怎么用C語言實現任務調度

這篇文章主要介紹“怎么用C語言實現任務調度”的相關知識，小編通過實際案例向大家展示操作過程，操作方法簡單快捷，實用性強，希望這篇“怎么用C語言實現任務調度”文章能幫助大家解決問題。

任務調度模式結構

整體上的結構屬于線性結構，結合鏈表和定時器來實現，我使用的是sysTick這個滴答時鐘，1ms的頻率，功能比較簡單，容易理解。

分片

分片的模式，主要體現在函數分片和時間分片在我之前就有使用在函數中，主要的思路是，把函數功能切片，分為幾個小部分，每次執行時按次序執行小部分，對于沒有時序要求的函數來說，可以把一個占用CPU大的功能分攤開來實現，從而避免有些地方耗時長的問題。對于時間分片，其實就是定時器的一種應用，實際上，函數分片在執行的時候已經是一種時間分片了，不過現在加上人為的控制在里面了。

下面是函數分片的一般結構：

void func(char *fos,...){
    static char step=0;//順序控制變量，自由度比較高，可亂序，可循環，可延遲執行
    switch(step){
        case 0:{
            //...
            step++;
            break;
        }
        case 1:{
            //...
            step++;
            break;
        }
        //...
        default:{
            //step++;//可以借助default實現延時的效果，即跳過幾次空白step
            break;
        }

    }
    return;
}

其中添加的參數變量*fos是必要的，因為就是通過傳入每個任務的這個標志位來判斷是否運行結束,而其他的參數，就得基于具體任務做不一樣的處理了。

輪詢

運行框圖

可以看到這個框圖是一個頭尾相連的閉環結構，從頭節點依次運行到尾節點后再從頭循環往復執行下去。

輪詢函數

void loop_task(void){
	static Task_Obj *tasknode;
	
	tasknode=task_curnode->next;//repoint the curnode to the next
	if(tasknode==NULL){//tasknode is null,only the headnode have the attr
		return;//express the task space is none
	}
	else if(tasknode->task_type==TYPE_HEAD){//tasknode is headnode
		task_curnode=tasknode;
		return;
	}
	else{
		if(tasknode->run_type == RUN_WAIT){
            //等待型任務，通過ready標志來確定是否執行，否則就跳過
			if(!tasknode->ready){
				if(task_curnode->next !=NULL){
					task_curnode=task_curnode->next;
					return;
				}
			}
		}
		if(tasknode->task_status==STATUS_INIT){

			tasknode->tickstart=HAL_GetTick();//獲取tick
			tasknode->task_status=STATUS_RUN;

		}
		else if(tasknode->task_status==STATUS_RUN){
			if((HAL_GetTick() - tasknode->tickstart) > (uint32_t)tasknode->task_tick){
				tasknode->task_name(&(tasknode->task_fos));//run the step task,transfer the fos
				tasknode->tickstart+=(uint32_t)tasknode->task_tick;//update the tickstart
			}
		}
		
	}
	if(tasknode->task_fos==FOS_FLAG){
		
		tasknode->ready=0;
		if(tasknode->waittask!=NULL){
            //置位該任務綁定的等待的任務準備運行標志位，標識可以準備運行了
			tasknode->waittask->ready=1;
		}
        //運行結束就刪掉該任務
		delete_task(tasknode);
	}
	else if(tasknode->task_fos==FOC_FLAG){
        //循環運行該任務
		tasknode->task_status=STATUS_INIT;//continue running from start
		tasknode->task_fos=0;//RESET fos
		
	}
	if(task_curnode->next !=NULL){
		if(task_curnode->next->run_type==RUN_FORCE) return;//force-type's task
		
		else task_curnode=task_curnode->next;
		
	}
	

}

其中有幾個運行態和標志位

#define FOS_FLAG 99//運行結束標志
#define FOC_FLAG 100//運行結束后再次執行，相當于循環運行
#define TYPE_NOMAL 0//標識一般任務類型
#define TYPE_HEAD 1//標識頭任務類型
#define TYPE_END 2//標識尾任務類型
#define RUN_NORMAL 0//一般輪詢模式
#define RUN_FORCE 1//強制運行該任務，運行結束才繼續下一個任務
#define RUN_WAIT 2//等待指定的任務結束，才可以被運行
#define STATUS_INIT 0//任務的準備階段，用于獲取起始時間
#define STATUS_RUN 1//任務運行階段
#define STATUS_UNVAILED 2//無效狀態

運行時對時間間隔tick的把握還有點問題，這個等待后面有機會優化下。

調度實現

任務鏈表結構

typedef struct TASK_CLASS{
	void (*task_name)(char *taskfos,...);//任務函數
	int task_tick;//任務的時間分片間隔
	uint32_t tickstart;//起始時間點，每次執行完須加上一個tick
	char task_fos;//運行結束標志
	char task_type;//任務類型變量
	char task_status;//任務狀態
	char run_type;//運行狀態
	char ready;//準備運行標志位
	struct TASK_CLASS *next;//下一任務
	struct TASK_CLASS *waittask;//等待執行的任務
} Task_Obj;

添加任務

add_task

void add_task(void (*taskname)(char *,...),int tasktick,int runtype){//可變參,這里未做處理
Task_Obj *tasknode,*tmpnode;
char i;

tasknode = (Task_Obj*)malloc(sizeof(Task_Obj));

tasknode->task_name=taskname;
tasknode->task_tick=tasktick;
tasknode->task_fos=0;
tasknode->task_status=STATUS_INIT;//initial status
tasknode->task_type=TYPE_END; //set the new node to endnode
tasknode->run_type=runtype;
tasknode->next=&task_headnode;//the endnode point to the headnode

tmpnode=&task_headnode;
if(task_num==0){
	tmpnode->next=tasknode;
	task_num++;
	return;
}
for(i=0;i<task_num;i++){
	tmpnode=tmpnode->next;//reach the endnode
}
tmpnode->task_type=TYPE_NOMAL;//turn the last endnode to the normal node
tmpnode->next=tasknode;
task_num++;
}

add_wait_task

void add_wait_task(void (*taskname)(char *),void (*waitname)(char *),int tasktick){
Task_Obj *tmpnode,*tasknode;
char i,pos;

tmpnode=&task_headnode;
for(i=0;i<task_num;i++){
	tmpnode=tmpnode->next;//reach the endnode
	if(tmpnode->task_name==taskname){
		pos=i;//獲取要等待任務的位置
		break;
	}
}

tasknode = (Task_Obj*)malloc(sizeof(Task_Obj));

tasknode->task_name=waitname;
tasknode->task_tick=tasktick;
tasknode->task_fos=0;
tasknode->task_status=STATUS_INIT;//initial status
tasknode->task_type=TYPE_END; //set the new node to endnode
tasknode->run_type=RUN_WAIT;//任務為等待運行
tasknode->ready=0;
tasknode->next=&task_headnode;//the endnode point to the headnode

tmpnode->waittask=tasknode;//獲取新建的等待執行的任務地址，在運行結束后把等待執行的任務的準備運行標志位置1

tmpnode=&task_headnode;
if(task_num==0){
	tmpnode->next=tasknode;
	task_num++;
	return;
}
for(i=0;i<task_num;i++){
	tmpnode=tmpnode->next;//reach the endnode
}
tmpnode->task_type=TYPE_NOMAL;//turn the last endnode to the normal node
tmpnode->next=tasknode;
task_num++;

}

刪除任務

delete_task(局限性大，只針對當前運行的任務而言)

void delete_task(Task_Obj *taskobj){
if(task_curnode->task_type==TYPE_HEAD && task_num < 2){//if curnode is headnode,and tasknum=1
	task_curnode->next=NULL;
}
else{
	task_curnode->next=taskobj->next;//repoint the curnode next
}
free(taskobj);//free the space of where the taskobj pointed

task_num--;

}

delete_task_withname(刪除指定任務名的任務)

void delete_task_withname(void (*taskname)(char *)){
Task_Obj *tmpnode,*tmpnode2;
char i,pos;

tmpnode=&task_headnode;
for(i=0;i<task_num;i++){
	tmpnode=tmpnode->next;//reach the endnode
	if(tmpnode->task_name==taskname){
		pos=i;
		break;
	}
}
if(i==task_num) return;
tmpnode=&task_headnode;
for(i=0;i<pos+1;i++){
	tmpnode2=tmpnode;
	tmpnode=tmpnode->next;
}
if(tmpnode->next==NULL){//if tmpnode is endnode
	tmpnode2->next=&task_headnode;
}
else{
	tmpnode2->next=tmpnode->next;//repoint the curnode next
}
task_num--;
free(tmpnode);
}

初始化任務空間

void non_task(char *taskfos){
	return;
}

void init_taskspace(void){
	task_headnode.task_name=non_task;
	task_headnode.task_type=TYPE_HEAD;
	task_headnode.task_status=STATUS_UNVAILED;
	task_headnode.next=NULL;
	task_curnode=&task_headnode;//頭節點是沒有任務需要執行的
	task_num=0;
}

調用實例

add_task(task1,500,RUN_NORMAL);//500ms執行一次task1任務
add_wait_task(task1,task2,500);//task2等待task1結束才會執行，運行的時間間隔為500ms
delete_task_withname(task1);//刪除task1任務

while(1){
    //...
    loop_task();//任務輪詢
}

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