第一章 构建整体系统框图

我们最终要设计的是一个完成的操作系统，因此我们最开始要做的就是构建整体的系统架构图，在构建系统框图之前我们需要先定义下我们操作系统的一些参数，也就是操作系统支持多少个任务，任务的调度方式，以及任务的一些结构体属性。对于嵌入式操作系统而言，其任务实际上对应着线程的概念，所有的线程都是共享一个硬件资源。为了方便后续的设计，我们这里先给出必要的参数：

任务属性	支持同优先级和不同优先级
调度方式	同优先级：时间片调度   不同优先级：抢占式调度
同优先级最大数量	8
不同优先级最大数量	8

下面是就绪队列结构图：

 

 由于任务有四个状态，分别是运行状态，就绪状态，阻塞状态和挂起状态，但是微控制器在任意时刻只能运行一个任务，因此其他的任务就需要我们将其任务保存起来，这样就需要增加阻塞队列和挂起队列。上图中蓝色的箭头表示时间片切换时使用的指针，黑色的箭头表示控制块插入和删除时使用的指针，每个链表的头部和尾部各有一个无用的控制块，这个控制块是保证链表至少有两个控制块，这样做的目的是保证链表的所有操作都是相同的。

阻塞任务和挂起任务如何管理呢，由于阻塞队列每个滴答时钟都要刷新，因此我们也可以用一个双向链表来管理，挂起链表也是一样，唯一不一样的是挂起链表不需要刷新，而是用户主动去操作，这样就涉及到一个操作任务的过程，为了方便操作，我们需要记录每个任务的首地址，这样句柄就这样出现了，句柄实际上就是任务的首地址的一个变量。我们操作任务只需要使用其句柄就可以完成队列的删除和插入。

下面是操作系统的阻塞队列：

阻塞队列的操作有以下几种情况需要访问并操作：

1.当任务遇到系统延时

2.当任务的信号量不能得到满足时

3.系统滴答时钟

对于挂起队列而言，可以没有具体的数据结构对其进行保存，因为我们操作任务的时候需要使用该任务的句柄对其进行操作，但是为了方便查看，我们使用一个双向链表对其进行管理，如下图所示：

 

 这样我们的整个大体结构就完成了。