谈谈uCOS和freeRTOS这两种实时系统的结构以及编程思想

距离上次总结，已经过去有差不多半年了，最近又到了自己半年一次的总结了。首先说说自己的编程风格的变化，在上一篇(第三篇文)中提到的数据结构、配置文件结构、预编译结构，目前已经逐渐适应，也在逐步加深应用。可以说是这半年的一点小变化吧。
 

在这中间呢，又跑去折腾了uCOSII和freeRTOS，uCGUI，C#，Linux，ARM9等乱七八糟的东西；现在呢，还是安心的继续搞搞STM32和C语言吧，在飞之前，还是要经历走和跑的过程的。

今天在这里说说我对uCOS和freeRTOS的一点小理解吧。只是针对这两种实时系统的结构和编程思想，不牵扯准确的应用。主要是对新手学习之前有一个结构上的理解。然后呢，本人在嵌入式实时操作系统方面也是一个很老的菜鸟而已，有什么遗漏和不对的地方还希望大家能多多包涵。

正文时间到，学习了那么久实时操作系统，对于操作系统的结构认识也是很模糊的；而去阅读源码吧！是一个很痛苦且工作量很大的事情，本人也是折腾N久，终于有一次（也就是在折腾ARM9时的意外收获）发现一片优秀文章，完后才把实时操作系统基本的结构组织了起来。想想对新手是有很大的帮助，也就来写出来。在这里再次强调一句老掉牙的话：要会一点汇编、了解单片机运行原理和对C有较好的理解。

      

其次呢！单片机它只有一个CPU（排除那个什么双核的单片机，其实我也不太明白它），也就是说它一个时刻点只能做一个事情，就像让你同时照顾10个婴儿一样，你也只能是先哄哄这个，再去哄哄那个。单片机的多任务也是一样的原理。

首先说说一般的、最简单的单片机程序：

  void main(void)
  {
        XXX_Init()
        while(1)
       {
              xxx();
              xxx();
             ......
       }
  }

好了，我刚开始学51的时候，也是这么写的，其实大家都是这么写的。当然这个还没有包括中断。如果加上中断呢？其实能琢磨RTOS的我想基本都会用中断了吧！但是能理解本质的不一定是全部。我还是画结构吧。

void main(void)
  {
        XXX_Init()
        interrupt_init();
        while(1)
       {
              xxx();

              ----------------------->假设中断发生在这里，那么单片机就要掉头了，去执行中断了-------->
              我胡汉三又回来了<-------------做好回来的准备<--------------------我从中断忙完了<---------|
              xxx();
             ......
       }
  }

好了，大概就这么个样；其实当时我在想，估计多任务操作系统就是根据硬件中断原理写的吧！

    

记住硬件中断的准确步骤，有用的。我尽可能的写的通俗一点。
    

单片机在运行的时候，用到的几个核心的寄存器（写过汇编的人明白）就是PC、累加器和几个CPU的Rx寄存器、在C语言中还有SP（架构不同，细节不同，基本一样）。在正常运行时，用到了这几个寄存器，我叫它们公用寄存器；那么中断发生时，是要进中断函数的，在中断函数里面也是要进行各种运算的，也会用到那几个公用寄存器，怎么办呢？这个时候，用到了C语言里面的那个栈，把那些东西先暂时保存到栈里面（入栈）（结构不一样，栈的理解也不一样，不细说）；在中断服务函数里面，就可以把那些公用寄存器值覆盖掉，而去填入新的值。在中断函数执行完毕后，再把那些数填回到那些公用寄存器（出栈），这样就可以实现while(1)主线程和中断辅助线程的双任务了，多个中断也可以排列成优先级不一样的多任务。
     

而实时操作系统呢，就是类似于用软件来产生单片机硬件那样的中断，而且那中断是可控制的。单片机的运行，实际就是PC指引着CPU去哪儿执行命令，CPU用RX和累加器来就运算中间缓冲。操作系统实际就是用软件控制了PC的值，而不是那种单纯的靠着PC指针自加去顺序的执行命令。
     

说到这儿，通俗的原理性的东西好像写完了，剩下的就是软件上面的猛料了。现在回想起来，觉得那些结构和思路写的太完美了。明天再给大家分享，软件上实现任务转移的步骤及分析。

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