利用C語言實現(xiàn)任務調度的示例代碼
前言
這個任務調度模塊的實現(xiàn)是形成于畢設項目中的,用在STM32
中,斷斷續(xù)續(xù)跨度2個月實現(xiàn)了一些基本功能,可能后面再做其他項目時會一點點完善起來,也會多學習相關知識來強化模塊的實用性和高效性,畢竟用自己自主實現(xiàn)出來的功能還是蠻舒心的。
任務調度模式結構
整體上的結構屬于線性結構,結合鏈表和定時器來實現(xiàn),我使用的是sysTick
這個滴答時鐘,1ms
的頻率,功能比較簡單,容易理解。
分片
分片的模式,主要體現(xiàn)在函數(shù)分片和時間分片在我之前就有使用在函數(shù)中,主要的思路是,把函數(shù)功能切片,分為幾個小部分,每次執(zhí)行時按次序執(zhí)行小部分,對于沒有時序要求的函數(shù)來說,可以把一個占用CPU
大的功能分攤開來實現(xiàn),從而避免有些地方耗時長的問題。對于時間分片,其實就是定時器的一種應用,實際上,函數(shù)分片在執(zhí)行的時候已經是一種時間分片了,不過現(xiàn)在加上人為的控制在里面了。
下面是函數(shù)分片的一般結構:
void func(char *fos,...){ static char step=0;//順序控制變量,自由度比較高,可亂序,可循環(huán),可延遲執(zhí)行 switch(step){ case 0:{ //... step++; break; } case 1:{ //... step++; break; } //... default:{ //step++;//可以借助default實現(xiàn)延時的效果,即跳過幾次空白step break; } } return; }
其中添加的參數(shù)變量*fos
是必要的,因為就是通過傳入每個任務的這個標志位來判斷是否運行結束,而其他的參數(shù),就得基于具體任務做不一樣的處理了。
輪詢
運行框圖
可以看到這個框圖是一個頭尾相連的閉環(huán)結構,從頭節(jié)點依次運行到尾節(jié)點后再從頭循環(huán)往復執(zhí)行下去。
輪詢函數(shù)
void loop_task(void){ static Task_Obj *tasknode; tasknode=task_curnode->next;//repoint the curnode to the next if(tasknode==NULL){//tasknode is null,only the headnode have the attr return;//express the task space is none } else if(tasknode->task_type==TYPE_HEAD){//tasknode is headnode task_curnode=tasknode; return; } else{ if(tasknode->run_type == RUN_WAIT){ //等待型任務,通過ready標志來確定是否執(zhí)行,否則就跳過 if(!tasknode->ready){ if(task_curnode->next !=NULL){ task_curnode=task_curnode->next; return; } } } if(tasknode->task_status==STATUS_INIT){ tasknode->tickstart=HAL_GetTick();//獲取tick tasknode->task_status=STATUS_RUN; } else if(tasknode->task_status==STATUS_RUN){ if((HAL_GetTick() - tasknode->tickstart) > (uint32_t)tasknode->task_tick){ tasknode->task_name(&(tasknode->task_fos));//run the step task,transfer the fos tasknode->tickstart+=(uint32_t)tasknode->task_tick;//update the tickstart } } } if(tasknode->task_fos==FOS_FLAG){ tasknode->ready=0; if(tasknode->waittask!=NULL){ //置位該任務綁定的等待的任務準備運行標志位,標識可以準備運行了 tasknode->waittask->ready=1; } //運行結束就刪掉該任務 delete_task(tasknode); } else if(tasknode->task_fos==FOC_FLAG){ //循環(huán)運行該任務 tasknode->task_status=STATUS_INIT;//continue running from start tasknode->task_fos=0;//RESET fos } if(task_curnode->next !=NULL){ if(task_curnode->next->run_type==RUN_FORCE) return;//force-type's task else task_curnode=task_curnode->next; } }
其中有幾個運行態(tài)和標志位
#define FOS_FLAG 99//運行結束標志 #define FOC_FLAG 100//運行結束后再次執(zhí)行,相當于循環(huán)運行 #define TYPE_NOMAL 0//標識一般任務類型 #define TYPE_HEAD 1//標識頭任務類型 #define TYPE_END 2//標識尾任務類型 #define RUN_NORMAL 0//一般輪詢模式 #define RUN_FORCE 1//強制運行該任務,運行結束才繼續(xù)下一個任務 #define RUN_WAIT 2//等待指定的任務結束,才可以被運行 #define STATUS_INIT 0//任務的準備階段,用于獲取起始時間 #define STATUS_RUN 1//任務運行階段 #define STATUS_UNVAILED 2//無效狀態(tài)
運行時對時間間隔tick
的把握還有點問題,這個等待后面有機會優(yōu)化下。
調度實現(xiàn)
任務鏈表結構
typedef struct TASK_CLASS{ void (*task_name)(char *taskfos,...);//任務函數(shù) int task_tick;//任務的時間分片間隔 uint32_t tickstart;//起始時間點,每次執(zhí)行完須加上一個tick char task_fos;//運行結束標志 char task_type;//任務類型變量 char task_status;//任務狀態(tài) char run_type;//運行狀態(tài) char ready;//準備運行標志位 struct TASK_CLASS *next;//下一任務 struct TASK_CLASS *waittask;//等待執(zhí)行的任務 } Task_Obj;
添加任務
add_task
void add_task(void (*taskname)(char *,...),int tasktick,int runtype){//可變參,這里未做處理 Task_Obj *tasknode,*tmpnode; char i; tasknode = (Task_Obj*)malloc(sizeof(Task_Obj)); tasknode->task_name=taskname; tasknode->task_tick=tasktick; tasknode->task_fos=0; tasknode->task_status=STATUS_INIT;//initial status tasknode->task_type=TYPE_END; //set the new node to endnode tasknode->run_type=runtype; tasknode->next=&task_headnode;//the endnode point to the headnode tmpnode=&task_headnode; if(task_num==0){ tmpnode->next=tasknode; task_num++; return; } for(i=0;i<task_num;i++){ tmpnode=tmpnode->next;//reach the endnode } tmpnode->task_type=TYPE_NOMAL;//turn the last endnode to the normal node tmpnode->next=tasknode; task_num++; }
add_wait_task
void add_wait_task(void (*taskname)(char *),void (*waitname)(char *),int tasktick){ Task_Obj *tmpnode,*tasknode; char i,pos; tmpnode=&task_headnode; for(i=0;i<task_num;i++){ tmpnode=tmpnode->next;//reach the endnode if(tmpnode->task_name==taskname){ pos=i;//獲取要等待任務的位置 break; } } tasknode = (Task_Obj*)malloc(sizeof(Task_Obj)); tasknode->task_name=waitname; tasknode->task_tick=tasktick; tasknode->task_fos=0; tasknode->task_status=STATUS_INIT;//initial status tasknode->task_type=TYPE_END; //set the new node to endnode tasknode->run_type=RUN_WAIT;//任務為等待運行 tasknode->ready=0; tasknode->next=&task_headnode;//the endnode point to the headnode tmpnode->waittask=tasknode;//獲取新建的等待執(zhí)行的任務地址,在運行結束后把等待執(zhí)行的任務的準備運行標志位置1 tmpnode=&task_headnode; if(task_num==0){ tmpnode->next=tasknode; task_num++; return; } for(i=0;i<task_num;i++){ tmpnode=tmpnode->next;//reach the endnode } tmpnode->task_type=TYPE_NOMAL;//turn the last endnode to the normal node tmpnode->next=tasknode; task_num++; }
刪除任務
delete_task(局限性大,只針對當前運行的任務而言)
void delete_task(Task_Obj *taskobj){ if(task_curnode->task_type==TYPE_HEAD && task_num < 2){//if curnode is headnode,and tasknum=1 task_curnode->next=NULL; } else{ task_curnode->next=taskobj->next;//repoint the curnode next } free(taskobj);//free the space of where the taskobj pointed task_num--; }
delete_task_withname(刪除指定任務名的任務)
void delete_task_withname(void (*taskname)(char *)){ Task_Obj *tmpnode,*tmpnode2; char i,pos; tmpnode=&task_headnode; for(i=0;i<task_num;i++){ tmpnode=tmpnode->next;//reach the endnode if(tmpnode->task_name==taskname){ pos=i; break; } } if(i==task_num) return; tmpnode=&task_headnode; for(i=0;i<pos+1;i++){ tmpnode2=tmpnode; tmpnode=tmpnode->next; } if(tmpnode->next==NULL){//if tmpnode is endnode tmpnode2->next=&task_headnode; } else{ tmpnode2->next=tmpnode->next;//repoint the curnode next } task_num--; free(tmpnode); }
初始化任務空間
void non_task(char *taskfos){ return; } void init_taskspace(void){ task_headnode.task_name=non_task; task_headnode.task_type=TYPE_HEAD; task_headnode.task_status=STATUS_UNVAILED; task_headnode.next=NULL; task_curnode=&task_headnode;//頭節(jié)點是沒有任務需要執(zhí)行的 task_num=0; }
調用實例
add_task(task1,500,RUN_NORMAL);//500ms執(zhí)行一次task1任務 add_wait_task(task1,task2,500);//task2等待task1結束才會執(zhí)行,運行的時間間隔為500ms delete_task_withname(task1);//刪除task1任務 while(1){ //... loop_task();//任務輪詢 }
結語
整體實現(xiàn)說難不難,說簡單不簡單,但也是我第一次嘗試這種偏向系統(tǒng)級應用的代碼,而且都沒有參照任何其他的資料和代碼,完全以自己的對任務的理解和具體項目的需求來一點點實現(xiàn),希望后面會把這個調度的代碼進一步完善成一個通用型的調度方式,也方便后面項目的使用了。
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