TencentOS-tiny 时间管理（十 六）- 时间片轮转机制

一、时间管理

1. 时间片轮转机制

概述

TencentOS tiny操作系统内核是一个抢占式内核，抢占式内核的特点是，如果最高优先级的任务不放弃CPU（调用tos_task_delay、tos_task_yeild等主动放权，或者任务间同步通信机制的pend接口等），那么CPU将会一直被此任务独占。

假设这样一种场景：系统中包含多个同等优先级的任务，且这几个任务体中都没有放弃CPU的行为，则会出现的情况是，这几个任务始终只有第一个被得到调度的那个在运行，因为第一个得到调度的任务体中不会主动放弃CPU，而其他任务优先级上与其相等无法抢占。此种场景下，其他任务会因得不到CPU而陷入饥饿状态。

时间片轮转机制提供了按时间片占用调度的策略，可以解决上述场景下的任务饥饿问题。

API讲解

编程实例

1、在tos_config.h中，配置时间片轮转组件开关TOS_CFG_ROUND_ROBIN_EN：

#define TOS_CFG_ROUND_ROBIN_EN 1u

2、编写main.c示例代码：

/* USER CODE END Header */

/* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include "main.h"
#include "usart.h"
#include "gpio.h"

/* Private includes ----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN Includes */
#include "cmsis_os.h" 
#include "stdio.h"

#include "tos_k.h"
/* USER CODE END Includes */

/* Private typedef -----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PTD */
#define STK_SIZE_TASK_DEMO      512
#define STK_SIZE_TASK_SAMPLE    512

/* USER CODE END PTD */

/* Private define ------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PD */
/*
此代码中创建了两个同等优先级（PRIO_TASK_DEMO）的任务task_demo1、task_demo2，两个任务体中做的操作是不断对各自的计数器（demo1_counter、demo2_counter）做自增操作（没有放弃CPU的操作），时间片分别为timeslice_demo1、timeslice_demo2。
同时创建了一个优先级比task_demo1、task_demo2较高的采样任务task_sample，此任务不间歇的对两个计数器进行采样。在开启时间片轮转的情况下，task_demo1、task_demo2得到运行的时间比例应该是timeslice_demo1与timeslice_demo2的比例，那么demo1_counter和demo2_counter值的比例应该也差不多是timeslice_demo1与timeslice_demo2的比例。
*/

// task_demo1和task_demo2的优先级
#define PRIO_TASK_DEMO          4
// 采样任务的优先级
#define PRIO_TASK_SAMPLE        (PRIO_TASK_DEMO - 1)

// task_demo1的时间片，在tos_task_create时传入
const k_timeslice_t timeslice_demo1 = 10;
// task_demo2的时间片，在tos_task_create时传入
const k_timeslice_t timeslice_demo2 = 20;

k_stack_t stack_task_demo1[STK_SIZE_TASK_DEMO];
k_stack_t stack_task_demo2[STK_SIZE_TASK_DEMO];
k_stack_t stack_task_sample[STK_SIZE_TASK_SAMPLE];

k_task_t task_demo1;
k_task_t task_demo2;
k_task_t task_sample;

extern void entry_task_demo1(void *arg);
extern void entry_task_demo2(void *arg);
extern void entry_task_sample(void *arg);

uint64_t demo1_counter = 0;
uint64_t demo2_counter = 0;

/* USER CODE END PD */

/* Private macro -------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PM */
void entry_task_demo1(void *arg)
{
    while (K_TRUE) {
        ++demo1_counter;
    }
}

void entry_task_demo2(void *arg)
{
    while (K_TRUE) {
        ++demo2_counter;
    }
}

void entry_task_sample(void *arg)
{
    while (K_TRUE) {
        ++demo2_counter;
        printf("demo1_counter: %lld\n", demo1_counter);
        printf("demo2_counter: %lld\n", demo2_counter);
        printf("demo2_counter / demo1_counter = %f\n",
            (double)demo2_counter / demo1_counter);
        printf("should almost equals to:\n");
        printf("timeslice_demo2 / timeslice_demo1 = %f\n\n", (double)timeslice_demo2 / timeslice_demo1);
        tos_task_delay(1000);
    }
}

/* USER CODE END PM */

/* Private variables ---------------------------------------------------------*/

/* USER CODE BEGIN PV */

/* USER CODE END PV */

/* Private function prototypes -----------------------------------------------*/
void SystemClock_Config(void);
/* USER CODE BEGIN PFP */

/* USER CODE END PFP */

/* Private user code ---------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN 0 */

/* USER CODE END 0 */

/**
  * @brief  The application entry point.
  * @retval int
  */
int main(void)
{
  /* USER CODE BEGIN 1 */

  /* USER CODE END 1 */

  /* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/

  /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
  HAL_Init();

  /* USER CODE BEGIN Init */

  /* USER CODE END Init */

  /* Configure the system clock */
  SystemClock_Config();

  /* USER CODE BEGIN SysInit */

  /* USER CODE END SysInit */

  /* Initialize all configured peripherals */
  MX_GPIO_Init();
  MX_USART1_UART_Init();
  /* USER CODE BEGIN 2 */
	
	tos_knl_init();
	// 配置robin机制参数
	tos_robin_default_timeslice_config((k_timeslice_t)500u);
	(void)tos_task_create(&task_demo1, "demo1", entry_task_demo1, NULL,
													PRIO_TASK_DEMO, stack_task_demo1, STK_SIZE_TASK_DEMO,
													timeslice_demo1);
	(void)tos_task_create(&task_demo2, "demo2", entry_task_demo2, NULL,
													PRIO_TASK_DEMO, stack_task_demo2, STK_SIZE_TASK_DEMO,
													timeslice_demo2);
	(void)tos_task_create(&task_sample, "sample", entry_task_sample, NULL,
													PRIO_TASK_SAMPLE, stack_task_sample, STK_SIZE_TASK_SAMPLE,
													0);
	tos_knl_start();
  /* USER CODE END 2 */

  /* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1)
  {
    /* USER CODE END WHILE */

    /* USER CODE BEGIN 3 */
		
  }
  /* USER CODE END 3 */
}

3、运行效果

源码链接：Git