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。