对于ucos实时操作系统，邵贝贝的那本书已经写得很详细了，我因为之前不深的研究过ucos，所以在这里做一个笔记，写一些个人对该操作系统的理解，仅仅是个人理解，如果有人看到这边随笔有不对的地方，望给我指正。同时，锻炼一下自己组织语言的能力，有时候知道那么个意思，却总也说不出口。
ucos内种中有几个人变量比较重要，被贯穿在ucos内核的设计中。这几个变量中有在PCB中的局部变量，也有在整个系统内核设计中的全局变量。下面将分别介绍一下这几个变量。
首先，从OS_PCB中的局部变量讲起，如果去掉OS_TASK_CREATE_EXT_EN，OS_EVENT_EN等一些可选项的参数，ucos的OS_TCB结构体中主要的变量主要是这几个（简化OS_PCB结构体如下）：
typedef struct os_pcb{
OS_STK *OSTCBStkPtr; /* Pointer to current top of stack */
struct os_tcb *OSTCBNext; /* Pointer to next TCB in the TCB list */
struct os_tcb *OSTCBPrev; /* Pointer to previous TCB in the TCB list */
INT32U OSTCBDly; /* Nbr ticks to delay task or, timeout waiting for event */
INT8U OSTCBStat; /* Task status */
INT8U OSTCBStatPend; /* Task PEND status */
INT8U OSTCBPrio; /* Task priority (0 == highest) */
INT8U OSTCBX; /* Bit position in group corresponding to task priority */
INT8U OSTCBY; /* Index into ready table corresponding to task priority */
OS_PRIO OSTCBBitX; /* Bit mask to access bit position in ready table */
OS_PRIO OSTCBBitY; /* Bit mask to access bit position in ready group */
}OS_TCB;
从简化的的OS_PCB结构可看出其结构非常简单，主要包括以上几个部分：栈指针，当前任务所处TCB list的位置，描述任务delay的tick时间，任务状态，任务优先级以及计算当前任务position的四个变量。前面几个变量看一下注释应该可以很容易理解，最后四个变量需要稍作介绍，这也是整个内核结构中比较重要的部分。
接下来介绍一下几个关联比较密切的局部和全局变量，局部变量包括OS_PCB中的OSTCBX, OSTCBY, OSTCBBitX, OSTCBBitY,全局变量包括OSUnMapTbl, OSPrioHighRdy, OSRdyGrp, OSRdyTbl。
在OSTaskCreate的OS_TCBInit函数中有如下一段代码，可以从中看到创建任务的优先级和OS_PCB中四个局部变量的关系。操作系统根据任务优先级把任务分为不同的group，OSTCBY变量中存放的就是group的信息，每个group中有多少个任务则放在OSTCBX中。需要说明的是在ucos的内核设计过程中，通过宏定义将操作系统的可以创建的任务个数（OS_LOWEST_PRIO）分为64和256。在OS_LOWEST_PRIO是64的时候，会将任务分为8个group，每个group中最多会有8个任务，在如下代码中优先级<=63时，prio的最大值是63所以prio最大有6位，可以看到group和每个group任务的个数；在OS_LOWEST_PRIO是256的时候，会将任务分为16个group，每个group最多有16个任务。
通过全局变量OSRdyGrp来记录有属于哪个group的任务处于ready状态等待执行，为了降低操作系统内存的使用，通过Bit位代表每一个group并存储在OSRdyGrp中。OSRdyTbl则是代表属于哪个group中有多少个任务处于ready状态。为了更好的计算，每个操作系统在创建之初会提前计算好自己Bit位值，如下程序中OSTCBBITY和OSTCBBitX（OS_PRIO是根据OS_LOWEST_PRIO来计算定义的）。
#if OS_LOWEST_PRIO <= 63u /* Pre-compute X, Y */
ptcb->OSTCBY = (INT8U)(prio >> 3u);
ptcb->OSTCBX = (INT8U)(prio & 0x07u);
#else /* Pre-compute X, Y */
ptcb->OSTCBY = (INT8U)((INT8U)(prio >> 4u) & 0xFFu);
ptcb->OSTCBX = (INT8U) (prio & 0x0Fu);
#endif
/* Pre-compute BitX and BitY */
ptcb->OSTCBBitY = (OS_PRIO)(1uL << ptcb->OSTCBY);
ptcb->OSTCBBitX = (OS_PRIO)(1uL << ptcb->OSTCBX);
上面介绍的几个全局变量中还有两个OSUnMapTbl, OSPrioHighRdy。OSUnMapTbl是一个匹配数组，数组中存放的是每个index值化成2进制，数值是1的bit位的位置是多少。当输入任务处于ready状态的group值时，可以得到那个group值最小；同理，当输入每个group中任务table时，可以得到这个group中优先级数据最小的任务，当然优先级数值越小代表优先级越高，从而通过取到的值经过计算得到优先级的数值。下面代码很好的诠释了OSPrioHighRdy这个是如何计算的。对于当OS_LOWEST_PRIO是256时，计算会复杂一些，当任务group或者table在8-16这个范围，会通过移位计算，因为OSUnMapTbl是按照8位一组设计的数组。
static void OS_SchedNew (void)
{
#if OS_LOWEST_PRIO <= 63 /* See if we support up to 64 tasks */
INT8U y; y = OSUnMapTbl[OSRdyGrp];
OSPrioHighRdy = (INT8U)((y << ) + OSUnMapTbl[OSRdyTbl[y]]);
#else /* We support up to 256 tasks */
INT8U y;
INT16U *ptbl; if ((OSRdyGrp & 0xFF) != ) {
y = OSUnMapTbl[OSRdyGrp & 0xFF];
} else {
y = OSUnMapTbl[(OSRdyGrp >> ) & 0xFF] + ;
}
ptbl = &OSRdyTbl[y];
if ((*ptbl & 0xFF) != ) {
OSPrioHighRdy = (INT8U)((y << ) + OSUnMapTbl[(*ptbl & 0xFF)]);
} else {
OSPrioHighRdy = (INT8U)((y << ) + OSUnMapTbl[(*ptbl >> ) & 0xFF] + );
}
#endif
}
其次，介绍一下内核中几个比较重要的全局变量，如下所示：
OS_EXT OS_TCB *OSTCBCur; /* Pointer to currently running TCB */
OS_EXT OS_TCB *OSTCBFreeList; /* Pointer to list of free TCBs */
OS_EXT OS_TCB *OSTCBHighRdy; /* Pointer to highest priority TCB R-to-R */
OS_EXT OS_TCB *OSTCBList; /* Pointer to doubly linked list of TCBs */
OS_EXT OS_TCB *OSTCBPrioTbl[OS_LOWEST_PRIO + ];/* Table of pointers to created TCBs */
OS_EXT OS_TCB OSTCBTbl[OS_MAX_TASKS + OS_N_SYS_TASKS]; /* Table of TCBs
1. OSTCBCur是一个OS_TCB类型的指针，指向当前正在运行的任务的TCB的地址；
2. OSTCBFreeList是一个指向没有使用的TCB列表的地址的指针；
3. OSTCBHighRdy指向当前处于当前处于ready状态的最高优先级的任务TCB地址的指针；
4. OSTCBList指向TCB列表的地址的指针；
5. OSTCBPrioTbl中存储的是对应优先级创建任务的TCB的地址，对于每一个优先级来说，当值是(OS_TCB *)1时，表示当前优先级reservd,当值时(OS_TCB *)0时，表示当前优先级可用；
6. OSTCBTbl是提前为每个优先级分配的TCB Table的内存。
再次，讲一下任务的创建，将通过简化代码，讲一下代码设计内容，此内容为个人理解，语言有可能"个人味"比较重，可以看一下邵老师对这块的分析。简化代码如下：
INT8U OSTaskCreate (void (*task)(void *p_arg),
void *p_arg,
OS_STK *ptos,
INT8U prio)
{
OS_STK *psp;
INT8U err;
OS_ENTER_CRITICAL();
if (OSIntNesting > 0u) { /* Make sure we don't create the task from within an ISR */
OS_EXIT_CRITICAL();
return (OS_ERR_TASK_CREATE_ISR);
}
if (OSTCBPrioTbl[prio] == (OS_TCB *)) { /* Make sure task doesn't already exist at this priority */
OSTCBPrioTbl[prio] = OS_TCB_RESERVED;/* Reserve the priority to prevent others from doing ... */
/* ... the same thing until task is created. */
OS_EXIT_CRITICAL();
psp = OSTaskStkInit(task, p_arg, ptos, 0u); /* Initialize the task's stack */
err = OS_TCBInit(prio, psp, (OS_STK *), 0u, 0u, (void *), 0u);
if (err == OS_ERR_NONE) {
if (OSRunning == OS_TRUE) { /* Find highest priority task if multitasking has started */
OS_Sched();
}
} else {
OS_ENTER_CRITICAL();
OSTCBPrioTbl[prio] = (OS_TCB *);/* Make this priority available to others */
OS_EXIT_CRITICAL();
}
return (err);
}
OS_EXIT_CRITICAL();
return (OS_ERR_PRIO_EXIST);
}
上面已经说过，OS_ENTER_CRITICAL()和OS_EXIT_CRITICAL()是成对存在的。任务创建时，会判断当前是否在中断中创建任务，如果是则会开中断，返回一个错误；然后判断当前优先级TCB是否被占用（if (OSTCBPrioTbl[prio] == (OS_TCB *)0) ），如果被占用，则开中断，返回优先级存在错误码；如果没有被占用，则设置当前任务的TCB table为reserved状态，说明当前任务优先级不能再被分配给其他任务，然后开中断；之后，会设置当前任务的堆栈地址和大小，用于切换任务时状态的保存和恢复；然后是对分配得到的TCB进行初始化，对TCB进行初始配置，简化参数主要包括上面提到OS_TCB中的参数配置，在对TCB初始化时，返回OS_ERR_NONE时，说明创建任务成功，这时候会重新进行最高优先级的选择，任务调度OS_Send（任务调度其实就是选择最高优先级的任务，然后将堆栈指针中的数据替换掉然后保存原来的CPU寄存器的过程），如果创建TCB初始化错误即任务创建错误，则会将分配的TCB释放掉，函数返回err。当前函数的临界区开关中断函数成对出现，当进入到子函数时，其实也是成对出现，关系比较清楚。
任务创建相对简单，将代码中一些可选的功能去掉后，代码就变得很简单清楚，需要什么功能，添加什么功能分析，会比较调条理，如果整体的去分析解读会显得比较乱，不利于梳理。
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