记得在21IC上看过这样的比喻,“你(小工)在用厕所,经理在外面排第一,老板在外面排第二。如果是前后台,不管是谁,都必须按排队的次序使用厕所;如果是协作式,那么可以等你用完厕所,老板就要比经理先进入;如果是占先式,只要有更高级的人在外面等,那么厕所里无论是谁,都要第一时间让出来,让最高级别的人先用。”
#include <avr/io.h> #include <avr/Interrupt.h> #include <avr/signal.h> unsigned char Stack[200]; 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 //任务控制块 { 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" " \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 } 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) { 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() { unsigned int j=0; while(1) { PORTB=j++; OSTimeDly(2); } } void Task1() { unsigned int j=0; while(1) { PORTC=j++; OSTimeDly(4); } } void Task2() { unsigned int j=0; while(1) { PORTD=j++; OSTimeDly(8); } } void TaskScheduler() { while(1) { OSSched(); //反复进行调度 } } int main(void) { TCN0Init(); OSRdyTbl=0; OSTaskRunningPrio=0; OSTaskCreate(Task0,&Stack[49],0); OSTaskCreate(Task1,&Stack[99],1); OSTaskCreate(Task2,&Stack[149],2); OSTaskCreate(TaskScheduler,&Stack[199],OS_TASKS); OSStartTask(); }
在上面的例子中,一切变得很简单,三个正在运行的主任务,都通过延时服务,主动放弃对CPU的控制权。
在时间中断中,对各个任务的的延时进行计时,如果某个任务的延时结束,将任务重新在就绪表中置位。
最低级的系统任务TaskScheduler(),在三个主任务在放弃对CPU的控制权后开始不断地进行调度。如果某个任务在就绪表中置位,通过调度,进入最高级别的任务中继续运行。