C语言实现任务调度器

一、介绍

调度器是常用的一种编程框架，也是操作系统的拆分多任务的核心，比如单片机的裸机程序框架，网络协议栈的框架如can网关、485网关等等，使用场合比较多，是做稳定产品比较常用的编程技术

二、原理

1、超级循环

void main()
{
 while(1)
 {
  task1();
  task2();
  ...
 }
}
123456789

2、时间片与时标

1）我们把cpu执行时间分成一段一段的，每一段时间称为时间片 2）时间片的时间计时由定时器完成，把定时器定的时间成为时标

3、调度算法介绍

1）时间片轮转调度 2）强占试调度

4、注意事项

1）所有任务的执行时间不能超过时标的时间 2）任务中不能有任何阻塞，比如使用延时函数 3）任务中的延时或者长时间任务利用状态机拆分成多段

三、任务调度代码实现

这里拿linux来测试 schduler.c

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//        头文件区
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#include <stdio.h>
#include "scheduler.h"

//~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
//        接口定义区
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#define MAX_TASKS 10
static volatile unsigned char cur_task_num = 0;

//~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
//        变量定义区
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static running_queue_def running_queue[MAX_TASKS] = {0};

//~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
//        函数定义区
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int create_task(const void (*fun)(), unsigned short period)
{
    unsigned char i;

 if(cur_task_num >= MAX_TASKS)
 {
  printf("over limit max_tasks\n");
  return -1;
 }
    running_queue[i].fun = fun;
    running_queue[i].period = period;
    running_queue[i].cnt = 0;
    
    cur_task_num++;
    return 0;
}

int scheduler_run()
{
    unsigned char i;
    for(i = 0; i < cur_task_num; i++)
    {
        if(running_queue[i].cnt > 0)
        {
            running_queue[i].cnt--;
        }
        else
        {
            running_queue[i].cnt = running_queue[i].period;
            running_queue[i].fun();
        }
    }

    return 0;
}

schduler.h

#ifndef __SCHEDULER_H
#define __SCHEDULER_H

typedef struct {
     void (*fun)();        //运行函数
     unsigned short period;//周期
        unsigned short cnt;
}running_queue_def;

int create_task(const void (*fun)(), unsigned short period);
int scheduler_run();

#endif

main.c

#include "scheduler.h"
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>

void task1()
{
    printf("task1 run\n");
}

void task2()
{
    printf("task2 run\n");
}

int main()
{
    create_task(task1, 1000);
    create_task(task2, 2000);
    while(1)
    {
        scheduler_run();
        usleep(1000);
    }

    return 0;
}

编译脚本

build.sh

echo "delet main"
rm -rf main
sleep 1

gcc main.c scheduler.c -o main  -w

echo "build ok "
./main