（学习日记）2024.05.11：UCOSIII第六十五节：常用的控制宏介绍 第一部分

之前的章节都是针对某个或某些知识点进行的专项讲解，重点在功能和代码解释。

回到最初开始学μC/OS-III系统时，当时就定下了一个目标，不仅要读懂，还要读透，改造成更适合中国宝宝体质的使用方式。在学完野火的教程后，经过几经思考，最后决定自己锦上添花，再续上几章。

这几章想达成目的如下：

• 能够快速的上手
• 能够控制系统的功能
• 明白移植的过程
• 能够根据需要的功能来裁剪源码

  从第六十一章开始的章节都是熟读源码后，根据笔者的整理方法，按照某种逻辑从系统源码中抽出来的专项解释。

  笔者整理方法如下

  1. 各文件夹功能介绍（每个文件夹放什么文件，哪些是移植的，哪些不需要改，哪些需要修改）
  2. 各文件功能概览（每个文件都明白有哪些东西，是系统的哪一部分）
  3. 各文件函数概览（每个文件的有什么函数，函数的作用是什么，形参是什么）
  4. 移植的本质与移植的顺序（哪些文件需要了解，哪些文件是移植的时候需要更换的）
  5. 添加与裁剪源码（添功能与删功能怎么上手）
  6. 常用的结构体列表
  7. 常用宏介绍（如何用宏来控制整个系统，启用或关闭某个功能）
  8. main函数常用的结构顺序
  9. 创建任务的流程
  10. 任务在几种队列的变化

  每个整理方法会用一章或多章的篇幅来解释。

  点击此处进入μC/OS-iii章节总目录

  2024.05.11：UCOSIII第六十五节：常用的控制宏介绍 第一部分

  • 六十九、UCOSIII：常用的控制宏介绍 第一部分
  • • app_cfg.h文件
    • • 任务堆栈大小
      • 任务优先级大小
      • 最大信号量数目
      • 消息队列的最大消息数量
      • 每个消息的最大大小（字节）
      • 代码实例
      • 应用实例
      • cpu_cfg.h文件
      • • CPU 名称配置
        • CPU 时间戳配置
        • CPU 中断禁用时间测量配置
        • CPU计数前导零配置
        • 代码实例
        • 应用实例

          六十九、UCOSIII：常用的控制宏介绍 第一部分

          app_cfg.h文件

          在本文件中定义的宏如下：

          任务堆栈大小

          任务优先级大小

          最大信号量数目

          消息队列的最大消息数量

          每个消息的最大大小（字节）

          代码实例

          本文件代码实例如下：

          #ifndef APP_CFG_H
          #define APP_CFG_H
          /****************************** 任务配置 *************************************/
          #define APP_TASK_START_PRIO       3    // 应用程序启动任务的优先级
          #define APP_TASK_START_STK_SIZE   256  // 应用程序启动任务的堆栈大小
          #define TASK1_PRIO                6    // 任务1的优先级
          #define TASK1_STK_SIZE            128  // 任务1的堆栈大小
          #define TASK2_PRIO                7    // 任务2的优先级
          #define TASK2_STK_SIZE            128  // 任务2的堆栈大小
          /****************************** 信号量配置 ***********************************/
          #define MAX_SEM                   5    // 最大信号量数目
          /****************************** 消息队列配置 **********************************/
          #define MAX_QUEUE_ENTRIES         10   // 消息队列的最大消息数量
          #define MAX_MSG_SIZE              32   // 每个消息的最大大小（字节）
          #endif /* APP_CFG_H */
          

          应用实例

          使用app_cfg.h中定义的配置参数在应用程序中创建任务、初始化信号量和消息队列：

          #include "os.h"
          #include "app_cfg.h"
          // 任务函数原型
          void Task1(void *p_arg);
          void Task2(void *p_arg);
          // 信号量
          OS_SEM sem1;
          // 消息队列
          OS_Q queue1;
          int main(void) {
              OS_ERR err;
              // 初始化操作系统
              OSInit(&err);
              // 创建任务
              OSTaskCreate((OS_TCB *)&Task1TCB,
                           (CPU_CHAR *)"Task 1",
                           Task1,
                           0,
                           TASK1_PRIO,
                           &Task1Stk[0],
                           TASK1_STK_SIZE / 10,
                           TASK1_STK_SIZE,
                           0,
                           0,
                           0,
                           (OS_OPT_TASK_STK_CHK | OS_OPT_TASK_STK_CLR),
                           &err);
              OSTaskCreate((OS_TCB *)&Task2TCB,
                           (CPU_CHAR *)"Task 2",
                           Task2,
                           0,
                           TASK2_PRIO,
                           &Task2Stk[0],
                           TASK2_STK_SIZE / 10,
                           TASK2_STK_SIZE,
                           0,
                           0,
                           0,
                           (OS_OPT_TASK_STK_CHK | OS_OPT_TASK_STK_CLR),
                           &err);
              // 创建信号量
              OSSemCreate(&sem1, (CPU_CHAR *)"Semaphore 1", 0, &err);
              // 创建消息队列
              OSQCreate(&queue1, (CPU_CHAR *)"Queue 1", MAX_QUEUE_ENTRIES, &err);
              // 启动操作系统
              OSStart(&err);
              return 0;
          }
          // 任务函数
          void Task1(void *p_arg) {
              OS_ERR err;
              while (1) {
                  // 任务1的代码
                  // 例如：等待信号量
                  OSSemPend(&sem1, 0, OS_OPT_PEND_BLOCKING, NULL, &err);
                  // 执行其他操作
              }
          }
          void Task2(void *p_arg) {
              OS_ERR err;
              while (1) {
                  // 任务2的代码
                  // 例如：向消息队列发送消息
                  CPU_INT08U msg = 10;
                  OSQPost(&queue1, &msg, sizeof(msg), OS_OPT_POST_FIFO, &err);
                  // 执行其他操作
              }
          }
          

          cpu_cfg.h文件

          cpu_cfg.h文件通常包含一些针对特定处理器和编译器的配置选项和宏定义。

          这些配置选项可以根据你的硬件平台和应用程序需求进行自定义。一般情况下，cpu_cfg.h 文件可能包含以下内容：

          CPU 名称配置

          CPU 时间戳配置

          CPU 中断禁用时间测量配置

          CPU计数前导零配置

          代码实例

          /*
          *********************************************************************************************************
          *                                       CPU 名称配置
          *
          * 注意事项：(1) 配置 CPU_CFG_NAME_EN 以启用/禁用 CPU 主机名特性：
          *
          *               (a) CPU 主机名存储
          *               (b) CPU 主机名 API 函数
          *
          *           (2) 使用所需的 ASCII 字符串大小配置 CPU_CFG_NAME_SIZE，包括终止的 NULL 字符。
          *
          *               参见 'cpu_core.h  全局变量  注意事项 #1'。
          *********************************************************************************************************
          */
          //CPU 名称配置：
          //CPU_CFG_NAME_EN: 用于启用或禁用 CPU 主机名特性。
          //CPU_CFG_NAME_SIZE: 配置 CPU 主机名的 ASCII 字符串大小，包括终止的 NULL 字符。
                           /* 配置 CPU 主机名特性（参见注意事项 #1）： */
          #define  CPU_CFG_NAME_EN                        DEF_ENABLED
                           /*   DEF_DISABLED  CPU 主机名已禁用               */
                           /*   DEF_ENABLED   CPU 主机名已启用               */
                           /* 配置 CPU 主机名 ASCII 字符串大小 ...     */
          #define  CPU_CFG_NAME_SIZE                                16u   /* ...（参见注意事项 #2）。                     */
          /*$PAGE*/
          /*
          *********************************************************************************************************
          *                                     CPU 时间戳配置
          *
          * 注意事项：(1) 配置 CPU_CFG_TS_xx_EN 以启用/禁用 CPU 时间戳功能：
          *
          *               (a) CPU_CFG_TS_32_EN   启用/禁用 32 位 CPU 时间戳功能
          *               (b) CPU_CFG_TS_64_EN   启用/禁用 64 位 CPU 时间戳功能
          *
          *           (2) (a) 使用 CPU_CFG_TS_TMR_SIZE 配置 CPU 时间戳定时器的字大小：
          *
          *                       CPU_WORD_SIZE_08         8 位字大小
          *                       CPU_WORD_SIZE_16        16 位字大小
          *                       CPU_WORD_SIZE_32        32 位字大小
          *                       CPU_WORD_SIZE_64        64 位字大小
          *
          *               (b) 如果 CPU 时间戳定时器的大小不是 8 位八位组的二进制倍数（例如 20 位或偶数 24 位），
          *                   则应配置为下一个较低的二进制倍数的八位组大小（例如 16 位）。
          *                   然而，CPU 时间戳定时器的最小支持字大小为 8 位。
          *
          *                   参见 'cpu_core.h  函数原型  CPU_TS_TmrRd()  注意事项 #2a'。
          *********************************************************************************************************
          */
          //CPU 时间戳配置：
          //CPU_CFG_TS_32_EN 和 CPU_CFG_TS_64_EN: 启用或禁用 32 位和 64 位 CPU 时间戳功能。
          //CPU_CFG_TS_TMR_SIZE: 配置 CPU 时间戳定时器的字大小。可以是 8 位、16 位、32 位或 64 位。
                           /* 配置 CPU 时间戳功能（参见注意事项 #1）：     */
          #define  CPU_CFG_TS_32_EN                       DEF_ENABLED          // Modified by fire （原是 DEF_DISABLED）
          #define  CPU_CFG_TS_64_EN                       DEF_DISABLED
                           /*   DEF_DISABLED  CPU 时间戳已禁用             */
                           /*   DEF_ENABLED   CPU 时间戳已启用             */
                           /* 配置 CPU 时间戳定时器字大小 ...          */
                           /* ...（参见注意事项 #2）：                     */
          #define  CPU_CFG_TS_TMR_SIZE                    CPU_WORD_SIZE_32
          /*
          *********************************************************************************************************
          *                        CPU 中断禁用时间测量配置
          *
          * 注意事项：(1) (a) 配置 CPU_CFG_INT_DIS_MEAS_EN 以启用/禁用测量 CPU 中断禁用时间：
          *
          *                   (a)  已启用，       如果在 'cpu_cfg.h' 中 CPU_CFG_INT_DIS_MEAS_EN      #define'd
          *
          *                   (b)  已禁用，       如果在 'cpu_cfg.h' 中 CPU_CFG_INT_DIS_MEAS_EN  未 #define'd
          *
          *                   参见 'cpu_core.h  函数原型  注意事项 #1'
          *                          & 'cpu_core.h  CPU 包含文件    注意事项 #3'。
          *
          *               (b) 使用 CPU_CFG_INT_DIS_MEAS_OVRHD_NBR 配置要测量和平均中断禁用时间测量开销的次数。
          *
          *                   建议仅进行一次测量，即使对于启用指令高速缓存的 CPU，临界区也不会在指令缓存循环中调用。
          *                   因此，对于大多数非缓存中断禁用时间测量，单次非缓存/非平均时间测量是更现实的开销。
          *
          *                   参见 'cpu_core.c  CPU_IntDisMeasInit()  注意事项 #3a'。
          *********************************************************************************************************
          */
          //CPU 中断禁用时间测量配置：
          //CPU_CFG_INT_DIS_MEAS_EN: 启用或禁用测量 CPU 中断禁用时间的功能。
          //CPU_CFG_INT_DIS_MEAS_OVRHD_NBR: 配置测量中断禁用时间开销的次数。建议仅测量一次开销。
          #if 1          // Modified by fire （原是 0）                    /* 配置 CPU 中断禁用时间 ...                     */
          #define  CPU_CFG_INT_DIS_MEAS_EN                                /* ... 测量功能（参见注意事项 #1a）。             */
          #endif
                           /* 配置中断禁用开销测量的次数 ...                  */
          #define  CPU_CFG_INT_DIS_MEAS_OVRHD_NBR                    1u   /* ... 时间测量（参见注意事项 #1b）。             */
          /*$PAGE*/
          /*
          *********************************************************************************************************
          *                                CPU计数前导零配置
          *
          * 注意事项：(1) 配置 CPU_CFG_LEAD_ZEROS_ASM_PRESENT 以在以下位置原型/定义计数前导零位数功能：
          *
          *               (a) 'cpu.h'/'cpu_a.asm'，       如果在 'cpu.h'/'cpu_cfg.h' 中 CPU_CFG_LEAD_ZEROS_ASM_PRESENT      #define'd，则启用汇编版本的功能
          *
          *               (b) 'cpu_core.h'/'cpu_core.c'，如果在 'cpu.h'/'cpu_cfg.h' 中 CPU_CFG_LEAD_ZEROS_ASM_PRESENT  未 #define'd，则启用 C 源码版本的功能
          *********************************************************************************************************
          */
          //CPU 前导零计数配置：
          //CPU_CFG_LEAD_ZEROS_ASM_PRESENT: 启用汇编版本或 C 源码版本的计数前导零位数函数。
          #if 1            /* 配置 CPU 计数前导零位数 ...                  */
          #define  CPU_CFG_LEAD_ZEROS_ASM_PRESENT                         /* ... 汇编版本（参见注意事项 #1）。             */
          #endif
          

          应用实例

          好的，下面是一个简单的示例，展示了如何在代码中使用上述 cpu_cfg.h 中定义的一些宏：

          #include 
          #include 
          #define TASK_PRIO_HIGH    10
          #define TASK_PRIO_MEDIUM  15
          #define TASK_PRIO_LOW     20
          #define TASK_STACK_SIZE   256
          // 定义任务堆栈
          static CPU_STK task_stk_high[TASK_STACK_SIZE];
          static CPU_STK task_stk_medium[TASK_STACK_SIZE];
          static CPU_STK task_stk_low[TASK_STACK_SIZE];
          // 任务函数
          void TaskHighPrio(void *p_arg);
          void TaskMediumPrio(void *p_arg);
          void TaskLowPrio(void *p_arg);
          int main(void) {
              OS_ERR os_err;
              // 初始化uC/OS-III内核
              OSInit(&os_err);
              // 创建任务
              OSTaskCreate(&TaskHighPrio,
                           (void *)0,
                           &task_stk_high[TASK_STACK_SIZE - 1],
                           TASK_PRIO_HIGH);
              OSTaskCreate(&TaskMediumPrio,
                           (void *)0,
                           &task_stk_medium[TASK_STACK_SIZE - 1],
                           TASK_PRIO_MEDIUM);
              OSTaskCreate(&TaskLowPrio,
                           (void *)0,
                           &task_stk_low[TASK_STACK_SIZE - 1],
                           TASK_PRIO_LOW);
              // 启动uC/OS-III内核
              OSStart(&os_err);
              return 0;
          }
          // 高优先级任务函数
          void TaskHighPrio(void *p_arg) {
              while (1) {
                  // 高优先级任务逻辑
                  OSTimeDlyHMSM(0, 0, 0, 500, OS_OPT_TIME_HMSM_STRICT, NULL);
              }
          }
          // 中优先级任务函数
          void TaskMediumPrio(void *p_arg) {
              while (1) {
                  // 中优先级任务逻辑
                  OSTimeDlyHMSM(0, 0, 1, 0, OS_OPT_TIME_HMSM_STRICT, NULL);
              }
          }
          // 低优先级任务函数
          void TaskLowPrio(void *p_arg) {
              while (1) {
                  // 低优先级任务逻辑
                  OSTimeDlyHMSM(0, 0, 2, 0, OS_OPT_TIME_HMSM_STRICT, NULL);
              }
          }
          

          在这个示例中，我们使用了 cpu_cfg.h 中定义的宏来设置任务的优先级和堆栈大小。同时，任务函数中的 OSTimeDlyHMSM 函数用于模拟任务执行的延迟。这里只是一个简单的示例，实际的应用中，你需要根据具体的需求来编写任务函数和任务创建的逻辑。