第10章 任务调度-抢占式，时间片和合作式

10.6.2 STM32F407开发板实验

配套例子：
    V5-405_RTX实验_时间片调度
实验目的：
    1. 本实验主要学习RTX的时间片调度
实验内容：
    1. K1按键按下，串口打印。
    2. 本实验将任务AppTaskLED和AppTaskMsgPro的优先级都设置为2，同优先级的任务才会用到时间片调度。
    3. 时间片调度的使能和每个任务时间片的大小在文件RTX_Conf_CM.c文件里面
      #define OS_ROBIN        1  //使能时间片调度
      #define OS_ROBINTOUT   5  //设置每个同优先级任务的时间片大小。
    4. 各个任务实现的功能如下：
      AppTaskUserIF任务   ：按键消息处理。
      AppTaskLED任务     ：LED闪烁。
      AppTaskMsgPro任务 ：消息处理，这里用作LED闪烁。
      AppTaskStart任务    ：启动任务，也是最高优先级任务，这里实现按键扫描。

RTX配置：
    RTX配置向导详情如下：
u  Task Configuration
l Number of concurrent running tasks
    允许创建4个任务，实际创建了如下四个任务
                    AppTaskUserIF任务   ：按键消息处理。
                    AppTaskLED任务     ：LED闪烁。
                    AppTaskMsgPro任务 ：消息处理，这里是用作LED闪烁。
                     AppTaskStart任务    ：启动任务，也是最高优先级任务，这里实现按键扫描。
l Number of tasks with user-provided stack
    创建的4个任务都是采用自定义堆栈方式。
l Round-Robin Task switching
    使能时间片调度
l Round-Robin Timeout [ticks]
    范围1 – 1000。
    设置同优先级任务的时间片是5个系统时间节拍。

RTX任务调试信息：

程序设计：
u  任务栈大小分配：
     staticuint64_t AppTaskUserIFStk[512/8];   /* 任务栈 */
     staticuint64_t AppTaskLEDStk[256/8];      /* 任务栈 */
     staticuint64_t AppTaskMsgProStk[512/8];  /* 任务栈 */
     staticuint64_t AppTaskStartStk[512/8];     /* 任务栈 */
      将任务栈定义成uint64_t类型可以保证任务栈是8字节对齐的，8字节对齐的含义就是数组的首地址对8求余等于0。如果不做8字节对齐的话，部分C语言库函数，浮点运算和uint64_t类型数据运算会出问题。
u  系统栈大小分配：

RTX初始化：
复制代码
/*
*********************************************************************************************************
*    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)
{  
     /* 初始化外设 */
     bsp_Init();
   
     /* 创建启动任务 */
     os_sys_init_user (AppTaskStart,             /* 任务函数 */
                       4,                        /* 任务优先级 */
                       &AppTaskStartStk,         /* 任务栈 */
                       sizeof(AppTaskStartStk)); /* 任务栈大小，单位字节数 */
     while(1);
}

10.7 合作式调度器实验例程说明

10.7.1 STM32F103开发板实验

配套例子：
    V4-406_RTX实验_合作式调度
实验目的：
    1. 本实验主要学习RTX的合作式调度
实验内容：
    1. K1按键按下，串口打印。
    2. 本实验将任务AppTaskLED和AppTaskMsgPro的优先级都设置为2，同优先级的任务才会用到合作式调度。
     3. 使用合作式调度的话，用户必须在RTX操作系统的配置向导文件RTX_Conf_CM.c中禁止时间片调度：
      #define OS_ROBIN       0 //禁止时间片调度
     4. 各个任务实现的功能如下：
       AppTaskUserIF任务   ：按键消息处理。
       AppTaskLED任务     ：LED闪烁。
       AppTaskMsgPro任务 ：消息处理，这里用作LED闪烁。
       AppTaskStart任务    ：启动任务，也是最高优先级任务，这里实现按键扫描。

RTX配置：
     RTX配置向导详情如下：
u  Task Configuration
l Number of concurrent running tasks
    允许创建4个任务，实际创建了如下四个任务
                     AppTaskUserIF任务   ：按键消息处理。
                     AppTaskLED任务     ：LED闪烁。
                     AppTaskMsgPro任务 ：消息处理，这里是用作LED闪烁。
                     AppTaskStart任务    ：启动任务，也是最高优先级任务，这里实现按键扫描。
l Number of tasks with user-provided stack
    创建的4个任务都是采用自定义堆栈方式。
l Round-Robin Task switching
     使用合作式调度必须禁止时间片调度，切记。

RTX任务调试信息：

程序设计：
u  任务栈大小分配：
    staticuint64_t AppTaskUserIFStk[512/8];   /* 任务栈 */
     staticuint64_t AppTaskLEDStk[256/8];      /* 任务栈 */
    staticuint64_t AppTaskMsgProStk[512/8];  /* 任务栈 */
    staticuint64_t AppTaskStartStk[512/8];     /* 任务栈 */
      将任务栈定义成uint64_t类型可以保证任务栈是8字节对齐的，8字节对齐的含义就是数组的首地址对8求余等于0。如果不做8字节对齐的话，部分C语言库函数，浮点运算和uint64_t类型数据运算会出问题。
u  系统栈大小分配：

RTX初始化：
复制代码
/*
*********************************************************************************************************
*    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)
{  
     /* 初始化外设 */
     bsp_Init();
   
     /* 创建启动任务 */
     os_sys_init_user (AppTaskStart,             /* 任务函数 */
                       4,                        /* 任务优先级 */
                       &AppTaskStartStk,         /* 任务栈 */
                       sizeof(AppTaskStartStk)); /* 任务栈大小，单位字节数 */
     while(1);
}

RTX任务创建：
复制代码
/*
*********************************************************************************************************
*    函 数 名: AppTaskCreate
*    功能说明: 创建应用任务
*    形    参: 无
*    返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
static void AppTaskCreate (void)
{
     HandleTaskUserIF = os_tsk_create_user(AppTaskUserIF,             /* 任务函数 */
                                           1,                         /* 任务优先级 */
                                           &AppTaskUserIFStk,         /* 任务栈 */
                                           sizeof(AppTaskUserIFStk)); /* 任务栈大小，单位字节数 */
   
     HandleTaskLED = os_tsk_create_user(AppTaskLED,              /* 任务函数 */
                                        2,                       /* 任务优先级 */
                                        &AppTaskLEDStk,          /* 任务栈 */
                                        sizeof(AppTaskLEDStk));  /* 任务栈大小，单位字节数 */
   
     HandleTaskMsgPro = os_tsk_create_user(AppTaskMsgPro,             /* 任务函数 */
                                           2,                         /* 任务优先级 */
                                           &AppTaskMsgProStk,         /* 任务栈 */
                                           sizeof(AppTaskMsgProStk)); /* 任务栈大小，单位字节数 */
}

10.7.2 STM32F407开发板实验

配套例子：
     V5-406_RTX实验_合作式调度
实验目的：
     1. 本实验主要学习RTX的合作式调度
实验内容：
    1. K1按键按下，串口打印。
    2. 本实验将任务AppTaskLED和AppTaskMsgPro的优先级都设置为2，同优先级的任务才会用到合作式调度。
    3. 使用合作式调度的话，用户必须在RTX操作系统的配置向导文件RTX_Conf_CM.c中禁止时间片调度：
       #define OS_ROBIN       0 //禁止时间片调度
    4. 各个任务实现的功能如下：
      AppTaskUserIF任务   ：按键消息处理。
      AppTaskLED任务     ：LED闪烁。
      AppTaskMsgPro任务 ：消息处理，这里用作LED闪烁。
      AppTaskStart任务    ：启动任务，也是最高优先级任务，这里实现按键扫描。

RTX配置：
    RTX配置向导详情如下：
u  Task Configuration
l Number of concurrent running tasks
    允许创建4个任务，实际创建了如下四个任务
                    AppTaskUserIF任务   ：按键消息处理。
                    AppTaskLED任务     ：LED闪烁。
                    AppTaskMsgPro任务 ：消息处理，这里是用作LED闪烁。
                    AppTaskStart任务    ：启动任务，也是最高优先级任务，这里实现按键扫描。
l Number of tasks with user-provided stack
    创建的4个任务都是采用自定义堆栈方式。
l Round-Robin Task switching
    使用合作式调度必须禁止时间片调度，切记。

RTX任务调试信息：

程序设计：
u  任务栈大小分配：
    staticuint64_t AppTaskUserIFStk[512/8];   /* 任务栈 */
    staticuint64_t AppTaskLEDStk[256/8];      /* 任务栈 */
    staticuint64_t AppTaskMsgProStk[512/8];  /* 任务栈 */
    staticuint64_t AppTaskStartStk[512/8];     /* 任务栈 */
      将任务栈定义成uint64_t类型可以保证任务栈是8字节对齐的，8字节对齐的含义就是数组的首地址对8求余等于0。如果不做8字节对齐的话，部分C语言库函数，浮点运算和uint64_t类型数据运算会出问题。
u  系统栈大小分配：

RTX初始化：
复制代码
/*
*********************************************************************************************************
*    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)
{  
     /* 初始化外设 */
     bsp_Init();
   
     /* 创建启动任务 */
     os_sys_init_user (AppTaskStart,             /* 任务函数 */
                       4,                        /* 任务优先级 */
                       &AppTaskStartStk,         /* 任务栈 */
                       sizeof(AppTaskStartStk)); /* 任务栈大小，单位字节数 */
     while(1);
}

10.8 总结

本章节是RTX操作系统的核心，初学者要深入理解的话要多花些时间。当然，如果有其它RTOS的基础的话，这个学起来也是很快的。