RTX_Config.c 宏定义详解

左手的ㄟ右手 2022-08-26 15:19 171阅读 0赞

设置RTX内核  
RTX内核可以轻松地适应设计者创建的每一个运用程序。这个部分介绍如何为运用程序配置  
RTX内核，包括：   
„RTX基础配置   
„RTX高级配置   
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RTX基础配置  
在使用RTX的嵌入式应用程序中，必须对RTX内核进行基础配置。在文件夹  
\\Keil\\ARM\\Startup 中可以找到 RTX\_Config.c ，它包含了所有的配置设置，并且  
可随着不同的ARM设备而不同。在RTX\_Config.c 中的配置选项可以：  
„指定当前运行任务的数目；   
„指定使用用户自定堆栈任务的数目；   
„指定为每个任务分配堆栈的大小；   
„开启或是禁止堆栈校核；   
„指定CPU定时器作为系统定时器；   
„为选中的定时器指定输入的时钟频率；；    
„指定定时器节拍间隔；   
„开启或是禁止轮转任务调度；   
„为轮转任务调度指定时间片；   
„定义空闲任务操作；   
„指定用户定时器的数目；   
„为用户定时器回调函数指定代码；   
在RL-RTX库中没有默认的配置，因此，必须为每一个工程添加 RTX\_Config.c配置文  
件。  
为了适应RTX内核的特性，必须修改RTX\_Config.c 中的配置。  
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任务  
下面 \#define说明RTX内核任务是如何设置的：  
„OS\_TASKCNT 标识同时处于活跃状态任务的最大数目，这包括了除了停止外的所有  
状态（运行，等待或是就绪）。   
RTX内核利用该信息来为任务控制的变量预留存储池。在确保创建和运行的任务数不会  
超过 OS\_TASKCNT 的前提下，数目可以高于或是低于运用程序中定义的任务数目  
（一个任务可在多个多个实例中运行）。  
\#define OS\_TASKCNT 6   
„OS\_PRIVCNT 标识带有用户提供栈的任务数目。   
默认情况下，RTX内核给每个任务分配一个固定大小的堆栈。然而，任务对堆栈  
的需求是非常广泛的。例如，如果一个任务的局部变量包含大块的缓冲区，队列或是复  
杂的结构，那么任务就需要更多的堆栈。如果有像这样的任务，需要的比分配的更多堆  
栈，就有可能造成越界写入到相邻的任务了。这是因为任务的固定大小堆栈是公共系统  
堆的一部分，而且是相互比邻的。这样就导致RTX内核的故障，并且很可能导致系统瘫  
痪。显而易见的解决办法是增加固定的堆栈大小。然而，这样就给其他每一个任务都增  
加了的大小，也许有些并不需要。为了避免这样的资源浪费，一个好的解决办法是，给  
需要额外多堆栈的任务分配一个单独的用户设定堆栈。  
在这种情况下，用户设定就意味着任务创建时，用户自己设定任务需要的堆栈存  
储空间，而不是由内核自动分配。RTX内核采用 OS\_PRIVCNT 使存储空间的利用最  
优化。内核不会保留堆栈空间给用户设定堆栈大小的任务。  
\#define OS\_PRIVCNT 0   
注意  
„加上 OS\_TASKCNT 用户任务,系统创建了两个系统任务 os\_clock\_demon 和   
os\_idle\_demon. 这两个任务经常是RTX内核所必需的。当前运行的任务总数是  
OS\_TASKCNT+2(用户任务的数量加上两个系统任务).。   
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堆栈大小  
一个特殊任务的堆栈用法依赖于局部自动变量数量和子程序的数量。中断函数不使用  
中断任务的堆栈。  
„OS\_STKSIZE 标识分配给每个任务的RAM数量。堆栈大小用U32（无符号整型）定  
义。同时，系统转换定义的大小，并以字节为单位显示。以下的堆栈大小定义为400字  
节。   
\#define OS\_STKSIZE 100   
在所有的上下任务的转换中，RTX内核在堆栈中存储所有的ARM寄存器。所有任务内  
容的保存需要64K的堆栈空间。   
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堆栈检查  
由于很多嵌套子程序的调用或是大量的自动变量的广泛使用，有可能导致堆栈资源耗  
尽。  
如果堆栈检查激活，内核可以发现堆栈耗尽问题并且运行os\_stk\_overflow() 堆栈  
出错函数。运用程序将会在堆栈出错函数内挂起一个无止境的循环。变量 task\_id 将会保  
存出现堆栈问题的任务ID。可以通过活动任务调试对话框来查询任务名字。  
解决这个问题的办法是通过在 配置文件中为所有的任务增加堆栈大小。如果只有一个  
任务需要大堆栈并且RAM有限，可以通过 创建带有用户设定堆栈空间的任务。  
„OS\_STKCHECK 激活堆栈检查算法，1表示激活，0表示禁止，默认是激活。  
\#define OS\_STKCHECK 1   
„激活堆栈检查会轻微地降低内核的性能，因为当每进行任务切换时，内核需要运行额外  
的代码进行堆栈检查。   
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硬件时钟  
以下的 \#defines 说明RTX内核的硬件时钟是如何被设置的：  
„S\_TIMER 指定芯片时钟作为实时系统的基本时钟。其发送了一个周期的中断来唤醒  
时间纪录系统任务。用户可以选择使用哪个计时器来实现这个目的，0表示计时器0，  
而1则表示选择计时器1。  
\#define OS\_TIMER 1   
„OS\_CLOCK 为选中的时钟指定输入时钟频率。值的计算是： f(xtal) / VPBDIV.在  
CPU时钟为60 MHz 并且 VPBDIV = 4 时是 15 MHz。  
\#define OS\_CLOCK 15000000   
„OS\_TICK 指定时钟脉冲间隔，单位是µsec。建议值是1000 到 100000。产生的间  
隔为1 ms 到 100 ms，默认的设置为10ms。.   
\#define OS\_CLOCK 10000   
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多任务轮转  
以下的 \#define 指定RTX内核的 多任务轮转如何被设置：  
„OS\_ROBIN 激活多任务轮转，1表示运行，0表示禁止，默认是激活。  
\#define OS\_ROBIN 1   
„OS\_ROBINTOUT 标识轮转时间片。这是分配给当前运行任务的时间片。当时间片  
用完，当前运行任务被中止，下一个就绪任务被重新开始。OS\_ROBINTOUT  被用  
来表示系统的节拍数。.   
\#define OS\_ROBINTOUT 5

空闲任务  
当没有任务就绪，RTX内核执行 idle task 。空闲任务是一个简单的循环，不执行  
任何操作，只等待时钟中断来选择就绪的任务。  
„os\_idle\_demon() 标识IDLE 指令是否在空闲任务中运行，默认设置是OFF，禁止  
CPU进入空闲任务。可以在这儿添加代码，当没有任务就绪时就可以执行这段代码。   
以下是包含在库中的os\_idle\_demon() 默认函数代码的一个示例：  
/\*--------------------------- os\_idle\_demon ------------------------void os\_idle\_demon (void) \_\_task \{   
/\* The idle demon is a system task. It is running when no other t  
/\* ready to run (idle situation). It must not terminate. Therefor  
/\* should contain at least an endless loop.   
for (;;) \{   
/\* HERE: include here optional user code to be executed when no t  
\}   
\} /\* end of os\_idle\_demon \*/   
注意  
„如果使用ULINK进行调试，就不能使用IDLE模式。在一些ARM设备中，空闲模式可以  
阻塞JTAG接口。   
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用户定时器  
在运行时间时，可以创建或是结束 用户定时器，但必须指定运行的用户定时器的最  
大值以及os\_tmr\_call() 函数的代码。  
„OS\_TIMERCNT创建用户定时器时将指定定时数目。如果用户定时器没有被采用，  
设置其值为0。这个消息被RTX内核用来为时钟控制块保留存储空间。  
\#define OS\_TIMERCNT 5   
„当用户定时器终止时，回调函数os\_tmr\_call()被调用，其作为一个空函数由   
RTX\_Config.c 配置文件提供，使用时必须依据需要进行修改。   
当定时器被创建时，info 作为参数传递给 os\_tmr\_create()函数。  
/\*--------------------------- os\_tmr\_call ----------------------void os\_tmr\_call (U16 info) \{   
/\* This function is called when the user timer has expired.   
/\* Parameter "info" is the parameter defined when the timer w  
/\* HERE: include here optional user code to be executed on ti  
info = info;   
\} /\* end of os\_tmr\_call \*/

硬件资源需求   
为了运行运行RTX内核，需要从ARM设备中获取以下硬件资源：  
„外围时钟 产生周期脉冲，最好是使用具有自动重载功能的外围时钟。RTX也提供具  
有手动重载时钟（计数）的计时器。然而，在长时间的运行中，这将导致隐忧和错误。  
RTX需要一个向上计时时钟. 如果使用时向下计时的时钟，必须进行转换。   
„时钟中断  中断一个任务的运行并启动系统任务调 os\_clock\_demon()。   
„强制中断  当 isr\_ 函数运行时，强制一个时钟中断。如果 isr\_ 函数被调用，当调用  
中断结束后，内核立即强制产生一个时钟中断。强制时钟中断激活任务调度。此时一个  
任务可能已经就绪，如果其比当前运行的任务有较高的优先级，则抢占就会产生。   
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配置宏  
所有硬件相关的配置选项都被用配置宏来描述。其中，一些仅被用于简化代码( 如：  
OS\_TID\_和OS\_TIM\_)。这些宏并不都在所有的配置文件中使用。使用配置宏可以轻松  
地定制ARM设备提供的不同外围设备定时器的配置文件。  
以下的配置宏包括：(以Philips LPC21xx设备定时器0为例)   
„OS\_TRV: 该宏定义了外围计时器的重装值。外围计时器计算出一个重装值，当达到  
0时，就产生一个中断。重装值被用于计算一个要求的间隔长度（比如10ms）。  
\#define OS\_TRV ((U32)(((double)OS\_CLOCK\*(double)OS\_TICK)/1E  
„OS\_TVAL：该宏被用于为一个 count-up计时器读取当前的计时器值。RTX内核用  
其来确定一个中断是否是周期计时中断，还是软件强制中断。.   
\#define OS\_TVAL T0TC /\* Timer Value \*/   
对于一个减法数计时器，用户必须转换其返回值。以下是一个16位减法数计时器的例  
子：:   
\#define OS\_TVAL (0xFFFF - T0VAL) /\* Timer Value \*/   
„OS\_TOVF ：定于一个计时器溢出标志。RTX内核将其同OS\_TVAL宏一起使用，用  
来区别周期计时中断和强制计时中断。  
\#define OS\_TOVF (T0IR & 1) /\* Overflow Flag \*/   
„OS\_TREL() ：当计时器溢出的 时候，该宏定义一个代码系列来重装周期计时器。而  
当一个周期计时器有自动重装功能的时候，该宏不起作用。  
\#define OS\_TREL() ; /\* Timer Reload \*/   
„OS\_TFIRQ() ：定义一个代码系列来执行强制计时中断。如果周期计时器不允许手  
动设置溢出标志时，则必须是个软件触发中断。如果可以进行手动设置，该宏必须设定  
一个外围计时器溢出标志，用来产生计时中断。   
\#define OS\_TFIRQ() VICSoftInt |= OS\_TIM\_; /\* Force Interrupt  
„OS\_TIACK() ：应答来自计时中断函数产生的中断，释放计时器中断逻辑。.   
\#define OS\_TIACK() T0IR = 1; /\* Interrupt Ack \*/ \\  
VICSoftIntClr = OS\_TIM\_; \\  
VICVectAddr = 0;   
„OS\_TINIT() ：该宏用于初始化外围计时器/计数器，设置计时模式并设定计时器重  
装功能。时钟中断也可被外设时钟中断激活。代码在 os\_sys\_init() 函数中执行。   
\#define OS\_TINIT() T0MR0 = OS\_TRV; /\* Initialization \*/ \\  
T0MCR = 3; \\  
T0TCR = 1; \\  
VICDefVectAddr = (U32)os\_def\_interrupt; \\  
VICVectAddr15 = (U32)os\_clock\_interrupt; \\  
VICVectCntl15 = 0x20 | OS\_TID\_;   
„OS\_LOCK() ：该宏禁止计时中断，被用于避免中断系统任务调度，包括周期计时中  
断和强制中断都被屏蔽。代码在 tsk\_lock() 函数中执行。  
\#define OS\_LOCK() VICIntEnClr = OS\_TIM\_; /\* Task Lock \*/   
„OS\_UNLOCK() ：该宏允许计时中断，包括周期计时中断和强制中断。代码在   
tsk\_unlock() 函数中执行。   
\#define OS\_UNLOCK() VICIntEnable |= OS\_TIM\_; /\* Task Unlock \*/