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();
}