利用C語言實(shí)現(xiàn)任務(wù)調(diào)度的示例代碼
前言
這個(gè)任務(wù)調(diào)度模塊的實(shí)現(xiàn)是形成于畢設(shè)項(xiàng)目中的，用在STM32中，斷斷續(xù)續(xù)跨度2個(gè)月實(shí)現(xiàn)了一些基本功能，可能后面再做其他項(xiàng)目時(shí)會(huì)一點(diǎn)點(diǎn)完善起來，也會(huì)多學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)來強(qiáng)化模塊的實(shí)用性和高效性，畢竟用自己自主實(shí)現(xiàn)出來的功能還是蠻舒心的。
任務(wù)調(diào)度模式結(jié)構(gòu)
整體上的結(jié)構(gòu)屬于線性結(jié)構(gòu)，結(jié)合鏈表和定時(shí)器來實(shí)現(xiàn)，我使用的是sysTick這個(gè)滴答時(shí)鐘，1ms的頻率，功能比較簡(jiǎn)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(shí)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(gè)小部分，每次執(zhí)行時(shí)按次序執(zhí)行小部分，對(duì)于沒有時(shí)序要求的函數(shù)來說，可以把一個(gè)占用CPU大的功能分?jǐn)傞_來實(shí)現(xiàn)，從而避免有些地方耗時(shí)長(zhǎng)的問題。對(duì)于時(shí)間分片，其實(shí)就是定時(shí)器的一種應(yīng)用，實(shí)際上，函數(shù)分片在執(zhí)行的時(shí)候已經(jīng)是一種時(shí)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(jié)構(gòu)：
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(shí)現(xiàn)延時(shí)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?yàn)榫褪峭ㄟ^傳入每個(gè)任務(wù)的這個(gè)標(biāo)志位來判斷是否運(yùn)行結(jié)束,而其他的參數(shù)，就得基于具體任務(wù)做不一樣的處理了。
輪詢
運(yùn)行框圖
可以看到這個(gè)框圖是一個(gè)頭尾相連的閉環(huán)結(jié)構(gòu)，從頭節(jié)點(diǎn)依次運(yùn)行到尾節(jié)點(diǎn)后再?gòu)念^循環(huán)往復(fù)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(wù)，通過ready標(biāo)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(wù)綁定的等待的任務(wù)準(zhǔn)備運(yùn)行標(biāo)志位，標(biāo)識(shí)可以準(zhǔn)備運(yùn)行了
tasknode->waittask->ready=1;
}
//運(yùn)行結(jié)束就刪掉該任務(wù)
delete_task(tasknode);
}
else if(tasknode->task_fos==FOC_FLAG){
//循環(huán)運(yùn)行該任務(wù)
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(gè)運(yùn)行態(tài)和標(biāo)志位
#define FOS_FLAG 99//運(yùn)行結(jié)束標(biāo)志 #define FOC_FLAG 100//運(yùn)行結(jié)束后再次執(zhí)行，相當(dāng)于循環(huán)運(yùn)行 #define TYPE_NOMAL 0//標(biāo)識(shí)一般任務(wù)類型 #define TYPE_HEAD 1//標(biāo)識(shí)頭任務(wù)類型 #define TYPE_END 2//標(biāo)識(shí)尾任務(wù)類型 #define RUN_NORMAL 0//一般輪詢模式 #define RUN_FORCE 1//強(qiáng)制運(yùn)行該任務(wù)，運(yùn)行結(jié)束才繼續(xù)下一個(gè)任務(wù) #define RUN_WAIT 2//等待指定的任務(wù)結(jié)束，才可以被運(yùn)行 #define STATUS_INIT 0//任務(wù)的準(zhǔn)備階段，用于獲取起始時(shí)間 #define STATUS_RUN 1//任務(wù)運(yùn)行階段 #define STATUS_UNVAILED 2//無效狀態(tài)
運(yùn)行時(shí)對(duì)時(shí)間間隔tick的把握還有點(diǎn)問題，這個(gè)等待后面有機(jī)會(huì)優(yōu)化下。
調(diào)度實(shí)現(xiàn)
任務(wù)鏈表結(jié)構(gòu)
typedef struct TASK_CLASS{
void (*task_name)(char *taskfos,...);//任務(wù)函數(shù)
int task_tick;//任務(wù)的時(shí)間分片間隔
uint32_t tickstart;//起始時(shí)間點(diǎn)，每次執(zhí)行完須加上一個(gè)tick
char task_fos;//運(yùn)行結(jié)束標(biāo)志
char task_type;//任務(wù)類型變量
char task_status;//任務(wù)狀態(tài)
char run_type;//運(yùn)行狀態(tài)
char ready;//準(zhǔn)備運(yùn)行標(biāo)志位
struct TASK_CLASS *next;//下一任務(wù)
struct TASK_CLASS *waittask;//等待執(zhí)行的任務(wù)
} Task_Obj;
添加任務(wù)
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(wù)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(wù)為等待運(yùn)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(wù)地址，在運(yùn)行結(jié)束后把等待執(zhí)行的任務(wù)的準(zhǔn)備運(yùn)行標(biāo)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(wù)
delete_task(局限性大，只針對(duì)當(dāng)前運(yùn)行的任務(wù)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(wù)名的任務(wù))
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(wù)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(diǎn)是沒有任務(wù)需要執(zhí)行的
task_num=0;
}
調(diào)用實(shí)例
add_task(task1,500,RUN_NORMAL);//500ms執(zhí)行一次task1任務(wù)
add_wait_task(task1,task2,500);//task2等待task1結(jié)束才會(huì)執(zhí)行，運(yùn)行的時(shí)間間隔為500ms
delete_task_withname(task1);//刪除task1任務(wù)
while(1){
//...
loop_task();//任務(wù)輪詢
}
結(jié)語
整體實(shí)現(xiàn)說難不難，說簡(jiǎn)單不簡(jiǎn)單，但也是我第一次嘗試這種偏向系統(tǒng)級(jí)應(yīng)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(duì)任務(wù)的理解和具體項(xiàng)目的需求來一點(diǎn)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)，希望后面會(huì)把這個(gè)調(diào)度的代碼進(jìn)一步完善成一個(gè)通用型的調(diào)度方式，也方便后面項(xiàng)目的使用了。
到此這篇關(guān)于利用C語言實(shí)現(xiàn)任務(wù)調(diào)度的示例代碼的文章就介紹到這了,更多相關(guān)C語言任務(wù)調(diào)度內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！
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