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>

unsignedcharStack[400];

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

{

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

}

////////////////////////////////////////////任务处理

//挂起任务

voidOSTaskSuspend(unsignedcharprio)

{

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

voidOSTaskResume(unsignedcharprio)

{

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

voidOSTimeDly(unsignedintticks)

{

if(ticks)//当延时有效

{

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

TCB[OSTaskRunningPrio].OSWaitTick=ticks;

OSSched();//从新调度

}

}

//信号量

structSemBlk

{

unsignedcharOSEventType;//型号0,信号量独占型；1信号量共享型

unsignedcharOSEventState;//状态0,不可用;1,可用

unsignedcharOSTaskPendTbl;//等待信号量的任务列表

}Sem[10];

//初始化信号量

voidOSSemCreat(unsignedcharIndex,unsignedcharType)

{

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

unsignedcharOSTaskSemPend(unsignedcharIndex,unsignedintTimeout)

{

//unsignedchari=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)return0;

}

return1;

}

//发送一个信号量，可以从任务或中断发送

voidOSSemPost(unsignedcharIndex)

{

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

{

unsignedchari;

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

voidOSTaskSemPost(unsignedcharIndex)

{

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。

voidOSSemClean(unsignedcharIndex)

{

Sem[Index].OSEventState=0;//要求的信号量无效

}

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++;

OSTaskSuspend(1);//挂起任务1

OSTaskSemPost(0);

OSTimeDly(50);

OSTaskResume(1);//恢复任务1

OSSemClean(0);

OSTimeDly(50);

}

}

voidTask1()

{

unsignedintj=0;

while(1)

{

PORTC=j++;

OSTimeDly(5);

}

}

voidTask2()

{

unsignedintj=0;

while(1)

{

OSTaskSemPend(0,10);

PORTD=j++;

OSTimeDly(5);

}

}

voidTaskScheduler()

{

while(1)

{

OSSched();//反复进行调度

}

}

intmain(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();

}