嵌入式C语言轻量级程序架构内核编写

嵌入式C语言轻量级程序架构内核编写的完整攻略如下：

什么是嵌入式C语言轻量级程序架构

嵌入式C语言轻量级程序架构是一种用于嵌入式系统开发的轻量级框架，旨在简化嵌入式系统开发中的系统架构设计与实现，提高开发效率和代码质量。它是基于C语言编写的可移植、高效、可扩展的系统框架，并集成了许多常用的模块和功能。因为它是轻量级的，所以可以很方便地移植到不同的硬件平台和操作系统上，从而大大简化了嵌入式系统的开发过程，加快了产品的上市速度。

如何编写嵌入式C语言轻量级程序架构内核

步骤一：定义内核结构体和初始化函数

首先，需要定义一个结构体来描述内核的各个组件和状态：

typedef struct {
    // 内核状态
    enum kernel_state state;

    // 内核组件
    struct kernel_task_t *task_list;
    struct kernel_timer_t *timer_list;
    struct kernel_mailbox_t mailbox;
} kernel_t;

然后，定义内核初始化函数，用于初始化各个组件和状态：

void kernel_init(void) {
    // 初始化内核状态为就绪状态
    kernel.state = KERNEL_STATE_READY;

    // 初始化内核组件
    kernel.task_list = NULL;
    kernel.timer_list = NULL;
    kernel.mailbox = create_mailbox();
}

步骤二：定义任务结构体和创建任务函数

接下来，需要定义一个结构体来描述任务的各个组件和状态：

typedef struct kernel_task_t {
    // 任务状态
    enum task_state state;
    unsigned int priority;

    // 任务函数
    kernel_task_func_t func;

    // 任务定时器
    struct kernel_timer_t *timer;

    // 任务参数
    void *arg;

    // 当前任务需要等待的消息ID
    unsigned int wait_msg_id;

    // 下一个任务指针
    struct kernel_task_t *next;
} kernel_task_t;

然后，定义一个创建任务的函数用于创建 new_task ：

kernel_task_t *create_task(kernel_task_func_t func, unsigned int priority, void *arg) {
    kernel_task_t *new_task = malloc(sizeof(kernel_task_t));
    memset(new_task, 0, sizeof(kernel_task_t));
    new_task->func = func;
    new_task->priority = priority;
    new_task->arg = arg;
    new_task->state = TASK_STATE_READY;
    return new_task;
}

步骤三：定义定时器结构体和创建定时器函数

接下来，需要定义一个结构体来描述定时器的各个组件和状态：

typedef struct kernel_timer_t {
    // 定时器状态
    enum timer_state state;

    // 定时器回调函数
    kernel_timer_callback_t func;

    // 定时器参数
    void *arg;

    // 定时器到期时间
    unsigned int expire_ticks;
    unsigned int remain_ticks;

    // 下一个定时器指针
    struct kernel_timer_t *next;
} kernel_timer_t;

然后，定义一个创建定时器的函数用于创建 new_timer ：

kernel_timer_t *create_timer(kernel_timer_callback_t func, unsigned int ticks, void *arg) {
    kernel_timer_t *new_timer = malloc(sizeof(kernel_timer_t));
    memset(new_timer, 0, sizeof(kernel_timer_t));
    new_timer->func = func;
    new_timer->expire_ticks = ticks;
    new_timer->remain_ticks = ticks;
    new_timer->arg = arg;
    new_timer->state = TIMER_STATE_READY;
    return new_timer;
}

步骤四：定义消息结构体和创建消息函数

接下来，需要定义一个结构体来描述消息的各个组件和状态：

typedef struct {
    unsigned int id;
    void *data;
    size_t size;
} kernel_message_t;

然后定义一个创建消息的函数，用于创建完整的 new_message ：

kernel_message_t create_message(unsigned int id, void *data, size_t size) {
    kernel_message_t new_message;
    new_message.id = id;
    new_message.data = data;
    new_message.size = size;
    return new_message;
}

步骤五：定义内核任务调度函数

接下来，需要定义内核任务调度函数，用于轮流执行在任务列表里的任务：

void kernel_task_schedule(void) {
    // 扫描任务列表，查找下一个要执行的任务
    kernel_task_t *next_task = kernel_get_next_task();

    // 没有可执行的任务，返回
    if (NULL == next_task) {
        return;
    }

    // 执行任务函数
    next_task->state = TASK_STATE_RUNNING;
    next_task->func(next_task->arg);

    // 如果任务结束了，移除任务
    if (next_task->state == TASK_STATE_STOP) {
        kernel_remove_task(next_task);
    }
    else {
        next_task->state = TASK_STATE_READY;
    }
}

步骤六：定义内核定时器处理函数

接下来，需要定义内核定时器处理函数，用于处理定时器：

void kernel_timer_tick(void) {
    // 扫描定时器列表，检查是否有定时器到期
    kernel_timer_t *timer = kernel.timer_list;
    while (NULL != timer) {
        if (timer->state == TIMER_STATE_READY) {
            timer->remain_ticks -= 1;
            if (timer->remain_ticks == 0) {
                // 定时器到期，执行回调函数
                timer->state = TIMER_STATE_EXPIRED;
                timer->func(timer->arg);
            }
        }
        timer = timer->next;
    }
}

步骤七：定义内核消息处理函数

接下来，需要定义内核消息处理函数，用于处理接收到的消息：

void kernel_message_process(kernel_message_t *msg) {
    // 扫描任务列表，检查哪些任务需要接收该消息
    kernel_task_t *task = kernel.task_list;
    while (NULL != task) {
        if (task->wait_msg_id == msg->id) {
            task->wait_msg_id = 0;
            task->state = TASK_STATE_READY;
        }
        task = task->next;
    }

    // 将消息加入邮箱
    kernel.mailbox.messages[kernel.mailbox.tail] = *msg;
    kernel.mailbox.tail = (kernel.mailbox.tail + 1) % KERNEL_MAILBOX_SIZE;
}

步骤八：定义内核等待消息函数

接下来，需要定义内核等待消息函数，使任务等待指定ID的消息到来：

void kernel_wait_message(unsigned int msg_id) {
    // 将当前任务的等待消息ID设置为指定ID，并将状态设置为等待
    kernel_get_current_task()->wait_msg_id = msg_id;
    kernel_get_current_task()->state = TASK_STATE_WAITING;
}

步骤九：完整示例1：闪烁LED

下面是一个简单的示例，在内核中创建一个任务，让LED不断闪烁：

void led_blink_task(void *arg) {
    while(1) {
        led_on();
        delay(500);
        led_off();
        delay(500);
    }
}

void kernel_init(void) {
    kernel.task_list = create_task(&led_blink_task, 1, NULL);
}

步骤十：完整示例2：定时器控制LED

下面是另一个示例，在内核中创建一个任务和一个定时器，让定时器控制LED的闪烁：

void led_on_timer_callback(void *arg) {
    led_on();
}

void led_off_timer_callback(void *arg) {
    led_off();
}

void blink_task(void *arg) {
    kernel_timer_t *on_timer = create_timer(&led_on_timer_callback, 1000, NULL);
    kernel_timer_t *off_timer = create_timer(&led_off_timer_callback, 1500, NULL);
    kernel_add_timer(on_timer);
    kernel_add_timer(off_timer);
    while(1) {
        kernel_wait_message(BLINK_MSG_ID);
        led_on();
        delay(500);
        led_off();
        delay(500);
    }
}

void kernel_init(void) {
    kernel.task_list = create_task(&blink_task, 1, NULL);
}

以上就是嵌入式C语言轻量级程序架构内核编写的完整攻略，希望对你有帮助。