原创 基于51单片机的实时操作系统的研究（六）

4 、中断服务程序

任务选择和任务优先级别

 Small RTOS 51调度程序是将“任务就绪表”中的最高优先级别的任务作为下个要执行的任务，换句话说，任务运行要符合两个条件，一是其状态是“就绪态”的，二是在所有就绪态任务中，该任务的优先级别是最高的（数值最小）。

系统中可能存在多个就绪的任务，即就绪表中有多个比特被置位，Small RTOS 51通过一个简单的查表算法，可以快速得到其中的最高优先级任务，

    Small RTOS 51最大允许16个任务，任务就绪表共16位，每个任务占用1位。

就绪表结构：定义代码如下

#if OS_MAX_TASKS < 9

uint8 OSTaskRuning = 0xff;                  

 #else

uint16 OSTaskRuning = 0xffff;

#endif

当任务的数小于9（OS-MAX-TASKS<9）时，就绪表为uint8型变量，当任务数为9到16之间时，就绪表为uint16型。就绪表每一位代表一个任务，当这一位为0时，表示任务处于等待或挂起状态；当这一位为1时，表示任务处于就绪或运行或中断状态。

任务切换过程   Small RTOS 51按任务优先级别的切换，提供了两种任务切换方式，主动切换和被动切换，前者是应用任务通过调用系统函数自动将自己挂起，后者是操作系统根据当前任务运行情况，将正在运行的任务强制挂起，从而切换到另一个任务执行。被动切换对于任务来说是不可预知的，因此可能发生在任意代码位置。

Small RTOS 51的任务优先级别一般采用常量定义，实际上属于静态优先级别，即在任务运行开始前已定义好了，在运行过程中，系统不改变任务的优先级别。

任务栈的定义与赋初值  Small RTOS 51是采用独立任务栈的切换方法，给每个任务分配一个任务栈数组，文件中定义的“OSTaskStackBotton[ ]”变量， 在切换时将处理器的堆栈指针SP指向该数组，从而实现任务切换。任务栈数组（“OSTaskStackBotton[ ]”）在系统初始化时被赋予每个任务的堆栈的顶端和底端位置。

Uint8 idata *OSTaskBotton[OS-MAX-TASK+2];

首次执行的任务 Small RTOS 51执行函数init ( )来给寄存器赋初值和OSStart ( ) 来初始化每一个任务的堆栈并执行第一个任务，而第一个任务底选择依据是任务的优先级

图2.2  任务的首次启动执行过程

在一般的函数调用中，子函数执行完成后，继续返回主调函数执行，而调度函数通过改变堆栈内容来变更原来的程序执行路线，图中函数执行“RETI”指令后，并不返回“OSStart (  )”，而是执行了一个任务函数。

下次执行的任务     一个任务在运行时，在遇到外部资源和条件未准备好时，可以调用内核切换函数，挂起本任务，暂时切换到另外一个任务运行，还有一种切换是在硬件中断中进行的，当前任务被动地被中止Small RTOS 51支持这两种切换。

存储器管理：内核使用了KEIL C51编译器的对全局变量和局部变量采取静态分配存储空间策略，因此存储器管理简化为堆栈管理。内核为每个任务都保留一个单独的堆栈区，全部堆栈管理都在IDATA空间进行。为了给当前正在运行的任务分配尽可能大的栈区，所以各个任务所用的堆栈位置是动态的，并用OSTASKSTACKBOTTON[TASKID]来记录和任务堆栈栈底位置。系统总是把空闲的空间留给正在运行的任务，即在任务调度时要进行自由RAM的移动。