最小的多线程框架

摘要：本文介绍一种方法，在8位MCU上进行任务切换，代码编译后大约100字节,可以代替原来的前后台系统。

关键词：多任务，线程，就绪，调度

引言

因为资源和成本的原因，前后台系统是8位MCU上的主流，本文介绍的方法可以在8位MCU上进行任务切换，代码编译后大约100字节，这100字节也会从原来纯前后台系统改到这种框架下节约的代码来补偿，也就是说，提高了性能，而没有增加代码长度，同时也不需要改变原来的编程方式，只是对原有的函数进行调度。可以在1K ROM,64BYTE的RAM上运行。

一、调度原理：

1、 用一个字节变量的每一位代表一个任务是否就绪，1为就绪，0为休眠。

2、 这个字节从高位到低位代表的任务，优先级也从高到低。

3、 通过查表从就绪的任务中找出最高优先级的任务并执行，同时清就绪标志。

就绪表ActObjReadySet

位：7 6 5 4 3 2 1 0

任务号：8 7 6 5 4 3 2 1

上表表示有两任务：任务8和任务6 就绪。

因为8位优先级高，我们来查表：

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];

}

}

查表结果为4 ，4+4= 8

计算结果为8,所以优先级为8的任务先执行，并清就绪位，完成后再次计算结果为6，优先级为6的任务再执行。

二、任务就绪方法

任务就绪是一个宏，写成宏是因为在某一些MCU的编译器中规定不能在中断中调用函数。

#define ActObjSet(prio) (ActObjReadySet |= (1(prio-1))) //置就绪标志

比如在定时器中让优先级为5的任务就绪：

ActObjSet(5);

实际操作为：ActObjReadySet |=0x10; (编译成汇编代码只一条指令)

把就绪表的第4位置1。

三、任务运行方法

任务运行方法有两种，一种是switch 一种是函数指针。

因为有些8位机的C编译器不支持函数指针，所以本文只介绍switch方式。（注：作者在ARM的多线程框中用的是函数指针）。

在调度原理中我们计算出了优先级号码prionum

switch(prionum){

case 0:

break;

case 8://最高优先级

//任务8的函数放在这里

break;

case 7:

//任务7的函数放在这里

break;

… …

四、任务就绪表上电初始化：

ActObjReadySet = 0; 在调度前把就绪表清0就可以了。

五、完整的任务调度函数：

void ActObjScheduler(void)

{

INT8U prionum,ready;

prionum = 0;

ready = ActObjReadySet;

if (ready != 0) {

if ((ready 0xF0) != 0U) {//找出就绪表的最高优先级的任务

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

}else{

prionum = PRIORITY_TABLE[ready];

}

ready = READY_CLR_AND[prionum];

OS_ENTER_CRITICAL();//关中断

ActObjReadySet = ready;//清就绪位

OS_EXIT_CRITICAL();//开中断

switch(prionum){