牛人自制的STM32實時操作系統

ID:507431 · 發表于 2020-4-10 10:30

作者
https://bbs.csdn.net/topics/300000723
實現硬件 STM32F10vet6

1，內存使用量統計
硬件系統啟動使用：
系統堆棧（系統啟動的時候需要使用）       80個字節

操作系統內核使用：
任務表                                  96+16個字節
                              注：20個字節/任務 * 8（默認任務個數）

信號量                                  32個字節
                              注：4個字節/信號量 * 8（默認信號量個數）

消息隊列                               54個字節
                              注: 默認8條消息/隊列 * 3 (默認3個消息隊列)

空閑任務（Idle）                      96個字節
                              注：每個任務最少需要96個字節的堆棧，推薦256個字節

RAM使用統計：
一個原始的系統總共占用內存約為400個字節
其中內核占用內存不到300個字節

(注:根據armlink指示，另外還有96個字節的數據用于LIBSPACE.O文件，
這個查明，其實是開發環境在為main主函數初始化的時候用到)

2，代碼量(包括ROM里面的只讀數據)統計
內核                         1200 個字節
信號量                         300 個字節
消息隊列                      500 個字節

ROM使用統計
原始的系統代碼小于2K
其中內核代碼小于1.2K

單片機源程序如下:

#include "BenOSCore.h"
/*當前OS中所有的任務*/
I8U TaskNUM=0;
TCB BenOSTCBTable[MAX_TASK_NUM];
/*當前運行的任務*/
TCB *BenOSCurTCB;
/*當前準備新運行的任務*/
TCB *BenOSNewTCB;
I8U BenOSScheLock=0; /* 0 = enable */
/*無聊，所以把堆棧初始化模塊用匯編寫一遍，但愿性能會高點*/
__asm STACK_TYPE *BenOSTaskStkInit (void (*task),STACK_TYPE *ptos)
{
THUMB
PRESERVE8
PUSH {R4-R6,LR}
MOV R4,R0
MOV R0,R1
MOV R5,#0x1000000
STR R5,[R0,#0]
SUBS R0,R0,#4
STR R4,[R0,#0]
MVN R5,#1
SUBS R0,R0,#4
STR R5,[R0,#0]
MOV R5,#0x2
SUBS R0,R0,#4
STR R5,[R0,#0]
MOV R5,#0x3
SUBS R0,R0,#4
STR R5,[R0,#0]
MOV R5,#0x4
SUBS R0,R0,#4
STR R5,[R0,#0]
ASRS R5,R5,#1
SUBS R0,R0,#4
STR R5,[R0,#0]
SUBS R0,R0,#4
STR R1,[R0,#0]
MOV R5,#0x5
SUBS R0,R0,#4
STR R5,[R0,#0]
MOV R5,#0x6
SUBS R6,R0,#4
MOV R0,R6
STR R5,[R6,#0]
MOV R5,#0x7
SUBS R0,R0,#4
STR R5,[R0,#0]
MOV R5,#0x8
SUBS R0,R0,#4
STR R5,[R0,#0]
MOV R5,#0x8
SUBS R0,R0,#4
STR R5,[R0,#0]
MOV R5,#0x10
SUBS R0,R0,#4
STR R5,[R0,#0]
MOV R5,#0x11
SUBS R0,R0,#4
STR R5,[R0,#0]
MOV R5,#0x12
SUBS R6,R0,#4
MOV R0,R6
STR R5,[R6,#0]
POP {R4-R6,PC}
}
/*Thumb2指令集中無串操作指令，不過可以用字對齊進行優化*/
/*考慮到Thumb2指令中，32位指令執行效率并不高，所以這里暫時不作優化*/
void _mem_clr (I8U *pdest, I32 size)
{
while (size > 0) {
*pdest++ = (I8)0;
size--;
}
}
void _mem_copy (I8U *pdest, I8U *psrc, I16U size)
{
while (size > 0) {
*pdest++ = *psrc++;
size--;
}
}
/*在TCB表中取一個空閑的節點，給新任務使用*/
/*對BenOSTCBTable表這個有序表進行插入排序*/
/*將優先級高的任務放在前面*/
TCB* BenOSGetFreeTCB(PRIORITY_TYPE prio)
{
TCB *pTCB;
I32 index=0,orgIndex;
pTCB = &(BenOSTCBTable[0]);
for (index = 0;index < TaskNUM+1;index++)
{
pTCB = BenOSTCBTable+index;
/*已經是空閑TCB了，就直接使用*/
if (NULL == pTCB->pStackTop)
{
return (TCB*)pTCB;
}
/*若新任務優先級比較低，則向后繼續找*/
if (pTCB->CurPriority >= prio)
{
continue;
}
else /*pTCB->CurPriority < prio 找到了該插入的位置了*/
{
/*保存當前位置*/
orgIndex = index;
/*從當前節點遍歷到最后一個使用了的節點*/
for( index = TaskNUM+1 ; index > orgIndex ; index-- )
{
pTCB = BenOSTCBTable+index;
/*將前一個節點的數據，保存到當前節點*/
_mem_copy((I8U *)(pTCB),(I8U *)(pTCB-1),sizeof(TCB));
}
_mem_clr((I8U *)(pTCB-1),sizeof(TCB)) ;
return (TCB*)(pTCB-1);
}
}
return (TCB*)NULL;
}
/*
*時鐘中斷函數
*/
void SysTick_Handler()
{
I8 index;
TCB *pTCB;
I8U flagFirstTask=0;
INT_Stat stat = 0;
stat = BenOS_INT_Save();
/*初始化*/
BenOSNewTCB = NULL;
/*禁止調度*/
if (BenOSScheLock != 0)
{
BenOS_INT_Restore(stat);
return;
}
for (index = 0;index < TaskNUM;index++)
{
pTCB = BenOSTCBTable+index;
/*該任務在睡眠狀態，必須將所有時延都--*/
if (pTCB->TCBDelay > 0)
{
pTCB->TCBDelay--;
continue;
}
/*該任務被掛起*/
if (pTCB->TaskStat == BenOS_Task_Pend)
{
continue;
}
/*是否找到了應該調度進去的就緒任務*/
if (flagFirstTask==0)
{
/*找到了最高優先級的任務，
并且比當前任務優先級高*/
if (BenOSCurTCB->CurPriority < pTCB->CurPriority)
{
flagFirstTask = 1;
BenOSNewTCB = pTCB;
continue;
}
/*找到了比當前優先級低的任務*/
if (BenOSCurTCB->CurPriority > pTCB->CurPriority)
{
if (BenOSNewTCB == NULL)
{
flagFirstTask = 1;
BenOSNewTCB = pTCB;
continue ;
}
else
{
flagFirstTask = 1;
continue ;
}
}
/*找到了最高優先級的任務，
并且跟當前任務優先級相等*/
if (BenOSCurTCB->CurPriority == pTCB->CurPriority)
{
/*該任務在當前任務之后*/
if ((pTCB > BenOSCurTCB)||(pTCB == BenOSCurTCB))
{
flagFirstTask = 1;
BenOSNewTCB = pTCB;
continue ;
}
/*在當前任務之前或者就是當前任務
則還需要繼續向后搜索第一個同優先級的任務*/
if ((pTCB < BenOSCurTCB)
&&(BenOSNewTCB == NULL))
{
BenOSNewTCB = pTCB;
continue;
}
}
continue;
}
}
if (BenOSNewTCB != BenOSCurTCB)
{
BenOSCtxSw();
}
BenOS_INT_Restore(stat);
}
/*
*在非中斷中調度新的任務并且切換
*/
void BenOSTaskSche()
{
INT_Stat stat = 0;
stat = BenOS_INT_Save();
if (BenOSScheLock != 0)
{
BenOS_INT_Restore(stat);
return;
}
if (BenOSNewTCB != BenOSCurTCB)
{
BenOSCtxSw();
}
BenOS_INT_Restore(stat);
}
/*
* 創建新的任務
*/
TASK_TYPE* BenOSCreateTask(void* task, STACK_TYPE *stack,PRIORITY_TYPE prio)
{
TCB *pTCB;
INT_Stat stat = 0;
stat = BenOS_INT_Save();
pTCB = BenOSGetFreeTCB(prio);
if (NULL == pTCB)
{
BenOS_INT_Restore(stat);
return NULL;
}
pTCB->pStackTop = BenOSTaskStkInit(task, stack);
pTCB->CurPriority = prio;
pTCB->TCBDelay = 0;
TaskNUM++;
BenOS_INT_Restore(stat);
return pTCB;
}
/*idle任務堆棧默認為128個字節*/
STACK_TYPE idleStack[IDLE_TASK_STACK_SIZE];
I32U IdleConuter=0;
void BenOSIdleTask()
{
INT_Stat stat = 0;
while(1)
{
stat = BenOS_INT_Save();
IdleConuter++;
BenOS_INT_Restore(stat);
}
}
/*操作系統啟動(并且將優先級較低的IDLE任務創建)*/
void BenOSStart()
{
INT_Stat stat = 0;
stat = BenOS_INT_Save();
BenOSCurTCB = BenOSTCBTable;
if (BenOSCurTCB == NULL)
{
BenOS_INT_Restore(stat);
return;
}
BenOS_INT_Restore(stat);
BenOSCreateTask((void*)BenOSIdleTask,&idleStack[IDLE_TASK_STACK_SIZE-1],0);
BenOSStartTask();
}
void BenOSTimeDly (I32 ticks)
{
INT_Stat stat = 0;
I8 index;
TCB *pTCB;
stat = BenOS_INT_Save();
BenOSCurTCB->TCBDelay = ticks;
BenOSNewTCB = NULL;
/*從當前任務向后遍歷，
第一個最大的優先級的任務
就是需要調度進去的任務*/
for (index = 0; index < TaskNUM;index++)
{
pTCB = BenOSTCBTable+index;
/*跳過睡眠任務*/
if (pTCB->TCBDelay != 0)
{
continue;
}
/*跳過掛起任務*/
if (pTCB->TaskStat == BenOS_Task_Pend)
{
continue;
}
/*找到了最高優先級的任務，
并且比當前任務優先級高*/
if (BenOSCurTCB->CurPriority < pTCB->CurPriority)
{
BenOSNewTCB = pTCB;
break;
}
/*找到了比當前優先級低的任務*/
if (BenOSCurTCB->CurPriority > pTCB->CurPriority)
{
/*如果當前任務之前有同優先級的就緒任務，
則選擇該任務，否則就使用*/
if (BenOSNewTCB == NULL)
{
BenOSNewTCB = pTCB;
}
break;
}
/*找到了最高優先級的任務，
并且跟當前任務優先級相等*/
if (BenOSCurTCB->CurPriority == pTCB->CurPriority)
{
/*該任務在當前任務之后*/
if ((pTCB > BenOSCurTCB))
{
BenOSNewTCB = pTCB;
break ;
}
/*在當前任務之前或者就是當前任務
則還需要繼續向后搜索第一個同優先級的任務*/
if (((pTCB < BenOSCurTCB)||(pTCB == BenOSCurTCB))
&&(BenOSNewTCB == NULL))
{
BenOSNewTCB = pTCB;
continue;
}
}
}
BenOS_INT_Restore(stat);
BenOSTaskSche();
}
/*
* 初始化任務數據，并創建IDLE任務
*/
I8 BenOSInit()
{
I32 index=0;
INT_Stat stat = 0;
stat = BenOS_INT_Save();
for (index = 0;index < MAX_TASK_NUM;index++)
{
_mem_clr((I8U*)BenOSTCBTable,sizeof(TCB)*MAX_TASK_NUM);
}
for(index=0;index<MAX_SEM_NUM;index++)
{
BenOSSemaphore[index] = -1;
}
for (index=0;index<MAX_QUEUE_NUMBER;index++)
{
MsgQueueFlag[index]=0;
}
BenOSCurTCB = NULL;
BenOSNewTCB = NULL;
BenOS_INT_Restore(stat);
return BenOS_OK;
}
/*
* 恢復任務運行
*/
void BenOSTaskResume(TASK_TYPE *task)
{
I32 index=0;
TCB *pTCB;
INT_Stat stat = 0;
stat = BenOS_INT_Save();
task->TaskStat = BenOS_Task_Run;
/*從頭向后遍歷，第一最大的優先級就是需要調度進去的任務*/
for (index = 0 ; index < TaskNUM;index++)
{
pTCB = BenOSTCBTable+index;
if ((pTCB->TCBDelay == 0) && (pTCB->TaskStat !=BenOS_Task_Pend) )
{
BenOSNewTCB = pTCB;
break;
}
}
BenOS_INT_Restore(stat);
BenOSTaskSche();
}
……………………
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ID:64089 · 發表于 2020-4-11 08:29

大神級，學習了！

ID:91165 · 發表于 2020-4-11 09:09

真是牛人，頂一下

ID:53978 · 發表于 2020-4-12 12:26

看技術帖雖然一點都不懂但是要頂

ID:476903 · 發表于 2021-6-11 17:40

從B站評論過來頂一下啊

ID:1072895 · 發表于 2023-4-20 10:06

B站來的，學習了

ID:291668 · 發表于 2023-4-20 14:43

必須頂起啊！辛苦了

ID:1129103 · 發表于 2024-7-16 15:40

頂, 前來學習觀望

ID:25103 · 發表于 2024-7-16 16:41

大神級，學習了！

ID:169559 · 發表于 2024-7-19 07:26

厲害啊！膜拜一個！

ID:1130105 · 發表于 2024-8-6 08:56

我看有人說是從B站找過來的，請問一下有視頻的鏈接嗎，能分享一下觀摩一二嗎。

ID:87000 · 發表于 2024-8-6 09:26

還是下載來看看，適不適合自己試用

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牛人自制的STM32實時操作系統

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