最小的多線程框架

摘要：本文介紹一種方法，在8位MCU上進行任務切換，代碼編譯后大約100字節,可以代替原來的前后臺系統。

關鍵詞：多任務，線程，就緒，調度

引言

因為資源和成本的原因，前后臺系統是8位MCU上的主流，本文介紹的方法可以在8位MCU上進行任務切換，代碼編譯后大約100字節，這100字節也會從原來純前后臺系統改到這種框架下節約的代碼來補償，也就是說，提高了性能，而沒有增加代碼長度，同時也不需要改變原來的編程方式，只是對原有的函數進行調度。可以在1K ROM,64BYTE的RAM上運行。

一、調度原理：

1、 用一個字節變量的每一位代表一個任務是否就緒，1為就緒，0為休眠。

2、 這個字節從高位到低位代表的任務，優先級也從高到低。

3、 通過查表從就緒的任務中找出最高優先級的任務并執行，同時清就緒標志。

就緒表ActObjReadySet

位：7 6 5 4 3 2 1 0

任務號：8 7 6 5 4 3 2 1

上表表示有兩任務：任務8和任務6 就緒。

因為8位優先級高，我們來查表：

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];

}

}

查表結果為4 ，4+4= 8

計算結果為8,所以優先級為8的任務先執行，并清就緒位，完成后再次計算結果為6，優先級為6的任務再執行。

二、任務就緒方法

任務就緒是一個宏，寫成宏是因為在某一些MCU的編譯器中規定不能在中斷中調用函數。

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

比如在定時器中讓優先級為5的任務就緒：

ActObjSet(5);

實際操作為：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、任務運行方法

任務運行方法有兩種，一種是switch 一種是函數指針。

因為有些8位機的C編譯器不支持函數指針，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指針）。

在調度原理中我們計算出了優先級號碼prionum

switch(prionum){

case 0:

break;

case 8://最高優先級

//任務8的函數放在這里

break;

case 7:

//任務7的函數放在這里

break;

… …

四、任務就緒表上電初始化：

ActObjReadySet = 0; 在調度前把就緒表清0就可以了。

五、完整的任務調度函數：

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先級的任務

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

}else{

prionum = PRIORITY_TABLE[ready];

}

ready = READY_CLR_AND[prionum];

OS_ENTER_CRITICAL();//關中斷

ActObjReadySet = ready;//清就緒位

OS_EXIT_CRITICAL();//開中斷

switch(prionum){