最小的多線程框架

摘要：本文介紹一種方法，在8位MCU上進(jìn)行任務(wù)切換，代碼編譯后大約100字節(jié),可以代替原來(lái)的前后臺(tái)系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：多任務(wù)，線程，就緒，調(diào)度

引言

因?yàn)橘Y源和成本的原因，前后臺(tái)系統(tǒng)是8位MCU上的主流，本文介紹的方法可以在8位MCU上進(jìn)行任務(wù)切換，代碼編譯后大約100字節(jié)，這100字節(jié)也會(huì)從原來(lái)純前后臺(tái)系統(tǒng)改到這種框架下節(jié)約的代碼來(lái)補(bǔ)償，也就是說(shuō)，提高了性能，而沒(méi)有增加代碼長(zhǎng)度，同時(shí)也不需要改變?cè)瓉?lái)的編程方式，只是對(duì)原有的函數(shù)進(jìn)行調(diào)度?？梢栽?K ROM,64BYTE的RAM上運(yùn)行。

一、調(diào)度原理：

1、 用一個(gè)字節(jié)變量的每一位代表一個(gè)任務(wù)是否就緒，1為就緒，0為休眠。

2、 這個(gè)字節(jié)從高位到低位代表的任務(wù)，優(yōu)先級(jí)也從高到低。

3、 通過(guò)查表從就緒的任務(wù)中找出最高優(yōu)先級(jí)的任務(wù)并執(zhí)行，同時(shí)清就緒標(biāo)志。

就緒表ActObjReadySet

位：7 6 5 4 3 2 1 0

任務(wù)號(hào)：8 7 6 5 4 3 2 1

上表表示有兩任務(wù)：任務(wù)8和任務(wù)6 就緒。

因?yàn)?位優(yōu)先級(jí)高，我們來(lái)查表：

PRIORITY_TABLE[]= {0, 1, 2, 2, 3, 3, 3, 3, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4};

ready = ActObjReadySet;// 10100000

if (ready != 0) {

if ((ready 0xF0) != 0U) {

prionum = PRIORITY_TABLE[ready >> 4] + 4;

}else{

prionum = PRIORITY_TABLE[ready];

}

}

查表結(jié)果為4 ，4+4= 8

計(jì)算結(jié)果為8,所以優(yōu)先級(jí)為8的任務(wù)先執(zhí)行，并清就緒位，完成后再次計(jì)算結(jié)果為6，優(yōu)先級(jí)為6的任務(wù)再執(zhí)行。

二、任務(wù)就緒方法

任務(wù)就緒是一個(gè)宏，寫成宏是因?yàn)樵谀骋恍㎝CU的編譯器中規(guī)定不能在中斷中調(diào)用函數(shù)。

#define ActObjSet(prio) (ActObjReadySet |= (1(prio-1))) //置就緒標(biāo)志

比如在定時(shí)器中讓優(yōu)先級(jí)為5的任務(wù)就緒：

ActObjSet(5);

實(shí)際操作為：ActObjReadySet |=0x10; (編譯成匯編代碼只一條指令)

把就緒表的第4位置1。

三、任務(wù)運(yùn)行方法

任務(wù)運(yùn)行方法有兩種，一種是switch 一種是函數(shù)指針。

因?yàn)橛行?位機(jī)的C編譯器不支持函數(shù)指針，所以本文只介紹switch方式。（注：作者在ARM的多線程框中用的是函數(shù)指針）。

在調(diào)度原理中我們計(jì)算出了優(yōu)先級(jí)號(hào)碼prionum

switch(prionum){

case 0:

break;

case 8://最高優(yōu)先級(jí)

//任務(wù)8的函數(shù)放在這里

break;

case 7:

//任務(wù)7的函數(shù)放在這里

break;

… …

四、任務(wù)就緒表上電初始化：

ActObjReadySet = 0; 在調(diào)度前把就緒表清0就可以了。

五、完整的任務(wù)調(diào)度函數(shù)：

void ActObjScheduler(void)

{

INT8U prionum,ready;

prionum = 0;

ready = ActObjReadySet;

if (ready != 0) {

if ((ready 0xF0) != 0U) {//找出就緒表的最高優(yōu)先級(jí)的任務(wù)

prionum = PRIORITY_TABLE[ready >> 4] + 4;

}else{

prionum = PRIORITY_TABLE[ready];

}

ready = READY_CLR_AND[prionum];

OS_ENTER_CRITICAL();//關(guān)中斷

ActObjReadySet = ready;//清就緒位

OS_EXIT_CRITICAL();//開(kāi)中斷

switch(prionum){