多任务与单任务

所谓"单任务系统"是指该系统不能支持多任务并发操作,宏观串行地执行一个任务。而多任务系统则可以宏观并行(微观上可能串行)地"同时"执行多个任务。

多任务的并发执行通常依赖于一个多任务操作系统(OS),多任务OS的核心是系统调度器,它使用任务控制块(TCB)来管理任务调度功能。TCB包括任务的当前状态、优先级、要等待的事件或资源、任务程序码的起始地址、初始堆栈指针等信息。调度器在任务被激活时,要用到这些信息。此外,TCB还被用来存放任务的"上下文"(context)。任务的上下文就是当一个执行中的任务被停止时,所要保存的所有信息。通常,上下文就是计算机当前的状态,也即各个寄存器的内容。当发生任务切换时,当前运行的任务的上下文被存入TCB,并将要被执行的任务的上下文从它的TCB中取出,放入各个寄存器中。

嵌入式多任务OS的典型例子有Vxworks、ucLinux等。单任务OS有早期的DOS系统。

究竟选择多任务还是单任务方式,依赖于软件的体系是否庞大。例如,绝大多数​​​手机​​程序都是多任务的,但也有一些小灵通的协议栈是单任务的,没有操作系统,它们的主程序轮流调用各个软件模块的处理程序,模拟多任务环境。

单任务的软件设计流程

(1)从CPU复位时的指定地址开始执行;
(2)跳转至汇编代码startup处执行;
(3)跳转至用户主程序main执行,在main中完成:
a.初试化各硬件设备; 
b.初始化各软件模块;
c.进入死循环(无限循环),调用各模块的处理函数


用户主程序和各模块的处理函数都以C语言完成。用户主程序最后都进入了一个死循环,其首选方案是:

while(1)
{
}

有的程序员这样写:

for(;;)
{
}

这个语法没有确切表达代码的含义,我们从for(;;)看不出什么,只有弄明白for(;;)在C语言中意味着无条件循环才明白其意。下面是几个"著名"的死循环:

(1)操作系统是死循环;
(2)WIN32程序是死循环;
(3)嵌入式系统软件是死循环;
(4)多线程程序的线程处理函数是死循环。