一、引言
上一次简单的记录了一下我学习用Cortex-M3写一个最小调度系统的过程，但大多是图片的堆砌，所以现在准备写一个基于Cortex-M3的简易操作系统的系列，也算记录一下学习操作系统的过程。
本系列使用基于Cortex-M3内核的STM32F103RCT6作为平台
代码开源在gitee上，大家可以自行下载：https://gitee.com/dwk88/SimpleOS
二、预备知识
本文默认你学习并实际开发过Cortex-M系列的的单片机，例如：STM32,Tiva等，熟悉汇编知识
你还需要了解Cortex-M3包含的寄存器以及它们的功能
首先我们来思考一个问题：如何让多个任务同时进行（并行），例如：算法程序计算（长时间占用MCU）和数据传输、显示、外部控制
要知道我们的单核MCU是无法同时执行两条指令的，要并行运行多个任务必然要多个MCU，但那样协调性和成本都是问题。
我们做不到并行，所以折中的解决方案是使用一个调度程序，周期性的切换执行的任务。
三、时间片轮转调度算法
时间片轮转的意思是，以一个固定的时间周期，每隔一段时间就切换MCU执行的任务。
下面举一个列子：
void task1(void)
{
while(1)
{
LedBling(LED_Red);
OSTickDelay(500);
}
}
void task2(void)
{
OSTickDelay(125);
while(1)
{
LedBling(LED_Yellow);
OSTickDelay(500);
}
}这里给出了两个函数，都是控制GPIO口让灯闪烁的功能。但与我们平时写的main里面的while(1)不同，这里出现了两个while(1)，按照逻辑，只要调用了其中一个函数，就永远跳不出来了，那么另外一个函数也就没办法执行了，所以最后的效果只能是一个灯在闪烁。那么如何做到让两个任务同时运行呢？
我的思路是：让两个任务交替运行，task1执行5ms，task2也执行5ms。
我们知道寄存器是，存储的值是指令存储的中间临时变量，记录了程序的运行状态。
所以我们可以把task1的状态保存下来，然后跳到task2，执行一段时间后，保存task2的状态，恢复task1的状态，再跳到task1，就可以实现交替运行了。而帮我们保存现场的便是堆栈，所以我们在初始化任务的时候要定义任务的堆栈大小。
四、代码实现
首先贴出最终代码示例，这里创建了4个任务，预先为四个任务定义了堆栈数组，然后进行堆栈初始化
#include "os_type.h"
#include "os_tick.h"
#include "os_task.h"
#include "os_cpu.h"
#include "led.h"
#define task1_stack_size 100
#define task2_stack_size 100
#define task3_stack_size 100
#define task4_stack_size 100
uint32_t task1_stack[task1_stack_size];
uint32_t task2_stack[task2_stack_size];
uint32_t task3_stack[task3_stack_size];
uint32_t task4_stack[task4_stack_size];
void task1(void)
{
while(1)
{
LedBling(LED_Red);
OSTickDelay(500);
}
}
void task2(void)
{
OSTickDelay(125);
while(1)
{
LedBling(LED_Yellow);
OSTickDelay(500);
}
}
void task3(void)
{
OSTickDelay(250);
while(1)
{
LedBling(LED_Blue);
OSTickDelay(500);
}
}
void task4(void)
{
OSTickDelay(375);
while(1)
{
LedBling(LED_Green);
OSTickDelay(500);
}
}
int main()
{
LedInit();
OSTickInit();
OSTaskInit(task1, &task1_stack[task1_stack_size - 1]);
OSTaskInit(task2, &task2_stack[task2_stack_size - 1]);
OSTaskInit(task3, &task3_stack[task3_stack_size - 1]);
OSTaskInit(task4, &task4_stack[task4_stack_size - 1]);
OSTaskStart();
}CM3有两个堆栈指针——主堆栈指针（MSP）和 进程堆栈指针（PSP）
主堆栈指针用在任务切换的程序，进程堆栈指针用在用户任务程序上
这里贴出任务初始化的时候，堆栈的初始化代码
uint32_t *OSTaskStackInit(void (*task)(void), uint32_t *stack)
{
uint32_t *stk = stack;
/* Registers stacked as if auto-saved on exception */
*(stk) = (uint32_t)0x01000000L; /* xPSR */
*(--stk) = (uint32_t)task; /* Entry Point */
*(--stk) = (uint32_t)0xFFFFFFFEL; /* R14 (LR) (init value will cause fault if ever used)*/
*(--stk) = (uint32_t)0x12121212L; /* R12 */
*(--stk) = (uint32_t)0x03030303L; /* R3 */
*(--stk) = (uint32_t)0x02020202L; /* R2 */
*(--stk) = (uint32_t)0x01010101L; /* R1 */
*(--stk) = (uint32_t)0x00000000L; /* R0 : argument */
/* Remaining registers saved on process stack */
*(--stk) = (uint32_t)0x11111111L; /* R11 */
*(--stk) = (uint32_t)0x10101010L; /* R10 */
*(--stk) = (uint32_t)0x09090909L; /* R9 */
*(--stk) = (uint32_t)0x08080808L; /* R8 */
*(--stk) = (uint32_t)0x07070707L; /* R7 */
*(--stk) = (uint32_t)0x06060606L; /* R6 */
*(--stk) = (uint32_t)0x05050505L; /* R5 */
*(--stk) = (uint32_t)0x04040404L; /* R4 */
return (stk);
}可以看到这里对R0-R15都进行了初始化，其中最主要的就是初始化程序的入口
*(--stk) = (uint32_t)task; /* Entry Point这里把PC指针的值指向了函数的首地址，在第一次运行时就可以找到程序运行的入口了。
未完待续。。。