#include "Qpos.h" #include "stdio.h" uint8_t uListChange = 0; //链表更改状态 volatile static uint32_t QposTick=0; //系统Tick数 volatile static uint8_t TickFreq=0; //系统节拍频率 /** * 系统堆内存管理模块 */ static uint32_t OsHeap[Qpos_heap_size]; //系统堆内存 static uint32_t uHeapLevel=0; //当前堆水位 /** * func:注册内存块 * return:注册内存块首地址 * param:注册大小 */ uint32_t* pHeapMemRegister(uint32_t size) { uint32_t *point = &OsHeap[uHeapLevel]; if((uHeapLevel+size)0) { uHeapLevel = uHeapLevel-size; } } /** * 任务列表管理模块 */ TCB_t *pxCurrentTCB; //当前任务控制块指针 TaskList xTasklist1; //第一优先级队列 TaskList xTasklist2; //第二优先级队列 TaskList xTasklist0; //第零优先级队列 TaskList xTaskdelay; //延时队列 /** * func:任务链表初始化 * param:链表地址 */ void vTaskListInit(TaskList* TaskList) { TaskList->TaskNumber = 0; TaskList->RootTask.sp = 0x00; TaskList->RootTask.pxNext = &(TaskList->RootTask); TaskList->RootTask.pxPrev = &(TaskList->RootTask); } /** * func:添加任务节点 * param:链表地址，任务控制块地址 */ void vTaskListAdd(TaskList* TaskList,TCB_t* AddTCB) { AddTCB->pxNext = &(TaskList->RootTask); AddTCB->pxPrev = TaskList->RootTask.pxPrev; (TaskList->RootTask.pxPrev)->pxNext = AddTCB; TaskList->RootTask.pxPrev = AddTCB; TaskList->TaskNumber++; } /** * func:删除任务节点 * param:链表地址：任务控制块地址 */ void vTaskListDelete(TaskList* TaskList,TCB_t* DeleteTCB) { (DeleteTCB->pxPrev)->pxNext = DeleteTCB->pxNext; (DeleteTCB->pxNext)->pxPrev = DeleteTCB->pxPrev; TaskList->TaskNumber--; } /** * 任务管理模块 */ /** * func:线程堆栈初始化 * param:栈顶地址，入口函数地址，入参地址 * return:栈顶地址减去寄存器保存区后地址 */ uint32_t * pStackInit(uint32_t *stack_top, void (*task_entry)(void* param),void* param) { stack_top--; // xPSR *stack_top = 0x01000000; // xPSR, 必须是 Thumb 状态 stack_top--; *stack_top = (uint32_t)task_entry; // PC = 任务入口 stack_top--; *stack_top = 0xFFFFFFFD; // 返回线程模式,进入 stack_top--; *stack_top = 0; // R12 stack_top--; *stack_top = 0; // R3 stack_top--; *stack_top = 0; // R2 stack_top--; *stack_top = 0; // R1 stack_top--; *stack_top = (uint32_t)param; // R0 // 手动保存区 R4-R11 stack_top--; *stack_top = 0; // R11 stack_top--; *stack_top = 0; // R10 stack_top--; *stack_top = 0; // R9 stack_top--; *stack_top = 0; // R8 stack_top--; *stack_top = 0; // R7 stack_top--; *stack_top = 0; // R6 stack_top--; *stack_top = 0; // R5 stack_top--; *stack_top = 0; // R4 return stack_top; } void vSchedulerLock(); void vSchedulerUnlock(); /** * func:任务创建 * param:任务控制块，入口函数，分配栈大小，任务优先级(0-2),入参地址 */ TCB_t * vTaskCreate(void (*task_entry)(void* param),uint32_t stack_size,uint32_t priority,void* param) { vSchedulerLock(); uListChange = 1; TCB_t * task = (TCB_t*)(pHeapMemRegister(sizeof(TCB_t))); uint32_t*stack = pHeapMemRegister(stack_size); task->sp = pStackInit(stack+stack_size-1,task_entry,param); task->priority = priority; switch (priority) { case 0: vTaskListAdd(&xTasklist0,task); break; case 1: vTaskListAdd(&xTasklist1,task); break; case 2: vTaskListAdd(&xTasklist2,task); break; } vSchedulerUnlock(); return task; } /** * func:任务删除 * param:任务控制块 */ void vTaskDelete(TCB_t* task) { uListChange = 1; vSchedulerLock(); switch (task->priority) { case 0: vTaskListDelete(&xTasklist0,task); break; case 1: vTaskListDelete(&xTasklist1,task); break; case 2: vTaskListDelete(&xTasklist2,task); break; } vSchedulerUnlock(); } /** * func:挂起任务指定时间 * param:时间(ms) */ void vTaskDelay(uint32_t time) { vSchedulerLock(); //进入临界区 uint32_t timetowake=0; switch (pxCurrentTCB->priority) { case 0: time= time+1 - xTasklist0.TaskNumber; break; case 1: time= time+1 - xTasklist1.TaskNumber; break; case 2: time= time+1 - xTasklist2.TaskNumber; break; } timetowake = QposTick+time; pxCurrentTCB->xWakeTime = timetowake; vTaskDelete(pxCurrentTCB); vTaskListAdd(&xTaskdelay,pxCurrentTCB); vSchedulerUnlock();//退出临界区 port_trigger_PendSV_Handler(); //挂起pend异常，启动调度 } /** * func:初始化第一次调度 */ __attribute__((naked)) void vStartFirstTask() { __asm volatile ( /* 读取向量表地址 */ ".align 8 \n" "ldr r0, =0xE000ED08 \n" "ldr r0, [r0] \n" "ldr r0, [r0] \n" /* 设置 MSP */ "msr msp, r0 \n" /* 开启中断 */ "cpsie i \n" "cpsie f \n" "dsb \n" "isb \n" /* 调用 SVC 启动第一个任务 */ "svc 0 \n" "nop \n" "nop \n" : : : "r0" /* 告诉编译器：r0 被修改了 */ ); } /** * 调度器模块 */ /** * func:调度函数，触发一次任务调度 */ void vTaskSwitchContext() { if(xTaskdelay.TaskNumber!=0) { TCB_t* DelayTask = xTaskdelay.RootTask.pxNext; for (uint8_t i = 0; i < (xTaskdelay.TaskNumber); i++) { if (QposTick>(DelayTask->xWakeTime)) { uListChange = 1; vTaskListDelete(&xTaskdelay,DelayTask); switch (DelayTask->priority) { case 0: vTaskListAdd(&xTasklist0,DelayTask); break; case 1: vTaskListAdd(&xTasklist1,DelayTask); break; case 2: vTaskListAdd(&xTasklist2,DelayTask); break; } } DelayTask = DelayTask->pxNext; } } if(uListChange == 1) { if(xTasklist2.TaskNumber !=0) { pxCurrentTCB = &(xTasklist2.RootTask); } else if(xTasklist1.TaskNumber !=0) { pxCurrentTCB = &(xTasklist1.RootTask); } else { pxCurrentTCB =&(xTasklist0.RootTask); } uListChange =0; } if ((pxCurrentTCB->pxNext)->sp != 0 ) { pxCurrentTCB = pxCurrentTCB->pxNext; } else { pxCurrentTCB = pxCurrentTCB->pxNext->pxNext; } // //i = !i; // if(i) // { // pxCurrentTCB=&task_a; // i=0; // } // else // { // i=1; // pxCurrentTCB=&task_b; // } } volatile int iSchedulerLocked = 0; /** * func:调度器锁定 */ void vSchedulerLock() { __disable_irq(); iSchedulerLocked++; __enable_irq(); } /** * func;:调度器解锁 */ void vSchedulerUnlock() { __disable_irq(); iSchedulerLocked--; __enable_irq(); } TCB_t xFreeTask; /** * func:空闲任务 */ void vFreeTask() { while (1) { /* code */ } } /** * 初始化 */ void vSystickInit(uint8_t uwTickFreq); /** * func:系统初始化 */ void vQposInit() { vTaskListInit(&xTasklist1); vTaskListInit(&xTasklist2); vTaskListInit(&xTasklist0); vTaskListInit(&xTaskdelay); xTasklist0.RootTask.priority = 0; xTasklist1.RootTask.priority = 1; xTasklist2.RootTask.priority = 2; NVIC_SetPriority(PendSV_IRQn, (1 << __NVIC_PRIO_BITS) - 1); //设定pendsv中断优先级为最低(15) vSystickInit(1); //初始化系统节拍频率为1KHZ vTaskCreate(vFreeTask,50,0,0); //创建空闲任务 } /** * func:启动调度系统 */ void vQposStart() { vTaskSwitchContext(); //触发一次调度 vStartFirstTask(); } uint32_t uGetOsTick() { return QposTick; } /** * 异常接口 */ void vTriggerContextSwitch() { SCB->ICSR |= SCB_ICSR_PENDSVSET_Msk; } void vSystickInit(uint8_t uwTickFreq) { TickFreq = uwTickFreq; HAL_SYSTICK_Config(SystemCoreClock / (1000U / uwTickFreq)); if (14 < (1UL << __NVIC_PRIO_BITS)) { HAL_NVIC_SetPriority(SysTick_IRQn, 14, 0U); uwTickPrio = 15; } SysTick->VAL = 0; SysTick->CTRL = SysTick_CTRL_CLKSOURCE_Msk | SysTick_CTRL_TICKINT_Msk | SysTick_CTRL_ENABLE_Msk; } void PortPendSVhandler(void) { __asm volatile ( ".align 8 \n" "cpsid i \n" // 关中断 "mrs r0, psp\n" // 获取当前任务 PSP "stmdb r0!, {r4-r11} \n" // 保存寄存器 R4~R11 到任务栈中 "ldr r1, =pxCurrentTCB\n" "ldr r2, [r1] \n" // 取出当前任务 TCB "str r0, [r2] \n" // 保存 PSP 到 TCB 中 "bl vTaskSwitchContext \n"// 切换任务（更新 pxCurrentTCB） "ldr r1, =pxCurrentTCB \n" "ldr r2, [r1] \n" // 获取新任务 TCB "ldr r0, [r2] \n" // 取出新任务的 PSP "ldmia r0!, {r4-r11} \n" // 恢复新任务的寄存器 "msr psp, r0 \n" // 写回 PSP "cpsie i \n" "mov lr,#0xfffffffd \n" "bx lr \n" // 返回，恢复新任务上下文 "nop \n" ); } void PortSVChandler(void) { __asm volatile ( ".align 8 \n" " ldr r1, =pxCurrentTCB \n" " ldr r2, [r1]\n" " ldr r0, [r2]\n" " ldmia r0!, {r4-r11}\n" " msr psp, r0\n" " isb \n" " mov r0, #0\n" " msr basepri, r0\n" // "mrs r0, control\n" // "orr r1, r0, #3 \n" // "msr control,r1 \n" // "dsb \n" // "isb \n" " mov lr,#0xfffffffd \n" " bx lr\n" : : : "r0", "r1", "r3", "memory" ); } void port_trigger_PendSV_Handler(void) { SCB->ICSR |= SCB_ICSR_PENDSVSET_Msk; } void PortSysTickHandler(void) { QposTick+=TickFreq; if(iSchedulerLocked == 0) { port_trigger_PendSV_Handler(); } } uint8_t i=0; //void cesi() //{ // task_a.sp = pStackInit(&stack_a[50],taska); // task_b.sp = pStackInit(&stack_b[50],taskb); //NVIC_SetPriority(PendSV_IRQn, (1 << __NVIC_PRIO_BITS) - 1); // pxCurrentTCB = &task_a; // vSystickInit(1); // //__set_CONTROL(__get_CONTROL() | 0x03); // vStartFirstTask(); //}