【专题1：电子工程师】 之 【27.基于STM32从0到1写操作系统 - 【6.任务定义】】

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1.任务概述

1.1.任务的外观

  一个永远不会返回的函数。

1.2.任务的内在

  一个函数有四部分组成：栈、堆（这两部分可以由我们来指定起始地址）、数据区（全局变量）和代码区（代码）。

2.任务切换原理

 保存前一个任务的当前运行状态，恢复后一任务之前的运行状态。
 运行状态包含以下数据：
①　代码和数据区：由编译器自动分配，各个任务相互独立，并不冲突。
②　堆：不适用。
③　栈：硬件只支持两个栈空间，不同的任务需要有自己独立的栈。
④　内核寄存器：编译器会在某些时间保存到栈中，譬如函数调用或异常处理。对于CPU会自动保存的寄存器，我们可以不用管；但CPU未保存的需要我们自己处理。
⑤　其他的状态数据：也可能需要处理。

 为每个任务配置独立的栈，用于保存该任务的所有状态数据。

3.代码实现

3.1.main.c

#include "zpowerOS.h"

/*触发PendSV异常*/
#define NVIC_INT_CTRL		 	0xE000ED04 /*地址*/
#define	NVIC_PENDSVSET		0x10000000	/**/
#define	NVIC_SYSPRI2			0xE000E022
#define	NVIC_PENDSV_PRI		0x000000FF

#define MEM32(addr)				*(volatile unsigned long*)(addr)
#define MEM8(addr)				*(volatile unsigned char*)(addr)
	
/*PendSV异常是专门用来做任务切换的*/
void triggerPendSVC(void)
{
	/*设置pendSV异常为最低优先级*/
	MEM8(NVIC_SYSPRI2) = NVIC_PENDSV_PRI;
	/*触发PendSV异常*/
	MEM32(NVIC_INT_CTRL) = NVIC_PENDSVSET;
}

typedef struct _BlockType_t
{
	unsigned long* stackPtr;
}BlockType_t;

BlockType_t* blockPtr;
int flag;

unsigned long stackBuffer[1024];
BlockType_t block;

void delay(int count)
{
	while (--count > 0);
}

void tTaskInit(tTask* task, void (*entry)(void*), void* param, tTaskStack* stack)
{
	task->stack = stack;
}

tTask tTask1;
tTask tTask2;

tTaskStack task1Env[1024];
tTaskStack task2Env[1024];

void task1 (void* param)
{
	for (;;)
	{
	
	}
}

void task2 (void* param)
{
	for (;;)
	{
	
	}
}

int main (void)
{
	tTaskInit(&tTask1, task1, (void*)0x11111111, &task1Env[1024]);
	
	tTaskInit(&tTask2, task2, (void*)0x22222222, &task2Env[1024]);
	
	block.stackPtr = &stackBuffer[1024];
	blockPtr = █
	for (;;)
	{
		flag = 0;
		delay(100);
		flag = 1;
		delay(100);
		/*触发PendSV异常*/
		triggerPendSVC();
	}
}

3.2.异常处理函数

/*PendSV异常处理函数*/
/*内嵌汇编保存R4-R11的值*/
__asm void PendSV_Handler(void)
{
	/*导入blockPtr变量，IMPORT和C语言中的extern类似*/
	IMPORT blockPtr
	LDR R0, = blockPtr
	LDR R0, [R0]
	LDR R0, [R0]
	
	/*将寄存器批量的保存到内存中*/
	STMDB	R0!, {R4-R11}
	
	LDR R1, = blockPtr
	LDR R1, [R1]
	STR R0,	[R1]
	
	ADD R4, R4, #1
	ADD R5, R5, #1
	
	/*恢复*/
	LDMIA R0!, {R4-R11}
	
	/*退出异常*/
	BX LR
	NOP
}

3.3.任务栈

#ifndef ZPOWEROS_H
#define ZPOWEROS_H

#include 

typedef uint32_t tTaskStack;

typedef struct _tTask{
	tTaskStack* stack;
}tTask;

#endif