如何实现Protothread这种工作方式呢

1026 ProtoThreads 操作系统 cpu

问答对人有帮助，内容完整，我也想知道答案 0 如何实现Protothread这种工作方式呢? 0
2022-2-25 07:56:34　　评论淘帖0 邀请回答您可以邀请以下用户，快速回答问题 × heks 该类别下有 20 个回答。邀请回答新星之火12138 该类别下有 18 个回答。邀请回答 wang21cj 该类别下有 17 个回答。邀请回答 hgimtk 该类别下有 16 个回答。邀请回答 liutiefu 该类别下有 15 个回答。邀请回答科源机电该类别下有 15 个回答。邀请回答 kghfh 该类别下有 14 个回答。邀请回答 chm5 该类别下有 13 个回答。邀请回答 dgfdf 该类别下有 13 个回答。邀请回答 723662364d 该类别下有 13 个回答。邀请回答一巷清苑该类别下有 13 个回答。邀请回答早知该类别下有 12 个回答。邀请回答 Ehunt 该类别下有 12 个回答。邀请回答张峰9998 该类别下有 12 个回答。邀请回答 hy381 该类别下有 12 个回答。邀请回答 ggfvxv 该类别下有 12 个回答。邀请回答 YOYOOO 该类别下有 12 个回答。邀请回答 h1654155275.6473 该类别下有 12 个回答。邀请回答 hjhdf 该类别下有 12 个回答。邀请回答 efwedfd 该类别下有 12 个回答。邀请回答举报李永每相关推荐 • SPI协议的工作方式有哪几种呢 1659 • SPI总线的工作方式是什么？ 799 • 定时/计数器一共有几种工作方式？ 2130 • STM32芯片的GPIO有哪几工作方式呢 944 • 在linux系统与uboot中网卡驱动的典型工作方式有哪几种 1069 • 非隔离型开关电源的工作方式有哪些？ 1059 • 8255A接口电路有哪几种工作方式呢 3183 • 如何实现不带控制流方式下的串口中断的接收与发送呢 738 • SPI是什么？SPI总线有哪几种工作方式？ 995 • PLC的特点是什么？PLC工作方式是什么？ 3956 1个回答

答案对人有帮助，有参考价值 0 单片机裸机开发中常用到一个大循环, 即while(1), 程序中常常有需要延时的情况, 延时函数通常都是让CPU原地等待, 这样CPU无法进行其他操作, 会阻塞其他的工作, 利用率不高. 如果在需要延时的时候, 当前程序让出CPU, 让别的程序运行, 那么CPU利用率会提高, 而且其他程序的响应也会快一些. 图中上边是传统的串行的执行方式, 程序B必须等待程序A执行完, 才轮到它, 如果在程序A delay_ms的时候让CPU去执行程序B, 等延时完了再回到程序A, 这样在宏观上看两个程序就像在同时运行一样, 叫做并发. 比如公司排队打卡的时候, 有的人手指出汗, 打卡机暂时识别不了, 如果他原地等待, 会阻塞后边的人都不能打卡, 大家都希望他能让出打卡机到旁边等, 先让别人打卡, 后面再回去打卡. 图中下边是两个程序并发的示意图, 在程序A执行do_something后遇到了延时, 此时没有必要让CPU原地等待, 可以让出CPU去执行程序B(程序B执行的那段当然不会巧合的等于程序A的延时时间), 同样的程序B也要让出CPU才能回到程序A. CPU切换程序的过程也是需要时间的, 但是整体上看还是提升了CPU的利用率, 可以看到两个程序总的执行时间减少了. Protothread 那么如何实现这种工作方式呢? 操作系统是通过控制CPU中的PC寄存器, 也就是当前运行到的地方, 来控制切换, 但是太难了, 刚开始学操作系统就去看汇编和寄存器, 不仅枯燥还打击信心. 而Protothread则是完全使用C语言实现的状态机, 理解起来较容易. contiki就是基于Protothread的操作系统(也有说不算操作系统的). Protothread简介他的作者Adam Dunkels，他是uip，lwip，contiki的作者. 一个程序实例 #include "pt.h" struct pt pt; PT_THREAD(example(struct pt pt)) { PT_BEGIN(pt); while(1) { PT_WAIT_UNTIL(pt, 事件); } PT_END(pt); } struct pt pt; 定义了一个存放行号的变量, lc_t只是一个短整形的类型. struct pt { lc_t lc; }; typedef unsigned short lc_t; PT_THREAD这个宏只是定义了一个带返回char型的函数 #define PT_THREAD(name_args) char name_args PT_BEGIN里面还有一个LC_RESUME宏, 本质上就是一个switch语句的开头, 但是这个switch选择的变量是当前执行到的行号s, #define PT_BEGIN(pt) { char PT_YIELD_FLAG = 1; LC_RESUME((pt)->lc) #define LC_RESUME(s) switch(s) { case 0: PT_WAIT_UNTIL宏里面还有一个LC_SET宏, 它在当前行放置一个case, 这样就跟前面的switch组合起来了. 然后判断condition是否满足, 不满足就return. 下一次进这个函数的时候, 直接从PT_BEGIN的地方, 跳转到这里. #define PT_WAIT_UNTIL(pt, condition) do { LC_SET((pt)->lc); /会在当前行放置一个case:/ if(!(condition)) { return PT_WAITING; } } while(0) #define LC_SET(s) s = __LINE__; case __LINE__: switch光有开头不行, 还要有后面的右大括号作为结尾, 也就是PT_END的作用之一, PT_END里面有一个LC_END, 它会在当前行放一个右大括号, 这样switch语句就完整了 #define PT_END(pt) LC_END((pt)->lc); PT_YIELD_FLAG = 0; LC_INIT((pt)->lc); return PT_ENDED; } #define LC_END(s) }/没别的作用, 就是放一个右大括号/ 上面有点抽象, 画个图清楚一些这样, 本来连贯的程序就被打散成了几个片段(return之后程序A就结束了, 轮到程序B运行), 程序A和程序B就可以穿插了. 示例如下所示 #include "pt.h" #include PT_THREAD(protothread1(struct pt pt)) { PT_BEGIN(pt); while(1) { printf("Protothread 1 runningn"); PT_YIELD(pt); // 要让出CPU, 否则就在这无限循环退不出去了 } PT_END(pt); } PT_THREAD(protothread2(struct pt pt)) { PT_BEGIN(pt); while(1) { printf("Protothread 2 runningn"); PT_YIELD(pt); // 要让出CPU, 否则就在这无限循环退不出去了 } PT_END(pt); } static struct pt pt1, pt2; int main(void) { // 初始化pt1 和pt2, 就是初始化行号为0 PT_INIT(&pt1); PT_INIT(&pt2); // 在一个大循环中轮流调用两个线程 while(1) { protothread1(&pt1); protothread2(&pt2); } } 需要注意的是两个线程中如果使用局部变量, 会因为return而丢失, 因此如果需要切换回来的时候还使用该变量, 那么需要定义成static. 利用gcc扩展标签变量实现前面的方案是利用switch实现跳转, 但是由于switch被封装成宏隐藏起来了, 如果不注意又写了switch则会出错. gcc提供了一种标签变量, 也就是用于存放标签的变量, /* hideinitializer / typedef void lc_t; #define LC_INIT(s) s = NULL #define LC_RESUME(s) do { if(s != NULL) { goto s; /跳转到之前保存的标签处/ } } while(0) #define LC_CONCAT2(s1, s2) s1##s2 #define LC_CONCAT(s1, s2) LC_CONCAT2(s1, s2) #define LC_SET(s) do { LC_CONCAT(LC_LABEL, __LINE__): /将LC_LABEL和行号粘贴起来作为一个标签/ /例如, LC_LABEL10/ (s) = &&LC_CONCAT(LC_LABEL, __LINE__); /获取这个标签的值, 保存到s中/ } while(0) #define LC_END(s) 这样, 函数再次进入时, 可以根据上一次保存的标签, 直接通过goto跳转过去. 简单的宏展开效果 if(s != NULL) { goto s; /跳转之前保存的标签处/ } // ... 一些代码 ... LC_LABEL10: s = &&LC_LABEL10; // ... 一些代码 ... LC_LABEL25: s = &&LC_LABEL25;

2022-2-25 14:17:07 评论举报宫素香