Windowsシミュレータで学ぶuITRON (1) - タスク操作

はじめに

uITRON（FreeRTOSベース）Windowsシミュレータ - Qiita
https://qiita.com/imagou/items/42c687402e6e58fccddb

にて、せっかくuITRONを体験できる環境を作りましたんで、体験してみましょう。

今回のお題は、**RTOSの肝である「タスク」**です。

本編

1. 環境

前回記事を参照ください。

2. 動かしてみる

ビルド方法はこちら。

後はF5押下などしてやれば、コンソールウインドウでデモプログラムが動きます。

2-1. タイマタスク

放置しておくと、コンソールで以下が出力されるはずです。

[TimerTask]: DELAY 3000ms
[TimerTask]: DELAY 3000ms
[TimerTask]: DELAY 3000ms
[TimerTask]: DELAY 3000ms

TimerTaskとやらが、3000msecおきに動作しているらしい、ということがわかるかと思います。
（当方の環境ですと3000msecより相当長いですが、その解析は後回し）

2-2. 送信タスク・受信タスク

まずはコンソールで「10」と入力してみましょう（入力後にEnterを押してください）。

[TimerTask]: DELAY 3000ms
[TimerTask]: DELAY 3000ms
10
[SendTask]: RECV EVENT (00000400)
[RecvTask]: RECV MESSAGE (10,1)

どうやら「10」がSendTaskからRecvTaskに通知されているようです。

そこで次は、「stop」を入力後、再度「10」を入力してみます。

[TimerTask]: DELAY 3000ms
stop
[SendTask]: RECV EVENT (00010000)
10
[SendTask]: RECV EVENT (00000400)
[TimerTask]: DELAY 3000ms

おや？今回はRecvTaskが動いていませんね。

次に「start」を入力します。

[TimerTask]: DELAY 3000ms
start
[SendTask]: RECV EVENT (00020000)
[RecvTask]: RECV MESSAGE (10,2)

お察しの通り、RecvTaskが動き出し、先ほどの「10」を受信しています。

2-3. もっと動かしたくなったら

使い方を読んでください（雑）。

3. コードによる解説

では、プログラムコード - main.cを引用して説明します。

なお、実際に裏で動いているのはFreeRTOSですので、その制限を受けています。

3-1. タスク生成

cre_tsk()を使います。

#define CREATE_TASK(name, act, func) {   \
    T_CTSK ctsk_;   \
    ATR tskatr_ = TA_HLNG;  \
    if (act) tskatr_ |= TA_ACT; \
    ctsk_.tskatr = tskatr_;                 /* タスク属性 */ \
    ctsk_.exinf = NULL;                     /* タスク起動時パラメータ */ \
    ctsk_.task = func;                      /* タスク関数 */ \
    ctsk_.itskpri = TASK_PRI(name);         /* タスクの優先度 */   \
    ctsk_.stksz = sizeof(TASK_STACK(name)); /* タスクスタックサイズ */   \
    ctsk_.stk = TASK_STACK(name);           /* タスクスタック（静的に確保しておく必要あり） */    \
    cre_tsk(TASK_ID(name), &ctsk_); \
}

マクロ定義しちゃってますが、要は以下を指定して、タスクを生成しています。

• タスク属性（TA_ACT指定で即「実行可能状態」となる）
• タスク関数
• 優先度
• スタックとそのサイズ

3-2. タスク起動・中断・再開

3-2-1. タスク起動

    CREATE_TASK(TIMER, FALSE, TimerTask);

とあるように、TimerTask - タイマタスクは遅延起動しているので、sta_tsk()を明示的に呼ぶ必要があります。

    /* タイマタスクは遅延起動 */
    /* sta_tsk()を使いたいがためだけにこうしている */
    sta_tsk(TASK_ID(TIMER), NULL);

3-2-2. タスク中断・再開

それぞれsus_tsk()とrsm_tsk()を使います。

        /* Suspend Task */
        if (flgptn & EVENT_STOP) {
            sus_tsk(TASK_ID(RECV));
            continue;
        }
        /* Resume Task */
        if (flgptn & EVENT_RESTART) {
            rsm_tsk(TASK_ID(RECV));
            continue;
        }

3-2-3. 補足

uITRONでは「待ち状態 - WAITING」「強制待ち状態 - SUSPENDED」の区別があります。
関数との関係はこちら：

• 「待ち状態」から「実行可能状態 - READY」とするのがsta_tsk()
• 「実行状態」などから「強制待ち状態」とするのがsus_tsk()
• 「強制待ち状態」から「実行可能状態」とするのがrsm_tsk()

しかしながら、FreeRTOSには「SUSPENDED」状態しかないらしく、よってsta_tsk()とrsm_tsk()の本シュミレータ上の実装は同じです。

3-3. タスク遅延

dly_tsk()を使います。

    while (1) {
        RELTIM tim = 3000;
        DEBUG_PRINT("[%s]: DELAY %dms", __func__, tim);
        dly_tsk(tim);
    }

3-4. TBD

TBD（今後追加していく予定）

おわりに

簡単（フワフワっとした）なタスク操作の説明でした。

読むだけでなく、実際に動かしてみると、より理解が深まるかと思います！

参考

FreeRTOS API categories
https://www.freertos.org/a00106.html

Micro-ITRON4.0 Specification (in Japanese)
http://www.ertl.jp/ITRON/SPEC/mitron4-j.html