狀態機——Protothreads

宗旨：技術的學習是有限的，分享的精神是無限的。

一、prothreads的優缺點

優點：

??? 1. 以純C語言實現，無硬件依靠性；因此不存在移植的困難。

??? 2. 極少的資源需求，每個Protothread僅需要2個額外的字節；

3. 支持阻塞操縱且沒有棧的切換。

缺點：

??? 1. 函數中不具備可重入型，不能使用局部變量；

??? 2. 按順序判斷各任務條件是否滿足，因此無優先級搶占；

3. 任務中的各條件也是按順序判斷的，因此要求任務中的條件必須是依次出現的 protothread的阻塞機制：在每個條件判斷前，先將當前地址保存到某個變量中，再判斷條件是否成立，若條件成立，則往下運行；若條件不成立，則返回。

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二、注意事項

注意：
（1）任務中使用的變量應為靜態變量
（2）線程內不能使用純 while(1)--即含 PT_WAIT_UNTIL()等宏的 while(1)是可以的。
不能在 switch(){case…}中調用任務 Protothreads API 帶有 case 的語句（即只能單向嵌套）。
（3）線程內可以使用:
for(){…}
switch(){case…}-- case 與 case 之間必須是一個完整的語句或者語句段
if(){…}else{…}
含宏的 while(1){…}
（4）ProtothreadS 系統可以仍然還是個大 while(1)循環。但也可設計為根據定時器產生的恒定間隔的中斷來觸發和管理任務
--時間觸發方式的嵌入式系統，此時可更改 pt 結構體為（見《時間觸發模式下的 ProtothreadS 設計應用》）：
struct pt

{

lc_t lc;

unsigned short count; // 每次中斷都減 1

unsigned short load; // 初始計數值

char ready; // 任務就緒標志

}
（5）在 ProtothreadS 系統中延時：
1）如果 ProtothreadS 系統是基于時間觸發，則延時可基于該觸發--即基于系統時鐘。
2）如果 ProtothreadS 系統中無系統時鐘，
（6）Protothreads 雖然提供了在各自線程內的條件阻塞機制，但對于在該線程內調用的其它函數，則無法阻塞其運行。所以，
如果要在線程內調用占用時間較多的函數，為保證各個線程的實時性要求，需要將這類函數進一步劃分為更小的函數，分步執
行。
（7） Protothread 的精華：當 Protothread 程序運行到 PT_WAIT_UNTIL 時，判斷其運行條件是否滿足，若不滿足，則阻塞。
Protothread 的阻塞其實質就是函數返回。
Protothread 僅能在程序員指定位置阻塞。

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三、protothreads各函數簡要介紹

函數	說明
PT_INIT(pt)	初始化任務變量，只在初始化函數中執行一次
PT_BEGIN(pt)	啟動任務處理，放在函數開始處
PT_END(pt)	結束任務，放在函數的最后
PT_WAIT_UNTIL(pt,condition)	條件成立，執行下面的；否則退出，下次直接跳到此處執行
PT_WAIT_WHILE(pt, condition)	類似PT_WAIT_UNTIL，只是條件取反了
PT_WAIT_THREAD(pt, thread)	等待一個子任務執行完成
PT_SPAWN(pt, child, thread)	新建一個子任務，并等待其執行完退出
PT_RESTART(pt)	重新啟動某個任務執行
PT_EXIT(pt)	任務后面的部分不執行，直接退出重新執行
PT_YIELD(pt)	鎖死任務
PT_YIELD_UNTIL(pt, condition)	鎖死任務等待條件成立重新執行

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四、protothreads代碼

struct pt {lc_t lc; };#define PT_WAITING 0 #define PT_YIELDED 1 #define PT_EXITED 2 #define PT_ENDED 3#define PT_INIT(pt) LC_INIT((pt)->lc)#define PT_THREAD(name_args) char name_args#define PT_BEGIN(pt) { char PT_YIELD_FLAG = 1;LC_RESUME((pt)->lc)#define PT_END(pt) LC_END((pt)->lc);PT_YIELD_FLAG = 0; \PT_INIT(pt); return PT_ENDED; }#define PT_WAIT_UNTIL(pt, condition) \do { \LC_SET((pt)->lc); \if(!(condition)) { \returnPT_WAITING; \} \} while(0)#define PT_WAIT_WHILE(pt, cond) PT_WAIT_UNTIL((pt), !(cond))#define PT_WAIT_THREAD(pt, thread)PT_WAIT_WHILE((pt), PT_SCHEDULE(thread))#define PT_SPAWN(pt, child, thread) \do { \PT_INIT((child)); \PT_WAIT_THREAD((pt), (thread)); \} while(0)#define PT_RESTART(pt) \do { \PT_INIT(pt); \returnPT_WAITING; \} while(0)#define PT_EXIT(pt) \do { \PT_INIT(pt); \returnPT_EXITED; \} while(0)#define PT_SCHEDULE(f) ((f) < PT_EXITED)#define PT_YIELD(pt) \do { \PT_YIELD_FLAG = 0; \LC_SET((pt)->lc); \if(PT_YIELD_FLAG == 0) { \returnPT_YIELDED; \} \} while(0)#define PT_YIELD_UNTIL(pt, cond) \do { \PT_YIELD_FLAG = 0; \LC_SET((pt)->lc); \if((PT_YIELD_FLAG == 0) || !(cond)) { \returnPT_YIELDED; \} \} while(0)

五、舉例

//解碼

static char camera_rs485_rx_decode(struct pt *pt, uint8_t c) {PT_BEGIN(pt);PT_WAIT_UNTIL(pt, 0x7E == c);camera_rs485.rx_count = 0;while(1){PT_YIELD(pt);if (0x7E== c){if(camera_rs485.rx_count){camera_rs485_dispatch(camera_rs485.rx_buf,camera_rs485.rx_count);PT_EXIT(pt);}else{continue;}}if(0x1B ==c){PT_YIELD(pt);if (0x00== c){c =0x1B;}else if (0x65 == c){c =0x7E;}else{//c ^=0x20;}}if(camera_rs485.rx_count < CAMERA_RS485_RX_BUF_SIZE){camera_rs485.rx_buf[camera_rs485.rx_count++] = c;}else{PT_EXIT(pt);}}PT_END(pt); }

// 模塊類型識別——定時器 static char gps_probe(struct pt *pt, uint32_t ms) {staticuint32_t tmo = 0;static inti;const char*cmd;if (tmo >ms){tmo -= ms;}else{tmo = 0;}PT_BEGIN(pt);tmo = 3000;PT_WAIT_UNTIL(pt, (0 == tmo));if(GPS_MODULE_TYPE_UNKNOWN == gps.module_type){for(i =GPS_MODULE_TYPE_UNKNOWN + 1; i < GPS_MODULE_TYPE_COUNT; ++i){if(gps_cmds[i].query_version){debug("gps_probe type: %d cmd: %s", i,gps_cmds[i].query_version);// 發送兩次，確保模塊接收到正確的命令cmd =gps_cmds[i].query_version;UartSend(gps_uart, cmd, strlen(cmd));PT_YIELD(pt);cmd =gps_cmds[i].query_version;UartSend(gps_uart, cmd, strlen(cmd));// 等待模塊輸出版本信息tmo =3000;PT_WAIT_UNTIL(pt, (0 == tmo));}if(GPS_MODULE_TYPE_UNKNOWN != gps.module_type){break;}}}// stopPT_WAIT_UNTIL(pt, FALSE);PT_END(pt); }

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的状态机——protothreads的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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