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();

}