第五篇：完善的协作式的内核 _业内资讯

第五篇：完善的协作式的内核

发布时间：2009/10/28 阅读次数：755 字体大小: 【小】【中】【大】

第五篇：完善的协作式的内核

现在为上面的协作式内核添加一些OS中所必须的服务：
1 挂起和重新运行任务
2 信号量(在必要时候，可以扩展成邮箱和信息队列)
3 延时

#include <avr/io.h>
#include <avr/Interrupt.h>
#include <avr/signal.h>
unsigned char Stack[400];

register unsigned char OSRdyTbl asm("r2"); //任务运行就绪表
register unsigned char OSTaskRunningPrio asm("r3"); //正在运行的任务

#define OS_TASKS 3 //设定运行任务的数量
struct TaskCtrBlock
{
unsigned int OSTaskStackTop; //保存任务的堆栈顶
unsigned int OSWaitTick; //任务延时时钟
} TCB[OS_TASKS+1];

//防止被编译器占用
register unsigned char tempR4 asm("r4");
register unsigned char tempR5 asm("r5");
register unsigned char tempR6 asm("r6");
register unsigned char tempR7 asm("r7");
register unsigned char tempR8 asm("r8");
register unsigned char tempR9 asm("r9");
register unsigned char tempR10 asm("r10");
register unsigned char tempR11 asm("r11");
register unsigned char tempR12 asm("r12");
register unsigned char tempR13 asm("r13");
register unsigned char tempR14 asm("r14");
register unsigned char tempR15 asm("r15");
register unsigned char tempR16 asm("r16");
register unsigned char tempR16 asm("r17");

//建立任务
void OSTaskCreate(void (*Task)(void),unsigned char *Stack,unsigned char TaskID)
{
unsigned char i;
*Stack--=(unsigned int)Task>>8; //将任务的地址高位压入堆栈，
*Stack--=(unsigned int)Task; //将任务的地址低位压入堆栈，

*Stack--=0x00; //R1 __zero_reg__
*Stack--=0x00; //R0 __tmp_reg__
*Stack--=0x80;

//SREG 在任务中，开启全局中断
for(i=0;i<14;i++) //在 avr-libc 中的 FAQ中的 What registers are used by the C compiler?
*Stack--=i; //描述了寄存器的作用
TCB[TaskID].OSTaskStackTop=(unsigned int)Stack; //将人工堆栈的栈顶，保存到堆栈的数组中
OSRdyTbl|=0x01<<TaskID; //任务就绪表已经准备好
}

//开始任务调度,从最低优先级的任务的开始
void OSStartTask()
{
OSTaskRunningPrio=OS_TASKS;
SP=TCB[OS_TASKS].OSTaskStackTop+17;
__asm__ __volatile__( "reti" "
\t" );
}

//进行任务调度
void OSSched(void)
{
// 根据中断时保存寄存器的次序入栈，模拟一次中断后，入栈的情况
__asm__ __volatile__("PUSH __zero_reg__
\t"); //R1
__asm__ __volatile__("PUSH __tmp_reg__
\t"); //R0
__asm__ __volatile__("IN __tmp_reg__,__SREG__
\t"); //保存状态寄存器SREG
__asm__ __volatile__("PUSH __tmp_reg__
\t");
__asm__ __volatile__("CLR __zero_reg__
\t"); //R0重新清零
__asm__ __volatile__("PUSH R18
\t");
__asm__ __volatile__("PUSH R19
\t");
__asm__ __volatile__("PUSH R20
\t");
__asm__ __volatile__("PUSH R21
\t");
__asm__ __volatile__("PUSH R22
\t");
__asm__ __volatile__("PUSH R23
\t");
__asm__ __volatile__("PUSH R24
\t");
__asm__ __volatile__("PUSH R25
\t");
__asm__ __volatile__("PUSH R26
\t");
__asm__ __volatile__("PUSH R27
\t");
__asm__ __volatile__("PUSH R30
\t");
__asm__ __volatile__("PUSH R31
\t");
__asm__ __volatile__("PUSH R28
\t"); //R28与R29用于建立在堆栈上的指针
__asm__ __volatile__("PUSH R29
\t"); //入栈完成

TCB[OSTaskRunningPrio].OSTaskStackTop=SP; //将正在运行的任务的堆栈底保存

unsigned char OSNextTaskID; //在现有堆栈上开设新的空间
for (OSNextTaskID = 0; //进行任务调度
OSNextTaskID < OS_TASKS && !(OSRdyTbl & (0x01<<OSNextTaskID));
OSNextTaskID++);
OSTaskRunningPrio = OSNextTaskID ;

cli(); //保护堆栈转换
SP=TCB[OSTaskRunningPrio].OSTaskStackTop;
sei();

//根据中断时的出栈次序
__asm__ __volatile__("POP R29
\t");
__asm__ __volatile__("POP R28
\t");
__asm__ __volatile__("POP R31
\t");
__asm__ __volatile__("POP R30
\t");
__asm__ __volatile__("POP R27
\t");
__asm__ __volatile__("POP R26
\t");
__asm__ __volatile__("POP R25
\t");
__asm__ __volatile__("POP R24
\t");
__asm__ __volatile__("POP R23
\t");
__asm__ __volatile__("POP R22
\t");
__asm__ __volatile__("POP R21
\t");
__asm__ __volatile__("POP R20
\t");
__asm__ __volatile__("POP R19
\t");
__asm__ __volatile__("POP R18
\t");
__asm__ __volatile__("POP __tmp_reg__
\t"); //SERG 出栈并恢复
__asm__ __volatile__("OUT __SREG__,__tmp_reg__
\t"); //
__asm__ __volatile__("POP __tmp_reg__
\t"); //R0 出栈
__asm__ __volatile__("POP __zero_reg__
\t"); //R1 出栈
//中断时出栈完成
}

////////////////////////////////////////////任务处理
//挂起任务
void OSTaskSuspend(unsigned char prio)
{
TCB[prio].OSWaitTick=0;
OSRdyTbl &= ~(0x01<<prio); //从任务就绪表上去除标志位
if(OSTaskRunningPrio==prio) //当要挂起的任务为当前任务
OSSched(); //从新调度
}

//恢复任务可以让被OSTaskSuspend或 OSTimeDly暂停的任务恢复
void OSTaskResume(unsigned char prio)
{
OSRdyTbl |= 0x01<<prio; //从任务就绪表上重置标志位
TCB[prio].OSWaitTick=0; //将时间计时设为0,到时
if(OSTaskRunningPrio>prio) //当要当前任务的优先级低于重置位的任务的优先级
OSSched(); //从新调度 //从新调度
}

// 任务延时
void OSTimeDly(unsigned int ticks)
{
if(ticks) //当延时有效
{
OSRdyTbl &= ~(0x01<<OSTaskRunningPrio);
TCB[OSTaskRunningPrio].OSWaitTick=ticks;
OSSched(); //从新调度
}
}

//信号量
struct SemBlk
{
unsigned char OSEventType; //型号 0,信号量独占型；1信号量共享型
unsigned char OSEventState; //状态 0,不可用;1,可用
unsigned char OSTaskPendTbl; //等待信号量的任务列表
} Sem[10];

//初始化信号量
void OSSemCreat(unsigned char Index,unsigned char Type)
{
Sem[Index].OSEventType=Type; //型号 0,信号量独占型；1信号量共享型
Sem[Index].OSTaskPendTbl=0;
Sem[Index].OSEventState=0;
}

//任务等待信号量,挂起
unsigned char OSTaskSemPend(unsigned char Index,unsigned int Timeout)
{

//unsigned char i=0;
if(Sem[Index].OSEventState) //信号量有效
{
if(Sem[Index].OSEventType==0) //如果为独占型
Sem[Index].OSEventState = 0x00; //信号量被独占，不可用
}
else
{ //加入信号的任务等待表
Sem[Index].OSTaskPendTbl |= 0x01<<OSTaskRunningPrio;
OSRdyTbl &= ~(0x01<<OSTaskRunningPrio); //从任务就绪表中去除
TCB[OSTaskRunningPrio].OSWaitTick=Timeout; //如延时为0，刚无限等待
OSSched(); //从新调度
if(TCB[OSTaskRunningPrio].OSWaitTick==0) return 0;
}
return 1;
}

//发送一个信号量，可以从任务或中断发送
void OSSemPost(unsigned char Index)
{
if(Sem[Index].OSEventType) //当要求的信号量是共享型
{
Sem[Index].OSEventState=0x01; //使信号量有效
OSRdyTbl |=Sem [Index].OSTaskPendTbl; //使在等待该信号的所有任务就绪
Sem[Index].OSTaskPendTbl=0; //清空所有等待该信号的等待任务
}
else //当要求的信号量为独占型
{
unsigned char i;
for (i = 0; i < OS_TASKS && !(Sem[Index].OSTaskPendTbl & (0x01<<i)); i++);
if(i < OS_TASKS) //如果有任务需要
{
Sem[Index].OSTaskPendTbl &= ~(0x01<<i); //从等待表中去除
OSRdyTbl |= 0x01<<i; //任务就绪
}
else
{
Sem[Index].OSEventState =1; //使信号量有效
}
}
}

//从任务发送一个信号量，并进行调度
void OSTaskSemPost(unsigned char Index)
{
OSSemPost(Index);
OSSched();
}

//清除一个信号量,只对共享型的有用。
//对于独占型的信号量，在任务占用后，就交得不可以用了。

void OSSemClean(unsigned char Index)
{
Sem[Index].OSEventState =0; //要求的信号量无效
}

void TCN0Init(void) // 计时器0
{
TCCR0 = 0;
TCCR0 |= (1<<CS02); // 256预分频
TIMSK |= (1<<TOIE0); // T0溢出中断允许
TCNT0 = 100; // 置计数起始值

}

SIGNAL(SIG_OVERFLOW0)
{
unsigned char i;
for(i=0;i<OS_TASKS;i++) //任务时钟
{
if(TCB[i].OSWaitTick)
{
TCB[i].OSWaitTick--;
if(TCB[i].OSWaitTick==0) //当任务时钟到时,必须是由定时器减时的才行
{
OSRdyTbl |= (0x01<<i); //使任务在就绪表中置位
}
}
}
TCNT0=100;
}

void Task0()
{
unsigned int j=0;
while(1)
{
PORTB=j++;
OSTaskSuspend(1); //挂起任务1
OSTaskSemPost(0);
OSTimeDly(50);
OSTaskResume(1); //恢复任务1
OSSemClean(0);
OSTimeDly(50);
}
}

void Task1()
{
unsigned int j=0;
while(1)
{
PORTC=j++;
OSTimeDly(5);
}
}

void Task2()
{
unsigned int j=0;
while(1)
{
OSTaskSemPend(0,10);
PORTD=j++;
OSTimeDly(5);
}
}

void TaskScheduler()
{
while(1)
{
OSSched(); //反复进行调度
}
}

int main(void)
{
TCN0Init();
OSRdyTbl=0;
OSSemCreat(0,1); //将信号量设为共享型
OSTaskCreate(Task0,&Stack[99],0);
OSTaskCreate(Task1,&Stack[199],1);
OSTaskCreate(Task2,&Stack[299],2);
OSTaskCreate(TaskScheduler,&Stack[399],OS_TASKS);
OSStartTask();
}

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