μC/OS-III 大作业

目标

实现一个自己的操作系统，能够运行在 Cortex M4 架构的处理器上。

要求

代码规范请严格参照《软件设计规范（C语言）.V1.0.0》，请在附件里查阅。所有的 API 函数名字统一格式OSxxx，内部函数不做要求。

基础部分：

1、具有内存管理组件。

2、具有任务管理组件。

3、具有信号量组件。

4、具有消息队列组件。

5、具有互斥量组件。

6、具有事件标志组。

发挥部分，不做具体要求：

1、能够统计任务栈区使用量、总的 CPU 利用率和单个任务 CPU 利用率。

2、支持协程。

3、集成一个 DOS 或 Shell 终端交互组件。

4、集成 GUI 组件。

5、集成文件系统组件。

6、集成以太网组件。

7、集成 HC-05 或其它蓝牙模块驱动。

8、集成 ESP8266 或其它 Wi-Fi 模块驱动

9、其它物联网相关的组件。

配置要求

要求系统中要有一个配置文件，用于使能、禁用各种组件。使能时统一使用 “#define XXX 1”，禁用时统一使用 “#define XXX 0”。预编译命令统一使用 “#if (0 != XXX)”，不得使用 “#ifndef XXX” 语句。

内存管理组件要求

内存管理组件是系统中的核心组件，要求能支持申请和释放动态内存，申请动态内存时要求能申请一段连续的、长度不一的动态内存，而不是只能申请单个内存块。多次申请和释放后不得出现内存碎片。因为申请和释放内存时动态内存的长度不定，消耗时长不可预计，所以不要求能在中断里动态的申请和释放动态内存。

选做：

1、能支持多个内存区，例如内部 SRAM 一个内存区，外部 SRAM/SDRAM 为另一个内存区。

2、具有快速内存拷贝。

3、支持内存重新分配。

任务管理组件要求

1、要使用就绪列表，并能通过 CLZ 指令快速查找就绪任务。

2、要使用增量列表来管理任务延时。

3、创建任务时要能动态创建或静态创建。静态创建时，任务 TCB 和任务栈区所消耗的内存由用户提供；动态创建时，任务 TCB 和任务栈区所消耗的内存由内存管理组件动态分配。

4、信号量、消息队列和互斥量等组件做任务通信时，要能通过任务 TCB、任务名或任务函数首地址访问到任务。要能通过宏定义单独使能通过任务 TCB、任务名或任务函数首地址访问到任务。通过任务名访问任务时，要求能忽略大小写。

5、任务调度时，若处理器有浮点运算单元，则需要将浮点运算单元相关寄存器也保存到任务栈区。

选做：支持 Cortex M3、Cortex M23、C28x 、RISC-V 等架构。

信号量组件要求

1、要支持二值信号量和计数信号量。

2、要能在中断里释放二值信号量和计数信号量。

3、任务级和中断级统一使用相同的 API 函数。

4、要能单独使能、禁用该组件。

5、使用内建信号量的形式，信号量的最大计数量由任务创建函数确定。

6、要能通过 API 函数获取、修改信号量最大计数值。

选做：多个信号量可以进行组合，中断或任务里可以通过一个 API 函数将信号量广播出去。

消息队列组件要求

1、使用传值而非传引用模式。

2、要能在中断里发送数据。

3、任务级和中断级统一使用相同的 API 函数。

4、要能单独使能、禁用该组件。

5、使用内建消息队列的形式，消息队列的长度由任务创建函数确定，消息队列缓冲区所消耗的内存由内存管理组件动态分配。

6、具有清空队列、获取队列数据量、判断是否为空、是否为满等 API 函数。

选做：实现通用消息队列，支持任意数据类型。

互斥量组件要求

1、能够递归使用。

2、中断里不得获取和释放互斥量。

3、任务级和中断级统一使用相同的 API 函数。

4、要能单独使能、禁用该组件。

5、创建互斥量时要求能动态创建或静态创建。动态创建时，互斥量控制块所消耗的内存由内存管理组件动态分配；静态创建时，互斥量控制块所消耗的内存由用户自行分配。

选做：并支持优先级翻转。

事件标志组要求

1、一个事件标志组具有 32 个事件标志位。

2、等待时可以选择等待事件标志位清零或置一、可以是任一事件发生后唤醒，也可以是所有事件发生后唤醒。

3、支持在中断里设置事件标志位。

4、要能单独使能、禁用该组件。

5、创建事件标志组时要求能动态创建或静态创建。动态创建时，事件标志组控制块所消耗的内存由内存管理组件动态分配；静态创建时，事件标志组控制块所消耗的内存由用户自行分配。

选做：任务可以同时等待多个事件标志组。

评分标准

基础部分实现（60分）+ 代码规范（10分）+ 选做（20分）+ 发挥（10分）

代码规范