入门 uCOS 操作系统的一点建议

原创： 鱼鹰Osprey  鱼鹰谈单片机 3月2日

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对于想入门操作系统的读者，我的建议是先学 uCOS II。原因有以下几点：

1、最为重要的原因是网上相关资源非常丰富，这对于初学者来说非常重要。

2、代码写的很经典，非常规范，能从中学到非常多知识，对于想 C 语言进阶的同学来说，是非常值得学习的一份代码。

3、听说代码优化级别高的情况下不会出现问题。

当然不建议商用，因为这涉及到版权问题。

操作系统涉及内容较多，有扎实基础的话，一个月时间足够掌握 u/COSII ，但是要熟练掌握的话需要不少项目经验积累。建议学习操作系统时学习u/COS II 作为入门操作系统，当完全能驾驭 u/COS II 时，其他操作系统学习起来应该就简单了。

学习 u/COS II 操作系统时不建议马上看源码，不然很打击学习兴趣的。而是阅读操作系统运用方面的相关文章，对操作系统有一个大概认识，不建议钻研细节问题，比如它是如何关中断的，是怎么进行任务切换的，又是怎么进行系统延时的。这些细节问题是后期学习的事情，前期就是把握整体流程，知道有这么回事就可以了，我们需要建立一个整体学习框架，里面的细节填充实现就靠后期完成。（推荐《周慈航-基于嵌入式实时操作系统的程序设计技术》）

当有一定概念之后，就可以开始阅读代码了，从系统初始化、新建任务、系统开始三个函数开始入手。这里面又会涉及大量的指针、结构体，其中又会涉及单向链表、双向链表知识。这些知识慢慢掌握就可以。u/COS II 部分对涉及到的难点知识基本做了解释，比如就绪表、任务控制块、时间控制块等知识做了比较透彻的解释，需要掌握每一个知识点。在这个阶段主要是学习C 源代码，汇编代码部分建议跳过，不去看具体实现（在这个阶段你应该有疑惑，为什么一条简单的C 代码需要先关中断再开中断这么麻烦）。（推荐阅读本篇和系统源码，钟常慰翻译的中文源码）

当把 C 源代码了解完成后，应该除了汇编部分，大体的实现细节应该掌握了，这时就可以看汇编知识了。这个就需要对我们的单片机熟悉了。在这里的移植对象是 STM32，或者说 Cortex-M3，所以需要对 Cortex-M3 熟悉，首先需要了解的就是任务切换的实现，然后就是栈、寄存器、指令等等的了解。这里的学习也是需要对整个 CM3 内核有一个清晰的认识，之后就是对着汇编源码将操作系统涉及的汇编知识掌握。（推荐《Cortex-M3 权威指南》）

最后，C 和汇编代码的大多数细节问题解决了之后，就需要好好重新开始学习操作系统的代码，不管是汇编还是C 都带着之前遗留的问题开始整体学习，重新梳理一遍之前所学知识。此时需要注意里面的一些书写习惯，知道为什么一条简单C 语言代码，还需要先关中断再开中断的原因。还有就是开始看一些没有涉及到的函数，比如信号量、队列这些机制的实现。在这一阶段完成后 u/COS II 里面的所有细节问题和代码应该都能解决了。（推荐《嵌入式实时操作系统uCOS-II》和源码）

学习过程中可以直接在线调试，也可以直接进行仿真调试，KEIL 软件还是很强大的，掌握这个软件的调试方法可以让你的学习之旅更畅通，磨刀不误砍柴工，别怕浪费时间。

操作系统最重要的功能就是任务切换，任务切换最关键的就是切换时的数据保护了。只要在 CPU 回到中断时的下一条指令开始执行时，所有的数据恢复到中断前的状态，那么不管他运行到哪个函数，最终还是能按照之前的状态继续下去。任务根本不知道曾经被中断过。