嵌入式操作系统内核原理和开发（通用优先级调度）

相比较其他调度算法而言，时间片的轮转更多的注重公平性。但是，任务与任务之间也是有先后之分的，有的任务我们希望多安排一些时间片，而有的任务我们则希望少安排一些时间片。比较说，如果我们在上网的话，我们就希望上网的操作响应的更快一些；如果我们在进行GUI操作，我们当然就希望图形响应更快一些。这些都是可以理解的，下面我们就绪要对数据结构进行一些修改。

typedef struct _TASK_INFO
{
UINT32 id;
UINT32* stack;
UINT32 size;
UINT32 context;
UINT32 priority;
UINT32 time_slice;
void (*func)();
}TASK_INFO;

这里的priority就是当前线程的优先级，所以最简单的方法就是根据priority直接分配对应的time_slice。也就是这个函数，

void reset_time_slice ()
{
int index;
for(index = 0; index < THREAD_MAX_NUMBER; index++)
gAllTask[index].time_slice = gAllTask[index].priority + 1;
}

所以，以后每次调度的时候，我们就首先寻找当前最高优先级的任务，看看当前任务安排的时间片是否用完了，没有用完就继续运行。如果当前优先级的任务已经没有时间片了，那么此时就可以安排低优先级的任务进行调度了。

void signal_handler(int m)
{
int index;
start:
index = find_next_thread();
if(-1 == index)
{
reset_time_slice();
goto start;
}
gAllTask[index].time_slice --;
current_thread_id = index;
swap(&old, &gAllTask[current_thread_id].context);
}

下面，我们就根据任务优先级挑选下一个需要运行的thread了，

int find_next_thread()
{
int index;
for(index = THREAD_MAX_NUMBER -1; index >=0; index --)
{
if(0 != gAllTask[index].time_slice)
break;
}
return index;
}

整个代码的流程也不复杂，大家可以运行、单步调试一把，试试看。

#include <stdio.h>
#include <time.h>
#include <stdlib.h>
#include <signal.h>
#include <assert.h>
#include <string.h>
#include <sys/time.h>
#define UINT32 unsigned   int
#define STACK_LENGTH      512
#define THREAD_MAX_NUMBER 10
typedef struct _TASK_INFO
{
UINT32 id;
UINT32* stack;
UINT32 size;
UINT32 context;
UINT32 priority;
UINT32 time_slice;
void (*func)();
}TASK_INFO;
static struct itimerval oldtv;
UINT32 old   = 0;
UINT32 count = 0;
UINT32 task_stack[THREAD_MAX_NUMBER][STACK_LENGTH] = {0};
TASK_INFO gAllTask[THREAD_MAX_NUMBER] = {0};
UINT32 current_thread_id = 0;
void set_timer()
{
struct itimerval itv;
itv.it_interval.tv_sec = 1;
itv.it_interval.tv_usec = 0;
itv.it_value.tv_sec = 1;
itv.it_value.tv_usec = 0;
setitimer(ITIMER_REAL, &itv, &oldtv);
}
void swap(UINT32* prev, UINT32* next)
{
__asm("push %%eax\n\t"
"push %%ebx\n\t"
"push %%ecx\n\t"
"push %%edx\n\t"
"push %%esi\n\t"
"push %%edi\n\t"
"push %%ebp\n\t"
"push %%esp\n\t"
"lea 0x8(%%ebp), %%eax\n\t"
"mov (%%eax), %%eax\n\t"
"mov %%esp, (%%eax)\n\t"
"lea 0xc(%%ebp), %%eax\n\t"
"mov (%%eax), %%eax\n\t"
"mov (%%eax), %%esp\n\t"
"pop %%esp\n\t"
"pop %%ebp\n\t"
"pop %%edi\n\t"
"pop %%esi\n\t"
"pop %%edx\n\t"
"pop %%ecx\n\t"
"pop %%ebx\n\t"
"pop %%eax\n\t"
::);
}
void hello()
{
int temp = 0;
while(1) {
printf("id = %d, temp = %d, count = %d in thread!\n",current_thread_id,  temp ++, count ++);
swap(&gAllTask[current_thread_id].context, &old);
printf("id = %d, temp = %d, count = %d in thread!\n",current_thread_id,  temp ++, count ++);
swap(&gAllTask[current_thread_id].context, &old);
}
}
int find_next_thread()
{
int index;
for(index = THREAD_MAX_NUMBER -1; index >=0; index --)
{
if(0 != gAllTask[index].time_slice)
break;
}
return index;
}
void reset_time_slice ()
{
int index;
for(index = 0; index < THREAD_MAX_NUMBER; index++)
gAllTask[index].time_slice = gAllTask[index].priority + 1;
}
void task_init(int index)
{
UINT32 unit = gAllTask[index].size;
UINT32* pData = gAllTask[index].stack;
memset((void*)pData,(int) 0, unit * sizeof(UINT32));
pData[unit -1] = (UINT32) gAllTask[index].func;
pData[unit -2] = 0;
pData[unit -3] = 0;
pData[unit -4] = 0;
pData[unit -5] = 0;
pData[unit -6] = 0;
pData[unit -7] = 0;
pData[unit -8] = 0;
pData[unit -9] = 0;
pData[unit -10] = (UINT32) &pData[unit - 9];
gAllTask[index].context = (UINT32) &pData[unit -10];
}
void signal_handler(int m)
{
int index;
start:
index = find_next_thread();
if(-1 == index)
{
reset_time_slice();
goto start;
}
gAllTask[index].time_slice --;
current_thread_id = index;
swap(&old, &gAllTask[current_thread_id].context);
}
void set_all_task()
{
int index;
memset(gAllTask, 0, sizeof(gAllTask));
for(index = 0; index < THREAD_MAX_NUMBER; index ++)
{
gAllTask[index].id = index;
gAllTask[index].stack = task_stack[index];
gAllTask[index].size = STACK_LENGTH;
gAllTask[index].context = 0;
gAllTask[index].func = hello;
gAllTask[index].priority = index;
gAllTask[index].time_slice = index + 1;
task_init(index);
}
}
int main()
{
char val;
set_all_task();
set_timer();
signal(SIGALRM, signal_handler);
while(1)
{
scanf("%c", &val);
}
exit(0);
return 1;
}

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