空闲线程及两个常用的钩子函数

空闲线程及两个常用的钩子函数

空闲线程

• 空闲线程是一具有最低优先级的系统线程，当系统中无其他就绪线程可运行时，调度器将调度到空闲线程；
• 空闲线程负责一些系统资源回收以及将一些处于关闭态的线程从线程调度列表中移除的动作；
• 空闲线程在形式上是一个无限循环结构，且永远不会被挂起。

空闲线程钩子函数

在RT-Thread实时操作系统中空闲线程向用户提供了钩子函数，空闲线程钩子函数可以让系统在空闲的时候执行一些非紧急事务。

设置和删除钩子函数

函数

//设置钩子函数
rt_err_t re_thread_idle_sethook(void (*hook)(void))
//删除钩子函数
rt_err_t re_thread_idle_delhook(void (*hook)(void))

小例

/*
 * 程序清单：空闲任务钩子例程
 *
 * 这个例程创建一个线程，通过延时进入空闲任务钩子，用于打印进入空闲钩子的次数
 */

#include 
#include 

#define THREAD_PRIORITY      20
#define THREAD_STACK_SIZE    1024
#define THREAD_TIMESLICE     5

/* 指向线程控制块的指针 */
static rt_thread_t tid = RT_NULL;

/* 空闲函数钩子函数执行次数 */
volatile static int hook_times = 0;

/* 空闲任务钩子函数 */
static void idle_hook()
{
    if (0 == (hook_times % 10000))
    {
        rt_kprintf("enter idle hook %d times.\n", hook_times);
    }

    rt_enter_critical();	//后续知识
    hook_times++;
    rt_exit_critical();
}

/* 线程入口 */
static void thread_entry(void *parameter)
{
    int i = 5;
    while (i--)
    {
        rt_kprintf("enter thread1.\n");
        rt_enter_critical();
        hook_times = 0;
        rt_exit_critical();

        /* 休眠500ms 进入空闲线程钩子函数 */
        rt_kprintf("thread1 delay 50 OS Tick.\n", hook_times);
        rt_thread_mdelay(500);
    }
    rt_kprintf("delete idle hook.\n");
    
    /* 删除空闲钩子函数 */
    rt_thread_idle_delhook(idle_hook);
    rt_kprintf("thread1 finish.\n");
}

int idle_hook_sample(void)
{
    /* 设置空闲线程钩子 */
    rt_thread_idle_sethook(idle_hook);

    /* 创建线程 */
    tid = rt_thread_create("thread1",
                           thread_entry, RT_NULL, 
                           THREAD_STACK_SIZE, 
                           THREAD_PRIORITY, THREAD_TIMESLICE);
    if (tid != RT_NULL)
        rt_thread_startup(tid);

    return 0;
}

/* 导出到 msh 命令列表中 */
MSH_CMD_EXPORT(idle_hook_sample, idle hook sample);

部分结果

• 空闲线程是一个线程状态永远为就绪态的过程，所以钩子函数中执行的相关代码必须保证空闲线程在任何时刻都不会被挂起，例如rt_thread_delay()、rt_sem_take()等可能会导致线程挂起的阻塞类函数都不能在钩子函数中使用；
• 空闲线程可以设置多个钩子函数。

具体展开rt_err_t re_thread_idle_sethook(void (*hook)(void))函数可知：定义设置钩子函数最多可以为4个。

rt_err_t rt_thread_idle_sethook(void (*hook)(void))
{
    rt_size_t i;
    rt_base_t level;
    rt_err_t ret = -RT_EFULL;

    /* disable interrupt */
    level = rt_hw_interrupt_disable();

    for (i = 0; i < RT_IDEL_HOOK_LIST_SIZE; i++)	//#define RT_IDEL_HOOK_LIST_SIZE          4
    {
        if (idle_hook_list[i] == RT_NULL)
        {
            idle_hook_list[i] = hook;
            ret = RT_EOK;
            break;
        }
    }
    /* enable interrupt */
    rt_hw_interrupt_enable(level);

    return ret;
}

系统调度钩子函数

RT-Thread向用户提供了一个系统调度钩子函数，这个钩子函数在系统进行任务切换时运行，通过这个钩子函数，我们可以了解到系统任务调度时的一些信息。

函数

rt_scheduler_sethook(void (*hook)(struct rt_thread *from, struct rt_thread *to))

小例

#include 

#define THREAD_STACK_SIZE   1024
#define THREAD_PRIORITY     20
#define THREAD_TIMESLICE    10

/* 针对每个线程的计数器 */
volatile rt_uint32_t count[2];

/* 线程1、2共用一个入口，但入口参数不同 */
static void thread_entry(void* parameter)
{
    rt_uint32_t value;

    value = (rt_uint32_t)parameter;
    while (1)
    {
        rt_kprintf("thread %d is running\n", value);
        rt_thread_mdelay(1000); //延时一段时间
    }
}

static rt_thread_t tid1 = RT_NULL;
static rt_thread_t tid2 = RT_NULL;

//固定结构，打印线程的转换情况
static void hook_of_scheduler(struct rt_thread* from, struct rt_thread* to)
{
    rt_kprintf("from: %s -->  to: %s \n", from->name , to->name);
}

int scheduler_hook(void)
{   
    /* 设置调度器钩子 */
    rt_scheduler_sethook(hook_of_scheduler);
    
    /* 创建线程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);

    /* 创建线程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;
}

/* 导出到 msh 命令列表中 */
MSH_CMD_EXPORT(scheduler_hook, scheduler_hook sample);

部分结果