任何一個(gè)操作系統(tǒng)都會(huì)提供大量的API供程序員使用，μC/OS-Ⅱ也不例外。由于μC/OS-Ⅱ面向的是嵌入式開(kāi)發(fā)，并不要求大而全，所以內(nèi)核提供的API也就大多和多任務(wù)息息相關(guān)。本文通過(guò)分析μC/OS-Ⅱ中提供的API來(lái)引出μC/OS-Ⅱ中API的設(shè)計(jì)思路和實(shí)現(xiàn)機(jī)制。

API全稱ApplicaTION Programming Interface，中文是應(yīng)用程序編程接口的意思。API是操作系統(tǒng)提供給用戶的一組函數(shù)，供用戶在編寫(xiě)應(yīng)用程序時(shí)調(diào)用，可以完成應(yīng)用程序?qū)Σ僮飨到y(tǒng)的各種調(diào)用，包括進(jìn)程調(diào)度、存儲(chǔ)管理、圖形設(shè)備接口及文件管理等。μC/OS-Ⅱ作為一個(gè)嵌入式操作系統(tǒng)，相對(duì)于其他操作系統(tǒng)，有很多自己的特色，在設(shè)計(jì)思路和實(shí)現(xiàn)機(jī)制上都和一般操作系統(tǒng)有很大的不同。

1. 簡(jiǎn)介

任何一個(gè)操作系統(tǒng)都會(huì)提供大量的API供程序員使用，μC/OS-Ⅱ也不例外。由于μC/OS-Ⅱ面向的是嵌入式開(kāi)發(fā)，并不要求大而全，所以內(nèi)核提供的API也就大多和多任務(wù)息息相關(guān)。μC/OS-Ⅱ的API主要分以下幾類：(1)任務(wù)類、(2)消息類、(3)同步類、(4)時(shí)間類、(5)臨界區(qū)與事件類等。下面分別從這幾類API分析各自的設(shè)計(jì)思路和實(shí)現(xiàn)機(jī)制。

2. 任務(wù)類API的設(shè)計(jì)思路和實(shí)現(xiàn)機(jī)制

μC/OS-Ⅱ可以管理多達(dá)64個(gè)任務(wù)，并從中保留了四個(gè)最高優(yōu)先級(jí)和四個(gè)最低優(yōu)先級(jí)的任務(wù)供自己使用，所以用戶可以使用的只有56個(gè)任務(wù)。任務(wù)類API包括如何在用戶的應(yīng)用程序中建立任務(wù)、刪除任務(wù)、改變?nèi)蝿?wù)的優(yōu)先級(jí)、掛起和恢復(fù)任務(wù)，以及獲得有關(guān)任務(wù)的信息等。

2.1 建立任務(wù)API

想讓μC/OS-Ⅱ管理用戶的任務(wù)，用戶必須要先建立任務(wù)。用戶可以通過(guò)傳遞任務(wù)地址和其它參數(shù)到以下兩個(gè)函數(shù)之一來(lái)建立任務(wù)：OSTaskCreate() 或 OSTaskCreateExt()。

OSTaskCreate()與μC/OS是向下兼容的，OSTaskCreateExt()是OSTaskCreate()的擴(kuò)展版本，提供了一些附加的功能。用兩個(gè)函數(shù)中的任何一個(gè)都可以建立任務(wù)。任務(wù)可以在多任務(wù)調(diào)度開(kāi)始前建立，也可以在其它任務(wù)的執(zhí)行過(guò)程中被建立。在開(kāi)始多任務(wù)調(diào)度(即調(diào)用OSStart())前，用戶必須建立至少一個(gè)任務(wù)。任務(wù)不能由中斷服務(wù)程序(ISR)來(lái)建立。

OSTaskCreate()的函數(shù)定義如下。從中可以知道，OSTaskCreate()需要四個(gè)參數(shù)：task是任務(wù)代碼的指針，pdata是當(dāng)任務(wù)開(kāi)始執(zhí)行時(shí)傳遞給任務(wù)的參數(shù)的指針，ptos是分配給任務(wù)的堆棧的棧頂指針，prio是分配給任務(wù)的優(yōu)先級(jí)。

INT8U OSTaskCreate (void (*task)(void *pd), void *pdata, OS_STK *ptos, INT8U prio)

用OSTaskCreateExt()函數(shù)來(lái)建立任務(wù)會(huì)更加靈活，但會(huì)增加一些額外的開(kāi)銷。

OSTaskCreateExt()需要九個(gè)參數(shù)!前四個(gè)參數(shù)(task,pdata,ptos和prio)與OSTaskCreate()的四個(gè)參數(shù)完全相同，連先后順序都一樣。這樣做的目的是為了使用戶能夠更容易地將用戶的程序從OSTaskCreate()移植到OSTaskCreateExt()上去。函數(shù)的定義如下：

INT8U OSTaskCreateExt (void (*task)(void *pd),

void *pdata,

OS_STK *ptos,

INT8U prio,

INT16U id,

OS_STK *pbos,

INT32U stk_size,

void *pext,

INT16U opt)

2.2 刪除任務(wù)API

有時(shí)候刪除任務(wù)是很有必要的。刪除任務(wù),是說(shuō)任務(wù)將返回并處于休眠狀態(tài)，并不是說(shuō)任務(wù)的代碼被刪除了，只是任務(wù)的代碼不再被μC/OS-Ⅱ調(diào)用。通過(guò)調(diào)用OSTaskDel()就可以完成刪除任務(wù)的功能。OSTaskDel()一開(kāi)始應(yīng)確保用戶所要?jiǎng)h除的任務(wù)并非是空閑任務(wù)，因?yàn)閯h除空閑任務(wù)是不允許的。不過(guò)，用戶可以刪除statistic任務(wù)。接著，OSTaskDel()還應(yīng)確保用戶不是在ISR例程中去試圖刪除一個(gè)任務(wù)，因?yàn)檫@也是不被允許的。調(diào)用此函數(shù)的任務(wù)可以通過(guò)指定OS_PRIO_SELF參數(shù)來(lái)刪除自己。接下來(lái)OSTaskDel()會(huì)保證被刪除的任務(wù)是確實(shí)存在的。該函數(shù)的入口參數(shù)很簡(jiǎn)單，只需要知道要?jiǎng)h除任務(wù)的優(yōu)先級(jí)即可。

INT8U OSTaskDel (INT8U prio)

2.3 改變?nèi)蝿?wù)優(yōu)先級(jí)API

在用戶建立任務(wù)的時(shí)候會(huì)分配給任務(wù)一個(gè)優(yōu)先級(jí)。在程序運(yùn)行期間，用戶可以通過(guò)調(diào)用OSTaskChangePrio()來(lái)改變?nèi)蝿?wù)的優(yōu)先級(jí)。換句話說(shuō)，就是μC/OS-Ⅱ允許用戶動(dòng)態(tài)的改變?nèi)蝿?wù)的優(yōu)先級(jí)。函數(shù)定義如下：

INT8U OSTaskChangePrio (INT8U oldprio, INT8U newprio)

用戶不能改變空閑任務(wù)的優(yōu)先級(jí)，但用戶可以改變調(diào)用本函數(shù)的任務(wù)或者其它任務(wù)的優(yōu)先級(jí)。為了改變調(diào)用本函數(shù)的任務(wù)的優(yōu)先級(jí)，用戶可以指定該任務(wù)當(dāng)前的優(yōu)先級(jí)或OS_PRIO_SELF，OSTaskChangePrio()會(huì)決定該任務(wù)的優(yōu)先級(jí)。用戶還必須指定任務(wù)的新(即想要的)優(yōu)先級(jí)。因?yàn)?mu;C/OS-Ⅱ不允許多個(gè)任務(wù)具有相同的優(yōu)先級(jí)，所以O(shè)STaskChangePrio()需要檢驗(yàn)新優(yōu)先級(jí)是否是合法的(即不存在具有新優(yōu)先級(jí)的任務(wù))。如果新優(yōu)先級(jí)是合法的，μC/OS-Ⅱ通過(guò)將某些東西儲(chǔ)存到OSTCBPrioTbl[newprio]中保留這個(gè)優(yōu)先級(jí)。如此就使得OSTaskChangePrio()可以重新允許中斷，因?yàn)榇藭r(shí)其它任務(wù)已經(jīng)不可能建立擁有該優(yōu)先級(jí)的任務(wù)，也不能通過(guò)指定相同的新優(yōu)先級(jí)來(lái)調(diào)用OSTaskChangePrio()。接下來(lái)OSTaskChangePrio()可以預(yù)先計(jì)算新優(yōu)先級(jí)任務(wù)的OS_TCB中的某些值。而這些值用來(lái)將任務(wù)放入就緒表或從該表中移除。

2.4 掛起任務(wù)和恢復(fù)任務(wù)API

有時(shí)候?qū)⑷蝿?wù)掛起是很有用的。掛起任務(wù)可通過(guò)調(diào)用OSTaskSuspend()函數(shù)來(lái)完成。被掛起的任務(wù)只能通過(guò)調(diào)用OSTaskResume()函數(shù)來(lái)恢復(fù)。任務(wù)掛起是一個(gè)附加功能。也就是說(shuō)，如果任務(wù)在被掛起的同時(shí)也在等待延時(shí)的期滿，那么，掛起操作需要被取消，而任務(wù)繼續(xù)等待延時(shí)期滿，并轉(zhuǎn)入就緒狀態(tài)。任務(wù)可以掛起自己或者其它任務(wù)。

OSTaskSuspend()函數(shù)的函數(shù)定義如下：

INT8U OSTaskSuspend (INT8U prio)

恢復(fù)任務(wù)OSTaskResume()函數(shù)定義為：

INT8U OSTaskResume (INT8U prio)

被掛起的任務(wù)只有通過(guò)調(diào)用OSTaskResume()才能恢復(fù)。因?yàn)镺STaskSuspend()不能掛起空閑任務(wù)，所以必須得確認(rèn)用戶的應(yīng)用程序不是在恢復(fù)空閑任務(wù)。注意，這個(gè)測(cè)試也可以確保用戶不是在恢復(fù)優(yōu)先級(jí)為OS_PRIO_SELF的任務(wù)(OS_PRIO_SELF被定義為0xFF，它總是比OS_LOWEST_PRIO大)。

2.5 獲得任務(wù)信息API

用戶的應(yīng)用程序可以通過(guò)調(diào)用OSTaskQuery()來(lái)獲得自身或其它應(yīng)用任務(wù)的信息。實(shí)際上，OSTaskQuery()獲得的是對(duì)應(yīng)任務(wù)的OS_TCB中內(nèi)容的拷貝。用戶能訪問(wèn)的OS_TCB的數(shù)據(jù)域的多少?zèng)Q定于用戶的應(yīng)用程序的配置(參看OS_CFG.H)。由于μC/OS-Ⅱ是可裁剪的，它只包括那些用戶的應(yīng)用程序所要求的屬性和功能。