【嵌入式开源库】timeslice的使用,完全解耦的时间片轮询框架构(三)

简介: 【嵌入式开源库】timeslice的使用,完全解耦的时间片轮询框架构

【嵌入式开源库】timeslice的使用,完全解耦的时间片轮询框架构(二)https://developer.aliyun.com/article/1472622


实验

/* USER CODE BEGIN Header */
/**
  ******************************************************************************
  * @file           : main.c
  * @brief          : Main program body
  ******************************************************************************
  * @attention
  *
  * Copyright (c) 2023 STMicroelectronics.
  * All rights reserved.
  *
  * This software is licensed under terms that can be found in the LICENSE file
  * in the root directory of this software component.
  * If no LICENSE file comes with this software, it is provided AS-IS.
  *
  ******************************************************************************
  */
/* USER CODE END Header */
/* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include "main.h"
#include "tim.h"
#include "gpio.h"
/* Private includes ----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN Includes */
#include "timeslice.h"
/* USER CODE END Includes */
/* Private typedef -----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PTD */
/* USER CODE END PTD */
/* Private define ------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PD */
/* USER CODE END PD */
/* Private macro -------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PM */
/* USER CODE END PM */
/* Private variables ---------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PV */
void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
  if(htim->Instance == TIM3)
  {
    timeslice_tick();
  }
}
// 创建3个任务对象
TimesilceTaskObj task_1, task_2, task_3;
// 具体的任务函数
void task1_hdl()
{
    HAL_GPIO_TogglePin(GPIOE, GPIO_PIN_13);
}
void task2_hdl()
{
    HAL_GPIO_TogglePin(GPIOE, GPIO_PIN_14 );
}
void task3_hdl()
{
    HAL_GPIO_TogglePin(GPIOE, GPIO_PIN_15);
}
// 初始化任务对象,并且将任务添加到时间片轮询调度中
void task_init()
{
    timeslice_task_init(&task_1, task1_hdl, 1, 1);
    timeslice_task_init(&task_2, task2_hdl, 2, 1);
    timeslice_task_init(&task_3, task3_hdl, 3, 1);
    timeslice_task_add(&task_1);
    timeslice_task_add(&task_2);
    timeslice_task_add(&task_3);
}
/* USER CODE END PV */
/* Private function prototypes -----------------------------------------------*/
void SystemClock_Config(void);
/* USER CODE BEGIN PFP */
/* USER CODE END PFP */
/* Private user code ---------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN 0 */
/* USER CODE END 0 */
/**
  * @brief  The application entry point.
  * @retval int
  */
int main(void)
{
  /* USER CODE BEGIN 1 */
  /* USER CODE END 1 */
  /* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/
  /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
  HAL_Init();
  /* USER CODE BEGIN Init */
  /* USER CODE END Init */
  /* Configure the system clock */
  SystemClock_Config();
  /* USER CODE BEGIN SysInit */
  /* USER CODE END SysInit */
  /* Initialize all configured peripherals */
  MX_GPIO_Init();
  MX_TIM3_Init();
  /* USER CODE BEGIN 2 */
  HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim3);
  task_init();
  /* USER CODE END 2 */
  /* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1)
  {
    /* USER CODE END WHILE */
    /* USER CODE BEGIN 3 */
    
    timeslice_exec();
  }
  /* USER CODE END 3 */
}
/**
  * @brief System Clock Configuration
  * @retval None
  */
void SystemClock_Config(void)
{
  RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {0};
  RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = {0};
  /** Configure the main internal regulator output voltage
  */
  __HAL_RCC_PWR_CLK_ENABLE();
  __HAL_PWR_VOLTAGESCALING_CONFIG(PWR_REGULATOR_VOLTAGE_SCALE1);
  /** Initializes the RCC Oscillators according to the specified parameters
  * in the RCC_OscInitTypeDef structure.
  */
  RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSE;
  RCC_OscInitStruct.HSEState = RCC_HSE_ON;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSE;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLM = 25;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLN = 336;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLP = RCC_PLLP_DIV2;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLQ = 4;
  if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
  /** Initializes the CPU, AHB and APB buses clocks
  */
  RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK
                              |RCC_CLOCKTYPE_PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;
  RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK;
  RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;
  RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV4;
  RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV2;
  if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_5) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
}
/* USER CODE BEGIN 4 */
/* USER CODE END 4 */
/**
  * @brief  This function is executed in case of error occurrence.
  * @retval None
  */
void Error_Handler(void)
{
  /* USER CODE BEGIN Error_Handler_Debug */
  /* User can add his own implementation to report the HAL error return state */
  __disable_irq();
  while (1)
  {
  }
  /* USER CODE END Error_Handler_Debug */
}
#ifdef  USE_FULL_ASSERT
/**
  * @brief  Reports the name of the source file and the source line number
  *         where the assert_param error has occurred.
  * @param  file: pointer to the source file name
  * @param  line: assert_param error line source number
  * @retval None
  */
void assert_failed(uint8_t *file, uint32_t line)
{
  /* USER CODE BEGIN 6 */
  /* User can add his own implementation to report the file name and line number,
     ex: printf("Wrong parameters value: file %s on line %d\r\n", file, line) */
  /* USER CODE END 6 */
}
#endif /* USE_FULL_ASSERT */

核心部分

// 创建3个任务对象
TimesilceTaskObj task_1, task_2, task_3;
// 具体的任务函数
void task1_hdl()
{
    HAL_GPIO_TogglePin(GPIOE, GPIO_PIN_13);
}
void task2_hdl()
{
    HAL_GPIO_TogglePin(GPIOE, GPIO_PIN_14 );
}
void task3_hdl()
{
    HAL_GPIO_TogglePin(GPIOE, GPIO_PIN_15);
}
// 初始化任务对象,并且将任务添加到时间片轮询调度中
void task_init()
{
    timeslice_task_init(&task_1, task1_hdl, 1, 1);
    timeslice_task_init(&task_2, task2_hdl, 2, 2);
    timeslice_task_init(&task_3, task3_hdl, 3, 3);
    timeslice_task_add(&task_1);
    timeslice_task_add(&task_2);
    timeslice_task_add(&task_3);
}

需要注意的是必须要有一个任务是需要在exec前创建,这样才能保证运行,其他的任务可以在这个任务中再创建,上面的实验是实现三个任务,三个任务分别为一个中断触发一次,第二个任务是每隔两个中断触发一次,第三个任务是每隔三个中断触发一次任务;

函数说明

timeslice_task_init

初始化任务函数

void timeslice_task_init(TimesilceTaskObj* obj, void (*task_hdl)(void), unsigned int id, unsigned int timeslice_len)
{
    obj->id = id;
    obj->is_run = TASK_STOP;
    obj->task_hdl = task_hdl;
    obj->timer = timeslice_len;
    obj->timeslice_len = timeslice_len;
}

在这个函数中将任务结构体参数初始化,id类似于任务名称用于区分任务,is_run是一个标志位用于判断该任务在该次中断是否需要执行,task_hd1表示函数指针也就是我们的任务函数,timer表示每多少次中断触发一次计数,timeslice_len 表示没多少次中断触发一次计数初始值,在timeslice_tick中当timer的值减到0任务将触发并会重新复位timer的值为 timeslice_len ;

timeslice_task_add

添加任务到双向链表中

void timeslice_task_add(TimesilceTaskObj* obj)
{
    list_insert_before(&timeslice_task_list, &obj->timeslice_task_list);
}
void list_insert_before(ListObj* list, ListObj* node)
{
    list->prev->next = node;
    node->prev = list->prev;
    list->prev = node;
    node->next = list;
}

该链表(timeslice_task_list)在timeslice_tick中会轮询进行遍历

timeslice_tak_del

删除正在运行的任务链表

void timeslice_task_del(TimesilceTaskObj* obj)
{
    if (timeslice_task_isexist(obj))
        list_remove(&obj->timeslice_task_list);
    else
        return;
}

在该函数中会通过timeslice_task_isexist函数去判断链表中是否存在该任务的id,如果存在将返回退出允许,这里涉及到一个Linux中的函数list_entry->container_of,该函数是通过结构体的某个变量获取整个结构体的指针位置,有兴趣可以去学习一下该项目代码的实现;

timeslice_get_task_num

获取当前任务数量,也就是链表的长度

unsigned int timeslice_get_task_num()
{
    return list_len(&timeslice_task_list);
}
unsigned int list_len(const ListObj* list)
{
    unsigned int len = 0;
    const ListObj* p = list;
    while (p->next != list)
    {
        p = p->next;
        len++;
    }
    return len;
}

结尾

整体的代码不算复杂但是是值得学习的一个项目,我是凉开水白菜祝各位程序员们节日快乐~ 咱们下文见~

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