【安富莱STM32F407之uCOS-III教程】第11章 μCOS-III内核函数分析

baiyongbin2009 回答时间：2014-12-25 17:07:16

巅峰残狼发表于 2014-12-24 21:04
很好很强大，支持更新

谢谢支持！！

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baiyongbin2009 回答时间：2014-12-25 17:12:01

11.11 Round-Robin调度

μCOS-III中的时间片调度功能做的很完善，支持全局的时间片设置，也支持每个任务的单独设置。关于时间片调度，咱们在前几期教程也有讲解。

11.11.1 配置参数OSSchedRoundRobinCfg()

/*
***********************************************************************************************************
* 配置ROUND-ROBIN调度参数
*
* 函数功能: 调用此函数用更改ROUND-ROBIN调度的参数。
* 形参: en DEF_EN：使能ROUND-ROBIN
* DEF_DIS：禁止ROUND-ROBIN
* dflt_time_quanta 默认的时间片数，如果是0 那么就表示时间片是默认的OSCfg_TickRate_Hz / 10.
* p_err 错误代码指针变量
* OS_ERR_NONE 调用成功
* 返回值: 无
***********************************************************************************************************
*/
#if OS_CFG_SCHED_ROUND_ROBIN_EN > 0u
void OSSchedRoundRobinCfg (CPU_BOOLEAN en,
OS_TICK dflt_time_quanta,
OS_ERR *p_err)
{
CPU_SR_ALLOC();
#ifdef OS_SAFETY_CRITICAL
if (p_err == (OS_ERR *)0) {
OS_SAFETY_CRITICAL_EXCEPTION();
return;
}
#endif
CPU_CRITICAL_ENTER(); （1）
if (en != DEF_ENABLED) { （2）
OSSchedRoundRobinEn = DEF_DISABLED;
} else {
OSSchedRoundRobinEn = DEF_ENABLED;
}
if (dflt_time_quanta > (OS_TICK)0) { （3）
OSSchedRoundRobinDfltTimeQuanta = dflt_time_quanta;
} else {
OSSchedRoundRobinDfltTimeQuanta = (OS_TICK)(OSCfg_TickRate_Hz / (OS_RATE_HZ)10);
}
CPU_CRITICAL_EXIT();
*p_err = OS_ERR_NONE;
}
#endif

复制代码

1. 由于这几个参数是全局变量，所以必须关闭中断。

2. 根据形参设置是否使能时间片调度。

3. 变量OSSchedRoundRobinDfltTimeQuanta是用来设置默认的时间片个数，也就是说，如果程序中没有单独配置任务的时间片个数，就会使用这个默认时间片个数。

11.11.2 放弃剩余时间片OSSchedRoundRobinYield ()

这个函数的主要功能就是任务在完成工作的情况下，如果还有剩余的时间片，可以放弃这些时间去执行另外的同优先级任务（切记，是另外的同优先级任务）

/*
***********************************************************************************************************
* 当任务不再需要剩余时间片时放弃CPU使用权
*
* 功能说明: 当任务的时间片还没用完的时候，可以通过此函数放弃剩余时间片，也就是放弃CPU使用权。
* 形参: p_err 错误代码指针变量
* OS_ERR_NONE 函数调用成功
* OS_ERR_ROUND_ROBIN_1 此优先级下只有这一个任务，能够放弃CPU权
* OS_ERR_ROUND_ROBIN_DISABLED Round Robin调度没有使能
* OS_ERR_SCHED_LOCKED 调度器被锁
* OS_ERR_YIELD_ISR 不能在中断服务程序中调用此函数
* 返回值: 无
* 注意: 1) 此函数必须在任务中调用
***********************************************************************************************************
*/
#if OS_CFG_SCHED_ROUND_ROBIN_EN > 0u
void OSSchedRoundRobinYield (OS_ERR *p_err)
{
OS_RDY_LIST *p_rdy_list;
OS_TCB *p_tcb;
CPU_SR_ALLOC();
#ifdef OS_SAFETY_CRITICAL
if (p_err == (OS_ERR *)0) {
OS_SAFETY_CRITICAL_EXCEPTION();
return;
}
#endif
#if OS_CFG_CALLED_FROM_ISR_CHK_EN > 0u
if (OSIntNestingCtr > (OS_NESTING_CTR)0) { /* 不能在ISR中调用此函数 */
*p_err = OS_ERR_YIELD_ISR;
return;
}
#endif
if (OSSchedLockNestingCtr > (OS_NESTING_CTR)0) { /* 调度器被锁不能执行此函数 */
*p_err = OS_ERR_SCHED_LOCKED;
return;
}
if (OSSchedRoundRobinEn != DEF_TRUE) { /* 确认round-robin已经使能 */
*p_err = OS_ERR_ROUND_ROBIN_DISABLED;
return;
}
CPU_CRITICAL_ENTER();
p_rdy_list = &OSRdyList[OSPrioCur]; /* 此优先级下仅有这一个任务 */ （1）
if (p_rdy_list->NbrEntries < (OS_OBJ_QTY)2) {
CPU_CRITICAL_EXIT();
*p_err = OS_ERR_ROUND_ROBIN_1;
return;
}
OS_RdyListMoveHeadToTail(p_rdy_list); /* 移动当前任务的TCB到列表末 */ （2）
p_tcb = p_rdy_list->HeadPtr; /* 获取列表首端的TCB */
if (p_tcb->TimeQuanta == (OS_TICK)0) { /* 是0，使用默认的时间片数 */ （3）
p_tcb->TimeQuantaCtr = OSSchedRoundRobinDfltTimeQuanta;
} else {
p_tcb->TimeQuantaCtr = p_tcb->TimeQuanta; /* 加载新的时间片数 */
}
CPU_CRITICAL_EXIT();
OSSched(); /* 运行调度器 */ （4）
*p_err = OS_ERR_NONE;
}
#endif

复制代码

1. 获取此优先级的就绪链表。从而得到此优先级下任务的个数，如果同优先级下只有一个任务，将退出这个函数。

2. 移动同优先级就绪链表中任务的位置，从实现同优先级下任务的切换。

3. 参数p_tcb->TimeQuanta = 0的时候就会使用默认的时间片个数，如果非0，就会给这个任务的时间片计数器赋予相应的时间片个数。

4. 执行任务调度。

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baiyongbin2009 回答时间：2014-12-25 17:13:09

（续）11.11 Round-Robin调度

11.11.3 Round-Robin调度算法OS_SchedRoundRobin ()

当多个任务有相同的优先级时，μCOS-III允许任务在切换到另一个任务前运行特定的时间，也就是大家常说的时间片。这个过程就是Round-Robin调度或者时间片调度。如果任务不需要将所有的时间片用完，可以调用上面讲的函数OSSchedRoundRobinYield ()，放弃剩余时间片从而切换到同优先级的另一个任务。μCOS-III支持用户在系统运行过程中使能或者禁止时间片调度，同时也支持全局的时间片设置，也支持每个任务的单独设置。

为了更好的说明Round-Robin调度算法，下面举一个例子（截图来自官方书籍）：Task #1，Task #2，Task #3都运行在优先级 X，任务运行的时间片个数都是4。

1. 一开始是Task #3在运行，运行期间每个嘀嗒定时器中断都会让Task #3的时间片计数减一。

2. 第四次进入嘀嗒定时器中断后，Task #3的4个时间片已经用完。

3. 切换到同优先级就绪链表中下一个任务Task #1。

4. Task #1开始运行直到时间片用完。

5. 切换到Task #3运行。

6. Task #3运行一段时间后，调用函数OSSchedRoundRobinYield ()放弃剩余时间片。

7. 切换到Task #1运行。

8. 这里要特别注意：Task #1会运行4个时间片，图片上面画的不是很准确。

有了上面基础后，在解析一下相关函数。

/*
***********************************************************************************************************
* 运行ROUND-ROBIN 调度算法
*
* 函数说明: 此函数每个嘀嗒定时器中断被调用，通过此函数来计算同优先级中是否有任务要执行。
* 形参: p_rdy_list 就绪链表指针
* 返回值: 无
* 注意: 1) 内部函数调用，用户程序不能调用
***********************************************************************************************************
*/
#if OS_CFG_SCHED_ROUND_ROBIN_EN > 0u
void OS_SchedRoundRobin (OS_RDY_LIST *p_rdy_list)
{
OS_TCB *p_tcb;
CPU_SR_ALLOC();
if (OSSchedRoundRobinEn != DEF_TRUE) { /* 确认round-robin调度已经使能 */ （1）
return;
}
CPU_CRITICAL_ENTER();
p_tcb = p_rdy_list->HeadPtr;
if (p_tcb == (OS_TCB *)0) { （2）
CPU_CRITICAL_EXIT();
return;
}
if (p_tcb == &OSIdleTaskTCB) { （3）
CPU_CRITICAL_EXIT();
return;
}
if (p_tcb->TimeQuantaCtr > (OS_TICK)0) { /* 时间片计数减一 */ （4）
p_tcb->TimeQuantaCtr--;
}
if (p_tcb->TimeQuantaCtr > (OS_TICK)0) { /* 时间片还没有用完 */ （5）
CPU_CRITICAL_EXIT();
return;
}
if (p_rdy_list->NbrEntries < (OS_OBJ_QTY)2) { /* 是否只有一个同优先级任务 */ （6）
CPU_CRITICAL_EXIT(); /* 是的，退出 */
return;
}
if (OSSchedLockNestingCtr > (OS_NESTING_CTR)0) { /* 调度器被锁，不能执行round-robin */ （7）
CPU_CRITICAL_EXIT();
return;
}
OS_RdyListMoveHeadToTail(p_rdy_list); /* 将当前的OS_TCB移到就绪链表的末尾 */ （8）
p_tcb = p_rdy_list->HeadPtr; /* 获取修改后的就绪链表头部OS_TCB */
if (p_tcb->TimeQuanta == (OS_TICK)0) { /* 检测是否需要使用默认的时间片 */ （9）
p_tcb->TimeQuantaCtr = OSSchedRoundRobinDfltTimeQuanta;
} else {
p_tcb->TimeQuantaCtr = p_tcb->TimeQuanta; /* 加载新的时间片 */
}
CPU_CRITICAL_EXIT();
}
#endif

复制代码

1. 检测Round-Robin调度是否使能。

2. 确保此优先级下存在任务。

3. 这句话的意思是说：不允许用户将应用任务的优先级设置的和空闲任务优先级一样，也就是说空闲任务的优先级下不能有其它任务。

4. 时间片减一。

5. 任务的时间片还没有用完，退出继续执行。

6. 同优先级下必须有两个及其以上的任务才能继续往下执行。

7. 如果调度器被锁，不能执行Round-Robin调度。

8. 通过调整同优先级下的就绪链表获得下一个要执行的任务。

9. 判断使用全局的默认时间片个数还是使用单独设计的时间片个数。

11.11.4 函数使用举例

/*
*********************************************************************************************************
* 函数名: main
* 功能说明: 标准c程序入口。
* 形参：无
* 返回值: 无
*********************************************************************************************************
*/
int main(void)
{
OS_ERR err;
OSInit(&err);
/* 使能并设置全局时间片个数 */
OSSchedRoundRobinCfg(DEF_ENABLED,
8,
&err);
OSTaskCreate((OS_TCB *)&AppTaskStartTCB,
(CPU_CHAR *)"App Task Start",
(OS_TASK_PTR )AppTaskStart,
(void *)0,
(OS_PRIO )APP_CFG_TASK_START_PRIO,
(CPU_STK *)&AppTaskStartStk[0],
(CPU_STK_SIZE )APP_CFG_TASK_START_STK_SIZE / 10,
(CPU_STK_SIZE )APP_CFG_TASK_START_STK_SIZE,
(OS_MSG_QTY )0,
(OS_TICK )0,
(void *)0,
(OS_OPT )(OS_OPT_TASK_STK_CHK | OS_OPT_TASK_STK_CLR),
(OS_ERR *)&err);
OSStart(&err);
return (0);
}
/*
*********************************************************************************************************
* 函数名: AppTaskCom
* 功能说明: 此任务未使用
* 形参：p_arg 是在创建该任务时传递的形参
* 返回值: 无
*********************************************************************************************************
*/
static void AppTaskCOM(void *p_arg)
{
OS_ERR err;
(void)p_arg;
while(1)
{
……
OSSchedRoundRobinYield (&err);
……
}
}