裸奔的雙任務(wù)系統(tǒng)-嵌入式微系統(tǒng)連載之十一

　　2014年春節(jié)里的一天上午，msOS QQ群里面討論的很激烈，“傳說中的火槍手”認(rèn)為msOS-Mcu51已經(jīng)很好了，對于msOS-Stm32引入uC/OS-II意見比較大。雖然他也用過uC/OS-II，但并不喜歡，有一種不確定感，所以很喜歡裸奔。但他的觀點(diǎn)受到群內(nèi)不少RTOS用戶網(wǎng)友的反駁，以“獨(dú)釣千古愁”為代表，持續(xù)了將近半個(gè)多小時(shí)，我一直在旁圍觀。

　　通過這次辯論，雙方都把各自的觀點(diǎn)表達(dá)的非常清晰、明了。RTOS有它的優(yōu)點(diǎn)，但確實(shí)存在很明顯的缺點(diǎn)，這個(gè)無可爭議，尤其是大家提出RTOS的幾個(gè)問題：

　　1、 帶RTOS系統(tǒng)，不便于移植，這個(gè)對msOS的跨硬件平臺推廣是很不利的。

　　2、 嵌入式工程師，往往有強(qiáng)烈的掌控欲，而理解透徹RTOS有一定的難度，有一種把握不住的感覺而拒絕RTOS。

　　3、 現(xiàn)實(shí)中絕大多數(shù)嵌入式項(xiàng)目，只要通過合理的設(shè)計(jì)，不需要RTOS。

　　4、 帶RTOS的系統(tǒng)，在任務(wù)調(diào)度時(shí)進(jìn)入臨界態(tài)，這個(gè)時(shí)候無法響應(yīng)中斷，不適合應(yīng)用于實(shí)時(shí)性要求高的地方。

　　以上四個(gè)原因，讓我認(rèn)識到需要推出一個(gè)msOS的無RTOS版本，但還要實(shí)現(xiàn)類似RTOS的雙任務(wù)功能，把業(yè)務(wù)邏輯與菜單界面分離。在討論中，“傳說中的火槍手”有一句話提醒了我，他提到他自己有一套類似MS3(msOS的前身)的架構(gòu)，他用了一個(gè)中斷處理各種消息，而這個(gè)時(shí)候，我也在想著如何改造uC/OS-II的任務(wù)切換軟中斷，實(shí)現(xiàn)雙任務(wù)，思路完全一致，他的話說明了這個(gè)方案是可行的。

　　后來的一段時(shí)間，忙著msOS文檔，進(jìn)一步完善msOS代碼，一直沒有著手寫。直到三月份才開始按照軟中斷方式，粗粗的寫了一個(gè)無OS的雙任務(wù)版本msOS，實(shí)現(xiàn)了這個(gè)功能，但因?yàn)楫?dāng)時(shí)對Stm32的中斷系統(tǒng)理解不深，所以放到群內(nèi)讓大家一起分析，尋找bug，這個(gè)時(shí)候，“獨(dú)釣千古愁”對無OS版本msOS提出了很多建議，并且直接在這個(gè)版本基礎(chǔ)上修改，完全的丟棄了匯編代碼，移植非常容易，其中部分處理方式引用了他跟“傳說中的火槍手”交流時(shí)提供的代碼。我再在“獨(dú)釣千古愁”提供的版本基礎(chǔ)上進(jìn)一步優(yōu)化，統(tǒng)一風(fēng)格，定型后在群內(nèi)發(fā)布，當(dāng)“傳說中的火槍手”看到最終版本，就覺得有他的影子存在。

　　這個(gè)無OS版本的msOS，最終的命名是“Tomsu”起的，他參考軟件的命名習(xí)慣，因?yàn)檫@是一個(gè)無OS簡化版本，所以推薦為msOS-Lite版本，Lite的意思是“精簡”?？梢哉f，msOS-Lite版本，是整個(gè)msOS群大家參與討論出來的，雖然有幾個(gè)相對重要的網(wǎng)友積極推動，但其它網(wǎng)友的貢獻(xiàn)是不能抹殺的，集體的力量是強(qiáng)大的。我對這個(gè)版本非常滿意，因?yàn)樗鼫?zhǔn)確的反應(yīng)了msOS理念：簡單、易用。

　　無RTOS實(shí)現(xiàn)雙任務(wù)，甚至多任務(wù)，本質(zhì)上講跟RTOS方法類似的，只是RTOS是把一個(gè)main大循環(huán)斬成多個(gè)具有優(yōu)先級的小循環(huán)，消息觸發(fā)決定在最高優(yōu)先級的小循環(huán)中執(zhí)行。因?yàn)槭切⊙h(huán)，死循環(huán)，一直循環(huán)下去，所以必須要有觸發(fā)進(jìn)入條件和等待資源掛起條件，否則這個(gè)小循環(huán)一直執(zhí)行下去，別的小循環(huán)就執(zhí)行不了了。

　　無RTOS版本多任務(wù)，把中斷看作是任務(wù)，因?yàn)橹袛鄡?yōu)先級高于main大循環(huán)，建立一個(gè)最低優(yōu)先級的，可以被消息觸發(fā)的軟中斷來實(shí)現(xiàn)任務(wù)，但因?yàn)樵谥袛嘀?，所以建立的這個(gè)任務(wù)不是一個(gè)死循環(huán)，而是執(zhí)行完畢就跳出的。而這一點(diǎn)恰好符合msOS的業(yè)務(wù)邏輯中的消息機(jī)制，執(zhí)行完消息就退出的特點(diǎn)，不需要死循環(huán)等待在哪兒。

　　多個(gè)中斷，就實(shí)現(xiàn)多個(gè)任務(wù)，尤其是systick系統(tǒng)節(jié)拍中斷，有很多事務(wù)在系統(tǒng)節(jié)拍中例行處理，類似任務(wù)，雖然這個(gè)任務(wù)不是嚴(yán)格意義上的，功能不強(qiáng)大，但夠我們用了，尤其是對msOS來說，只需要兩個(gè)任務(wù)，恰好合適。

　　為了跟uC/OS-II兼容，選擇了軟中斷PendSV，把優(yōu)先級設(shè)置為最低。

　　其次，宏定義形式定義軟中斷PendSV的觸發(fā)指令，只要EnterInterrupt這個(gè)宏指令被調(diào)用，就激活PendSV中斷。這部分代碼“獨(dú)釣千古愁”和“傳說中的火槍手”提供的，寫的非常好，原來這部分在匯編中的，移到了C語言中，這樣子msOS-Lite就沒有了匯編代碼。

　　再次，編寫PendSV的中斷響應(yīng)代碼，考慮到有多個(gè)消息源同時(shí)拋出消息，但響應(yīng)中斷只有一次，所以在中斷響應(yīng)中必須要把消息隊(duì)列中的消息處理完，否則會導(dǎo)致后續(xù)的消息因?yàn)橹袛啻饲氨徽加枚粫俅萎a(chǎn)生中斷標(biāo)記而無法重入的問題。這兒增加了CheckMessage函數(shù)來實(shí)現(xiàn)。

　　最后，改寫拋出消息入隊(duì)列函數(shù)，調(diào)用EnterInterrupt觸發(fā)PendSV中斷。

　　至此，無RTOS的msOS-Lite版本完成，非常感謝msOS QQ群的所有網(wǎng)友的支持與合作