ARM RTX操作系統—Theory of Operation—System Task Manager & Task Management

来源:http://www.cnblogs.com/ironx/archive/2016/01/17/5137219.html
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System Task Manager 任務管理器是一個系統任務進程,在每次RTX內核時鐘發生timer tick interrupt時會運行,也就是每次RTX內核時鐘發生中斷都會運行。這個進程擁有最高的優先順序而不會被其他進程取代。這個進程的基本任務,就是負責調度用戶的任務進程。 基於RTX內核的用...


System Task Manager

任務管理器是一個系統任務進程,在每次RTX內核時鐘發生timer tick interrupt時會運行,也就是每次RTX內核時鐘發生中斷都會運行。這個進程擁有最高的優先順序而不會被其他進程取代。這個進程的基本任務,就是負責調度用戶的任務進程。

基於RTX內核的用戶任務進程,並不真正意義上是同時運行,他們是分時間片來運行的,time-sliced。可用的CPU timer,會切分成很小的時間片。RTX內核將一個時間片分配給某個任務進程。因為一個時間片很短(預設的時間片是10ms),所以看起來任務進程像是同步運行的。

每個任務進程執行的最小時間長度是一個時間片的長度。如果任務進程通過調用os_tsk_pass交出了時間片或者調用了wait library中的一個API函數,那麼RTX內核會切換到下一個ready進程去run。可以再RTX_Config.c中配置時間片長度。

任務管理器,是一個system tick timer任務進程,負責管理其他的所有任務進程。它管理進程的延時超時,將等待的進程置於sleep狀態。當需要的事件發生時,它會將對應的進程重新置於read狀態去run。這就是為什麼它有最高優先順序的原因。

任務管理器不僅在RTX內核時鐘中斷時才運行,同樣當一個中斷函數調用isr_函數時它也運行。這是因為中斷並不能讓當前任務進程處於等待狀態,因為中斷也無法做任務進程的切換工作。然後,中斷可以產生事件、信號量、消息給高優先順序的任務。高優先順序的任務會在當前中斷完成之後,搶占當前任務。

為了做到上述這一點,因此,當前中斷將會在其將要完成之時,強制產生RTX內核時鐘中斷。這個強制產生的RTX內核時鐘中斷,會讓任務管理器開始運行。這樣任務管理器開始處理所有的任務進程,並將高優先順序的任務進程置於running state。最後高優先順序的任務進程得以運行。

註意:

任務管理進程,也叫system tick timer任務進程,是一個系統進程,所以由系統自動創建。

Cortex-M處理器的RTX Library使用該系列處理的增強特性,所有的RTX系統函數運行在SVC模式下。

 

Task Management

每個RTX任務進程,必定處於以下的一個確定狀態下:

1,RUNNING

正在running的任務進程處於這個state。一個時刻只會有一個進程處於這個狀態。os_tsk_self()可以返回當前正在跑的任務進程ID。

2,READY

已經準備好run的任務進程還沒run,處於ready的狀態。當處於running state的任務進程完成運行時,RTX內核會從處於READY狀態的任務進程中挑出優先順序最高的一個來運行。

3,WAIT_DLY

等待一段延時時間結束的任務進程,處於這個狀態。當延時結束後,該任務進程會切換到READY狀態。任務進程調用os_dly_wait()函數,可會處於WAIT_DLY狀態。

4,WAIT_ITV

等待一個interval完成的任務進程,處於這個狀態。當一個interval延時之後,該任務進程會切換到READY狀態。任務進程調用os_itv_wait()函數,可會處於WAIT_ITV狀態。

5,WAIT_OR

等待至少一個事件標誌位被置位的任務進程,處於這個狀態。當等待的事件發生之後,該任務進程會切換到READY狀態。任務進程調用os_evt_wait_or()函數,可會處於WAIT_OR狀態。

6,WAIT_AND

等待所有事件標識位被置位的任務進程,處於這個狀態。當所有等待的事件都發生之後,該任務進程會切換到READY狀態。任務進程調用os_evt_wait_and()函數,可會處於WAIT_AND狀態。

7,WAIT_SEM

等待一個信號量的任務進程,處於這個狀態。當token還給semaphore的時候,該任務進程會切換到READY狀態。任務進程調用os_sem_wait()函數,可會處於WAIT_SEM狀態。

8,WAIT_MUT

等待一個互斥鎖的任務進程,處於這個狀態。當互斥鎖被釋放之後,該任務進程會獲得這個互斥鎖並切換到READY狀態。任務進程調用os_mut_wait()函數,可會處於WAIT_MUT狀態。

9,WAIT_MBX

等待從mailbox接收一個消息的任務進程,處於這個狀態。當消息抵達之後,該任務進程會切換到READY狀態。任務進程調用os_mbx_wait()函數,可會處於WAIT_MBX狀態。

當mailbox滿的時候,需要發送消息的任務進程也會等待,也會被置於WAIT_MBX狀態。知道有1個消息從mailbox中被取走,該任務進程會切換到READY狀態。在這種情況下,該任務進程調用os_mbx_send(),就會使得該進程處於WAIT_MBX狀態。

10,INACTIV

並沒有被啟動的任務進程,或者被註銷的任務進程就處於這個狀態。調用os_tsk_create(),會啟動一個任務進程;可以通過調用os_tsk_delete()而是該進程處於INACTIV狀態

 

Idle Task

當沒有任務進程是準備好可以run的時候,RTX內核會執行idle任務進程os_idle_demon。該進程就是一個無限迴圈,例如:

for (;;);
一些ARM處理器提供了idle mode來節省功率消耗。當處理器處於idle mode時,program會被停止運行,除了中斷和外設。

os_idle_demon是由系統創建的,並且在沒有其他任務進程時運行,此時RTX 內核會設置處理器進入idle mode。當RTX內核時鐘中斷或者其他中斷發生時,處理器會被喚醒,然後程式繼續運行。

用戶可以在os_idle_demon創建自己的程式代碼。


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