ucOS學習筆記(2)——多任務是如何實現(xiàn)的
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關于多任務實現(xiàn)我們就不得不談一談一段程序運行的上下文。所謂程序運行的上下文就是指一段代碼(一般以函數(shù)為基本單位)運行過程中需要使用到的資源，這個資源被我稱之為上下文。這些資源包括當前系統(tǒng)的基本工作寄存器，函數(shù)使用到的零時變量，全局變量等等。當這些資源被給定后我們無論在何時去執(zhí)行一個給定的地址開始的代碼都將得到完全相同的結果。下邊以具體代碼為例講解該過程，以下代碼get_val為一個計算1到10累加和的函數(shù)，C代碼如下：
要了解上下文信息我們需要查看匯編代碼，匯編代碼如下：unsigned char get_val(void){unsigned char i = 0;unsigned char temp = 0;for(i = 0; i < 10; i++)temp += i;return temp;}
get_val:
查看匯編代碼我們發(fā)現(xiàn)該函數(shù)使用的系統(tǒng)資源僅僅為累加器A，寄存器R7，R6。因此在任何時間我們離開該函數(shù)，只要在重新執(zhí)行函數(shù)時恢復離開時的上下文，那么函數(shù)執(zhí)行完畢都能夠得到正確的結果。例如當執(zhí)行到C:0x0008處(0008指令還沒有被執(zhí)行),此時我們由于某種原因改變了PC的值指向了代碼段Q(操作系統(tǒng)稱這一過程為任務切換)，當Q代碼段執(zhí)行完畢后再次返回到0008處執(zhí)行，此時如果恢復R7，R6，和A那么我們將得到一致的結果。C:0x0003 E4 CLR AC:0x0004 FF MOV R7,AC:0x0005 FE MOV R6,AC:0x0006 EF MOV A,R7C:0x0007 2E ADD A,R6C:0x0008 FE MOV R6,AC:0x0009 0F INC R7C:0x000A BF0AF9 CJNE R7,#0x0A,C:0006C:0x000D AF06 MOV R7,0x06C:0x000F 22 RET
操作系統(tǒng)就是通過在改變PC時保存當前上下文并裝載目標PC處的上下文的方式實現(xiàn)了多任務并發(fā)執(zhí)行。當然，操作系統(tǒng)所進行的上下文保存就并不只是保存R6，R7了，它不會根據(jù)哪個具體的任務是用了哪些具體資源而保存這個任務，它會采用一個統(tǒng)一的方式把任何任務可能是用到的任何資源都保存起來，雖然這樣浪費了系統(tǒng)的存儲空間但是它缺保持了任務切換的統(tǒng)一性和簡單性。
在保存上下文時有幾個需要注意的問題：
1.是否保存獨占資源的上下文？比如系統(tǒng)當前一共有20個任務，只有任務8使用定時器2，那么在保存上下文時需要保存定時器2的相關配置么？
2.保存上下文時不會保存全局變量，因為全局變量本身就是用來傳遞信息用的，允許在其他地方被改變從而帶給當前程序信息。
3.函數(shù)內部的零時變量不需要保存上下文，因為該變量時被存儲到函數(shù)自身的棧上的。
這樣系統(tǒng)根據(jù)某一種機制在特定時刻保存當前上下文切換的目標代碼執(zhí)行實現(xiàn)了多任務，這種機制被稱為任務調度算法。 ucOS通過兩種途徑實現(xiàn)任務調度：中斷和任務調用等待函數(shù)。 中斷又包括系統(tǒng)tick中斷和其他任務中斷。
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