【转】基于STM32的简易RTOS

之前看过一篇卢晓铭写的简易RTOS设计，自己也实践了一下，感觉多任务运行起来毫无压力，在此做份笔记以备他日之需也为他人提供一份参考

要想完成一个RTOS，我们核心任务是需要编写任务调度。

所以，我们需要知道，任务到底什么地方会被调度。

1.        我们开始OSStart();时，肯定需要调度一次任务。这样才能进入第一个最高优先级就绪任务中。

2.        在任务中的OSTimeDly();延时函数中，我们需要进行任务调度。当前任务延时了，肯定就要换一个别的任务来运行呀。

3.        在中断退出时，需要进行任务调度(该处主要指定时器中断)，可以理解为每个时钟周期都在进行任务最高优先级别的检验。

任务状态的标志，我想我们可以用1bit来代表，0:代表任务挂起或不存在，1:代表任务就绪。

U32 OSRdyTbl;        这是一个32bit的任务就绪表，每一位代表任务的状态.

/*在就绪表中登记任务*/

__inline void OSSetPrioRdy(u8 prio)                                      //__inline是内联函数，用在该处是为了提高效率。关于内联函数的详情和使用，可以百度。

{

        OSRdyTbl|= 1 << prio;

}

/*在就绪表中删除任务*/

__inline void OSDelPrioRdy(u8 prio)

{

        OSRdyTbl&= ~(1<<prio);

}

在每个任务调度前，肯定需要知道当前最高优先级的就绪任务是什么，所以我们需要一个查找函数

/*在就绪表中查找更高级的就绪任务*/

__inline void OSGetHighRdy(void)

{

        u8OSNextTaskPrio = 0;                           /*任务优先级*/

        for(OSNextTaskPrio = 0; (OSNextTaskPrio < OS_TASKS) &&(!(OSRdyTbl&(0x01<<OSNextTaskPrio))); OSNextTaskPrio++ );  //注意for最后有个分号

        OSPrioHighRdy= OSNextTaskPrio;        //获得最高优先级,OSPrioHighRdy是一个全局变量

}

根据分析，我们知道我们的简易RTOS有3个地方会出现任务调度

首先是任务刚开始时.

我们先定义几个全局变量:

1.        OSRunning指示OS是否开始运行

2.        OSPrioCur指示当前任务优先级

3.        OSPrioHighRdy指示当前已就绪的最高优先级任务，由OSGetHighRdy函数更新

void OSStart(void)

{

        if(OSRunning== 0)                     //OSRuning是一个全局变量

        {

                      OSRunning= 1;

        //先不忙讲任务创建 OSTaskCreate(IdleTask, (void *)0,(u32 *)&IDELTASK_STK[31], IdelTask_Prio);             //创建空闲任

                      OSGetHighRdy();                                       /*获得最高级的就绪任务*/

                      OSPrioCur= OSPrioHighRdy;                  /*获得最高优先级就绪任务ID*/

                      p_OSTCBCur= &TCB[OSPrioCur];

                      p_OSTCBHighRdy= &TCB[OSPrioHighRdy];

                      OSStartHighRdy();                       //在汇编语句中

        }

}

其次出现任务调度的地方是延时函数OSTimeDly()

在这个函数前，要先介绍一个结构体TCB,这是任务控制怪(Task Control Block)

每一个任务都有一个任务控制块，这个控制块记录着任务的重要信息，由于该处是简易OS设计，所以仅仅有两种

typedef struct TaskCtrBlockHead                 /*任务控制块数据结构*/

{

        u32OSTCBStkPtr;                                                    /*保存任务栈顶地址*/

        u32OSTCBDly;                                                                       /*任务延时时钟*/

}TaskCtrBlock;

#define OS_TASKS 32                                                    //最多任务数

TaskCtrBlock TCB[OS_TASKS];                                       //定义任务TCB，由于最多有32个任务，所以该处定义32个TCB

void OSTimeDly(u32 ticks)

{

        if(ticks> 0)

        {

                      OS_ENTER_CRITICAL();                                                         //进入临界区

                      OSDelPrioRdy(OSPrioCur);                                   //将任务挂起

                      TCB[OSPrioCur].OSTCBDly= ticks;                      //设置TCB中任务延时节拍数

                      OS_EXIT_CRITICAL();                                               //退出临界区

                      OSSched();                                                                //任务调度

        }

}

/*任务切换*/

void OSSched(void)

{

        OSGetHighRdy();                                                                   //找出任务就绪表中优先级最高的任务

        if(OSPrioHighRdy!=OSPrioCur)              //如果不是当前运行任务，进行任务调度

        {

                      p_OSTCBCur= &TCB[OSPrioCur];                       //以便在汇编中引用,可以理解为用于将现在的任务环境保存在该指针指向的堆栈中

//直接把当前任务的堆栈指针保存到当前任务的TCB（TCB的OSTCBStkPtr）

                      p_OSTCBHighRdy= &TCB[OSPrioHighRdy];     //以便在汇编中引用,可以理解为用于将该指针中的数据释放出来，恢复指定任务环境

//直接把最高优先级就绪任务的TCB（TCB的OSTCBStkPtr）设为当前任务的堆栈指针

                      OSPrioCur= OSPrioHighRdy;                                //更新OSPrio

                      OSCtxSw();                                                                //调度任务,在汇编中引用

        }

}

最后是在时钟中断中出现

由于每次时钟中断我们都需要解决任务时钟延时问题，所以我们需要一个函数

/*定时器中断对任务延时处理函数*/

void TicksInterrupt(void)

{

        static u8i;

        OSTime++;

        for(i=0;i<OS_TASKS;i++)                                       

        {

                      if(TCB.OSTCBDly)

                      {

                                    TCB.OSTCBDly--;

                                    if(TCB.OSTCBDly==0)             //延时时钟到达

                                    {

                                                  OSSetPrioRdy(i);            //任务重新就绪

                                    }            

                      }

        }

}