RT_Thread學習筆記_1、針對單個線程、新建線程、鉤子函數、臨界區保護

一、新建線程，並完成一個LED閃爍，介紹我們完成一個最簡單的程序需要做些什麼。rtt提供自己的GPIO驅動架構，IO的初始化（rt_pin_mode()）、寫入(rt_pin_write())、讀入(rt_pin_read())三個函數。

1. 我們以LED閃爍爲訴求，新建test.c文件，我們先寫個要調用的函數led_entry（），然後寫創建線程分配資源的函數led_test（）

   static void led_entry(void *parameter)
   {
       rt_pin_mode(GPIOF9,PIN_MODE_OUTPUT);
   
       while (1)
       {
   			  rt_pin_write(GPIOF9, PIN_HIGH);
           rt_thread_mdelay(500);
           rt_pin_write(GPIOF9, PIN_LOW);
           rt_thread_mdelay(500);
   			
       }
   }
   
   
   void led_test(void)
   {
   		rt_thread_t tid1;
       /* 創建線程1，名稱是thread1，入口是thread1_entry*/
       tid1 = rt_thread_create("thread1",
                               led_entry, RT_NULL,
                               THREAD_STACK_SIZE,
                               THREAD_PRIORITY, THREAD_TIMESLICE);
       
       /* 如果獲得線程控制塊，啓動這個線程 */
       if (tid1 != RT_NULL)
           rt_thread_startup(tid1);
   }

2. 填上頭文件和必要的宏定義

   #include <rtthread.h>
   #include <rtdevice.h>
   
   #define THREAD_PRIORITY         10 //優先級
   #define THREAD_STACK_SIZE       512 //資源
   #define THREAD_TIMESLICE        10 //時間片
   #define GPIOF9 89   //drv_gpio.c裏面查得到

    

3. 找到main.c，添加全局函數，並且調用，完成。

   extern void led_test(void);
   
   int main(void)
   {
   		led_test();
   
   
       return RT_EOK;
   }

    

二、主要介紹創建線程的創建函數，下面是官方給出的函數說明。

 * This function will create a thread object and allocate thread object memory
 * and stack.
 *
 * @param name the name of thread, which shall be unique
 * @param entry the entry function of thread
 * @param parameter the parameter of thread enter function
 * @param stack_size the size of thread stack
 * @param priority the priority of thread
 * @param tick the time slice if there are same priority thread
 *
 * @return the created thread object
 */
rt_thread_t rt_thread_create(const char *name,
                             void (*entry)(void *parameter),
                             void       *parameter,
                             rt_uint32_t stack_size,
                             rt_uint8_t  priority,
                             rt_uint32_t tick)
{

1. priority參數代表優先級，描述線程競爭資源的能力。
   1. 用戶可以通過rt_config.h中的RT_THREAD_PRIORITY_MAX宏來修改最大支持的優先級。
   2. stm32默認支持32個優先級，最低優先級預留給空閒線程。
   3. 任務A搶佔調度當前任務的發生條件：
      1. 有任務A的優先級大於當前任務的優先級。
      2. 任務A處於就緒狀態。
   4. 將程序中實時性要求較高的任務優先級設置成高優先級。
2. tick參數代表時間片，對相同的優先級的就緒線程採用時間片輪轉調度。時間片起到約束線程單次運行時長作用，單位是一個時間節拍。
   1. 時間片輪詢，保證兩個線程輪流佔用處理器。
3. parameter參數可以將需要的變量傳入調用的函數裏

   // 線程調用的時候向函數裏傳入了(void*)類型的1    
   tid = rt_thread_create("thread1", 
                               thread_entry, (void*)1, 
                               THREAD_STACK_SIZE, 
                               THREAD_PRIORITY, THREAD_TIMESLICE)
   
   //這是函數裏面同樣需要void*類型的參數
   static void thread_entry(void* parameter)

    

 

三、空閒線程鉤子函數

1. 空閒線程鉤子函數可以讓系統在空閒的時候執行一些非緊急事務，例如系統運行指示燈閃爍，CPU使用率統計等等。
2. rt_err_t rt_thread_idle_sethook(void(*hook)(void))設置鉤子函數，放置在創建線程的函數中。
3. rt_err_t rt_thread_idle_delhook(void(*hook)(void))刪除鉤子函數，放置在線程調用的函數中。
4. 空閒線程是一個線程狀態永遠爲就緒態的線程，所以鉤子函數中不得包含使線程掛起的阻塞類函數，例如:rt_thread_delay()、rt_sem_take()。
5. 如果需要打印系統線程的轉換關係：可以在創建線程的函數中調用系統調度鉤子函數rt_scheduler_sethook(),要注意的是對應的調度函數爲：static void hook_of_scheduler(struct rt_thread* from, struct rt_thread* to){}，裏面的參數不能變。別的可以參考官方給的例程。

   int scheduler_hook(void)
   {   
       /* 設置調度器鉤子 */
       rt_scheduler_sethook(hook_of_scheduler);
       
       /* 創建線程1 */
       tid1 = rt_thread_create("thread1", 
                               thread_entry, (void*)1, 
                               THREAD_STACK_SIZE, 
                               THREAD_PRIORITY, THREAD_TIMESLICE); 
       if (tid1 != RT_NULL) 
           rt_thread_startup(tid1);
   
       /* 創建線程2 */
       tid2 = rt_thread_create("thread2", 
                               thread_entry, (void*)2, 
                               THREAD_STACK_SIZE, 
                               THREAD_PRIORITY,THREAD_TIMESLICE - 5);
       if (tid2 != RT_NULL) 
           rt_thread_startup(tid2);
       return 0;
   }

       

四、對調度的函數進行臨界區保護

1. 臨界資源：一次僅允許一個線程訪問的共享資源，可以是一個具體的硬件設備（比如打印機），也可以是一個變量，一個緩衝區。不論是硬件或軟件的資源，多個線程必須互斥的對他們進行訪問。一段時間裏只允許一個線程進行訪問。

2. 每個線程訪問臨界資源的代碼稱爲臨界區，每次只允許一個線程進入臨界區。

3. 兩個方法保護臨界區：

   1. 禁止調度：給任務調度器加鎖，不讓進行線程切換

      1. 上鎖：rt_enter_critical()

      2. 解鎖：rt_exit_critical()

      3. 放在需要調度的線程裏。

   2. 關閉中斷：因爲所有的線程調度是建立在中斷的基礎上。但是此時所有的中斷都不能用了，所有不建議用。

      void thread_entry(void *parameter)
      {
          rt_uint32_t level;
      
          while (1)
          {
              /* 關閉中斷 */
              level = rt_hw_interrupt_disable();
              {
                  //寫自己需要的代碼
              }
      
              rt_hw_interrupt_enable(level);
      
          }
      }

 

 

 

 

 

參考：https://www.rt-thread.org/document/site/tutorial/kernel/kernel-video/