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嵌入式实时操作系统内核主要工作就是对任务进行管理和调度，为我们提供丰富的、高度封装的多任务管理函数对任务进行管理。
比如任务的创建，挂起，删除和调度等。因此弄清μC/OS-III操作系统中，什么是任务，任务结构，任务管理方法，就显得尤为重要。 根据嵌入式系统任务的执行特点，任务通常是一个无限循环结构。因为应用中有很多需要重复的工作（例如，读取输入值、更新显示、控制操作等）。 此外，μC/OS-III系统最为重要的特性是一个多任务系统。但什么是多任务系统呢？ 简单说就是由一个处理器并发（注意不是同时）地运行多个程序的计算机管理系统。 那，什么又是并发呢？并发的意思是说，由同一个处理器轮换地运行多个程序。或者说是由多个程序轮班地占用处理器这个资源。且在占用这个资源期间，并不一定能够把程序运行完毕。 虽然uC/OS-III支持多任务且对任务数量没有限制， 但任务数仅取决于处理器内存的大小(RAM)。多任务调度是任务间占用CPU的过程 。 |
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μC/OS-III 的启动和初始化
①系统初始化，其实就是和使用外设一样，在启动μC/OS-III前，我们必须现在main函数里将μC/OS-III进行初始化。调用API函数CPU_Init()初始化μC/OS-III。 ②创建任务，随后我们都在main函数中创建一个开始任务用于创建其他的任务函数、事件或者信号等。创建任务是调用API函数OSTaskCreate()，将任务的信息填入其中即可。并将这一段创建任务的函数置于临界区中避免打断。 ③启动系统，我们自己创建完第一个任务后，便可以调用API函数OSStart();开启μC/OS-III。 在 uC/OS-III 中，可以创建无数多个任务，让这些任务并发运行，就好像有多个主函数在运行一样。 在 uC/OS-III 初始化的时候，至少会创建空闲任务 OS_IdleTask()和时基任务OS_TickTask() 这 两 个 任 务 ， 另 外 还 有 三 个 可 选 择 的 内 部 任 务 ， 软 件 定 时 器 任 务OS_TmrTaks() 、中断延迟提交任务 OS_IntQTask()和统计任务 OS_StatTask()。 |
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任务状态
uC/OS-III支持的是单核的CPU，不支持多核，这样在某一时刻只有一个任务会获得CPU的使用权进入运行态。其他任务就会进入其他状态，uC/OS-III中的任务有多个状态， 任务状态之间的具体切换情况如下图所示。 |
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任务控制块
任务控制块，本质上其实就是由一个struct结构体，用来保存任务的信息（知道这一点就可以了）。在使用API函数OSTaskCreate（）时，就会给创建的任务分配一个任务控制块。 |
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任务堆栈
堆栈是一个很重要的概念，堆栈的使用是在任务切换或者调用其他的函数的时候，保护现场和断点。方便在返回后继续执行（注意：uC/OS-III中在调用其他任务返回后会检验一次任务的最高优先级，优先执行优先级高的），因此每一个任务都有自己的堆栈。 CPU_STK在cpu.h中有定义，就是CPU_INT32，固一个CPU_STK变量为4字节。所以上述代码的堆栈大小为64*4=256字节。 良好的编程习惯是一般如上图所示用宏定义，方便后续的修改和移植。 我们调用API函数OSTaskCreate（）创建任务时，如上图红色字体所示可以把堆栈的信息传递给任务。 同时会初始化任务的堆栈，提前将CPU的寄存器保存在任务堆栈中，完成这些操作的是OSTaskInit()函数，用户不用调用这个函数，这个函数被OSTaskCreate（）函数在创建任务的时候电泳。 堆栈深度通常是堆栈大小的十分之一，主要是用来检测堆栈是否为空。 |
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任务就绪表
在μC/OS-III中，所有已经就绪等待运行的任务放置于任务就绪列表中。就绪表包括两部分：一个就绪优先级表OSPrioTbl[ ]，用于表明哪个优先级下有任务就绪；一个就绪任务列表OSRdyList[ ]，其中包含指向各个就绪任务的指针。 ①优先级位映射表 优先级位映射表的结构如下图所示，该表的位宽有CPU_DATA决定，可以是8位，16位或者32位。一般根据所使用的处理器来决定 os_prio.c文件包含了置位、清零和查找就绪优先级位映射表等相关操作的代码。这些函数是内部函数。下表列出了优先级操作函数。 当要查找包含就绪任务的最高优先级时，程序会逐项扫描就绪优先级位映射表，知道遇到第一个非零位为止。该操作通过调用OS_PrioGetHighest（）函数实现的。其代码如下： ②就绪任务列表 数组OSRdyList[ ]用来记录每一个优先级下的所有就绪的任务，如下图所示 可以看出就绪任务列表是一各包含OS_CFG_PRIO_MAX项的数(OSRdyList)，数组元素分别为Enteries,TailPtr,HeadPtr。 Enteries用于记录对应优先级下就绪任务的数量。如果对应的优先级下没有任务就绪，那么该值为0. TailPtr和HeadPtr用来创建一个双向链表。 就绪表的操作函数如下： 这些函数在文件os_core.c中，仅在μC/OS-III内部使用，用户程序不能调用这些行数。 |
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任务的调度和切换
uC/OS-III是一个可抢占的， 基于优先级的内核。“可剥夺型”(preemptive)意味着当一个事件发生，并且使得一个更高优先级的任务就绪时，μC/OS-III就会立即将CPU的控制权剥夺，转交给更高优先级的任务使用。 而任务调度和切换就是让就绪表中优先级最高的任务获得CPU的使用权，任务的调度是通过任务调度器（scheduler）来实现的，任务调度器又叫调度程序（dispatcher）。是μC/OS-III的一部分，负责确定下一个要执行的任务。 任务调度是通过这两个函数完成调度功能： OSSched()和OSIntExit()。 OSSched()在任务级被调用， OSIntExit()在中断级被调用。这两 个函数都在os_core.c中有定义。 以下是任务级调度伪代码 以下是中断级级调度伪代码 时间片轮转调度 当多个任务有相同的优先级时， uC/OS-III允许每个任务运行规定的时间片。 当任务没有用完分配给它的时间片时， 它可以自愿地放弃CPU。uC/OS-III允许任务在运行时开启或者关闭循环轮转调度。 下图是多个任务运行在同一优先级下的执行时间图。为了便于描述，时间片定位4个时钟节拍。 OS_SchedRoundRobin()的伪代码如下所示： |
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