查詢(xún)式的調(diào)度方式，當(dāng)前任務(wù)切換時(shí)，查詢(xún)下個(gè)任務(wù)是否需要執(zhí)行。

移植性強(qiáng)，只需要修改設(shè)置棧和獲取當(dāng)前棧地址的宏即可。

相對(duì)于時(shí)間片論法的任務(wù)調(diào)度來(lái)說(shuō)，查詢(xún)式協(xié)作多任務(wù)系統(tǒng)有以下特點(diǎn)：

• 無(wú)需使用定時(shí)器做為任務(wù)調(diào)度
• 每個(gè)任務(wù)都可以使用while循環(huán)，用于執(zhí)行任務(wù)并保持程序的運(yùn)行，程序結(jié)構(gòu)清晰
• 每個(gè)任務(wù)都可以隨時(shí)阻塞等待，甚至可以在嵌套的子函數(shù)中阻塞等待
• 通過(guò)阻塞等待，無(wú)需使用狀態(tài)機(jī)等較為復(fù)雜的方式來(lái)優(yōu)化縮減每個(gè)任務(wù)的執(zhí)行時(shí)長(zhǎng)

相對(duì)于RTOS操作系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，查詢(xún)式協(xié)作多任務(wù)系統(tǒng)有以下特點(diǎn)：

• 沒(méi)有任務(wù)優(yōu)先級(jí)搶占式的功能，因此臨界資源（中斷除外）和優(yōu)先級(jí)反轉(zhuǎn)的問(wèn)題也不存在
• 允許用戶(hù)或應(yīng)用程序根據(jù)需要自由地切換到下一個(gè)就緒任務(wù)
• 通過(guò)自主調(diào)度和管理任務(wù)，查詢(xún)式協(xié)作多任務(wù)系統(tǒng)可以提高工作效率
• 沒(méi)有操作系統(tǒng)的復(fù)雜

功能設(shè)計(jì)

運(yùn)行棧空間：程序運(yùn)行中發(fā)生函數(shù)調(diào)用等情況需要使用的棧內(nèi)存空間

獨(dú)立棧任務(wù)（有棧任務(wù)）

每個(gè)獨(dú)立棧任務(wù)都擁有自己獨(dú)立的運(yùn)行?？臻g，可以隨時(shí)隨地阻塞等待，保存上下文后切換到下一個(gè)任務(wù)執(zhí)行

獨(dú)立棧任務(wù)在切換下一個(gè)任務(wù)時(shí)，不會(huì)操作運(yùn)行棧，只對(duì)上下文切換

共享?xiàng)Ｈ蝿?wù)（無(wú)棧任務(wù)）

每個(gè)共享?xiàng)Ｈ蝿?wù)都沒(méi)有自己獨(dú)立的運(yùn)行?？臻g，雖然也能阻塞等待，但是僅限于在任務(wù)入口函數(shù)中使用，禁止在任務(wù)的子函數(shù)（嵌套函數(shù)）中阻塞等待；并且在該任務(wù)入口函數(shù)中不建議定義相關(guān)變量。

• 每個(gè)任務(wù)有自己的獨(dú)立備份棧（用來(lái)備份運(yùn)行棧的棧頂部分?jǐn)?shù)據(jù)）；運(yùn)行棧通常比備份棧要大很多，否則任務(wù)函數(shù)無(wú)法正常運(yùn)行多級(jí)嵌套的函數(shù)
• 共享?xiàng)Ｈ蝿?wù)在切換下一個(gè)任務(wù)時(shí)會(huì)將當(dāng)前運(yùn)行棧（共享?xiàng)＃┨崆霸O(shè)置好的備份棧大?。ê昱渲茫┛截惖絻?nèi)存?zhèn)浞萜饋?lái)，等下次即將執(zhí)行時(shí)再?gòu)膬?nèi)存中拷貝到運(yùn)行棧（共享?xiàng)＃┻M(jìn)行恢復(fù)
• 通過(guò)修改加大備份棧大小（宏配置）的值，可以在共享?xiàng)Ｈ蝿?wù)入口函數(shù)定義變量，這樣可以避免這些變量的值沒(méi)有備份導(dǎo)致丟失，或者通過(guò) static 定義局部變量
• 該類(lèi)型任務(wù)適合于輕量的任務(wù)處理，一般都是調(diào)用封裝好的函數(shù)即可

注：這里的共享?xiàng)Ｈ蝿?wù)和常規(guī)的實(shí)現(xiàn)有一些差異，常規(guī)的實(shí)現(xiàn)是使用堆申請(qǐng)內(nèi)存保存棧的數(shù)據(jù)，用多少申請(qǐng)多少進(jìn)行保存，而這里的實(shí)現(xiàn)僅僅保存了一部分?jǐn)?shù)據(jù)。

任務(wù)創(chuàng)建

在調(diào)度系統(tǒng)啟動(dòng)前，至少要先創(chuàng)建一個(gè)任務(wù)，否則直接退出

可以在任務(wù)中創(chuàng)建新的任務(wù)，不管是獨(dú)立棧任務(wù)還是共享?xiàng)Ｈ蝿?wù)

• 獨(dú)立棧任務(wù)中可以創(chuàng)建新的獨(dú)立棧任務(wù)和共享?xiàng)Ｈ蝿?wù)
• 共享?xiàng)Ｈ蝿?wù)中同樣可以創(chuàng)建新的獨(dú)立棧任務(wù)和共享?xiàng)Ｈ蝿?wù)，而且在創(chuàng)建共享?xiàng)Ｈ蝿?wù)時(shí)可以使用同一個(gè)共享?xiàng)?/li>

獨(dú)立棧任務(wù)和共享?xiàng)Ｈ蝿?wù)一共可以創(chuàng)建最多32個(gè)任務(wù)（需要修改宏配置）

任務(wù)銷(xiāo)毀

• 沒(méi)有提供該功能接口函數(shù)，任務(wù)入口函數(shù)主動(dòng)退出則自動(dòng)將任務(wù)銷(xiāo)毀。
• 可以通過(guò)等待任務(wù)退出接口函數(shù)在其他任務(wù)中等待該任務(wù)退出。

任務(wù)阻塞

當(dāng)前任務(wù)阻塞提供兩種方式：

• 時(shí)間阻塞：需要阻塞多長(zhǎng)時(shí)間，等時(shí)間滿(mǎn)足后才會(huì)繼續(xù)執(zhí)行
• 事件阻塞：通過(guò)事件阻塞，只有事件觸發(fā)后才會(huì)繼續(xù)執(zhí)行

使用說(shuō)明

任務(wù)創(chuàng)建/退出

對(duì)于創(chuàng)建獨(dú)立棧任務(wù)還是共享?xiàng)Ｈ蝿?wù)的示例代碼：

uint8_t g_task1Stack[1024 * 2];
uint8_t g_task2Stack[1024 * 2];
uint8_t g_task3Stack[1024 * 2];

uint8_t g_sharedStack[1024 * 2];

// 執(zhí)行完成就退出的任務(wù)
void taskfunc3(int arg)
{
    ...
    cotOs_Wait(1000);
    ...
    cotOs_Wait(1000);
}

void taskfunc1(int arg)
{
   /* 不管taskfunc1是獨(dú)立棧任務(wù)還是共享?xiàng)Ｈ蝿?wù)，都支持創(chuàng)建子任務(wù) */
   cotOs_CreatTask(taskfunc3, COT_OS_UNIQUE_STACK, g_task3Stack, sizeof(g_task3Stack), 0);  // 創(chuàng)建獨(dú)立棧任務(wù)
   cotOs_CreatTask(taskfunc3, COT_OS_SHARED_STACK, g_sharedStack, sizeof(g_sharedStack), 0); // 創(chuàng)建共享?xiàng)Ｈ蝿?wù)

    while (1)
    {
        ...
        cotOs_Wait(1000);
    }
}

void taskfunc2(int arg)
{
    while (1)
    {
        ...
        cotOs_Wait(10);
    }
}

int main(void)
{
    cotOs_Init(GetTimerMs);
#if 0
    /* 創(chuàng)建獨(dú)立棧任務(wù) */
    cotOs_CreatTask(taskfunc1, COT_OS_UNIQUE_STACK, g_task1Stack, sizeof(g_task1Stack), 0);
    cotOs_CreatTask(taskfunc2, COT_OS_UNIQUE_STACK, g_task2Stack, sizeof(g_task2Stack), 0);
#else
    /* 創(chuàng)建共享?xiàng)Ｈ蝿?wù) */
    cotOs_CreatTask(taskfunc1, COT_OS_SHARED_STACK, g_sharedStack, sizeof(g_sharedStack), 0);
    cotOs_CreatTask(taskfunc2, COT_OS_SHARED_STACK, g_sharedStack, sizeof(g_sharedStack), 0);
#endif
    cotOs_Start();
}

任務(wù)限制

對(duì)于創(chuàng)建獨(dú)立棧任務(wù)還是共享?xiàng)Ｈ蝿?wù)，共享?xiàng)Ｈ蝿?wù)有限制要求，禁止在任務(wù)入口函數(shù)的嵌套函數(shù)中阻塞

uint8_t g_task1Stack[1024 * 2];
uint8_t g_sharedStack[1024 * 2];

void func1_1(void)
{
    ...
    cotOs_Wait(1000);
    ...
    cotOs_Wait(1000);
}

/* 獨(dú)立棧任務(wù) */
void taskfunc1(int arg)
{
    int arr[10];   // 可以直接定義變量使用

    while (1)
    {
        func1_1();  // 可以在嵌套函數(shù)中使用阻塞等待
        ...
        cotOs_Wait(1000);
    }
}

void func2_1(void)
{
    ...
}

/* 共享?xiàng)Ｈ蝿?wù) */
void taskfunc2(int arg)
{
    static int arr[10];  // 建議使用static定義任務(wù)內(nèi)變量或者不定義變量

    while (1)
    {
        func2_1();  // 禁止在嵌套函數(shù)中使用阻塞等待
        ...
        cotOs_Wait(10);
    }
}

int main(void)
{
    cotOs_Init(GetTimerMs);

    /* 創(chuàng)建獨(dú)立棧任務(wù) */
    cotOs_CreatTask(taskfunc1, COT_OS_UNIQUE_STACK, g_task1Stack, sizeof(g_task1Stack), 0);

    /* 創(chuàng)建共享?xiàng)Ｈ蝿?wù) */
    cotOs_CreatTask(taskfunc2, COT_OS_SHARED_STACK, g_sharedStack, sizeof(g_sharedStack), 0);

    cotOs_Start();
}

任務(wù)阻塞/退出

通過(guò)時(shí)間和事件的方式阻塞

uint8_t g_task1Stack[1024 * 2];
uint8_t g_task2Stack[1024 * 2];
uint8_t g_task3Stack[1024 * 2];

uint8_t g_sharedStack[1024 * 2];

CotOSCondition_t g_eventCv;

// 執(zhí)行完成就退出的任務(wù)
void taskfunc3(int arg)
{
    ...
    cotOs_ConditionWait(&g_eventCv);
    ...
}

void taskfunc1(int arg)
{
   cotOsTask_t task = cotOs_CreatTask(taskfunc3, COT_OS_UNIQUE_STACK, g_task3Stack, sizeof(g_task3Stack), 0);

    while (1)
    {
        ...
        cotOs_Wait(1000);

        if (...)
        {
            // 等待 taskfunc3 任務(wù)運(yùn)行結(jié)束后才退出 taskfunc1
            cotOs_Join(task);
            break;
        }
    }
}

void taskfunc2(int arg)
{
    while (1)
    {
        ...
        cotOs_Wait(10);

        if (...)
        {
            cotOs_ConditionNotify(&g_eventCv);  // 通知 taskfunc3 繼續(xù)執(zhí)行
        }
    }
}

int main(void)
{
    cotOs_Init(GetTimerMs);
    cotOs_CreatTask(taskfunc1, COT_OS_SHARED_STACK, g_sharedStack, sizeof(g_sharedStack), 0);
    cotOs_CreatTask(taskfunc2, COT_OS_SHARED_STACK, g_sharedStack, sizeof(g_sharedStack), 0);

    cotOs_Start();
}

不同棧類(lèi)型任務(wù)應(yīng)用場(chǎng)景

獨(dú)立棧任務(wù)（有棧任務(wù)）

• 重量級(jí)任務(wù)： 提供更多的控制，適用于需要更精確地管理任務(wù)狀態(tài)的情況和執(zhí)行計(jì)算密集型任務(wù)的場(chǎng)景
• 更可預(yù)測(cè)的內(nèi)存使用： 在創(chuàng)建時(shí)分配?？臻g，可以更好地控制內(nèi)存使用，適用于需要更可預(yù)測(cè)內(nèi)存行為的場(chǎng)景
• 遞歸調(diào)用： 更容易處理遞歸調(diào)用，因?yàn)槊總€(gè)任務(wù)都有獨(dú)立的?？臻g

共享?xiàng)Ｈ蝿?wù)（無(wú)棧任務(wù)）

• 輕量級(jí)任務(wù)： 通常更輕量，適用于大量小任務(wù)的場(chǎng)景。
• 內(nèi)存效率： 適用于內(nèi)存受限的環(huán)境，因?yàn)椴恍枰獮槊總€(gè)任務(wù)分配各自的?？臻g（備份棧除外）。

代碼鏈接

cot_os

以上就是基于C語(yǔ)言構(gòu)建一個(gè)獨(dú)立棧協(xié)程和共享?xiàng)f(xié)程的任務(wù)調(diào)度系統(tǒng)的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于C語(yǔ)言任務(wù)調(diào)度系統(tǒng)的資料請(qǐng)關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！