1.1 如何學習本書
本書與市面上的任何一本 uC/OS-III 相關的書都不一樣，它們要么是翻譯官方的參考手冊，要么是講如何使用 uC/OS-III，要么是講 uC/OS-III 的源碼，而本書是教你怎么從 0 開始把 uC/OS-III 寫出來，既講了源碼實現，也講了 API 如何使用。當你拿到本書開始學習的時候你一定會驚訝，原來 RTOS 的學習并沒有那么復雜，反而是那么的有趣，原來自己也可以寫 OS，成就感立馬爆棚。
全書內容循序漸進，不斷迭代，前一章都是后一章的基礎，必須從頭開始閱讀，不能進行跳躍式的閱讀。在學習的時候務必做到兩點：一是不能一味地看書，要把代碼和書本結合起來學習，一邊看書，一邊調試代碼。看書倒是很簡單，那如何調試代碼？即單步執行每一條程序，看看程序的執行流程和執行的效果與自己大腦所想是不是一樣；二是在每學完一章之后，必須將配套的例程重寫一遍（切記不要復制，哪怕是一個分號，但可以抄），做到舉一反三，確保真正理解。在自己寫的時候肯定會錯漏百出，這個時候要珍惜這些錯誤，好好調試，這是你提高編程能力的最好的機會。記住，程序不是寫出來的，而是調試出來的。
1.2 本書的參考資料
1、 uC/OS-III 官方源代碼
2、 uCOS-III 中文翻譯 （電子版）
3、 嵌入式操作系統 uCOS-II(第二版) （電子版）
4、 嵌入式實時操作系統μCOS-II 原理及應用 任哲編著 （電子版）
5、 CM3 權威指南 CnR2 （電子版）
6、 STM32F10xxx Cortex-M3 programming manual （電子版）
1.3 本書的編寫風格
本書以 uC/OS-III 官方源碼為藍本，抽絲剝繭，不斷迭代，教你怎么從 0 開始把uC/OS-III 寫出來。書中涉及到的數據類型，變量名稱、函數名稱，文件名稱，文件存放的位置都完全按照 uC/OS-III 官方的方式來實現，當你學完這本書之后可以無縫地切換到原版的 uC/OS-III 的使用。要注意的是，在實現的過程中，某些函數我會去掉一些形參和一些冗余的代碼，只保留核心的功能，但這并不會影響我們學習。
第2章 如何學習 RTOS
2.1 為什么要學習 RTOS
當我們進入嵌入式這個領域的時候，往往首先接觸的都是單片機編程，單片機編程又首選 51 單片機來入門。這里面說的單片機編程通常都是指裸機編程，即不加入任何 RTOS（Real Time Operation System 實時操作系統）的程序。常用的 RTOS 有國外的 FreeRTOS、ucOS、RTX 和國內的 Huawei LiteOS、和 RT-Thread 等，其中尤以開源且免費的 FreeRTOS的市場占有率最高，歷史悠久的 ucos 屈居第二。
在裸機系統中，所有的程序基本都是自己寫的，所有的操作都是在一個無限的大循環里面實現。現實生活中的很多中小型的電子產品用的都是裸機系統，而且也能夠滿足需求。但是為什么還要學習 RTOS 編程，偏偏還要整個操作系統進來。一是項目需要，隨著產品要實現的功能越來越多，單純的裸機系統已經不能夠完美地解決問題，反而會使編程變得更加復雜，如果想降低編程的難度，我們可以考慮引入 RTOS 實現多任務管理，這是使用RTOS 的最大優勢。二是學習的需要，必須學習更高級的東西，實現更好的職業規劃，為將來走向人生巔峰迎娶白富美做準備，而不是一味的在裸機編程上面死磕。作為一個合格的嵌入式軟件工程師，學習是永遠不能停止的事，時刻都在為將來準備。書到用時方恨少，我希望機會來臨時你不要有這種感覺。
為了幫大家理清 RTOS 編程的套路，下面我們簡單的分析下這兩種編程方式的區別，這個區別我稱它為學習 RTOS 的命門，只要打通這個任督二脈，以后的 RTOS 學習可以說是易如反掌。在講解這兩種編程方法的區別的時候，我們主要講方法論，不會涉及到具體的代碼編程，主要還是通過偽代碼來講解。
2.2 如何學習 RTOS
裸機編程和 RTOS 編程的風格有些不一樣，而且有很多人說 RTOS 的學習很難，這就導致學習的人一聽到 RTOS 編程就在心理面忌憚三分，結果就是出師未捷身先死。那么到底如何學習一個 RTOS？最簡單的就是在別人移植好的系統之上，看看 RTOS里面的 API 使用說明，然后調用這些 API 實現自己想要的功能即可。完全，不用關心底層的移植，這是最簡單快速的入門方法。這種方法各有利弊，如果是做產品，好處是可以快速的實現功能，將產品推向市場，贏得先機，弊端是當程序出現問題的時候，因對這個RTOS 不夠了解，會導致調試困難，焦頭爛額，一籌莫展。如果是學習，那么只會簡單的調用 API，那是不可取的，我們應該深入的學習其中一款 RTOS。目前市場上現有的 RTOS，它們的內核實現方式都差不多，我們只需要深入學習其中一款就行。萬變不離其宗，以后換到其它型號的 RTOS，使用起來，那自然是得心應手。那如何深入的學習一款 RTOS？這里有一個最有效也是最難的方法，就是閱讀 RTOS 的源碼，深究內核和每個組建的實現方式，這個過程枯燥且痛苦。但為了能夠學到 RTOS 的精華，你不入地獄誰入地獄？
市面上雖然有一些講解相關 RTOS 源碼的書，如果你基礎不夠，且先前沒有使用過該款 RTOS，那么源碼看起來還是會非常枯燥，且并不能從全局掌握整個 RTOS 的構成和實現。
現在，我們采用一種全新的方法來教大家學習一款 RTOS，即不是單純的講里面的API 如何使用，也不是單純的拿里面的源碼一句句來講解。而是，從 0 開始，層層疊加，不斷地完善，教大家怎么把一個 RTOS 寫 0 到 1 寫出來，讓你在每一個階段都能享受到成功的喜悅。在這個 RTOS 實現的過程中，只需要你具備 C 語言的基礎就行，然后就是跟著我們這個教程篤定前行，最后定有所成。
這個用來教學的 RTOS，我們不會完全自己寫一個，不會再重復的造輪子，而是選取年齡最大（26 歲）、商業化最成功、安全驗證最多的 uC/OS-III 為藍本，將其抽絲剝繭，層層疊加，從 0 到 1 寫出來。在實現的過程中，數據類型、變量名、函數名稱、文件類型等都完全按照 uC/OS-III 里面的寫法，不會自己再重新命名。這樣學完我們這個課程之后，就可以無縫地過度到 uC/OS-III 的使用。
2.3 如何選擇 RTOS
選擇一個 RTOS 要看下你是學習還是做產品，如果是學習則選擇一個年齡最大，商業化最成功，安全驗證最多的來學習，而且是深入學習。那么符合前面這幾個標準的只有ucos，所以，學一個 RTOS，首選 ucos，而且 ucos 的資料是最多的。當然，選擇其他的RTOS 來學習也是可以的。學完之后就是要用了，如果是產品中使用 ucos 就要面臨授權的問題，就是要給版權費。一聽到要給錢，大家肯定是不樂意了，所以開源免費的FreeRTOS 就受到各個半導體廠商和開發者的青睞。目前，FreeRTOS 是市場占有率最高的RTOS，非常適合用來做產品。另外，國內的 RT-Thread 也在迅速的崛起，同樣是開源免費。
第3章 新建工程—軟件仿真
在開始寫 RTOS 之前，我們先新建一個工程，Device 選擇 Cortex-M3 內核的處理器，調試方式選擇軟件仿真，到最后寫完整個 RTOS 之后，我們再把 RTOS 移植到野火 STM32開發板上，到了最后的移植其實已經非常簡單，只需要換一下啟動文件和添加 bsp 驅動就行。
3.1 新建本地工程文件夾
在開始新建工程之前，我們先在本地電腦端新建一個文件夾用于存放工程。文件夾名字我們取為 RTOS，然后再在該文件夾下面新建各個文件夾和文件，有關這些文件夾的包含關系和作用具體見表格 3-1。
表格 3-1 工程文件夾根目錄下的文件夾的作用
3.2 使用 KEIL 新建工程
開發環境我們使用 KEIL5，版本為 5.15，高于或者低于 5.15 都行，只要是版本 5 就行。
3.2.1 New Progect
首先打開 KEIL5 軟件，新建一個工程，工程文件放在目錄 Project\RVMDK（uv5）下面，名稱命名為 YH-uCOS-III，其中 YH 是野火拼音首字母的縮寫，當然你也可以換成其它名稱，但是必須是英文，不能是中文，切記。
3.2.2 Select Device For Target
當命名好工程名稱，點擊確定之后會彈出 Select Device for Target 的選項框，讓我們選擇處理器，這里我們選擇 ARMCM3，具體見圖 3-1。
其實這兩個文件剛開始都是存放在 KEIL 的安裝目錄下，當我們配置 Manage Run-Time Environment 選項框之后，軟件就會把選中好的文件從 KEIL 的安裝目錄拷貝到我們的工程目錄：Project\RTE\Device\ARMCM3 下面。其中 startup_ARMCM3.s 是匯編編寫的啟動文件，system_ARMCM3.c 是 C 語言編寫的跟時鐘相關的文件。更加具體的可直接閱讀這兩個文件的源碼。只要是 Cortex-M3 內核的單片機，這兩個文件都適用。
3.3 在 KEIL 工程里面新建文件組
在工程里面添加 User、uC/OS-III Source、uC/OS-III Ports、uC/CPU、uC/LIB 和 Doc 這幾個文件組，用于管理文件，具體見圖 3-4。
對于新手，這里有個問題就是如何添加文件組？具體的方法為鼠標右鍵 Target1，在彈出的選項里面選擇 Add Group…即可，具體見圖 3-5，需要多少個組就鼠標右擊多少次Target1。
3.4 在 KEIL 工程里面添加文件
在工程里面添加好組之后，我們需要把本地工程里面新建好的文件添加到工程里面。
具體為把 readme.txt 文件添加到 Doc 組，app.c 添加到 User 組，至于 OS 相關的文件我們還沒有編寫，那么 OS 相關的組就暫時為空，具體見圖 3-6。
對于新手，這里有個問題就是如何將本地工程里面的文件添加到工程組里里面？具體的方法為鼠標左鍵雙擊相應的組，在彈出的文件選擇框中找到要添加的文件，默認的文件類型是 C 文件，如果要添加的是文本或者匯編文件，那么此時將看不到，這個時候就需要把文件類型選擇為 All Files，最后點擊 Add 按鈕即可，具體見圖 3-7。
3.4.1 編寫 main 函數
一個工程如果沒有 main 函數是編譯不成功的，會出錯。因為系統在開始執行的時候先執行啟動文件里面的復位程序，復位程序里面會調用 C 庫函數__main，__main 的作用是初始化好系統變量，如全局變量，只讀的，可讀可寫的等等。__main 最后會調用__rtentry，再由__rtentry 調用 main 函數，從而由匯編跳入到 C 的世界，這里面的 main 函數就需要我們手動編寫，如果沒有編寫 main 函數，就會出現 main 函數沒有定義的錯誤，具體見圖 3-8。
main 函數我們寫在 app.c 文件里面，因為是剛剛新建工程，所以 main 函數暫時為空，
具體見代碼清單 3-1。
代碼清單 3-1main 函數
- int main(void)
- {
- for (;;) {
- /* 啥事不干 */
- }
- }
…………
一共16章節
…………
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[野火]《從0到1教你寫uCOS-III》.pdf
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2018-8-8 22:10 上傳
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