建立一個AVR的RTOS（6）時間片輪番調度法的內核

Round-Robin Sheduling

時間片輪調法是非常有趣的。本篇中的例子，建立了3個任務，任務沒有優先級，在時間中斷的調度下，每個任務都輪流運行相同的時間。如果在內核中沒有加入其它服務，感覺上就好像是有三個大循環在同時運行。

本例只是提供了一個用時間中斷進行調度的內核，大家可以根據自己的需要，添加相應的服務。

要注意到:

1,由于在時間中斷內調用了任務切換函數，因為在進入中斷時，已經將一系列的寄存器入棧。

2,在中斷內進行調度，是直接通過"RJMP Int_OSSched"進入任務切換和調度的，這是GCC AVR的一個特點，為用C編寫內核提供了極大的方便。

3,在閱讀代碼的同時，請對照閱讀編譯器產生的*.lst文件，會對你理解例子有很大的幫助。

#include <avr/io.h>

#include

#include

unsigned char Stack[400];

register unsigned char OSRdyTbl asm("r2"); //任務運行就緒表

register unsigned char OSTaskRunningPrio asm("r3"); //正在運行的任務

#define OS_TASKS 3 //設定運行任務的數量

struct TaskCtrBlock

{

unsigned int OSTaskStackTop; //保存任務的堆棧頂

unsigned int OSWaitTick; //任務延時時鐘

} TCB[OS_TASKS+1];

//防止被編譯器占用

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");

//建立任務

void OSTaskCreate(void (*Task)(void),unsigned char *Stack,unsigned char TaskID)

{

unsigned char i;

*Stack--=(unsigned int)Task>>8; //將任務的地址高位壓入堆棧，

*Stack--=(unsigned int)Task; //將任務的地址低位壓入堆棧，

*Stack--=0x00; //R1 __zero_reg__

*Stack--=0x00; //R0 __tmp_reg__

*Stack--=0x80;

//SREG在任務中，開啟全局中斷

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; //將人工堆棧的棧頂，保存到堆棧的數組中

OSRdyTbl|=0x01<

}

//開始任務調度,從最低優先級的任務的開始

void OSStartTask()

{

OSTaskRunningPrio=OS_TASKS;

SP=TCB[OS_TASKS].OSTaskStackTop+17;

__asm__ __volatile__( "reti" "nt" );

}

//進行任務調度

void OSSched(void)

{

//根據中斷時保存寄存器的次序入棧，模擬一次中斷后，入棧的情況

__asm__ __volatile__("PUSH __zero_reg__ nt"); //R1

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

__asm__ __volatile__("IN __tmp_reg__,__SREG__ nt"); //保存狀態寄存器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"); //當中斷要求調度，直接進入這里

__asm__ __volatile__("PUSH R28 nt"); //R28與R29用于建立在堆棧上的指針

__asm__ __volatile__("PUSH R29 nt"); //入棧完成

TCB[OSTaskRunningPrio].OSTaskStackTop=SP; //將正在運行的任務的堆棧底保存

if(++OSTaskRunningPrio>=OS_TASKS) //輪流運行各個任務，沒有優先級

OSTaskRunningPrio=0;

//cli(); //保護堆棧轉換

SP=TCB[OSTaskRunningPrio].OSTaskStackTop;

//sei();

//根據中斷時的出棧次序

__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出棧并恢復

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

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

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

__asm__ __volatile__("RETI nt"); //返回并開中斷

//中斷時出棧完成

}

void IntSwitch(void)

{

__asm__ __volatile__("POP R31 nt"); //去除因調用子程序而入棧的PC

__asm__ __volatile__("POP R31 nt");

__asm__ __volatile__("RJMP Int_OSSched nt"); //重新調度

}

void TCN0Init(void) //計時器0

{

TCCR0 = 0;

TCCR0 |= (1<

TIMSK |= (1<

TCNT0 = 100; //置計數起始值

}

SIGNAL(SIG_OVERFLOW0)

{

TCNT0=100;

IntSwitch(); //任務調度

}

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(); //反復進行調度

}

}

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();

}