打造自己的rtos（6）

来源：互联网发布：c语言传值和传址编辑：程序博客网时间：2024/04/29 01:08

第六篇:时间片轮番调度法的内核

                                  Round-Robin Sheduling

     时间片轮调法是非常有趣的。本篇中的例子，建立了3个任务，任务没有优先级，在时间中断的调度下，每个任务都轮流运行相同的时间。如果在内核中没有加入其它服务，感觉上就好像是有三个大循环在同时运行。

     本例只是提供了一个用时间中断进行调度的内核，大家可以根据自己的需要，添加相应的服务。
     要注意到:
     1,由于在时间中断内调用了任务切换函数，因为在进入中断时，已经将一系列的寄存器入栈。
     2,在中断内进行调度，是直接通过"RJMP Int_OSSched"进入任务切换和调度的，这是GCC AVR的一个特点，为用C编写内核提供了极大的方便。
     3,在阅读代码的同时，请对照阅读编译器产生的 *.lst文件，会对你理解例子有很大的帮助。

#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

#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 tempR17 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)
{
    //   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__("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

   if(++OSTaskRunningPrio>=OS_TASKS) //轮流运行各个任务，没有优先级
       OSTaskRunningPrio=0;

   //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
   __asm__ __volatile__("RETI                       /n/t");      //返回并开中断
   //中断时出栈完成
}

void IntSwitch(void)
{
   __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__("RJMP Int_OSSched           /n/t");   //重新调度
}

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)
{
   TCNT0=100;
   IntSwitch();         //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(5);
   }
}

void Task2()
{
   unsigned int j=0;
   while(1)
   {
     PORTD=j++;
     //OSTimeDly(5);
   }
}

void TaskScheduler()
{
   while(1)
   {
      OSSched();       //反复进行调度
   }
}

int main(void)
{
   TCN0Init();
   OSRdyTbl=0;
   OSTaskCreate(Task0,&Stack[99],0);
   OSTaskCreate(Task1,&Stack[199],1);
   OSTaskCreate(Task2,&Stack[299],2);
   OSTaskCreate(TaskScheduler,&Stack[399],OS_TASKS);
   OSStartTask();
}