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<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
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<<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)
{
__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
OSNextTaskPrio<OS_TASKS&&!(OSRdyTbl&(0x01<<OSNextTaskPrio));
OSNextTaskPrio++);
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<<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)
{
IntNum++;//中断嵌套+1
sei();//在中断中，重开中断
unsignedchari,j=0;
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);//使任务可以重新运行
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();
}