FreeRTOS實時操作系統(tǒng)支持時間片示例詳解
什么是時間片
時間片就是同一個優(yōu)先級下可以有多個任務,每個任務輪流地享有相同的 CPU 時間, 享有 CPU 的時間我們叫時間片。在 RTOS 中,最小的時間單位為一個 tick,即 SysTick 的中斷周期,與其說 FreeRTOS 支持時間片,倒不如說它的時間片就是正常的任務調度。
時間片實現(xiàn)關鍵
時間片實現(xiàn)關鍵在這兩個宏。
taskRESET_READY_PRIORITY()、
taskSELECT_HIGHEST_PRIORITY_TASK()
taskSELECT_HIGHEST_PRIORITY_TASK()
系統(tǒng)在任務切換的時候總會從就緒列表中尋找優(yōu)先級最高的任務來執(zhí)行,尋找優(yōu)先級
最高的任務這個功能由 taskSELECT_HIGHEST_PRIORITY_TASK()函數(shù)來實現(xiàn),該函數(shù)在
task.c 中定義,如下
#define taskSELECT_HIGHEST_PRIORITY_TASK()\
{\
UBaseType_t uxTopPriority;\
/* 尋找就緒任務的最高優(yōu)先級 */\
portGET_HIGHEST_PRIORITY( uxTopPriority, uxTopReadyPriority );\
/* 獲取優(yōu)先級最高的就緒任務的 TCB,然后更新到 pxCurrentTCB */\
listGET_OWNER_OF_NEXT_ENTRY( pxCurrentTCB,\
&( pxReadyTasksLists[ uxTopPriority ] ) );\
}
先尋找就緒任務的最高優(yōu)先級。即根據(jù)優(yōu)先級位圖表uxTopReadyPriority 找到就緒任務的最高優(yōu)先級,然后將優(yōu)先級暫存在uxTopPriority
獲取優(yōu)先級最高的就緒任務的 TCB,然后更新到 pxCurrentTCB。這里關鍵在更新到pxCurrentTCB的宏listGET_OWNER_OF_NEXT_ENTRY,如下
#define listGET_OWNER_OF_NEXT_ENTRY( pxTCB, pxList )\
{\
List_t * const pxConstList = ( pxList );\
/* 節(jié)點索引指向鏈表第一個節(jié)點調整節(jié)點索引指針,指向下一個節(jié)點,
如果當前鏈表有 N 個節(jié)點,當?shù)?N 次調用該函數(shù)時, pxIndex 則指向第 N 個節(jié)點 */\
( pxConstList )->pxIndex = ( pxConstList )->pxIndex->pxNext;\
/* 當遍歷完鏈表后, pxIndex 回指到根節(jié)點 */\
if( ( void * ) ( pxConstList )->pxIndex == ( void * ) &( ( pxConstList )->xListEnd ) )\
{\
( pxConstList )->pxIndex = ( pxConstList )->pxIndex->pxNext;\
}\
/* 獲取節(jié)點的 OWNER,即 TCB */\
( pxTCB ) = ( pxConstList )->pxIndex->pvOwner;\
}
關鍵在下面這句,下面看圖比較好說明
( pxConstList )->pxIndex = ( pxConstList )->pxIndex->pxNext;

對于優(yōu)先級2,當?shù)谝淮螆?zhí)行l(wèi)istGET_OWNER_OF_NEXT_ENTRY后,pxIndex指向Task1TCB->xStateListItem,所以pvOwner取到的是Task1TCB賦值給pxCurrentTCB.
對于優(yōu)先級2,當?shù)诙螆?zhí)行l(wèi)istGET_OWNER_OF_NEXT_ENTRY前,注意此時pxIndex指向Task1TCB->xStateListItem,所以( pxConstList )->pxIndex->pxNext;是Task2TCB->xStateListItem,所以這次pvOwner取到的是Task2TCB賦值給pxCurrentTCB.
對于優(yōu)先級2,當?shù)谌螆?zhí)行l(wèi)istGET_OWNER_OF_NEXT_ENTRY前,注意此時pxIndex指向Task2TCB->xStateListItem,這時符合上面的if條件了,所以( pxConstList )->pxIndex->pxNext;是Task1TCB->xStateListItem,所以這次pvOwner取到的是Task1TCB賦值給pxCurrentTCB.
這樣就實現(xiàn)了同一優(yōu)先級下的任務時間片輪流執(zhí)行。
taskRESET_READY_PRIORITY()
#define taskRESET_READY_PRIORITY( uxPriority )\
{\
if( listCURRENT_LIST_LENGTH( &( pxReadyTasksLists[ ( uxPriority ) ] ) )\
== ( UBaseType_t ) 0 )\
{\
portRESET_READY_PRIORITY( ( uxPriority ),\
( uxTopReadyPriority ) );\
}\
}
taskRESET_READY_PRIORITY()函數(shù)的妙處在于清除優(yōu)先級位圖表uxTopReadyPriority中相應的位時候,會先判斷當前優(yōu)先級鏈表下是否還有其它任務,如果有則不清零。 假設任務1會調用 vTaskDelay(),會將自己掛起,只能是將任務1從就緒列表刪除,不能將任務1在優(yōu)先級位圖表uxTopReadyPriority中對應的位清0,因為該優(yōu)先級下還有任務2,否則任務2將得不到執(zhí)行.
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