2020年02月06日 | 建立一个属于自己的AVR的RTOS(第七篇:占先式内核)

第七篇:占先式内核(只带延时服务)

当大家理解时间片轮番调度法的任务调度方式后，占先式的内核的原理，已经伸手可及了。

先想想，占先式内核是在什么地方实现任务调度的呢？对了，它在可以在任务中进行调度，这个在协作式的内核中已经做到了；同时，它也可以在中断结束后进行调度，这个问题，已经在时间片轮番调度法中已经做到了。

由于中断是可以嵌套的，只有当各层嵌套中要求调度，并且中断嵌套返回到最初进入的中断的那一层时，才能进行任务调度。

#include

#include

#include

unsignedcharStack[400];

registerunsignedcharOSRdyTblasm("r2");//任务运行就绪表

registerunsignedcharOSTaskRunningPrioasm("r3");//正在运行的任务

registerunsignedcharIntNumasm("r4");//中断嵌套计数器

//只有当中断嵌套数为0，并且有中断要求时，才能在退出中断时，进行任务调度

registerunsignedcharOSCoreStateasm("r16");//系统核心标志位,R16编译器没有使用

//只有大于R15的寄存器才能直接赋值例LDIR16,0x01

//0x01正在任务切换0x02有中断要求切换

#defineOS_TASKS3//设定运行任务的数量

structTaskCtrBlock

{

unsignedintOSTaskStackTop;//保存任务的堆栈顶

unsignedintOSWaitTick;//任务延时时钟

}TCB[OS_TASKS+1];

//防止被编译器占用

//registerunsignedchartempR4asm("r4");

registerunsignedchartempR5asm("r5");

registerunsignedchartempR6asm("r6");

registerunsignedchartempR7asm("r7");

registerunsignedchartempR8asm("r8");

registerunsignedchartempR9asm("r9");

registerunsignedchartempR10asm("r10");

registerunsignedchartempR11asm("r11");

registerunsignedchartempR12asm("r12");

registerunsignedchartempR13asm("r13");

registerunsignedchartempR14asm("r14");

registerunsignedchartempR15asm("r15");

//registerunsignedchartempR16asm("r16");

registerunsignedchartempR16asm("r17");

//建立任务

voidOSTaskCreate(void(*Task)(void),unsignedchar*Stack,unsignedcharTaskID)

{

unsignedchari;

*Stack--=(unsignedint)Task>>8;//将任务的地址高位压入堆栈，

*Stack--=(unsignedint)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WhatregistersareusedbytheCcompiler?

*Stack--=i;//描述了寄存器的作用

TCB[TaskID].OSTaskStackTop=(unsignedint)Stack;//将人工堆栈的栈顶，保存到堆栈的数组中

OSRdyTbl|=0x01<}

//开始任务调度,从最低优先级的任务的开始

voidOSStartTask()

{

OSTaskRunningPrio=OS_TASKS;

SP=TCB[OS_TASKS].OSTaskStackTop+17;

__asm____volatile__("reti""

t");

}

//进行任务调度

voidOSSched(void)

{

__asm____volatile__("LDIR16,0x01

t");

//清除中断要求任务切换的标志位,设置正在任务切换标志位

__asm____volatile__("SEI

t");

//开中断,因为如果因中断在任务调度中进行,要重新进行调度时，已经关中断

//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__("PUSHR18

t");

__asm____volatile__("PUSHR19

t");

__asm____volatile__("PUSHR20

t");

__asm____volatile__("PUSHR21

t");

__asm____volatile__("PUSHR22

t");

__asm____volatile__("PUSHR23

t");

__asm____volatile__("PUSHR24

t");

__asm____volatile__("PUSHR25

t");

__asm____volatile__("PUSHR26

t");

__asm____volatile__("PUSHR27

t");

__asm____volatile__("PUSHR30

t");

__asm____volatile__("PUSHR31

t");

__asm____volatile__("Int_OSSched:

t");//当中断要求调度，直接进入这里

__asm____volatile__("SEI

t");

//开中断,因为如果因中断在任务调度中进行，已经关中断

__asm____volatile__("PUSHR28

t");//R28与R29用于建立在堆栈上的指针

__asm____volatile__("PUSHR29

t");//入栈完成

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

unsignedcharOSNextTaskPrio;//在现有堆栈上开设新的空间

for(OSNextTaskPrio=0;//进行任务调度

OSNextTaskPrioOSNextTaskPrio++);

OSTaskRunningPrio=OSNextTaskPrio;

cli();//保护堆栈转换

SP=TCB[OSTaskRunningPrio].OSTaskStackTop;

sei();

//根据中断时的出栈次序

__asm____volatile__("POPR29

t");

__asm____volatile__("POPR28

t");

__asm____volatile__("POPR31

t");

__asm____volatile__("POPR30

t");

__asm____volatile__("POPR27

t");

__asm____volatile__("POPR26

t");

__asm____volatile__("POPR25

t");

__asm____volatile__("POPR24

t");

__asm____volatile__("POPR23

t");

__asm____volatile__("POPR22

t");

__asm____volatile__("POPR21

t");

__asm____volatile__("POPR20

t");

__asm____volatile__("POPR19

t");

__asm____volatile__("POPR18

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

__asm____volatile__("CLI

t");//关中断

__asm____volatile__("SBRCR16,1

t");//SBRC当寄存器位为0刚跳过下一条指令

//检查是在调度时，是否有中断要求任务调度0x02是中断要求调度的标志位

__asm____volatile__("RJMPOSSched

t");//重新调度

__asm____volatile__("LDIR16,0x00

t");

//清除中断要求任务切换的标志位,清除正在任务切换标志位

__asm____volatile__("RETI

t");//返回并开中断

}

//从中断退出并进行调度

voidIntSwitch(void)

{

//当中断无嵌套，并且没有在切换任务的过程中，直接进行任务切换

if(OSCoreState==0x02&&IntNum==0)

{

//进入中断时，已经保存了SREG和R0,R1,R18~R27,R30,R31

__asm____volatile__("POPR31

t");//去除因调用子程序而入栈的PC

__asm____volatile__("POPR31

t");

__asm____volatile__("LDIR16,0x01

t");

//清除中断要求任务切换的标志位,设置正在任务切换标志位

__asm____volatile__("RJMPInt_OSSched

t");//重新调度

}

}

//任务延时

voidOSTimeDly(unsignedintticks)

{

if(ticks)//当延时有效

{

OSRdyTbl&=~(0x01<TCB[OSTaskRunningPrio].OSWaitTick=ticks;

OSSched();//从新调度

}

}

voidTCN0Init(void)//计时器0

{

TCCR0=0;

TCCR0|=(1<TIMSK|=(1<TCNT0=100;//置计数起始值

}

SIGNAL(SIG_OVERFLOW0)

{

IntNum++;//中断嵌套+1

sei();//在中断中，重开中断

unsignedchari,j=0;

for(i=0;i{

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<OSCoreState|=0x02;//要求任务切换的标志位

}

}

}

TCNT0=100;

cli();

IntNum--;//中断嵌套-1

IntSwitch();//进行任务调度

}

voidTask0()

{

unsignedintj=0;

while(1)

{

PORTB=j++;

OSTimeDly(50);

}

}

voidTask1()

{

unsignedintj=0;

while(1)

{

PORTC=j++;

OSTimeDly(20);

}

}

voidTask2()

{

unsignedintj=0;

while(1)

{

PORTD=j++;

OSTimeDly(5);

}

}

voidTaskScheduler()

{

OSSched();

while(1)

{

//OSSched();//反复进行调度

}

}

intmain(void)

{

TCN0Init();

OSRdyTbl=0;

IntNum=0;

OSTaskCreate(Task0,&Stack[99],0);

OSTaskCreate(Task1,&Stack[199],1);

OSTaskCreate(Task2,&Stack[299],2);

OSTaskCreate(TaskScheduler,&Stack[399],OS_TASKS);

OSStartTask();

}