介绍一个有趣的调度方面的东西
发布时间:2010-1-14 15:19
发布者:lhj200304
这里都是linux什么的,很高端的,可是我们玩8位机的,没有资源玩那么高端的东西哦,最近闲逛,看到一个小东西,转过来给大家看看,这是我转过来的 博大家一乐 Protothreads极轻量级系统用于资源紧张的单片机。 080101-KV2004 @daxia.com Ptotothreads的作者是Adam Dunkels <adam@sics.se>,很感谢作者给我们提供这样一个好的系统,我认为合适的才是最好的。 作者描述Protothreads的特性是: 1 没有专用的机器代码,纯C实现; 2 不使用容易犯错的跳转指令; 3 极小的内存占用; 4 当不当做操作系统来用都行; 5 所提供的阻断等待不需要堆栈或者full multi-threading(谁能翻译一下,刚刚接触操作系统)。 作者提供了几个例子,以帮助我们理解。 先看一下作者提供的5个头文件,这5个头文件就是Protothreads的全部文件。 lc-addrlabels.h :以字符串方式实现Protothreads系统,占用的ram可能会多些。 lc-switch.h :以标准C的switch结构实现Protothreads系统(默认) lc.h :选择lc-addrlabels.h或lc-switch.h两种实现Protothreads系统 pt.h :在实际应用中一般只包含此文件就行了 pt-sem.h :附加的信号量操作的支持,不需要的话则不必包含他 虽然我不熟悉其他的操作系统,但是,单看一眼其他系统的源代码,就能看到有不少压栈和出栈的指令。我认为,对于小小单 片机来说 ,不太合适,压栈和出栈的指令明显占用了时间,更占用了大量的本来不宽裕的ram。并且,似乎用于ram紧张的单片机,还会 留有隐患 。 对于我来说,使用“系统”只是为了让我的程序思路更清晰,不然一堆变量,信号量和信号量之间互相制约,有没有层次感,时 间一长 ,思路断了,只能重新编写。 Protothreads提供给我们另外一种思路:我们的程序经过了Protothreads的包装,而实际上Protothreads的“线程”就是普通的 函数。 所有的“线程”都是(也允许不是)一个死循环,不多占用堆栈,不能被抢占,所以中途必须“退出”,不然怎么会有其他“线程”被 调度的机会?退出有两种结果:下一次被调度后从头运行或从退出的位置继续向后运行。Protothreads使用C语言中的 “switch”结构 或goto语句来实现。既然能够从上一次退出的位置继续向后运行,那么就需要一个变量来记录这个“位置”信息,这个变量就是 线程唯 一占用的ram变量。作者提供的数据类型是短整型或字符串类型。我认为这就是Protothreads的精髓,也就是说Protothreads 线程不是 被其他程序“中断”的,而是自己主动退出(有点雷锋精神),但退出之前记录当前位置,以便下次从此位置继续运行(真是矛盾 的统一 体)。 Protothreads为我们提供方便的同时也有一些需要我们改变编程习惯的地方,比如,我们不能在正常线程里面放一个类似 “while(1); ”的程序,除非我们确实需要这样做--期待看门狗复位。但是,Protothreads提供给我们一个理解Protothreads的机会,源代码 完全开 放,实现“多任务”的方式方式又是如此的简单明了。我们完全可以根据自己的需要修改库文件。并且以我们对Protothreads的 理解, 作出我们“心中有数”的程序。 上面描述过作者提供的5个头文件,而我只想把Protothreads用在ram和速度都紧张的单片机(如avr的m16)上,所以,我去掉 了两个头 文件,只留下了三个: lc.h :以标准C的switch结构实现Protothreads系统 pt.h :Protothreads的接口,必须包含此头文件 pt-sem.h :附加的信号量操作的支持,不需要的话则不必包含他 在pt.h中包含所有实现Protothreads的宏和变量结构的定义: 可以阅读一下作者提供的帮助文档,已经非常详细了,结合作者提供的例子,很快就能理解了,几乎都是字面意思,我保证在 你真正了 解C语言的前提下,不用半天就能够理解Ptotothreads。 我只说一下我对PT_YIELD(pt)的理解:放弃当前执行后续代码的机会,退出,但是下一次调度到本线程,将从此处继续运行。 有了这个 宏就给了其他线程被调度的机会,如果一个线程中包含PT_WAIT_UNTIL(pt)或PT_WAIT_WHERE(pt)之类的宏,则没有必要再调用 PT_YIELD(pt)了。另外,作者为了实现PT_YIELD(pt),而定义了一个局部变量PT_YIELD_FLAG,我认为没有必要,所以我对pt.h 相关地方 做了修改,已经把局部变量PT_YIELD_FLAG去掉了。 作者提供的库没有提供线程的自挂起和恢复挂起功能,这个动作可以使用作者提供的PT_YIELD_UNTIL(pt,cond)宏,来实现, 或利用一 下信号量的操作,使用pt-sen.h头文件所包含的宏来实现。但以我对Protothreads的理解,把pt.h做了一点修改,提供了与 PT_YIELD(pt)相似的方法,实现了线程的“自己”挂起和“他人”恢复。 既然看懂了系统的源程序,那么我们的思路还可以再扩展一下,函数当中什么地方只运行一次(PT_BEGIN(pt)后面),什么地 方每次调 度都能运行(PT_BEGIN(pt)前面),为什么作者说局部变量不能乱用等等。我们都能从系统的源程序里面找到答案。 AVR GCC对C支持的很好。Protothreads可以很好的用在avrgcc上。实际效果也很好,程序看起来更清晰了,多个线程配合的也 很好。 我对操作系统了解不多,对其他的操作系统也没有深入接触过,有些名词会有错误。但我认为,Ptotothreads极容易掌握,对 于像avr 的m16之类的单片机,Protothreads是很好的选择。 这篇文章是基于作者的Protothreads-1.4版写的,作者还在不断的更新中,作者网站是:http://www.sics.se/~adam/pt/ 我修改过的三个头文件请见后面的跟贴,我想也应该能适合51单片机,正如作者所说,库文件里面没有任何特殊的代码,只要 求编译环 境对标准C语言支持的好一点。 |
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