FreeRTOS多优先级实现

时间:2022-05-28 jiang_2018 人气:0

如何实现任务多优先级

FreeRTOS中，数字优先级越小，逻辑优先级也越小，空闲任务优先级为0.
List_t pxReadyTasksLists[configMAX_PRIORITIES]是数组，数组下标代表任务优先级，任务创建是根据设置的任务优先级插入到对应下标的列表根节点上，如下。

在这里插入图片描述

要支持多优先级，就是再任务切换时让pxCurrentTCB指向最高优先级的TCB即可，之前时手动再任务1、任务2来回切换，现在问题就是怎么找到优先级最高的就绪任务TCB。有2套方法，软件通用方法和硬件指令方法

软件通用方法和硬件指令方法

通过configUSE_PORT_OPTIMISED_TASK_SELECTION指定使用软件通用方法还是硬件指令方法，代码再task.c中

#if ( configUSE_PORT_OPTIMISED_TASK_SELECTION == 0 )//使用通用方法

	/* uxTopReadyPriority 是全局变量，保存着最高优先级 */
	#define taskRECORD_READY_PRIORITY( uxPriority )														\
	{																									\
		if( ( uxPriority ) > uxTopReadyPriority )														\
		{																								\
			uxTopReadyPriority = ( uxPriority );														\
		}																								\
	} /* taskRECORD_READY_PRIORITY */

	/*-----------------------------------------------------------*/

	#define taskSELECT_HIGHEST_PRIORITY_TASK()															\
	{																									\
		/* 从高到底依次寻找非空的列表根节点下标 */								\
		while( listLIST_IS_EMPTY( &( pxReadyTasksLists[ uxTopReadyPriority ] ) ) )						\
		{																								\
			configASSERT( uxTopReadyPriority );															\
			--uxTopReadyPriority;																		\
		}																								\
																										\
		/* 更新pxCurrentTCB 和*/									\
		listGET_OWNER_OF_NEXT_ENTRY( pxCurrentTCB, &( pxReadyTasksLists[ uxTopReadyPriority ] ) );		\
	} /* taskSELECT_HIGHEST_PRIORITY_TASK */

	/*-----------------------------------------------------------*/

	/* 对于软件方式这里做空*/
	#define taskRESET_READY_PRIORITY( uxPriority )
	#define portRESET_READY_PRIORITY( uxPriority, uxTopReadyPriority )

#else /* configUSE_PORT_OPTIMISED_TASK_SELECTION */

	/* 硬件指令方式 */

	/* 根据uxPriority来更新uxTopReadyPriority，记录下最高优先级*/
	#define taskRECORD_READY_PRIORITY( uxPriority )	portRECORD_READY_PRIORITY( uxPriority, uxTopReadyPriority )

	/*-----------------------------------------------------------*/

	#define taskSELECT_HIGHEST_PRIORITY_TASK()														\
	{																								\
	UBaseType_t uxTopPriority;																		\
																									\
		/* 寻找优先级最高的任务TCB来更新pxCurrentTCB */							\
		portGET_HIGHEST_PRIORITY( uxTopPriority, uxTopReadyPriority );								\
		configASSERT( listCURRENT_LIST_LENGTH( &( pxReadyTasksLists[ uxTopPriority ] ) ) > 0 );		\
		listGET_OWNER_OF_NEXT_ENTRY( pxCurrentTCB, &( pxReadyTasksLists[ uxTopPriority ] ) );		\
	} /* taskSELECT_HIGHEST_PRIORITY_TASK() */

	/*-----------------------------------------------------------*/

	/* 清除uxTopReadyPriority的uxPriority 位. */
	#define taskRESET_READY_PRIORITY( uxPriority )														\
	{																									\
		if( listCURRENT_LIST_LENGTH( &( pxReadyTasksLists[ ( uxPriority ) ] ) ) == ( UBaseType_t ) 0 )	\
		{																								\
			portRESET_READY_PRIORITY( ( uxPriority ), ( uxTopReadyPriority ) );							\
		}																								\
	}

#endif /* configUSE_PORT_OPTIMISED_TASK_SELECTION */

下面看着几个port接口

#define portRECORD_READY_PRIORITY( uxPriority, uxReadyPriorities ) \
             ( uxReadyPriorities ) |= ( 1UL << ( uxPriority ) )
#define portRESET_READY_PRIORITY( uxPriority, uxReadyPriorities ) \
             ( uxReadyPriorities ) &= ~( 1UL << ( uxPriority ) )

可以看到硬件方式是把uxTopReadyPriority 看作一个位图，每位代表一个优先级，一共32bit，任务就绪是就把对应位置1，反之清0.

在这里插入图片描述

所以获得最高就绪优先级的硬件方法如下（利用clz指令,计算一个变量从高位开始第一次出现1的位前面0的个数，上图clz(uxReadyPriorities)=6）

#define portGET_HIGHEST_PRIORITY( uxTopPriority, uxReadyPriorities)\
        uxTopPriority = ( 31 - __clz( ( uxReadyPriorities ) ) )

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