STM32H7第12章 ThreadX任务优先级修改及其分配方案

Posted 2021-07-20 Simon223

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了STM32H7第12章 ThreadX任务优先级修改及其分配方案相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

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第12章 ThreadX任务优先级修改及其分配方案

本章节主要为大家讲解ThreadX任务优先级设置的注意事项、任务优先级的分配方案及其相关的一个例子，内容相对比较简单。

12.1 任务优先级说明

12.2 任务优先级分配方案

12.3 中断优先级和任务优先级区别

12.4 任务优先级修改函数tx_thread_priority_change

12.5 任务优先级获取函数tx_thread_info_get

12.6 实验例程

12.7 总结

12.1 任务优先级说明

下面对ThreadX优先级相关的几个重要知识点进行下说明，这些知识点在以后的使用中务必要掌握牢固。

1、 ThreadX中任务的最大优先级数值是通过tx_port.h文件中的TX_MAX_PRIORITIES进行配置的，用户实际可以使用的优先级范围是0到configMAX_PRIORITIES – 1。比如我们配置此宏定义为32，那么用户可以使用的优先级号是0到31，不包含32，对于这一点，初学者要特别的注意。并且TX_MAX_PRIORITIES的宏定义设置的数值必须是32的整数倍：

#define TX_MAX_PRIORITIES 32

2、用户配置任务的优先级数值越小，那么此任务的优先级越低（0是最高优先级任务），ThreadX没有空闲任务，如果大家创建空闲任务，需要将其设置为最低优先级。

3、建议用户配置宏定义TX_MAX_PRIORITIES的最大值不要超过32，即用户任务可以使用的优先级范围是0到31。

因为对于CM内核的移植文件，有专用的汇编指令CLZ（Count Leading Zeros），通过这些指令可以加速算法执行速度。
比通用方式高效。
ThreadX查找最高优先级任务是通过定义的32bit数组，

ULONG _tx_thread_preempted_maps[TX_MAX_PRIORITIES/32];

如果TX_MAX_PRIORITIES设置为32，那么仅需一个32bit变量就可以方便记录32不同优先级任务，程序运行时查找最高优先级任务也方便。

4、 ThreadX中处于运行状态的任务永远是当前能够运行的最高优先级任务。下一章节讲解调度器，大家会对这个知识点有一个全面的认识。

12.2 任务优先级分配方案

对于初学者，有时候会纠结任务优先级设置为多少合适，因为任务优先级设置多少是没有标准的。对于这个问题，我们这里为大家推荐一个标准，任务优先级设置推荐方式如下图所示：

IRQ任务：IRQ任务是指通过中断服务程序进行触发的任务，此类任务应该设置为所有任务里面优先级最高的。
高优先级后台任务：比如按键检测，触摸检测，USB消息处理，串口消息处理等，都可以归为这一类任务。
低优先级的时间片调度任务：比如GUI的界面显示，LED数码管的显示等不需要实时执行的都可以归为这一类任务。实际应用中用户不必拘泥于将这些任务都设置为优先级1的同优先级任务，可以设置多个优先级，只需注意这类任务不需要高实时性。
空闲任务：空闲任务是系统任务。
特别注意：IRQ任务和高优先级任务必须设置为阻塞式（调用消息等待或者延迟等函数即可），只有这样，高优先级任务才会释放CPU的使用权，,从而低优先级任务才有机会得到执行。

这里的优先级分配方案是我们推荐的一种方式，实际项目也可以不采用这种方法。调试出适合项目需求的才是最好的。

12.3 中断优先级和任务优先级区别

部分初学者也容易在这两个概念上面出现问题。简单的说，这两个之间没有任何关系，不管中断的优先级是多少，中断的优先级永远高于任何任务的优先级，即任务在执行的过程中，中断来了就开始执行中断服务程序。

另外对于STM32来说，中断优先级的数值越小，优先级越高。同样，ThreadX的任务优先级也是任务优先级数值越小，任务优先级越高。

12.4 任务优先级修改函数tx_thread_priority_change

函数原型：

UINT tx_thread_priority_change(
    TX_THREAD *thread_ptr,
    UINT new_priority, 
    UINT *old_priority);

函数描述：

函数tx_thread_priority_change用于实现ThreadX任务优先级的修改。

第1个参数thread_ptr是任务句柄，用于区分不同的任务。
第2个参数new_priority是新任务优先级（0 至 (TX_MAX_PRIORITIES-1)）。0表示最高优先级。
第3个参数old_priority是任务之前的优先级。

注意事项：

允许在任务和定时器组里面调用。
指定任务的抢占阈值自动设置为新的优先级。如果需要新的阈值，则必须在此调用之后使用函数tx_thread_preemption_change。
第二个参数数值不可大于等于tx_port.h文件中的宏定义：#define TX_MAX_PRIORITIES 配置的数值。

使用举例：

TX_THREAD   AppTaskUserIFTCB;
UINT OldPriority;

/*优先级将其设置为6 */
tx_thread_priority_change(&AppTaskUserIFTCB, 6, &OldPriority);

12.5 任务优先级获取函数tx_thread_info_get

函数原型：

UINT tx_thread_info_get(
    TX_THREAD *thread_ptr, 
    CHAR **name,
    UINT *state, 
    ULONG *run_count,
    UINT *priority,
    UINT *preemption_threshold,
    ULONG *time_slice,
    TX_THREAD **next_thread,
    TX_THREAD **suspended_thread);

函数描述：

函数tx_thread_info_get不仅仅可用于获取ThreadX任务优先级。还可以获取其它相关信息。

1、第1个参数thread_ptr是任务句柄，用于区分不同的任务。

2、第2个参数name用于获取任务名。

3、第3个参数state用于获取任务状态，可能的值如下所示。

TX_READY (0x00)
TX_COMPLETED (0x01)
TX_TERMINATED (0x02)
TX_SUSPENDED (0x03)
TX_SLEEP (0x04)
TX_QUEUE_SUSP (0x05)
TX_SEMAPHORE_SUSP (0x06)
TX_EVENT_FLAG (0x07)
TX_BLOCK_MEMORY (0x08)
TX_BYTE_MEMORY (0x09)
TX_MUTEX_SUSP (0x0D)

4、第4个参数run_count用于获取任务运行计数。

5、第5个参数priority用于获取任务优先级。

6、第6个参数preemption_threshold用于获取抢占阀值。

7、第7个参数time_slice用于获取时间片。

8、第8个参数next_thread指向下一个创建的任务句柄。

9、第9个参数suspended_thread指向挂起列表中下一个任务句柄。

10、返回值

TX_SUCCESS：(0X00) 成功检索任务信息。
TX_THREAD_ERROR：(0x0E) 任务控制指针无效。

注意事项：

可以在初始化阶段，任务，定时器组和中断服务程序里面调用。

使用举例：

TX_THREAD  AppTaskUserIFTCB;
CHAR *name;
UINT state;
ULONG run_count;
UINT priority;
UINT preemption_threshold;
UINT time_slice;
TX_THREAD *next_thread;
TX_THREAD *suspended_thread;
UINT status;

status = tx_thread_info_get(&AppTaskUserIFTCB, 
&name,
                            &state, 
&run_count,
                            &priority, 
&preemption_threshold,
                            &time_slice, 
&next_thread,
&suspended_thread);