第四篇：只有延时服务的协作式的内核

CooperativeMultitasking

前后台系统，协作式内核系统，与占先式内核系统，有什么不同呢？

记得在以前看过这样的比喻,“你(小工)在用厕所，经理在外面排第一，老板在外面排第二。如果是前后台，不管是谁，都必须按排队的次序使用厕所；如果是协作式，那么可以等你用完厕所，老板就要比经理先进入；如果是占先式，只要有更高级的人在外面等，那么厕所里无论是谁，都要第一时间让出来，让最高级别的人先用。”

#include<avr/io.h>

#include<avr/Interrupt.h>

#include<avr/signal.h>

unsignedcharStack[200];

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

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

#defineOS_TASKS3//设定运行任务的数量

structTaskCtrBlock//任务控制块

{

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<<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

voidOSStartTask()

{

OSTaskRunningPrio=OS_TASKS;

SP=TCB[OS_TASKS].OSTaskStackTop+17;

__asm____volatile__("reti""

\t");

}

//进行任务调度

voidOSSched(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__("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__("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

unsignedcharOSNextTaskID;//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__("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

}

voidOSTimeDly(unsignedintticks)

{

if(ticks)//当延时有效

{

OSRdyTbl&=~(0x01<<OSTaskRunningPrio);

TCB[OSTaskRunningPrio].OSWaitTick=ticks;

OSSched();//从新调度

}

}

voidTCN0Init(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)

{

unsignedchari;

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;

}

voidTask0()

{

unsignedintj=0;

while(1)

{

PORTB=j++;

OSTimeDly(2);

}

}

voidTask1()

{

unsignedintj=0;

while(1)

{

PORTC=j++;

OSTimeDly(4);

}

}

voidTask2()

{

unsignedintj=0;

while(1)

{

PORTD=j++;

OSTimeDly(8);

}

}

voidTaskScheduler()

{

while(1)

{

OSSched();//反复进行调度

}

}

intmain(void)

{

TCN0Init();

OSRdyTbl=0;

OSTaskRunningPrio=0;

OSTaskCreate(Task0,&Stack[49],0);

OSTaskCreate(Task1,&Stack[99],1);

OSTaskCreate(Task2,&Stack[149],2);

OSTaskCreate(TaskScheduler,&Stack[199],OS_TASKS);

OSStartTask();

}

在上面的例子中，一切变得很简单，三个正在运行的主任务，都通过延时服务，主动放弃对CPU的控制权。

在时间中断中，对各个任务的的延时进行计时，如果某个任务的延时结束，将任务重新在就绪表中置位。

最低级的系统任务TaskScheduler()，在三个主任务在放弃对CPU的控制权后开始不断地进行调度。如果某个任务在就绪表中置位，通过调度，进入最高级别的任务中继续运行。