建立一个AVR的RTOS（6）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GCCAVR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

#include

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 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<

}

//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" "nt" );

}

//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__ nt"); //R1

__asm__ __volatile__("PUSH __tmp_reg__ nt"); //R0

__asm__ __volatile__("IN __tmp_reg__,__SREG__ nt"); //保存状态寄存器SREG

__asm__ __volatile__("PUSH __tmp_reg__ nt");

__asm__ __volatile__("CLR __zero_reg__ nt"); //R0重新清零

__asm__ __volatile__("PUSH R18 nt");

__asm__ __volatile__("PUSH R19 nt");

__asm__ __volatile__("PUSH R20 nt");

__asm__ __volatile__("PUSH R21 nt");

__asm__ __volatile__("PUSH R22 nt");

__asm__ __volatile__("PUSH R23 nt");

__asm__ __volatile__("PUSH R24 nt");

__asm__ __volatile__("PUSH R25 nt");

__asm__ __volatile__("PUSH R26 nt");

__asm__ __volatile__("PUSH R27 nt");

__asm__ __volatile__("PUSH R30 nt");

__asm__ __volatile__("PUSH R31 nt");

__asm__ __volatile__("Int_OSSched: nt"); //当中断要求调度，直接进入这里

__asm__ __volatile__("PUSH R28 nt"); //R28与R29用于建立在堆栈上的指针

__asm__ __volatile__("PUSH R29 nt"); //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 nt");

__asm__ __volatile__("POP R28 nt");

__asm__ __volatile__("POP R31 nt");

__asm__ __volatile__("POP R30 nt");

__asm__ __volatile__("POP R27 nt");

__asm__ __volatile__("POP R26 nt");

__asm__ __volatile__("POP R25 nt");

__asm__ __volatile__("POP R24 nt");

__asm__ __volatile__("POP R23 nt");

__asm__ __volatile__("POP R22 nt");

__asm__ __volatile__("POP R21 nt");

__asm__ __volatile__("POP R20 nt");

__asm__ __volatile__("POP R19 nt");

__asm__ __volatile__("POP R18 nt");

__asm__ __volatile__("POP __tmp_reg__ nt"); //SERG出栈并恢复

__asm__ __volatile__("OUT __SREG__,__tmp_reg__ nt"); //

__asm__ __volatile__("POP __tmp_reg__ nt"); //R0出栈

__asm__ __volatile__("POP __zero_reg__ nt"); //R1出栈

__asm__ __volatile__("RETI nt"); //返回并开中断

//中断时出栈完成

}

void IntSwitch(void)

{

__asm__ __volatile__("POP R31 nt"); //去除因调用子程序而入栈的PC

__asm__ __volatile__("POP R31 nt");

__asm__ __volatile__("RJMP Int_OSSched nt"); //重新调度

}

void TCN0Init(void) //计时器0

{

TCCR0 = 0;

TCCR0 |= (1<

TIMSK |= (1<

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();

}