四极管：完善的协作式内核 AVR

#include <avr/io.h> 
#include <avr/Interrupt.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(void)         
{ 
  OSTaskRunningPrio=OS_TASKS; 
  SP=TCB[OS_TASKS].OSTaskStackTop+17; 
  __asm__ __volatile__(    "reti"       " \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__          \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__("PUSH R18                   \t"); 
  __asm__ __volatile__("PUSH R19                   \t"); 
  __asm__ __volatile__("PUSH R20                   \t"); 
  __asm__ __volatile__("PUSH R21                   \t"); 
  __asm__ __volatile__("PUSH R22                   \t"); 
  __asm__ __volatile__("PUSH R23                   \t"); 
  __asm__ __volatile__("PUSH R24                   \t"); 
  __asm__ __volatile__("PUSH R25                   \t"); 
  __asm__ __volatile__("PUSH R26                   \t"); 
  __asm__ __volatile__("PUSH R27                   \t"); 
  __asm__ __volatile__("PUSH R30                   \t");     
  __asm__ __volatile__("PUSH R31                   \t"); 
  __asm__ __volatile__("PUSH R28                   \t");  //R28与R29用于建立在堆栈上的指针 
  __asm__ __volatile__("PUSH R29                   \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 OSNextTaskID;                             //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__("POP  R29                   \t");     
  __asm__ __volatile__("POP  R28                   \t");         
  __asm__ __volatile__("POP  R31                   \t");     
  __asm__ __volatile__("POP  R30                   \t");     
  __asm__ __volatile__("POP  R27                   \t");     
  __asm__ __volatile__("POP  R26                   \t");     
  __asm__ __volatile__("POP  R25                   \t");     
  __asm__ __volatile__("POP  R24                   \t");     
  __asm__ __volatile__("POP  R23                   \t");     
  __asm__ __volatile__("POP  R22                   \t");     
  __asm__ __volatile__("POP  R21                   \t");     
  __asm__ __volatile__("POP  R20                   \t");     
  __asm__ __volatile__("POP  R19                   \t"); 
  __asm__ __volatile__("POP  R18                   \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 
} 


////////////////////////////////////////////任务处理 
//挂起任务 
void OSTaskSuspend(unsigned char prio)  
{ 
  TCB[prio].OSWaitTick=0; 
  OSRdyTbl &= ~(0x01<<prio); //从任务就绪表上去除标志位 
  if(OSTaskRunningPrio==prio)  //当要挂起的任务为当前任务 
    OSSched();               //从新调度 
} 

//恢复任务 可以让被OSTaskSuspend或 OSTimeDly暂停的任务恢复 
void OSTaskResume(unsigned char prio) 
{ 
  OSRdyTbl |= 0x01<<prio;    //从任务就绪表上重置标志位 
    TCB[prio].OSWaitTick=0;        //将时间计时设为0,到时 
  if(OSTaskRunningPrio>prio)   //当要当前任务的优先级低于重置位的任务的优先级 
    OSSched();               //从新调度              //从新调度 
} 

// 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 
  } 
} 


//信号量 
struct SemBlk 
{ 
  unsigned char OSEventType;     //型号 0,信号量独占型；1信号量共享型  
  unsigned char OSEventState;    //状态 0,不可用;1,可用 
  unsigned char OSTaskPendTbl;   //等待信号量的任务列表 
} Sem[10]; 

//初始化信号量 
void OSSemCreat(unsigned char Index,unsigned char Type) 
{ 
  Sem[Index].OSEventType=Type;  //型号 0,信号量独占型；1信号量共享型  
  Sem[Index].OSTaskPendTbl=0; 
  Sem[Index].OSEventState=0; 
} 

//任务等待信号量,挂起 
unsigned char OSTaskSemPend(unsigned char Index,unsigned int Timeout) 
{ 

  //unsigned char i=0; 
  if(Sem[Index].OSEventState)               //信号量有效 
  {  
    if(Sem[Index].OSEventType==0)          //如果为独占型 
    Sem[Index].OSEventState = 0x00;       //信号量被独占，不可用 
  } 
  else 
  {                                         //加入信号的任务等待表 
    Sem[Index].OSTaskPendTbl |= 0x01<<OSTaskRunningPrio;  
    OSRdyTbl &= ~(0x01<<OSTaskRunningPrio);  //从任务就绪表中去除     
    TCB[OSTaskRunningPrio].OSWaitTick=Timeout;    //如延时为0，刚无限等待 
    OSSched();   //从新调度 
    if(TCB[OSTaskRunningPrio].OSWaitTick==0) return 0;     
  } 
  return 1; 
} 



//发送一个信号量，可以从任务或中断发送 
void OSSemPost(unsigned char Index) 
{ 
if(Sem[Index].OSEventType)                //当要求的信号量是共享型 
  { 
    Sem[Index].OSEventState=0x01;           //使信号量有效 
    OSRdyTbl |=Sem [Index].OSTaskPendTbl;   //使在等待该信号的所有任务就绪 
    Sem[Index].OSTaskPendTbl=0;             //清空所有等待该信号的等待任务 
  }   
  else                                       //当要求的信号量为独占型 
  {       
    unsigned char i; 
    for (i = 0; i < OS_TASKS && !(Sem[Index].OSTaskPendTbl & (0x01<<i));  i++); 
    if(i < OS_TASKS)                       //如果有任务需要 
    { 
      Sem[Index].OSTaskPendTbl &= ~(0x01<<i); //从等待表中去除 
      OSRdyTbl |= 0x01<<i;                     //任务就绪 
    } 
    else 
    { 
      Sem[Index].OSEventState =1;        //使信号量有效 
    } 
  } 
} 

//从任务发送一个信号量，并进行调度 
void OSTaskSemPost(unsigned char Index)  
{ 
  OSSemPost(Index); 
  OSSched();    
} 

//清除一个信号量,只对共享型的有用。 
//对于独占型的信号量，在任务占用后，就交得不可以用了。  

void OSSemClean(unsigned char Index) 
{ 
  Sem[Index].OSEventState =0;          //要求的信号量无效 
} 


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) 
{ 
  unsigned char i; 
  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; 
} 

void Task0(void) 
{ 
  unsigned int j=0; 
  while(1) 
  {             
    PORTB=j++; 
	//PORTB=0XFF;
    OSTaskSuspend(1);    //挂起任务1  
    OSTaskSemPost(0); 
    OSTimeDly(5000); 
    OSTaskResume(1);     //恢复任务1 
    OSSemClean(0); 
    OSTimeDly(5000); 
  } 
} 

void Task1(void) 
{ 
  unsigned int j=0; 
  while(1) 
  { 
    PORTC=j++; 
    OSTimeDly(500); 
  } 
} 

void Task2(void) 
{ 
  unsigned int j=0; 
  while(1) 
  { 
    OSTaskSemPend(0,10); 
    PORTD=j++;  
    OSTimeDly(5);   
  } 
} 



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


int main(void) 
{  
  DDRA=0XFF;   
  DDRB=0XFF;  
  DDRC=0XFF;  
  DDRD=0XFF;  
  TCN0Init(); 
  OSRdyTbl=0; 
  OSSemCreat(0,1);  //将信号量设为共享型 
  OSTaskCreate(Task0,&Stack[99],0); 
  OSTaskCreate(Task1,&Stack[199],1); 
  OSTaskCreate(Task2,&Stack[299],2); 
  OSTaskCreate(TaskScheduler,&Stack[399],OS_TASKS); 
  OSStartTask(); 
}

 

 

 

 

 

转载请注明出处。作者：四极管。广西师范大学 电子工程学院大学生科技创新基地 邮箱： [email protected]。