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【RT-Thread读书笔记】5. RT-Thread 学习6章读后感(二) [复制链接]

  本帖最后由 传媒学子 于 2019-5-4 21:57 编辑

【RT-Thread读书笔记】5. RT-Thread 学习6章读后感
---线程的定义和线程切换的实现(二)

此次分享对应的是《RT-thread内核实现与应用开发实战指南》的第六章中6.4-6.5的内容。

6.4 定义就绪列表当线程创建好之后,我们需要把线程添加到就绪列表中,表示线程已经就绪,系统随时可以调度。
就绪列表在scheduler.c中定义(scheduler.c第一次使用需要在rtthread\3.0.3\src目录下新建,然后添加到工程的rtt/source组中。
  1. /* 线程就绪列表 */
  2. rt_list_t rt_thread_priority_table[RT_THREAD_PRIORITY_MAX];
复制代码

数组的下标对应了任务的优先级,从0~RT_THREAD_PRIORITY_MAX, 0优先级最高,同一优先级的线程插入到就绪列表的同一条链表中。
例如:
0   ----   task1->task2->task3..这里优先级为0的 级别有三个任务。
1   ----   。。。。。。。。。。。。。  

将线程插入到就绪列表:
  1.         /* 将线程插入到就绪列表 */
  2.         rt_list_insert_before( &(rt_thread_priority_table[0]),&(rt_flag1_thread.tlist) );
复制代码




6.5 实现调度器

调度器是操作系统的核心,顾名思义是实现任务的调度,即线程的切换,换句话说就是从就绪列表中找到优先级最高的线程,执行它。
包括一些全局变量和几个函数实现调度器,代码都在scheduler.c中。

在使用调度器前,必须初始化,调度器的初始化:
  1. /*
  2. *************************************************************************
  3. *                             包含的头文件
  4. *************************************************************************
  5. */
  6. #include <rtthread.h>
  7. #include <rthw.h>


  8. /*
  9. *************************************************************************
  10. *                                 全局变量
  11. *************************************************************************
  12. */
  13. /* 线程控制块指针,用于指向当前线程 */
  14. struct rt_thread *rt_current_thread;

  15. /* 线程就绪列表 */
  16. rt_list_t rt_thread_priority_table[RT_THREAD_PRIORITY_MAX];

  17. /* 线程休眠列表 */
  18. rt_list_t rt_thread_defunct;


  19. /*
  20. *************************************************************************
  21. *                               函数实现
  22. *************************************************************************
  23. */

  24. /* 初始化系统调度器 */
  25. void rt_system_scheduler_init(void)
  26. {        
  27.         register rt_base_t offset;        

  28.         
  29.         /* 线程就绪列表初始化 */
  30.         for (offset = 0; offset < RT_THREAD_PRIORITY_MAX; offset ++)
  31.         {
  32.                         rt_list_init(&rt_thread_priority_table[offset]);
  33.         }
  34.         
  35.         /* 初始化当前线程控制块指针 */
  36.         rt_current_thread = RT_NULL;
  37.         
  38.         /* 初始化线程休眠列表,当线程创建好没有启动之前会被放入到这个列表 */
  39.         rt_list_init(&rt_thread_defunct);
  40. }

  41. /* 启动系统调度器 */
  42. void rt_system_scheduler_start(void)
  43. {
  44.         register struct rt_thread *to_thread;
  45.         

  46.         /* 手动指定第一个运行的线程 */
  47.         to_thread = rt_list_entry(rt_thread_priority_table[0].next,
  48.                                                           struct rt_thread,
  49.                                                           tlist);
  50.         rt_current_thread = to_thread;
  51.                                                                                                                
  52.         /* 切换到第一个线程,该函数在context_rvds.S中实现,在rthw.h声明,
  53.        用于实现第一次任务切换。当一个汇编函数在C文件中调用的时候,
  54.        如果有形参,则执行的时候会将形参传人到CPU寄存器r0。*/
  55.         rt_hw_context_switch_to((rt_uint32_t)&to_thread->sp);
  56. }

  57. /* 系统调度 */
  58. void rt_schedule(void)
  59. {
  60.         struct rt_thread *to_thread;
  61.         struct rt_thread *from_thread;
  62.         
  63.         
  64.         
  65.         /* 两个线程轮流切换 */
  66.         if( rt_current_thread == rt_list_entry( rt_thread_priority_table[0].next,
  67.                                                                                                                        struct rt_thread,
  68.                                                                                                                        tlist) )
  69.         {
  70.                 from_thread = rt_current_thread;
  71.                 to_thread = rt_list_entry( rt_thread_priority_table[1].next,
  72.                                                                                                                        struct rt_thread,
  73.                                                                                                                        tlist);
  74.           rt_current_thread = to_thread;
  75.         }
  76.         else
  77.         {
  78.                 from_thread = rt_current_thread;
  79.                 to_thread = rt_list_entry( rt_thread_priority_table[0].next,
  80.                                                                                                                                                  struct rt_thread,
  81.                                                                                                                                                  tlist);
  82.           rt_current_thread = to_thread;                                                                                                                                                
  83.         }
  84.         
  85.         /* 产生上下文切换 */
  86.         rt_hw_context_switch((rt_uint32_t)&from_thread->sp,(rt_uint32_t)&to_thread->sp);        
  87.         
  88. }
复制代码


主函数:
  1. int main(void)
  2. {        
  3.         /* 硬件初始化 */
  4.         /* 将硬件相关的初始化放在这里,如果是软件仿真则没有相关初始化代码 */        
  5.         
  6.         /* 调度器初始化 */
  7.         rt_system_scheduler_init();
  8.         
  9.         
  10.         /* 初始化线程 */
  11.         rt_thread_init( &rt_flag1_thread,                 /* 线程控制块 */
  12.                         flag1_thread_entry,               /* 线程入口地址 */
  13.                         RT_NULL,                          /* 线程形参 */
  14.                         &rt_flag1_thread_stack[0],        /* 线程栈起始地址 */
  15.                         sizeof(rt_flag1_thread_stack) );  /* 线程栈大小,单位为字节 */
  16.         /* 将线程插入到就绪列表 */
  17.         rt_list_insert_before( &(rt_thread_priority_table[0]),&(rt_flag1_thread.tlist) );
  18.         
  19.         /* 初始化线程 */
  20.         rt_thread_init( &rt_flag2_thread,                 /* 线程控制块 */
  21.                         flag2_thread_entry,               /* 线程入口地址 */
  22.                         RT_NULL,                          /* 线程形参 */
  23.                         &rt_flag2_thread_stack[0],        /* 线程栈起始地址 */
  24.                         sizeof(rt_flag2_thread_stack) );  /* 线程栈大小,单位为字节 */
  25.         /* 将线程插入到就绪列表 */
  26.         rt_list_insert_before( &(rt_thread_priority_table[1]),&(rt_flag2_thread.tlist) );
  27.         
  28.         /* 启动系统调度器 */
  29.         rt_system_scheduler_start();
  30. }
复制代码


线程切换牵扯到ARM指令,我觉得最大的原因是,线程切换应当尽量时间短且准确,因此采用汇编语言可能更接近底层。

其实不懂汇编,也能用好RTOS, 但当遇到比较棘手的问题时,可能有无能为力了,所以一名优秀的嵌入式电子工程师,应当尽可能的熟悉arm指令,熟悉底层知识,这样软硬结合,方能写出优美而又实用的code, 走的更远。

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