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setjmp构建简单协作式多任务系统

时间:2007-1-20栏目:电子通信论文

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<stdlib.h>

#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++<cnt)test=i;

cnt++;

}

}

void tskfunc1(int argc,void *argv){

int i;

static int creat=0;

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