狀態(tài)機(jī)——Protothreads

宗旨：技術(shù)的學(xué)習(xí)是有限的，分享的精神是無(wú)限的。

一、prothreads的優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：

??? 1. 以純C語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)，無(wú)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(gè)Protothread僅需要2個(gè)額外的字節(jié)；

3. 支持阻塞操縱且沒(méi)有棧的切換。

缺點(diǎn)：

??? 1. 函數(shù)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(wù)條件是否滿足，因此無(wú)優(yōu)先級(jí)搶占；

3. 任務(wù)中的各條件也是按順序判斷的，因此要求任務(wù)中的條件必須是依次出現(xiàn)的 protothread的阻塞機(jī)制：在每個(gè)條件判斷前，先將當(dāng)前地址保存到某個(gè)變量中，再判斷條件是否成立，若條件成立，則往下運(yùn)行；若條件不成立，則返回。

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二、注意事項(xiàng)

注意：
（1）任務(wù)中使用的變量應(yīng)為靜態(tài)變量
（2）線程內(nèi)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(diào)用任務(wù) Protothreads API 帶有 case 的語(yǔ)句（即只能單向嵌套）。
（3）線程內(nèi)可以使用:
for(){…}
switch(){case…}-- case 與 case 之間必須是一個(gè)完整的語(yǔ)句或者語(yǔ)句段
if(){…}else{…}
含宏的 while(1){…}
（4）ProtothreadS 系統(tǒng)可以仍然還是個(gè)大 while(1)循環(huán)。但也可設(shè)計(jì)為根據(jù)定時(shí)器產(chǎn)生的恒定間隔的中斷來(lái)觸發(fā)和管理任務(wù)
--時(shí)間觸發(fā)方式的嵌入式系統(tǒng)，此時(shí)可更改 pt 結(jié)構(gòu)體為（見(jiàn)《時(shí)間觸發(fā)模式下的 ProtothreadS 設(shè)計(jì)應(yīng)用》）：
struct pt

{

lc_t lc;

unsigned short count; // 每次中斷都減 1

unsigned short load; // 初始計(jì)數(shù)值

char ready; // 任務(wù)就緒標(biāo)志

}
（5）在 ProtothreadS 系統(tǒng)中延時(shí)：
1）如果 ProtothreadS 系統(tǒng)是基于時(shí)間觸發(fā)，則延時(shí)可基于該觸發(fā)--即基于系統(tǒng)時(shí)鐘。
2）如果 ProtothreadS 系統(tǒng)中無(wú)系統(tǒng)時(shí)鐘，
（6）Protothreads 雖然提供了在各自線程內(nèi)的條件阻塞機(jī)制，但對(duì)于在該線程內(nèi)調(diào)用的其它函數(shù)，則無(wú)法阻塞其運(yùn)行。所以，
如果要在線程內(nèi)調(diào)用占用時(shí)間較多的函數(shù)，為保證各個(gè)線程的實(shí)時(shí)性要求，需要將這類函數(shù)進(jìn)一步劃分為更小的函數(shù)，分步執(zhí)
行。
（7） Protothread 的精華：當(dāng) Protothread 程序運(yùn)行到 PT_WAIT_UNTIL 時(shí)，判斷其運(yùn)行條件是否滿足，若不滿足，則阻塞。
Protothread 的阻塞其實(shí)質(zhì)就是函數(shù)返回。
Protothread 僅能在程序員指定位置阻塞。

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三、protothreads各函數(shù)簡(jiǎn)要介紹

函數(shù)	說(shuō)明
PT_INIT(pt)	初始化任務(wù)變量，只在初始化函數(shù)中執(zhí)行一次
PT_BEGIN(pt)	啟動(dòng)任務(wù)處理，放在函數(shù)開(kāi)始處
PT_END(pt)	結(jié)束任務(wù)，放在函數(shù)的最后
PT_WAIT_UNTIL(pt,condition)	條件成立，執(zhí)行下面的；否則退出，下次直接跳到此處執(zhí)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(gè)子任務(wù)執(zhí)行完成
PT_SPAWN(pt, child, thread)	新建一個(gè)子任務(wù)，并等待其執(zhí)行完退出
PT_RESTART(pt)	重新啟動(dòng)某個(gè)任務(wù)執(zhí)行
PT_EXIT(pt)	任務(wù)后面的部分不執(zhí)行，直接退出重新執(zhí)行
PT_YIELD(pt)	鎖死任務(wù)
PT_YIELD_UNTIL(pt, condition)	鎖死任務(wù)等待條件成立重新執(zhí)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(shí)別——定時(shí)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(fā)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); }

創(chuàng)作挑戰(zhàn)賽新人創(chuàng)作獎(jiǎng)勵(lì)來(lái)咯，堅(jiān)持創(chuàng)作打卡瓜分現(xiàn)金大獎(jiǎng)

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的状态机——protothreads的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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