# multitasks-os

**Repository Path**: liuniansihuo/multitasks-os

## Basic Information

- **Project Name**: multitasks-os
- **Description**: 基于时间轮询的多任务及任务间通讯和驱动软件框架。
特性：多任务之间完全独立，任务之间通过消息进行通讯，每个任务有独立的时间片，驱动架构分层与分离。具有模块化，移植性，可复用性，软件分层设计的特点。
- **Primary Language**: C
- **License**: GPL-3.0
- **Default Branch**: master
- **Homepage**: None
- **GVP Project**: No

## Statistics

- **Stars**: 5
- **Forks**: 4
- **Created**: 2023-06-17
- **Last Updated**: 2025-08-11

## Categories & Tags

**Categories**: Uncategorized

**Tags**: mcu, os, 多任务, 嵌入式, IOT

## README

[TOC]

## 一. multitasks 简介和使用
### 1.1 multitasks-os是什么
1. multitasks-os是基于前后台的 ` 多任务及任务间通讯`和 `驱动软件框架 `。
2. multitasks-os软件框架，具有``模块化，移植性，可复用性，软件分层设计``的特点。

### 1.2 软件框架框图

![软件框架框图](https://s21.ax1x.com/2025/02/14/pEuvwqJ.png)


1. 每个任务一般分为三层：`task层，bsp层，driver层`。一个driver层可以被多个bsp层使用。一个bsp层也可以被多个task层使用。
2. 任务消息提供接口，负责任务之间发送数据或获取数据。
3. CPU一直执行各个任务的主函数，相当于任务占用CPU计算资源。
4. timer定时器，work工作队列，可以灵活的占用CPU和放弃CPU。
5. 芯片SDK库，CMISS,startup由不同芯片提供。

### 1.3 工程文件组织结构

```c

|-- mcu:芯片底层库文件相关等
    |-- ch32f20x
    |-- stm32f10x
|-- MDK:工程
    |-- tool:编译后处理脚本工具，比如合并bootloat和app，app文件处理，格式转换
    |-- MDK.uvoptx MDK.uvprojx: MDK工程文件
|-- os:软件框架代码和功能组件等
    |-- common: 移植框架代码时，根据不同mcu进行修改的文件
        |-- cpu.h:芯片的宏定义和库头文件等
        |-- os_task_driver.c.h:框架任务所需的driver层，外设时钟开启，看门狗等。
        |-- os_tick.c.h:软件框架的系统tick，系统时基默认为1ms.
    |-- compent:软件功能组件，纯软件。
        |-- bitmap.c.h: 位处理
        |-- fifo.c:队列，仅支持unsignedchar 类型，用于一些字符流的协议处理。
        |-- list.c.h: 链表
        |-- QueueRing.c.h:队列，用于各种数据类型
        |-- work_base.c.h:工作队列功能接口。
        |-- tick_work.c.h:精确的时基work，该任务处理放在系统时基中断中。
        |-- work.c.h:work队列。
        |-- timer.c.h:定时器功能。
    |-- doc:说明文档
    |-- main.c:main函数文件，不做修改。
    |-- os_sys.c.h:所有任务处理相关的函数和任务消息处理宏定义。
    |-- os_task.c:系统任务。
    |-- os.h sys_config.h typede.h:类型定义，功能宏定义，
|-- user:用户任务文件夹
    |-- task_def.h:任务消息枚举定义，任务枚举定义
    |-- project.h:具体项目中的一些公共定义，比如宏定义，结构体定义等
    |-- key switch ...:具体的任务文件夹
    |-- usart log ...：公共的驱动功能

```
> <font color = red size=4 >  说明：对于软件框架的移植，只需修改os/common/下的文件即可，前提是已经有一个正常的MDK工程了。 </font>


### 1.4 任务添加和删除

1.4.1 新建一个任务，先在` user/task_def.h` 文件中添加任务枚举，按照如下模版，建立一个新任务，并自动添加到任务队列中。
```
typedef enum TASKID_E
{
	TASKID_SYS = 0U,
	TASKID_KEY,
	TASKID_SWITCH,
	TASKID_BEEP,

	TASKID_MAX,
}E_TASKID;
```

```c
CONSTRUCTOR_DEFAUTL()
void syssvc_task_create(void)
{
    struct task_s task = TASK_DEFAULT_INIT();

    task.ID         = TASKID_SYS;
    task.state      = TASK_STAT_FREE;
    task.TaskTime   = 0;
    task.run        = syssvc_main_run;
    task.sleep_init = syssvc_peripheral_sleep;
    task.msg_process= syssvc_message_process;
    task.task_tick 	= NULL;
    task.is_used 	= 1;
    task.task_init  = syssvc_variable_init;
    sys_task_add(&task);
}
```
> 任务枚举值越小，则`task.task_init`就先执行，对于任务初始化顺序有要求的，可调整枚举顺序。

1.4.2 删除一个任务，屏蔽 CONSTRUCTOR_DEFAUTL() 这一行即可。
```c
//CONSTRUCTOR_DEFAUTL()
void syssvc_task_create(void)
{
    struct task_s task = TASK_DEFAULT_INIT();
}
```



### 1.5 任务结构体说明
```c
struct task_s
{
    E_TASKID ID;//任务ID,全局唯一
    task_stat_e state;//任务状态，
    SysTick_t TaskTime;
    void (*run)(void);//任务主运行函数
    void (*msg_process)(E_DATAID , const u32 );//消息处理函数
    void (*task_tick)(void);//任务级，tick处理函数
    void (*task_init)(void);//任务初始化函数
    unsigned char is_used;//任务使用标志
};
```
### 1.6 任务数据结构设计
每个任务都有一个全局的结构体数据，该任务所有的全局变量数据在该结构体中定义。且应该定义为 **static**
```c

struct key_task_s
{
    SysTick_t time;
    u32 test3_cnt[11];
    u32 test4_cnt[11];
    u32 test6_cnt[11];
    u8 key_test;
    E_KEY key0;
    E_KEY key1;
    u32 test1;
    int test4;
	unsigned char test6;
    float test7;
};
struct key_task_s key_task={0};

```
### 1.7 任务如何划分呢
通常一个项目产品中，根据产品功能划分多个模块，一般就是多个任务。任务划分的颗粒度可大可小，根据实际情况和经验进行设计。


## 二： 任务消息简介和使用



### 2.1 任务消息说明
从理论上，软件设计时，要划分为多个模块或任务，每个任务应该是独立的，但是任务之间要有信息交换，所谓的信息，就是任务的数据，尤其是全局数据，如一个任务要使用其他任务的数据，就要使用那个任务的全局变量，这样任务就不独立了，增加耦合性。于是任务消息就为了解决任务之间互相引用变量，彻底隔离任务耦合性。

### 2.2 任务消息使用说明
1. 任务之间发送消息，必须通过宏定义 <font color = red >msg_send(DatID,data, ...)</font>   和  <font color = red >msg_recv(DatID,data,id)</font>
    * <font color = red >msg_send(DatID,data, ...)</font> :发送消息宏定义，把本地数据发送到其他任务。
    * <font color = red >msg_recv(DatID,data,id)</font> :接受消息宏定义，把指定任务数据接收到本地任务。

2. 任务消息分为单参数和多参数。也分为一对一消息，一对多消息，广播消息。也可分为数据消息，地址消息。
    * 单参数：即发送一个变量的数据，可以是数据也可以是地址。可以直接使用data，或使用MSG()宏定义，当时直接使用data时，需要自己转换处理；
    * 多参数：即同时发送多个变量的数据，可以是数据也可以是地址。其中data必须使用MSG()宏定义。
    * 当直接发送数据时，一般发送基本数据类型的数据，<font color = red >char ,unsigned char, short int ,unsigned short int,int, unsigned int</font>,因为这些数据可以向上兼容强制转换。其他类型的如，浮点型，结构体等，必须发送地址了。
    * msg_recv 只能是一对一消息。一对多消息，在参数列表中指定要发送的任务ID。广播消息，参数仅一个且为 TASKID_MAX。
    * 数据消息，data或MSG内容为数据的消息。地址消息，data或MSG内容为地址的消息

3. 使用MSG(),必须和宏定义处理MSG_D() MSG_P() MSG_R() 成对使用。
    * MSG_D() MSG_P() 属于 msg_send的数据处理，MSG_D()是发送数据的，MSG_P()是发送地址的，里面的内容要保持一致，要是地址就都是地址。不能混合使用。
    * MSG_R() 属于msg_recv的数据处理，里面的内容必须是地址。
4. 当新建一个消息时，必须在task_def.h文件中的 E_DATAID 枚举中定义。 然后在发送数据的任务，编写代码进行发送数据，在接受数据的任务的消息处理函数中处理消息。

```c
typedef enum DATID_ENUM
{
    DATID_NULL = 0x1000,
    DATID_EEPROM_TEST1,
    DATID_EEPROM_TEST7,
    DATID_EEPROM_TEST1_4_6_7_READ,
    DATID_EEPROM_TEST1_4_6_7_WRITE,
    DATID_EEPROM_SAVE,

    DATID_STATUS_LED_ON_OFF,
    DATID_STATUS_LED_BLINK,

    DATID_MAX,
}E_DATAID;
```
### 2.3 任务消息举例说明
1. 单参数 数据 消息。比如按键任务向IO任务发送，LED使能或关闭。
    * 发送端
    ```c
        msg_send(DATID_STATUS_LED_ON_OFF,0, TASKID_SWITCH);
        msg_send(DATID_STATUS_LED_ON_OFF,1, TASKID_SWITCH);
    ```
    * 接收端
    ```c
        case DATID_STATUS_LED_ON_OFF:
        if(0==data)
            led_off(STATUS_LED);
        else if(1==data)
            led_on(STATUS_LED);
        break;
    ```
2. 多参数 数据 消息。比如比如按键任务向IO任务发送，LED闪烁功能。
    * 发送端
    ```c
        msg_send(DATID_STATUS_LED_BLINK,MSG(200,400), TASKID_SWITCH);
    ```
    * 接收端
    ```c
        case DATID_STATUS_LED_BLINK:
        {
            u32 on_ms , off_ms;
            MSG_D(on_ms,off_ms);
            led_pwm(STATUS_LED,on_ms, off_ms);
        }
        break;
    ```

3. 多参数 地址消息，比如按键任务发送eeprom任务更新数据功能。
    * 发送端
    ```c
        msg_send(DATID_EEPROM_TEST1_4_6_7_WRITE,MSG(&key_task.test1,&key_task.test4,&key_task.test6,&key_task.test7), TASKID_EEPROM,TASKID_SWITCH);
    ```
    * 接收端
    ```c
        case DATID_EEPROM_TEST1_4_6_7_WRITE:
            MSG_P(eeprom_task.data.D.test1,eeprom_task.data.D.test4,eeprom_task.data.D.test6,eeprom_task.data.D.test7);
        break;
    ```
4. 多参数 接收消息，比如按键任务接收更新 eeprom任务 数据功能

    * 发送端
    ```c
        msg_recv(DATID_EEPROM_TEST1_4_6_7_READ,MSG(&key_task.test1,&key_task.test4,&key_task.test6,&key_task.test7),TASKID_EEPROM);
    ```
    * 接收端
    ```c
        case DATID_EEPROM_TEST1_4_6_7_READ:
            MSG_R(eeprom_task.data.D.test1,eeprom_task.data.D.test4,eeprom_task.data.D.test6,eeprom_task.data.D.test7);
        break;
    ```

## 三：软件框架使用规范
1. task层，bsp层，driver层，每一层向上层提供接口函数，下层可以使用注册回调使用上层函数接口。
2. 仅driver层包含芯片SDK库头文件，bsp层，task层不包含。比如IO类任务。

![](https://s21.ax1x.com/2025/02/12/pEuC0nU.png)



3. 工程编译除引用第三方外，不要有Waring.

![](https://s21.ax1x.com/2025/02/12/pEuCdXT.png)


4. 从工程中删除某一个任务后，工程仍然可以编译他通过。


[gitee仓库](https://gitee.com/liuniansihuo/multitasks-os)
https://gitee.com/liuniansihuo/multitasks-os



## 联系方式

![](https://s21.ax1x.com/2025/03/04/pEJCKFP.jpg)