目次 前 次

内部動作

 
　RTOSを実現するには、スケジューラ、ディスパッチャ、システムコールを
　どう記述するかを考えなければなりません。

　スケジューラ、ディスパッチャは、Ｃのmain関数で実現します。

　システムコールは、個々に関数を定義しています。




スケジューラ、ディスパッチャ

　USOは、PLC(Programable Logic Controller)の動作を参考にしています。

　PLCは、全回路をスキャンして、必要であれば、その回路を動かします。
　USOのスケジューラ、ディスパッチャは、タスクの状態をスキャンして
　READYであれば、対応する関数を実行します。

  run_tsk = TSK_ID0 ;
  while ( ON ) {
    /* タスクの状態がREADYであれば、タスク実行 */
    /* スキャン */
  }

　タスクの状態をスキャンするために、変数run_tskを用意します。
　変数run_tskを、TSK_ID0からTSK_ID_MAX-1まで増やし、タスクの
　状態を調べていきます。
  run_tsk = TSK_ID0 ;
  while ( ON ) {
    /* タスクの状態がREADYであれば、タスク実行 */
    /* スキャン */
    run_tsk++;
    if ( run_tsk == TSK_ID_MAX ) {
      run_tsk = TSK_ID0 ;
    }
  }

　該当タスクの状態が、READYかを確認する必要があります。
　タスクのIDを与えて、READYであればYESを返す関数を定義
　して、使います。この関数を、is_tsk_readyとします。

  run_tsk = TSK_ID0 ;
  while ( ON ) {
    if ( is_tsk_ready( run_tsk ) == YES ) {
      /* タスク実行 */
    }
    /* スキャン */
    run_tsk++;
    if ( run_tsk == TSK_ID_MAX ) {
      run_tsk = TSK_ID0 ;
    }
  }

　タスク実行は、関数の開始アドレスをテーブルに入れておき
　開始アドレスを取り出す方式が楽なので、ポインタを使って
　タスク関数に分岐します。

　まとめると、次のようになります。

  run_tsk = TSK_ID0 ;
  while ( ON ) {
    pcur_tsk = tcb[run_tsk] ;
    if ( is_tsk_ready( run_tsk ) == YES ) {
      (*(pcur_tsk.tsk))();
    }
    run_tsk++;
    if ( run_tsk == TSK_ID_MAX ) {
      run_tsk = TSK_ID0 ;
    }
  }

　配列tcbは、別の章で説明します。




状態管理変数

　タスクの状態を管理するための変数が必要になります。

　タスクは、RUN、READY、SUSPEND、WAIT、DORMANTのいずれか
　の状態を取るので、１タスクあたり３ビットで管理できます。

　メモリの少ないマイコンでは、状態管理のためだけに多くの変数を
　使えないので、工夫して１ビットの組み合わせで状態を表現します。

　５状態あるうちで、RUNはREADYであることがわかれば、遷移する
　必要はないので、変数は４個あれば状態を管理できます。
　従って、READYを表現するための変数readyを用意します。

　RUNを除くと、READY、SUSPEND、WAIT、DORMANTと４状態を表現
　できればよいので、変数は３個で足ります。

　READY、SUSPEND、DORMANTを表現する変数を各々

　とします。

　タスクｒが、READYかどうかは、変数readyのｒビット目で判断します。
　ｒビット目が１であれば、タスクｒはREADY状態にあります。

　タスクｓが、SUSPENDかどうかは、変数suspendのｓビット目で判断します。
　ｓビット目が１であれば、タスクｓはSUSPEND状態にあります。

　タスクｖが、USOで管理できるか否かは、変数vldtskのｖビット目
　で判断します。
　ｖビット目が１であれば、タスクｖはUSOで管理できます。

　タスクｗが、WAITかどうかは、３変数ready、suspend、vldtskの
　論理演算で求めた結果のｗビット目で判断します。
　ｗビット目が１であれば、タスクｗはWAIT状態にあります。




システムコールcre_tsk

　cre_tskは、タスクＩＤとタスク関数を関連づけ、タスク関数の
　実行開始アドレスをTCB(Task Control Block)に設定します。

　タスクＩＤとタスク関数名をパラメータとします。
    cre_tsk(TSK_ID0,tsk0_proc);
    cre_tsk(TSK_ID1,tsk1_proc);

　内部は、次のように処理します。
　　変数vldtskのタスクＩＤに相当するビットに、１を設定。
　　タスクＩＤで指定する変数wcountを、０クリア。

　変数wcountは、WAITを実現するためのカウンタで、１０ｍｓのＮ倍
　（１〜６５５３５）を記憶します。

　以下のように定義します。
　void cre_tsk(UBYTE tid,void (*tsk)(void))
　{
　  if ( tid >= TSK_ID_MAX ) return ;
　  vldtsk |= (1 << tid) ;
　  tcb[tid].tsk = tsk;
　  tcb[tid].wcount = 0;
　}




システムコールsta_tsk

　sta_tskは、タスクＩＤを使い、タスクの初期状態を指定します。

　タスクＩＤとタスク状態をパラメータとします。
    sta_tsk(TSK_ID0,TTS_READY)  ;
    sta_tsk(TSK_ID1,TTS_SUSPEND);

　指定された状態に合わせて、変数readyとsuspendのタスクＩＤで
　指定するビットを０あるいは１にします。

　以下のように定義します。
　void sta_tsk(UBYTE tid,UBYTE sta)
　{
　  if ( tid >= TSK_ID_MAX ) return ;
　  if ( sta == TTS_READY ) {
　    ready   |=  (1 << tid);
　    suspend &= ~(1 << tid);
　  }
　  if ( sta == TTS_WAIT ) {
　    ready   &= ~(1 << tid);
　    suspend &= ~(1 << tid);
　  }
　  if ( sta == TTS_SUSPEND ) {
　    ready   &= ~(1 << tid);
　    suspend |=  (1 << tid);
　  }
　}




システムコールrsm_tsk

　rsm_tskは、タスクＩＤを使い、該当タスクをREADY状態にします。

　タスクＩＤをパラメータとします。
    rsm_tsk(TSK_ID1) ;

　変数readyは、タスクＩＤで指定するビット位置の値を１にします。
　変数suspendは、タスクＩＤで指定するビット位置の値を０にします。

　以下のように定義します。
　void rsm_tsk(UBYTE tid)
　{
　  if ( tid >= TSK_ID_MAX ) return ;
　  ready   |=  (1 << tid);
　  suspend &= ~(1 << tid);
　}




システムコールsus_tsk

　sus_tskは、タスクＩＤを使い、該当タスクをSUSPEND状態にします。

　タスクＩＤをパラメータとします。
    sus_tsk(TSK_ID2) ;

　変数readyは、タスクＩＤで指定するビット位置の値を０にします。
　変数suspendは、タスクＩＤで指定するビット位置の値を１にします。

　以下のように定義します。
　void sus_tsk(UBYTE tid)
　{
　  if ( tid >= TSK_ID_MAX ) return ;
　  ready   &= ~(1 << tid);
　  suspend |=  (1 << tid);
　}




システムコールslp_tsk

　slp_tskは、タスクが自身をSUSPEND状態にするときに使います。

    slp_tsk() ;

　タスクがＣＰＵを使っているとき、タスクＩＤは変数run_tskに入っています。
　システムコールsus_tskに、run_tskを入力しタスク自身の状態を変更します。

　以下のように定義します。
　void slp_tsk(void)
　{
　  sus_tsk(run_tsk);
　}




システムコールwai_tsk

　wai_tskは、タスクが自身をWAIT状態にするときに使います。
    wai_tsk( 500 ) ;

　USOでは、WAITは、自身で時間待ちをしている状態とします。

　変数ready、suspendは、変数run_tskで指定するビット位置の値を０にします。
　変数wcountにカウント値を設定します。

　カウント値は、タイマー割込みでカウントダウンします。
　カウント値が０になると、タイマー割込み内部で、該当タスクを
　WAITからREADYに状態遷移させます。

　システムコールそのものは、以下のように定義します。
　void wai_tsk(UWORD x)
　{
　  ready   &= ~(1 << run_tsk);
　  suspend &= ~(1 << run_tsk);
　  tcb[run_tsk].wcount = x ;
　}

　WAITからREADYへの状態遷移の仕掛けは、別の章で説明します。
目次 前 次

inserted by FC2 system