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瞭解ThreadX
的初始化流程有助於移植使用,掌握任務的的調度有助於更加駕輕就熟地運用該實時操做系統。數據結構
官方手冊給出的ThreadX初始化流程以下圖所示:多線程
以STM32F429 + MDK-ARM-AC6平臺舉例,初始化流程的前3步在startup_stm32f429xx.s
文件中完成 ,該啓動文件內容是STM32復位後首先執行的,主要完成如下操做:ide
進入main()函數後開始進行ThreadX的x相關初始化,後面幾步更詳細的調用流程以下所示:函數
關於STM32移植ThreadX更詳細的過程能夠參考這篇文章:ThreadX移植——STM32H7+MDK-AC6平臺性能
理解線程的不一樣處理狀態是理解整個多線程環境的關鍵因素。在ThreadX中包含5種不一樣的線程狀態:就緒
、掛起
、執行
、終止
和完成
。下圖展現了ThreadX的線程狀態轉換圖:
ui
在使用ThreadX時,有一些配置選項可供選擇。這些選項包含在tx_user.h文件中。要使用這些配置項的前提是工程編譯時包含TX_INCLUDE_USER_DEFINE_FILE 宏定義。操作系統
TX_BYTE_POOL_ENABLE_PERFORMANCE_INFO線程
定義後,此選項可在字節池上收集性能信息。默認狀況下,未定義此選項。
TX_DISABLE_ERROR_CHECKING
繞過基本服務呼叫錯誤檢查。在應用程序源中定義時,將禁用全部基本參數錯誤檢查。這能夠將性能提升多達30%,而且還能夠減少鏡像大小。
注意:只有在應用程序能夠絕對保證全部輸入參數在全部狀況下始終有效的狀況下,才能夠禁用錯誤檢查,包括從外部輸入派生的輸入參數。若是在禁用錯誤檢查的狀況下向API提供了無效的輸入,則致使的行爲是不肯定的,而且可能致使內存損壞或系統崩潰。
注意:不受禁用錯誤檢查影響的ThreadX API返回值在第4章的每一個API描述的「返回值」部分中以粗體列出。若是經過使用TX_DISABLE_ERROR_CHECKING選項禁用了錯誤檢查,則非粗體返回值將無效。
TX_DISABLE_NOTIFY_CALLBACKS
定義後,將爲各類ThreadX對象禁用通知回調。使用此選項可略微減少代碼大小並提升性能。默認狀況下,未定義此選項。
TX_DISABLE_PREEMPTION_THRESHOLD
定義後,將禁用搶佔閾值功能,並略微減少代碼大小並提升性能。固然,搶佔閾值功能再也不可用。默認狀況下,未定義此選項。
TX_DISABLE_REDUNDANT_CLEARING
定義後,刪除用於將ThreadX全局C數據結構初始化爲零的邏輯。僅當編譯器的初始化代碼將全部未初始化的C全局數據設置爲零時,才應使用此方法。使用此選項可略微減少代碼大小並提升初始化期間的性能。默認狀況下,未定義此選項。
TX_DISABLE_STACK_FILLING
定義時,禁用在建立時將0xEF值放置在每一個線程堆棧的每一個字節中。默認狀況下,未定義此選項。
TX_ENABLE_EVENT_TRACE
定義後,ThreadX啓用事件收集代碼以建立TraceX跟蹤緩衝區。
TX_ENABLE_STACK_CHECKING
定義後,將啓用ThreadX運行時堆棧檢查,其中包括分析已使用了多少堆棧以及檢查堆棧區域以前和以後的數據模式「圍欄」。若是檢測到堆棧錯誤,則會調用已註冊的應用程序堆棧錯誤處理程序。此選項的確會致使開銷和代碼大小略有增長。查看tx_thread_stack_error_notify API函數以獲取更多信息。默認狀況下,未定義此選項。
TX_EVENT_FLAGS_ENABLE_PERFORMANCE_INFO
定義後,能夠收集有關事件標誌組的性能信息。默認狀況下,未定義此選項。
TX_INLINE_THREAD_RESUME_SUSPEND
定義後,ThreadX經過內聯代碼改進tx_thread_resume和tx_thread_suspend API調用。這增長了代碼大小,但加強了這兩個API調用的性能。
TX_MAX_PRIORITIES
定義ThreadX的優先級。合法值的範圍是32到1024(含),而且必須能被32整除。增長的優先級級別數對於每組32個優先級將RAM使用量增長128字節。可是,對性能的影響可忽略不計。默認狀況下,此值設置爲32個優先級。
TX_MINIMUM_STACK
定義最小堆棧大小(以字節爲單位)。建立線程時,用於錯誤檢查。默認值是特定於端口的,能夠在tx_port.h中找到。
TX_MISRA_ENABLE
定義後,ThreadX將使用符合MISRA C的約定。有關詳細信息,請參考 ThreadX_MISRA_Compliance.pdf。
TX_MUTEX_ENABLE_PERFORMANCE_INFO
定義後,能夠收集互斥量上的性能信息。默認狀況下,未定義此選項。
TX_NO_TIMER
定義後,將徹底禁用ThreadX計時器邏輯。在不使用ThreadX計時器功能(線程睡眠,API超時,時間分片和應用程序計時器)的狀況下,這頗有用。若是TX_NO_TIMER指定,則選項TX_TIMER_PROCESS_IN_ISR也必須定義。
TX_NOT_INTERRUPTABLE
定義後,ThreadX不會嘗試最小化中斷鎖定時間。這樣能夠加快執行速度,但會略微增長中斷鎖定時間。
TX_QUEUE_ENABLE_PERFORMANCE_INFO
定義後,能夠在隊列上收集性能信息。默認狀況下,未定義此選項。
TX_REACTIVATE_INLINE
定義後,直接內聯執行ThreadX計時器,而不使用函數調用。這樣能夠提升性能,但會稍微增長代碼大小。默認狀況下,未定義此選項。
TX_SEMAPHORE_ENABLE_PERFORMANCE_INFO
定義後,能夠收集有關信號量的性能信息。默認狀況下,未定義此選項。
TX_THREAD_ENABLE_PERFORMANCE_INFO
定義後,能夠在線程上收集性能信息。默認狀況下,未定義此選項。
TX_TIMER_ENABLE_PERFORMANCE_INFO
定義後,可在計時器上收集性能信息。默認狀況下,未定義此選項。
TX_TIMER_PROCESS_IN_ISR
定義後,消除ThreadX的內部系統計時器線程。因爲再也不須要定時器堆棧和控制塊,所以能夠提升定時器事件的性能,並減小對RAM的需求。可是,使用此選項會將全部計時器到期處理移至計時器ISR級別。默認狀況下,未定義此選項。
注意:ISR可能不容許計時器容許的服務,所以使用此選項時可能不容許。
TX_TIMER_THREAD_PRIORITY
定義內部ThreadX系統計時器線程的優先級。默認值是優先級0,即ThreadX中的最高優先級。默認值在tx_port.h中定義。
TX_TIMER_THREAD_STACK_SIZE
定義內部ThreadX系統計時器線程的堆棧大小(以字節爲單位)。該線程處理全部線程睡眠請求以及全部服務調用超時。此外,全部應用程序計時器回調例程都從該上下文中調用。默認值是特定於端口的,能夠在tx_port.h中找到。
描述
該服務建立一個應用程序線程,該線程在指定的任務輸入功能處開始執行。堆棧,優先級,搶佔閾值和時間片是輸入參數指定的屬性。另外,還指定了線程的初始執行狀態。
參數
thread_ptr指向線程控制塊的指針。
name_ptr指向線程名稱的指針。
entry_function指定用於線程執行的初始C函數。當線程今後入口函數返回時,它將處於完成狀態並沒有限期掛起。
entry_input一個32位值,該值在首次執行時傳遞給線程的入口函數。此輸入的使用徹底由應用程序肯定。
stack_start堆棧存儲區的起始地址。
stack_size堆棧存儲區中的字節數。線程的堆棧區域必須足夠大以處理最壞狀況的函數調用嵌套和局部變量使用。
priority線程的數字優先級。有效值的範圍是0到(TX_MAX_PRIORITES-1),其中0表示最高優先級。
preempt_threshold禁用的搶佔的最高優先級(0到(TX_MAX_PRIORITIES-1))。只有高於此級別的優先級才能夠搶佔該線程。該值必須小於或等於指定的優先級。等於線程優先級的值將禁用搶佔閾值。
time_slice容許在同一優先級的其餘就緒線程運行以前,容許該線程運行的計時器計數。請注意,使用搶佔閾值將禁用時間片。合法的時間片值範圍是1到0xFFFFFFFF(包括0)。值爲TX_NO_TIME_SLICE(值爲0)禁用此線程的時間切片。
注意:使用時間分片會致使少許系統開銷。因爲時間片僅在多個線程共享相同優先級的狀況下才有用,所以不該將具備惟一優先級的線程分配時間片。
auto_start指定線程是當即啓動仍是處於掛起狀態。有效選項爲TX_AUTO_START(0x01)和TX_DONT_START(0x00)。若是指定了TX_DONT_START,則應用程序之後必須調用tx_thread_resume才能運行線程。
返回值
- TX_SUCCESS(0x00)成功建立線程。
- TX_THREAD_ERROR(0x0E)無效的線程控制指針。指針爲NULL或線程已建立。
- TX_PTR_ERROR(0x03)入口點或堆棧區域的無效起始地址無效,一般爲NULL。
- TX_SIZE_ERROR(0x05)堆棧區域的大小無效。線程必須至少具備TX_MINIMUM_STACK字節才能執行。
- TX_PRIORITY_ERROR(0x0F)無效的線程優先級,該值超出(0到(TX_MAX_PRIORITIES-1))的範圍。
- TX_THRESH_ERROR(0x18)指定了無效的搶佔閾值。該值的有效優先級必須小於或等於線程的初始優先級。
- TX_START_ERROR(0x10)無效的自動啓動選擇。
- TX_CALLER_ERROR(0x13)該服務的無效調用者。
UINT tx_thread_create( TX_THREAD *thread_ptr, CHAR *name_ptr, VOID (*entry_function)(ULONG), ULONG entry_input, VOID *stack_start, ULONG stack_size, UINT priority, UINT preempt_threshold, ULONG time_slice, UINT auto_start);
描述
該服務刪除指定的應用程序線程。因爲指定的線程必須處於終止或完成狀態,所以沒法從試圖刪除自身的線程中調用此服務。
注意:應用程序負責管理與線程的堆棧關聯的內存區域,此服務完成後纔可用。此外,應用程序必須阻止使用已刪除的線程。
參數
thread_ptr指向先前建立的應用程序線程的指針。
返回值
- TX_SUCCESS(0x00)成功刪除線程。
- TX_THREAD_ERROR(0x0E)無效的應用程序線程指針。
- TX_DELETE_ERROR(0x11)指定的線程未處於終止或完成狀態。
- TX_CALLER_ERROR(0x13)該服務的無效調用者。
UINT tx_thread_delete(TX_THREAD *thread_ptr);
描述
此服務註冊一個通知回調函數,該函數將在進入或退出指定線程時調用。通知回調的處理由應用程序定義。
注意:不容許應用程序的線程進入/退出通知回調調用具備暫停選項的任何ThreadX API。
參數
- thread_ptr指向先前建立的線程的指針。
- entry_exit_notify指向應用程序的線程進入/退出通知功能的指針。進入/退出通知功能的第二個參數指定是否存在進入或退出。值TX_THREAD_ENTRY(0x00)表示已進入線程,而值TX_THREAD_EXIT(0x01)表示已退出線程。若是此值爲TX_NULL,則禁用通知。
返回值
- TX_SUCCESS(0x00)成功註冊線程進入/退出通知功能。
- TX_THREAD_ERROR(0x0E)無效的線程指針。
- TX_FEATURE_NOT_ENABLED(0xFF)系統在禁用通知功能的狀況下進行了編譯。
UINT tx_thread_entry_exit_notify( TX_THREAD *thread_ptr, VOID (*entry_exit_notify)(TX_THREAD *, UINT));
描述
該服務返回指向當前正在執行的線程的指針。若是沒有線程在執行,則此服務返回空指針。
注意:若是從ISR調用此服務,則返回值表示在執行中斷處理程序以前運行的線程。
參數
空
返回值
thread pointer 指向當前正在執行的線程的指針。若是沒有線程在執行,則返回值爲TX_NULL
TX_THREAD* tx_thread_identify(VOID);
描述
該服務檢索有關指定線程的信息。
參數
thread_ptr指向線程控制塊的指針。
name指向目標的指針,該目標指向線程名稱。
state指向線程當前執行狀態的目標的指針。可能的值以下。
- 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)
run_count指向目標的線程運行計數。
**priority **指向目標的線程優先級。
preemption_threshold指向線程的搶佔閾值的目標的指針。
time_slice指向線程時間切片目標的指針。
next_thread指向下一個建立的線程指針的目標的指針。
suspend_thread指向目標的指針,該指針指向指向暫掛列表中下一個線程的指針。
注意:爲任何參數提供TX_NULL表示該參數不是必需的。
返回值
- TX_SUCCESS(0x00)成功的線程信息檢索。
- TX_THREAD_ERROR(0x0E)無效的線程控制指針。
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);
描述
此服務更改指定線程的搶佔閾值。搶佔閾值可防止等於或小於搶佔閾值的線程搶佔指定線程。
注意:使用搶佔閾值會禁用指定線程的時間片。
參數
- thread_ptr指向先前建立的應用程序線程的指針。
- new_threshold新的搶佔閾值優先級(0到(TX_MAX_PRIORITIES-1)。
- old_threshold指向要返回先前搶佔閾值的位置的指針。
返回值
- TX_SUCCESS(0x00)成功的搶佔閾值更改。
- TX_THREAD_ERROR(0x0E)無效的應用程序線程指針。
- TX_THRESH_ERROR(0x18)指定的新搶佔閾值不是有效的線程優先級((從(0到(TX_MAX_PRIORITIES -1)之外的值))或大於當前線程優先級((較低的優先級))。
- TX_PTR_ERROR(0x03)指向先前搶佔閾值存儲位置的無效指針。
- TX_CALLER_ERROR(0x13)該服務的無效調用者。
UINT tx_thread_preemption_change( TX_THREAD *thread_ptr, UINT new_threshold, UINT *old_threshold);
描述
該服務更改指定線程的優先級。有效優先級的範圍是0到(TX_MAX_PRIORITES-1),其中0表示最高優先級。
注意:指定線程的搶佔閾值將自動設置爲新優先級。若是須要新的閾值,則必須在此調用以後使用tx_thread_preemption_change*服務
參數
- thread_ptr指向先前建立的應用程序線程的指針。
- new_priority新線程優先級(0到(TX_MAX_PRIORITIES-1))。
- old_priority指向一個位置的指針,以返回線程先前的優先級
返回值
- TX_SUCCESS(0x00)成功的優先級更改。
- TX_THREAD_ERROR(0x0E)無效的應用程序線程指針。
- TX_PRIORITY_ERROR(0x0F)指定的新優先級無效(((0到(TX_MAX_PRIORITIES-1)之外的值))。
- TX_PTR_ERROR(0x03)指向先前優先級存儲位置的無效指針。
- TX_CALLER_ERROR(0x13)該服務的無效調用者。
UINT tx_thread_priority_change( TX_THREAD *thread_ptr, UINT new_priority, UINT *old_priority);
描述
此服務放棄處理器的控制權,轉交給其餘相同或更高優先級的處於就緒狀態的線程
除了將控制權放棄給相同優先級的線程以外,此服務還將控制權放棄給因爲當前線程的搶佔閾值設置而阻止執行的最高優先級線程。
參數
空
返回值
空
VOID tx_thread_relinquish(VOID);
描述
此服務將指定的線程重置爲在線程建立時定義的入口點執行。線程必須處於TX_COMPLETED或TX_TERMINATED狀態才能重置
注意:必須恢復(resume)該線程以使其再次執行
參數
- thread_ptr指向先前建立的線程的指針。
返回值
- TX_SUCCESS(0x00)成功的線程重置。
- TX_NOT_DONE(0x20)指定的線程不處於TX_COMPLETED或TX_TERMINATED狀態。
- TX_THREAD_ERROR(0x0E)無效的線程指針。
- TX_CALLER_ERROR(0x13)該服務的無效調用者。
UINT tx_thread_reset(TX_THREAD *thread_ptr);
描述
該服務將恢復或準備執行先前由tx_thread_suspend調用暫停的線程。此外,此服務將恢復在沒有自動啓動的狀況下建立的線程。
參數
- thread_ptr指向掛起的應用程序線程的指針。
返回值
- TX_SUCCESS(0x00)成功的線程恢復。
- TX_SUSPEND_LIFTED(0x19)先前設置的延遲暫停已取消。
- TX_THREAD_ERROR(0x0E)無效的應用程序線程指針。
- TX_RESUME_ERROR(0x12)指定的線程沒有被掛起,或者以前被tx_thread_suspend之外的服務掛起。
UINT tx_thread_resume(TX_THREAD *thread_ptr);
描述
此服務掛起指定的應用程序線程。線程能夠調用此服務來掛起自身。
掛起後,必須由tx_thread_resume恢復該線程才能再次執行。
注意:若是指定的線程因爲其餘緣由已經掛起,則此掛起操做將在內部保持,直到先前的掛起解除爲止。當發生這種狀況時,將執行指定線程的無條件掛起。進一步的無條件停止請求無效。
參數
- thread_ptr指向應用程序線程的指針。
返回值
- TX_SUCCESS(0x00)成功的線程掛起。
- TX_THREAD_ERROR(0x0E)無效的應用程序線程指針。
- TX_SUSPEND_ERROR(0x14)指定的線程處於終止或完成狀態。
- TX_CALLER_ERROR(0x13)該服務的無效調用者。
UINT tx_thread_suspend(TX_THREAD *thread_ptr);
描述
此服務使調用線程在指定的計時器刻度數內掛起。與計時器刻度相關的物理時間量是特定於應用程序的。只能從應用程序線程調用此服務。
參數
- timer_ticks用於暫停調用應用程序線程的計時器滴答數,範圍從0到0xFFFFFFFF。若是指定0,則服務將當即返回。
返回值
- TX_SUCCESS(0x00)成功的線程睡眠。
- TX_WAIT_ABORTED(0x1A)暫停被另外一個線程,計時器或ISR停止。
- TX_CALLER_ERROR(0x13)從非線程調用的服務。
UINT tx_thread_sleep(ULONG timer_ticks);
描述
該服務註冊了一個通知回調函數來處理線程堆棧錯誤。當ThreadX在執行過程當中檢測到線程堆棧錯誤時,它將調用此通知函數來處理錯誤。錯誤的處理徹底由應用程序定義。從暫停違規線程到重置整個系統,任何事情均可以完成。
注意:必須定義TX_ENABLE_STACK_CHECKING 配置選項,以便此服務返回性能信息。
參數
- error_handler指向應用程序的堆棧錯誤處理功能的指針。若是此值爲TX_NULL,則禁用通知。
返回值
- TX_SUCCESS(0x00)成功的線程重置。
- TX_FEATURE_NOT_ENABLED(0xFF)系統未在啓用性能信息的狀況下進行編譯。
UINT tx_thread_stack_error_notify(VOID (*error_handler)(TX_THREAD *));
- 描述
- 該服務終止指定的應用程序線程,而無論該線程是否被掛起。線程能夠調用此服務以終止自身。
- 應用程序有責任確保線程處於適合終止的狀態。例如,線程不該在關鍵應用程序處理期間或在其餘中間件組件內部終止,不然可能會使這種處理處於未知狀態。**
- 終止後,必須重置線程以使其再次執行。
- 參數
- thread_ptr指向應用程序線程的指針。
- 返回值
- TX_SUCCESS(0x00)成功終止線程。
- TX_THREAD_ERROR(0x0E)無效的應用程序線程指針。
- TX_CALLER_ERROR(0x13)該服務的無效調用者。
UINT tx_thread_terminate(TX_THREAD *thread_ptr);
描述
該服務更改指定應用程序線程的時間片。爲線程選擇時間片可確保在相同或更高優先級的其餘線程有機會執行以前,它不會執行超過指定數量的計時器滴答。
注意:使用搶佔閾值會禁用指定線程的時間片。
參數
- thread_ptr指向應用程序線程的指針。
- new_time_slice新的時間片值。合法值包括TX_NO_TIME_SLICE和從1到0xFFFFFFFF的數值。
- old_time_slice指向用於存儲指定線程的先前時間片值的位置的指針。
返回值
- TX_SUCCESS(0x00)成功的時間切片機會。
- TX_THREAD_ERROR(0x0E)無效的應用程序線程指針。
- TX_PTR_ERROR(0x03)指向先前時間片存儲位置的無效指針。
- TX_CALLER_ERROR(0x13)該服務的無效調用者。
UINT tx_thread_time_slice_change( TX_THREAD *thread_ptr, ULONG new_time_slice, ULONG *old_time_slice);
描述
此服務停止睡眠或指定線程的任何其餘對象掛起。若是等待被停止,則線程正在等待的服務將返回TX_WAIT_ABORTED值。
注意:該服務不會釋放由tx_thread_suspend服務進行的顯式掛起。
參數
- thread_ptr指向先前建立的應用程序線程的指針。
返回值
- TX_SUCCESS(0x00)成功的線程等待停止。
- TX_THREAD_ERROR(0x0E)無效的應用程序線程指針。
- TX_WAIT_ABORT_ERROR(0x1B)指定的線程未處於等待狀態。
UINT tx_thread_wait_abort(TX_THREAD *thread_ptr);