理解的更深刻。

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caiyuhui74748 回答时间：2015-8-6 16:21:23

辛苦。。。。。。。。。。。学习

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