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| 第七篇:占先式内核(只带延时服务) | |||||
作者：61IC录入 文章来源：本站原创 点击数： 更新时间：2006-4-7  |
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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> unsigned char Stack[400]; register unsigned char OSRdyTbl asm("r2"); //任务运行就绪表 register unsigned char OSTaskRunningPrio asm("r3"); //正在运行的任务 register unsigned char IntNum asm("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 register unsigned char OSCoreState asm("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LDI R16,0x01 //0x01 正在任务 切换 0x02 有中断要求切换 #define OS_TASKS 3 //设定运行任务的数量 struct TaskCtrBlock { unsigned int OSTaskStackTop; //保存任务的堆栈顶 unsigned int OSWaitTick; //任务延时时钟 } TCB[OS_TASKS+1]; //防止被编译器占用 //register unsigned char tempR4 asm("r4"); register unsigned char tempR5 asm("r5"); register unsigned char tempR6 asm("r6"); register unsigned char tempR7 asm("r7"); register unsigned char tempR8 asm("r8"); register unsigned char tempR9 asm("r9"); register unsigned char tempR10 asm("r10"); register unsigned char tempR11 asm("r11"); register unsigned char tempR12 asm("r12"); register unsigned char tempR13 asm("r13"); register unsigned char tempR14 asm("r14"); register unsigned char tempR15 asm("r15"); //register unsigned char tempR16 asm("r16"); register unsigned char tempR16 asm("r17"); //建立任务 void OSTaskCreate(void (*Task)(void),unsigned char *Stack,unsigned char TaskID) { unsigned char i; *Stack--=(unsigned int)Task>>8; //将任务的地址高位压入堆栈， *Stack--=(unsigned int)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 What registers are used by the C compiler? *Stack--=i; //描述了寄存器的作用 TCB[TaskID].OSTaskStackTop=(unsigned int)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 void OSStartTask() { OSTaskRunningPrio=OS_TASKS; SP=TCB[OS_TASKS].OSTaskStackTop+17; __asm__ __volatile__( "reti" "\n\t" ); } //进行任务调度 void OSSched(void) { __asm__ __volatile__("LDI R16,0x01 \n\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 \n\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__ \n\t"); //R1 __asm__ __volatile__("PUSH __tmp_reg__ \n\t"); //R0 __asm__ __volatile__("IN __tmp_reg__,__SREG__ \n\t"); //保存状态寄存器SREG __asm__ __volatile__("PUSH __tmp_reg__ \n\t"); __asm__ __volatile__("CLR __zero_reg__ \n\t"); //R0重新清零 __asm__ __volatile__("PUSH R18 \n\t"); __asm__ __volatile__("PUSH R19 \n\t"); __asm__ __volatile__("PUSH R20 \n\t"); __asm__ __volatile__("PUSH R21 \n\t"); __asm__ __volatile__("PUSH R22 \n\t"); __asm__ __volatile__("PUSH R23 \n\t"); __asm__ __volatile__("PUSH R24 \n\t"); __asm__ __volatile__("PUSH R25 \n\t"); __asm__ __volatile__("PUSH R26 \n\t"); __asm__ __volatile__("PUSH R27 \n\t"); __asm__ __volatile__("PUSH R30 \n\t"); __asm__ __volatile__("PUSH R31 \n\t"); __asm__ __volatile__("Int_OSSched: \n\t"); //当中断要求调度，直接进入这里 __asm__ __volatile__("SEI \n\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__("PUSH R28 \n\t"); //R28与R29用于建立在堆栈上的指针 __asm__ __volatile__("PUSH R29 \n\t"); //入栈完成 TCB[OSTaskRunningPrio].OSTaskStackTop=SP; //将正在运行的任务的堆栈底保存 unsigned char OSNextTaskPrio; //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__("POP R29 \n\t"); __asm__ __volatile__("POP R28 \n\t"); __asm__ __volatile__("POP R31 \n\t"); __asm__ __volatile__("POP R30 \n\t"); __asm__ __volatile__("POP R27 \n\t"); __asm__ __volatile__("POP R26 \n\t"); __asm__ __volatile__("POP R25 \n\t"); __asm__ __volatile__("POP R24 \n\t"); __asm__ __volatile__("POP R23 \n\t"); __asm__ __volatile__("POP R22 \n\t"); __asm__ __volatile__("POP R21 \n\t"); __asm__ __volatile__("POP R20 \n\t"); __asm__ __volatile__("POP R19 \n\t"); __asm__ __volatile__("POP R18 \n\t"); __asm__ __volatile__("POP __tmp_reg__ \n\t"); //SERG 出栈并恢复 __asm__ __volatile__("OUT __SREG__,__tmp_reg__ \n\t"); // __asm__ __volatile__("POP __tmp_reg__ \n\t"); //R0 出栈 __asm__ __volatile__("POP __zero_reg__ \n\t"); //R1 出栈 //中断时出栈完成 __asm__ __volatile__("CLI \n\t"); //关中断 __asm__ __volatile__("SBRC R16,1 \n\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__("RJMP OSSched \n\t"); //重新调度 __asm__ __volatile__("LDI R16,0x00 \n\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 \n\t"); //返回并开中断 } //从中断退出并进行调度 void IntSwitch(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__("POP R31 \n\t"); //去除因调用子程序而入栈的PC __asm__ __volatile__("POP R31 \n\t"); __asm__ __volatile__("LDI R16,0x01 \n\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__("RJMP Int_OSSched \n\t"); //重新调度 } } // 任务延时 void OSTimeDly(unsigned int ticks) { if(ticks) //当延时有效 { OSRdyTbl &= ~(0x01<<OSTaskRunningPrio); TCB[OSTaskRunningPrio].OSWaitTick=ticks; OSSched(); //从新调度 } } void TCN0Init(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 unsigned char i,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 } void Task0() { unsigned int j=0; while(1) { PORTB=j++; OSTimeDly(50); } } void Task1() { unsigned int j=0; while(1) { PORTC=j++; OSTimeDly(20); } } void Task2() { unsigned int j=0; while(1) { PORTD=j++; OSTimeDly(5); } } void TaskScheduler() { OSSched(); while(1) { //OSSched(); //反复进行调度 } } int main(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(); } |
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