前言 看了很久的操作系統原理，ucos源碼也看了大半，但是感覺總是懵懵懂懂，用句流行的網路用語就是始終上不了車，後來在網上被人推薦了一篇文章《建立一個屬於自己的操作系統》，這篇文章真的非常好，也附有源碼，但不知道是不是我找的文章有差錯還是啥，我根據文章提供的源碼貼代碼，根本無法編譯，然後開始讀代碼修 ...
前言
看了很久的操作系統原理，ucos源碼也看了大半，但是感覺總是懵懵懂懂，用句流行的網路用語就是始終上不了車，後來在網上被人推薦了一篇文章《建立一個屬於自己的操作系統》，這篇文章真的非常好，也附有源碼，但不知道是不是我找的文章有差錯還是啥，我根據文章提供的源碼貼代碼，根本無法編譯，然後開始讀代碼修改代碼最後成功編譯但是在硬體平臺運行根本不行。後來又斷斷續續看ucos源碼，反正各種什麼數據結構啊的通信什麼的讓人頭痛，後來大學的單片機原理完課，學校安排課設，我選了時鐘定時器（有點像鬧鐘），這種開環的裸機開發沒什麼難度，閑著也是閑著於是從新撿起幾個月前沒有完成的os，這次重新開坑，代碼完全自己敲，從基本功能開始一步步實現os，像《建立一個屬於自己的操作系統》介紹的一樣。忙活了兩天也終於成功了，並且成功地將時鐘定時器移植到自己的os上跑了，說實話在os跑比裸機的前後臺的效果好很多（os上跑按按鍵與現實感覺是同步進行的，前後臺的效果在按按鍵的時候數位顯示是會黑屏的），但是51的硬體資源太少，只有128個位元組的ram，所以此次設計沒有統一的任務通信介面，只能實現基本的優先順序，延時服務或者輪詢服務。在自己成功地建立一個屬於自己os後在看ucos的源碼更加順暢，以前一直搞不懂的任務通信也能明白一二（不過也得謝謝任哲寫的那本《嵌入式操作系統基礎ucOS-Ⅱ和Linux（第2版）》），廢話不多說，正文如下：
ps：第一次寫這種博客，寫的不好望諒解，由於《建立一個屬於自己的操作系統》本身就寫的很詳細，所以我只寫出os建立的核心部分。
正文
1，任務人口地址：在os中，是在不直接用程式名（參數）這種方式調用任務。那怎樣呢？這部分《建立一個屬於自己的操作系統》講的非常詳細，大家自行搜閱。
2，任務調度：學過單片機原理的都知道，cpu中有sp與pc兩個特殊的寄存器，sp是堆棧指針，在51中它可以指向數據區的任意單元，PC是程式計數器，它始終保存下一條程式指令的地址。51C語言是可以直接操控sp的，但是pc不行，所以要想辦法間接操控pc，對的，就是通過壓棧和彈棧實現，在程式執行發生斷點時（調動子程式或中斷），cpu會自動將pc的值進行壓棧，返回斷點時會自動將棧頂的值彈回pc，這就是關鍵，如果在彈回前，我們修改sp，不就可以間接操控pc了嗎！這樣就可以將cpu執行其他任務了；
3，人工堆棧：操作系統原理中有一點非常重要，就是上下文切換，所以每個任務必須有屬於自己的堆棧，稱為人工堆棧。人工堆棧的建立非常講究，不能短也不能太長，短了會是溢出會可能修改其他任務的人工堆棧，產生調度紊亂。太長會浪費空間，尤其是像51這種硬體資源本就少的單片機。堆棧的空間的預留是通過數組來劃分的。在建立任務時，要對堆棧初始化（這也很關鍵），將任務入口地址壓到最底部（不同的單片機情況不同，這裡以51為例，後面的也是），然後sp指向正確的堆棧位置（不同的單片機情況不同，要保存的寄存器個數不同），個人在設計中發現，為了不讓sp越界，最好將堆棧最底部單元預留出來，避免浪費可以用來保存任務信息，比如堆棧使用情況。
void Task_Creak(void (*pfun)(void),INT8U *pStack,INT8U Task_ID) { INT8U *pSt; OS_ENTER_CRITICAL(); pSt=pStack; *(++pSt)=(INT16U)pfun; *(++pSt)=(INT16U)pfun>>8; os_tcb[Task_ID].OSTCBSP=(INT8U)pSt+13; OS_Task_List|=OSMapTbl[Task_ID]; os_tcb[Task_ID].OSTCBDly=0; OS_EXIT_CRITICAL(); }
4，任務控制塊：和人工堆棧一樣每個任務也有屬於自己的任務控制塊，根據系統需求成員定義不同，對於自由延時服務的os，只需要一個保存任務SP的成員變數和保存延時時間的成員變數。
typedef struct{ INT8U OSTCBSP; INT8U OSTCBDly; }OS_TCB;
5，系統時間：也叫時鐘節拍，是系統的心臟，有硬體產生，51可以用定時器產生毫秒級中斷。
void StartTicker(void) { TMOD=0x01; TH0=0x0d8; TL0=0x0f0; ET0=1; TR0=1; }
6，系統延時函數介面:用於任務延時，在延時的時候讓cpu去執行其他任務，提高cpu的效率（通過實踐，我個人覺得這也是軟實時實現的緣由），在這個函數中要完成sp保存，將任務踢出就緒表，然後調度。
void OSTimeDly(INT8U ticks) { OS_ENTER_CRITICAL(); os_tcb[CurID].OSTCBDly=ticks; OS_Task_List&=~OSMapTbl[CurID]; OS_EXIT_CRITICAL(); OS_TASK_SW(); }
7，調度函數：有兩種，一種是普通的調度，用於延時調度，所以要插入彙編語言前後分別將現場保護和現場恢復，還有就是完成獲取最高任務和sp獲取。一種是中斷級別的調度，
用於中斷服務程式，由於C語言編譯成彙編時編譯器會自動現場保護，所以只要在調度函數中只要現場恢復，還有就是在完成獲取最高任務和sp獲取前，要完成sp保存，將任務踢出就緒表。
void OS_TASK_SW(void) { INT8U i; EA=0; #pragma asm PUSH ACC PUSH B PUSH DPH PUSH DPL PUSH PSW MOV PSW,#00H PUSH AR0 PUSH AR1 PUSH AR2 PUSH AR3 PUSH AR4 PUSH AR5 PUSH AR6 PUSH AR7 #pragma endasm os_tcb[CurID].OSTCBSP=SP; for(i=0;i<MAX_TASK;i++) { if(OS_Task_List&OSMapTbl[i]) { break; } } CurID=i; SP=os_tcb[CurID].OSTCBSP; #pragma asm POP AR7 POP AR6 POP AR5 POP AR4 POP AR3 POP AR2 POP AR1 POP AR0 POP PSW POP DPL POP DPH POP B POP ACC #pragma endasm EA=1; #pragma asm RETI; #pragma endasm }
void TickInterrupt(void) { INT8U i; // SP-=2; for(i=0;i<MAX_TASK;i++) { if(os_tcb[i].OSTCBDly>0) { os_tcb[i].OSTCBDly--; if(os_tcb[i].OSTCBDly==0) OS_Task_List|=OSMapTbl[i]; } } SP-=2; os_tcb[CurID].OSTCBSP=SP; //OS_Task_List&=~OSMap[CurID]; for(i=0;i<MAX_TASK;i++) { if(OS_Task_List&OSMapTbl[i]) { break; } } CurID=i; SP=os_tcb[CurID].OSTCBSP; #pragma asm POP AR7 POP AR6 POP AR5 POP AR4 POP AR3 POP AR2 POP AR1 POP AR0 POP PSW POP DPL POP DPH POP B POP ACC #pragma endasm EA=1; #pragma asm RETI #pragma endasm }
8，sp控制：在調度的過程中，必須保證將任務斷點的入口地址保存在堆棧最底部（預留單元上面），再次在任務調度過程中難免會調用其他函數再次壓棧，而且可能不在會這個斷點，
所以在被調用的這個程式中將sp下調兩位。所以在os設計中sp的控制必須十分小心，不能任務調度一定會紊亂。
9.任務函數：os中必須存在一個不能主動申請調度的任務，稱為系統任務，為了cpu在沒有任何任務的時候有事可做，個人在實踐中發現沒有這種任務os會出錯。
還有就是要把握任務集的可調度性（其中受任務優先順序設計影響）。
10：就緒表：就緒表的設計要是至關重要，《操作系統原理》自閱。
最後：本人菜鳥一枚，有錯見諒，謝謝觀閱！
ps：以後有機會會貼上工程代碼及效果圖。
