嵌入式微内核实时操作系统分析与测试

分配给符合条件的任务使用。约束规则又称为调度算法。Wolf内核采用多种调度算法分配CPU给处于Ready态（就绪态）的任务。默认基于优先级的抢占式调度算法，也支持基于时间片的轮转（Round-Robin）调度算法。在嵌入式系统实时应用中，不是每次抢占都是合理的，非期待的抢占会导致系统出现无法预料的情况，Woif提供允许和禁止调度的功能调用实现禁止抢占机制。
　　
　　（2）任务通信、同步、互斥机制
　　
　　任务间通信机制是提供多任务间相互同步和通信，以协调独立任务之间活动的机制。
　　
　　①共享内存，提供数据共享。Woif采用简单快速的禁止中断手段保证共享数据被互斥访问②消息队列实现一CPU内多任务间通信和同步。Woif提供消息队列函数库创建、删除、发送消息，消息队列是动态建立的抽象对象，不绑定于任务一个任务。
　　
　　3微内核测试设计方案
　　
　　设计嵌入式操作系统软件测试方案时，我们根据系统分析的基本思想，定用判定表、功能矩阵将其划分成状态测试、系统调用功能测试。
　　
　　（1）多任务状态测试
　　
　　下面运用判定表设计状态转移测试用例。首先确定状态转移活动（5类活动）：
　　
　　①运行态到阻塞态E→B；
　　
　　②阻塞态到就绪态B→R；
　　
　　③阻塞态到运行态B→E；
　　
　　④就绪态到就绪态E→R。
　　
　　⑤执行态到就绪态E→R。
　　
　　然后列出不同活动必须遵守的状态转换规则并编号。这里编号形式定义为：具体活动编号+数字序列编号。例如：用转换规则编号③2，表明该规则是活动3必须遵守的第2条规则。
　　
　　以下是部分转换规则。
　　
　　◇一个运行态的任务E变成阻塞态B（E→B）：
　　
　　①，它从一个空消息队列中请求一个消息；或者②，它等待一个不会即将发生的事件条件；或者③，它请求一个当前不能提供的信号量标志；或者④，它请求一段目前不能提供的内存；或者⑤，它暂中止一个时间段或直到一个特殊的时刻。
　　
　　◇一个阻塞态的任务B变成就绪态R（B→R）：
　　
　　①，B是消息等待队列中的第一个任务，它等待的消息来到消息队列中；或者②，一个事件发送给了B，满足了它一直等待的事件的条件；或者③，一个信号量标志被返回，B是等待队列中的第一个；或者④，返还的内存区允许分配给B；或者⑤，B一直在超时等待一个事件、消息、信号量或一个内存段（当超过时间间隔）。
　　
　　◇一个阻塞态的任务B变成运行态（B→E）：
　　
　　任何一个（B→R）任务条件满足，该任务运行优先级就高于运行态任务，这个运行态任务是能被抢先的。
　　
　　◇一个就绪态的任务R会变成运行态任务（R→E），在当前运行态任务是：
　　
　　①阻塞；或者②，可抢占。R有较高的优先级。
　　
　　◇一个运行态的任务R会变成就绪态任务（E→R），当：
　　
　　①任何一个阻塞状态的任务B满足了（E→R）的发生条件（由于当前E或一个ISR系统调用）；或者②，满足（R→E）的2至4条件中的任何一个条件发生。
　　
　　最后，确定判定条件，建立判定表。这里有3个判定条件：当前状态是E，或当前状态是B，或当前状态是R。如满足对应规则，则填写“Y”，不满足对应规则，则填写“N”。如果在判定条件的规则下，进行的活动正确，则用“√”确认，错误用“×”确认，尚未测试用“□”确认，无关用“⊙”确认。
　　
　　表1为任务状态判定表（部分）。
　　
　　表1任务状态判定表（部分）
　　
　　条件①1①2①3①4①5②1②2②3②4②5当前状态EYYYYYNNNNN当前状态BNNNNNYYYYY当前状态RNNNNNNNNNN①E→B√√√√√⊙⊙⊙⊙⊙②B→R⊙⊙⊙⊙⊙√√√√√③B→E⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙④R→E⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⊙⑤E→R⊙⊙⊙⊙⊙×××××
　　表1显示了测试活动1和活动2的正确性。其中满足条件2的活动有2个，即活动2和活动5，但由于活动5并支持对应的规则，所以结果用“×”标示。
　　
　　由表1可以看出，使用判定表明晰测试覆盖，能保持测试的完备性和一致性。
　　
　　（2）多任务功能测试
　　
　　首先，分析Wolf的微内核功能，将其划分成3个测试功能域：
　　
　　①面向应用层的高级系统服务（调用）测试域。Wolf为应用层提供丰富的系统调用函数，将其细分为操作系统服务类、内存服务类、文件系统服务类、I/O服务类及调试平台服务5类。
　　
　　②面向内核的多任务调度测试、任务通信测试及内存测试域。
　　
　　③面向低层硬件的设备

《嵌入式微内核实时操作系统分析与测试(第2页)》