摘要：讨论一个利用标准C语言setjmp库函烽实现查询式协作多任务系统，给出完整的内核和样例程序并对源代码进行说明。该系统具有简单易用的特点，只需要编写存取堆栈指针的宏就可方便地移植到新的平台上。文章详述了系统的优缺点，讨论一些性能扩展的方法。该内核适用于中小规模的嵌入式软件。 关键词：协作式多任务 C语言 setjmp 引言 本文介绍的是利用标准C语言setjmp库函数实现的具备此特点的协作式多任务系统。从本质上讲，实时多任务操作系统应该具备按照优先级抢占调度的内核。然而，在实际应用中，抢中式的多任务某种程序上带来了用户程序设计时数据保护的困难，并且，具备抢占功能的多任务内核设计时困难也比较多，这会增加操作系统自身的代码，也使它在小资源单片机系统中应用较少;而协作多任务系统的调度只在用户指定的时机发生，这会大大简化内核和用户系统的设计，尤其本文实现的系统通过条件查询来放弃CPU，既符合传统单片机程序设计的思维，又带来了多任务、模块化、可重入的编程便利。 Setjmp是标准C语言库函数的组成部分，它可以实现程序执行中的远程转操作。具体来说，它可以在一个http://www.rouxingban.com/贴片电感函数中使用setjmp来初始化一个全局标号，然后只要该函数未曾返回，那么在其它任何地方都可以通过longjmp调用来跳转到setjmp的下一条语句执行。实际上，setjmp函数将发生调用处的局部环境保存在一个jmp_buf的结构当中，只要主调函数中对应的内存未曾释放(函数返回时局部内存就失效了)，那么在调用longjmp的时候就可以根据已保存的jmp_buf参数恢复到setjmp的地方执行。我们的系统中就是分析了setjmp标准库函数的特点，以简单的方式实现了协作式多任务。 1 演示程序 为了便于理解，首先给出多任务演示程序的源代码。这个程序演示了协作式多任务切换、任务的动态生成、多任务共用代码等功能，一共使用了init_coos 初始化根任务(也就是C语言main函数)、creat_task创建新任务和WAITFOR查询条件这3个基本的系统调用。由于面向嵌入式系统，因而程序不会中止并且运行中也没有进行任何输出，需要借助适合的调试工具来理解多任务系统的运行。 example.c文件清单： #include #include“co-os.h” void tskfunc1(int argc,void *argv); void tskfunc2(int argc,void *argv); void subfunc(void); volatile int cnt,test; int main(void){ int i; init_coos(400); creat_tsk(tskfunc1,12,NULL,400); creat_tsk(tskfunc2,0,NULL,400); i=0; while(1){ WAITFOR(cnt= =8); while(i++argc); test=0x55; /*使用函数调用在子程序中测试WAITFOR*/ subfunc(); while(i++15); cnt=0; } } void subfunc(void){ int i; WAITFOR(cnt<5); for(i=0;i<++)test=0x10*i; } 2 内核构成 内核包括一个供外部用户程序包含的头文件(co-os.h)和具体实现的源文件(co-os.c)，它们提供了演示程序中用到的3个系统调用。 内核的实现代码假定了CPU堆栈是向下增长的，并且通过宏来直接操作堆栈指针。以下代码在Microsoft VC6 for x86、Borland C++ Builder 5.5、SDS CrossCode7.0 for 68K和GCC3.2 for AVR四种平台中测试过，只需在co-os.h头文件中定义相应的平台类型即可顺利编译。 (1)co-os.h文件清单 #include /*选择X86_VC6，X86_BC5，AVR_GCC或M68H_SDS.*/ #define X86_VC6 #define MAX_TSK 10 typedef struct { void (*entry)(int argc,void *argv); jmp_buf env; int argc; void *argv; }TVB; extern TCB tcb[MAX_TSK]; extern int task_num,tskid; void init_coos(int mainstk); int creat_tsk(void(*entry)(int argc,void *argv),int argc,void *argv,int stksize); #define WAITFOR(condition)do{ setjmp(tcb[tskid].env); if(!(condition)){ tskid++; if(tskid>=task_num)tskid=0; longijmp(tcb[tskid].env,1); } }while(0) (2)co-os.c文件清单 #include "co-os.h" #if defined(X86_VC6)||defined(X86_BC5) #define SAVE_SP(p) _asm mov p,esp #define RESTORE_SP(p) _asm mov esp,p #elif defined(AVR_GCC) #include #define SAVE_SP(p) p=(int*)SP #define RESTORE_SP(p) SP=(int)p #elif defined(M68K_SDS) #define SAVE_SP(p) asm("MOVE.L A7,{"#p"}") #define RESTORE_SP(p) asm("MOVE.L {"#p"},A7") #endif TCB tcb[MAX_TSK]; Int task_num=1; Int tskid; Static int stktop,oldsp; Void init_coos(int mainstk){ SAVE_SP(stktop); stktop=stktop+sizeof(void(*)(void))/sizeof(int) -(mainstk+sizeof(int)-1)/sizeof(int); } int creat_tsk(void(*entry)(int argc,void *argv), int argc,void *argv,int stksize){ if(task_num>=MAX_TSK)terurn-1; SAVE_SP(oldsp); RESTORE_SP(stktop); If(!setjmp(tcb[task_num].env)){ RESTORE_SP(oldsp); tcb[task_num].entry=entry; tcb[task_num].argc=argc; tcb[task_num].argv=argv; task_num++; stktop-=(stksize+sizeof(int)-1)/sizeof(int); } else tcb[ts 大功率电感厂家 |大电流电感工厂