C语言怎么实现多任务的？

ccxida

C语言怎么实现多任务的？ [复制链接]

用习惯了汇编的时间片轮，突然想起来，C怎么实现的呢？
要求不多高，假如按键，LED，数码管，红外解码要求同时处理
怎么解决这个问题的？继续在中断设标志然后片轮任务吗？
还是说有什么好的解决办法呢？
单片机而已，没有操作系统的任务调配。
请指教一下，thx。

wj54321

再怎么也得系统支持咯。
自己做个时间片轮询吧

james2451

和语言无关，

ldfree

自己规划一下功能:
按键，LED，数码管，红外解码要求同时处理

像这样的,先分开时间相关的,再找出实时性要求高的,然后归类
按键，数码管----这几种都可以实时去扫对吧??
那就在实时中断里,例:
if (100毫秒)
{
    //按键
}
if (20毫秒)
{
    //数码管
}

LED----这就只一个简单的开关,任意吧,有需要就打开或关就完了

红外解码--这个要求实时性高,就放在中断里.

主程序就去以应用的逻辑协调这些功能就OK了

cjxxzj

LZ觉得八位机有必要上OS吗?

如果仅有一个调度内核,你会在应用上使用吗??

ljy771219

没有操作系统就没有多任务的概念在。
不过你的要求也容易，设置好中断函数，然后在一个死循环里轮询各种事件并处理就行了。

rto.wang

不就成了个简单的调度程序啦——OS的雏形啦！

jqq850226

现在有很多8位机上的OS，ucos也有支持51的，可以参考一下。

wy11104215

简单点说，弄个死循环。。里面喜欢怎么分配你就怎么分配
复杂点说，自己读读哪些RTOS吧。。。

zbashore

循环扫描
switch（）
{
    。。。
}

chenseawind

无聊..

ppz2005

没有OS应该很难吧？

辛昕

用不着玩 操作系统 那么复杂。

就你这个要求而言，可以这么玩。

用一个定时器，植一个全局定时变量，它就是你的系统时间。

你不是要时间片么？
它就是你的时间片——比如说，定时一次十个毫秒，你的时间片要多少个十毫秒都可以。

yunfenglw

c语言任务调度实现还是得回归到CPU硬件操作，回归到汇编。调度策略应该除了时间轮片，应该还有多种调度标准，最基础的先来先服务，短作业优先，优先级，多级反馈等，不是么

辛昕

本来以为找到一个新的帖子，没想到三年前我自己也掺合了一脚。
不知道楼主还在不在。不过现在对于这个话题，偶又多了一些可唠叨的。
就一一唠叨唠叨吧。

辛昕

关于 如何实现多任务 这个问题
我三年前的回答，以及这个楼里的很多回答，我发现很可能都只看到了 任务机制 的一个方面，而没看到其他的方面。

我们一直只关注到如何实现 “任务轮询执行” 而已。
这当然是一个非常重要的方面。
实现起来也不复杂，也就是一个 定时中断而已，定时中断加个状态机。

然而，最近我接触了一个使用rtx操作系统的工作任务，虽然并不需要我去直接使用rtx，但是我间接接触了操作系统地工作方式。
并且发现了一些虽然不多但是很关键的特性。
比如说，rtx的任务函数，我无意发现，它原来并不是“被反复调用”，而是不调用不运行时，就直接卡在那个地方，继续调用时，它就
从卡主的地方继续执行！

这个细节，也许您觉得不重要，事实上，错了，它非常重要，真的非常重要！！
因为正是这个特性细节，让它成其为 任务，而非 只是一个反复轮询调用的函数而已。

辛昕

让我们来看 这个细节的区别在哪里。

我们来看普通裸机程序里的 几种不同“函数类型”

1.普通执行函数，它们（在大体上）是普通的顺序执行，也就是一个函数从头执行到尾，然后就跑了，得到的结果直接通过数组传出或者返回值，它们的效果立马呈现，无需任何前后状态或者数值作为依据。

这是一种非常理想的函数，如果这世界上的所有程序都可以仅仅由它们构成，我相信我们程序员的日子会好过太多太多。

可惜，很多时候，程序要处理很多 异步动作。
这个时候，我们的程序就不能顺序执行到完成再退出。因为每个函数很可能要在不断地反复调用到一定次数后，才可以完成所有功能。
这种函数，和第一种函数相比，最痛苦的地方就在于
因为你的动作是分步骤完成的，它们是在不同调用的时候被依次启动某些动作，因此，你需要 保持数据每个时刻的数值和记录一些状态。
虽然名字不同，但这种情况下它门的作用和我们经常开口闭口说的堆栈，其实是类似的，只可惜，这次，再也没有编译器为我们完成而是要我们自己的程序来处理了。

3.main() ——主函数。
很可惜，前面的第二种函数还有另一种麻烦。
那就是往往一个动作一个功能，不只是有哪些需要反复调用的部分，还有每个阶段开始的时候的初始化以及结束时候的清理动作。
如果我们是在写 c++ java这种函数的时候还是比较爽的，因为它有构造函数和析构函数，虽然和我们讨论的不完全是一回事，但是，基本上它们还是很容易变成某种 语言级的 初始化和清理 支持。

这个时候我们会想起main函数，它真的太爽了。
因为它是程序开始执行的入口（当然是C语言语法层次），也就是说我们不需要太费劲（其实严格来说就是不让她退出就是了）。
我们就可以很熟悉很自然地在main里，首先完成初始化，然后一个while调用。
可惜这样的函数只有一个
你也许会说中断

可惜不好意思，在你不人为加点程序代码的情况下，每次中断函数都是会被全部执行一遍，而不像main函数一样，只被执行一次。
——我的意思是，除了main函数，我们所写的任何函数，都不可能给我们提供一个 ”不从头开始执行“的机会，我们无法区分 初始化这些一次性执行的动作 和 不断死循环执行的动作。

说到这里，我相信，你已经明白我为什么在这个场合提到这堆议论了。

任务机制提供的任务函数，在形式上，或者至少在我们的操作系统层面上，它就仿佛提供了我们写任意多个main函数的可能性！！

这当然非常重要，它可以让我们不去考虑复杂的 数据和标志 的保护，以及不同独立任务之间的耦合 等复杂管理工作，而只专注于我们真正要实现的任务本身。

有时候我觉得，这几乎等于 软实现多核并行。

辛昕

至于说到实现，我只能说我失败了。

我和这贴里的一些人一样
——也很不想单单为了一个任务机制就去使用一个操作系统。
那样平白无故把事情搞复杂了。

我曾很天真的试图利用函数指针放在定时中断里完成该功能，可惜我发现那是不可能的——很多时候，通过函数指针调用函数和直接调用函数，至少在我想到的方案里是没区别的。

所以后来我又试图直接去参考OS的系统看看人家怎么实现。
后来我发现那些OS看起来太痛苦了，我也可耻的闪了。

后来我最后一个努力是 我找到 lwip作者adam 写的一个 pthread 独立多线程实现代码。
可惜我最后一层一层剥掉那些宏以后，我发现，它通过宏的形式，本质上不是真正意义上的任务机制，而是靠一些变量的手段跳出来。

那么也就是说实际上，这个实现，还是逃不了我们自己以前那些实现所带有的麻烦，只不过它把一切掩埋在那套精巧复杂的宏里。
——我个人偏喜欢函数形式组织的程序，而不是宏——因为很多时候那都是一些”障眼法“。

另外，adam的这个pthread它不支持任务带独立的存储空间，这个是很麻烦的。

所以我也放弃了。

这事儿到这我也灰心丧气了。心想，下次再倒腾就两个路子
要么接受这种adam的宏形式——也许它并没有我想象的那么那啥。毕竟有一些操作系统也是用这类简单的任务机制，比如同样出自这个adam之手的操作系统 contiki
第二，我正儿八经去研究一个操作系统是如何实现的。

然而，前阵子，我无意在图书馆找书时，看到一本老外写的 arm cortex m3的书，我翻过目录，里面似乎提到如何实现这种任务机制——当然也许是在汇编的层次上。

事实上，我在上面的各种尝试之后，我也是隐隐感觉，也许纯c语法无法实现？
——当然呵呵，这个我还没多看，不敢乱说，大家别打我呀~~~

yunfenglw

辛昕 发表于 2014-5-2 23:07
关于 如何实现多任务 这个问题
我三年前的回答，以及这个楼里的很多回答，我发现很可能都只看到了 任务机 ...

对于操作系统我只看过Ucos,所以版主的一些理念还不太明白。但我知道对于（多任务）操作系统本质就是中断，对于DOS、ucos、windows、Linux、vworks......本质上是一样，只是细节上的不同而已，或者说针对不同目的，而采取了不同的中断策略。操作系统实现了对CPU环境的偷梁换柱，从而让函数、任务发生跳转，然而如何偷如何换，不同的偷换机制，成就不同的操作系统，也完成了不同的目的。这样理解对么？版主所说的“我无意发现，它原来并不是“被反复调用”，而是不调用不运行时，就直接卡在那个地方，继续调用时，它就从卡住的地方继续执行！”，“卡在那里”是指被“被中断”么？“从卡住的地方继续执行”是指“中断返回”么？

辛昕

yunfenglw 发表于 2014-5-3 09:39
对于操作系统我只看过Ucos,所以版主的一些理念还不太明白。但我知道对于（多任务）操作系统本质就是中断 ...

这和中断不中断没什么关系
我意思是 它的任务函数从来没有被退出过，也不是靠反复调用来实现的，
这才是让我好奇和不知道如何实现的地方