嵌入式操作系统内核调度：底层开发者手册

　　《嵌入式操作系统内核调度：底层开发者手册》从程序员的角度设计、编写嵌入式操作系统，实现了内核调度功能。作者按照介绍原理、设计编码、举例验证的顺序逐一介绍各功能的编写方法，为读者理解和应用嵌入式操作系统提供了一种全新的思路。本手册共分7章，第1章概述操作系统的基本概念；第2章介绍编写操作系统任务调度程序所需具备的基本知识；第3章讲解如何编写非抢占式嵌入式操作系统Wanlix；第4章和第5章讲解编写实时抢占式嵌入式操作系统Mindows的方法；第6章讲解在4种操作系统下分别编写相同结构的任务调度程序；第7章简述进程机制，并使用线程模拟多进程。本手册可供从事嵌入式开发工作的程序员、高等院校本科生及研究生参考，适合具有一定C语言基础的读者阅读。

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第1章 操作系统基础知识1 1.1 为什么要使用操作系统1 1.2 操作系统的嵌入性和实时性5 1.3 操作系统功能介绍7 第2章 编写操作系统前的预备知识9 2.1 Cortex-M3内核的基本结构9 2.2 Thumb-2汇编语言简介13 2.3 函数间调用标准22 2.4 开发环境介绍30 第3章 编写Wanlix操作系统33 3.1 Wanlix的文件组织结构33 3.2 两个固定任务间的切换36 3.2.1 原理介绍37 3.2.2 程序设计及编码实现39 3.2.3 功能验证48 3.3 多个任务间的切换51 3.3.1 原理介绍51 3.3.2 程序设计及编码实现51 3.3.3 功能验证55 3.4 用户程序入口——根任务58 3.4.1 原理介绍58 3.4.2 程序设计及编码实现59 3.4.3 功能验证60 3.5 增加任务入口参数61 3.5.1 原理介绍61 3.5.2 程序设计及编码实现62 3.5.3 功能验证65 3.6 发布Wanlix操作系统68 3.7 编写交通路口红绿灯控制系统70 3.7.1 功能介绍70 3.7.2 程序设计及编码实现72 3.7.3 功能演示74 第4章 编写Mindows操作系统76 4.1 Mindows的文件组织结构76 4.2 定时器触发的实时抢占调度78 4.2.1 原理介绍78 4.2.2 程序设计及编码实现81 4.2.3 功能验证135 4.3 实时事件触发的实时抢占调度139 4.3.1 原理介绍139 4.3.2 程序设计及编码实现140 4.3.3 功能验证165 4.4 任务切换钩子函数169 4.4.1 原理介绍169 4.4.2 程序设计及编码实现170 4.4.3 功能验证174 4.5 任务创建和任务删除钩子函数178 4.5.1 原理介绍179 4.5.2 程序设计及编码实现179 4.5.3 功能验证186 4.6 任务自结束189 4.6.1 原理介绍189 4.6.2 程序设计及编码实现189 4.6.3 功能验证190 4.7 从堆申请任务栈192 4.7.1 原理介绍192 4.7.2 程序设计及编码实现193 4.7.3 功能验证198 4.8 二进制信号量199 4.8.1 原理介绍200 4.8.2 程序设计及编码实现201 4.8.3 功能验证221 4.9 计数信号量229 4.9.1 原理介绍229 4.9.2 程序设计及编码实现230 4.9.3 功能验证238 4.10 互斥信号量240 4.10.1 原理介绍240 4.10.2 程序设计及编码实现242 4.10.3 功能验证251 4.11 队列254 4.11.1 原理介绍254 4.11.2 程序设计及编码实现254 4.11.3 功能验证258 4.12 在Mindows上编写俄罗斯方块游戏262 4.12.1 功能介绍262 4.12.2 程序设计及编码实现263 4.12.3 功能演示266 第5章 Mindows可裁剪的功能268 5.1 任务优先级继承268 5.1.1 原理介绍268 5.1.2 程序设计及编码实现270 5.1.3 功能验证275 5.2 同等优先级任务轮转调度278 5.2.1 原理介绍279 5.2.2 程序设计及编码实现279 5.2.3 功能验证283 5.3 记录任务切换信息286 5.3.1 原理介绍287 5.3.2 程序设计及编码实现287 5.3.3 功能验证294 5.4 任务栈统计308 5.4.1 原理介绍308 5.4.2 程序设计及编码实现309 5.4.3 功能验证311 5.5 CPU占有率316 5.5.1 原理介绍316 5.5.2 程序设计及编码实现317 5.5.3 功能验证322 5.6 发布Mindows操作系统326 5.7 编写基于Mindows的嵌入式软件平台327 5.7.1 嵌入式软件系统结构327 5.7.2 结构设计330 5.7.3 应用实例372 第6章 使用不同操作系统编写多任务程序396 6.1 程序结构介绍396 6.2 使用Mindows操作系统编写程序397 6.3 使用μCos操作系统编写程序403 6.4 使用Windows操作系统编写程序406 6.5 使用Linux操作系统编写程序418 第7章 浅析进程420 7.1 单进程工作原理420 7.2 使用单进程模拟多进程422 7.3 多进程工作原理436 附录 AWanlix操作系统接口函数439 A.1 接口函数列表439 A.2 接口函数说明439 附录 BMindows操作系统接口函数441 B.1 接口函数列表441 B.2 接口函数说明442 参考文献456