Raw-OS源代码分析之同优先级任务切换

分析的内核版本号截止到2014-04-15，基于1.05正式版，blogs会及时跟进最新版本号的内核开发进度，若源代码凝视出现”？？？”字样，则是未深究理解部分。

Raw-OS官方站点：http://www.raw-os.org/

Raw-OS托管地址：https://github.com/jorya/raw-os/

1.同优先级任务轮转

比如，系统中创建有两个同样优先级任务Task A和Task B，而且已经增加到就绪队列。

当Task A时间片用完时，由于同优先级，会被系统调度至就绪队列的末尾，那么Task B就開始执行，当Task B时间片耗尽时，相同也会被系统调度至就绪队列末尾，由此，系统调度时实现相同优先级的轮转。

2.系统计数的内核实现

一般对于OS来说，都会有一个系统时钟节拍，来提供系统计数用途，并且，这个系统计数是专门用一个中断来实现，所以在非常多芯片架构都会专门分开tick和timer的外设，至于系统计数，是移植相关的部分，在Raw-OS官网提供的移植都包含这个部分，所以不须要阁下去做

硬件移植依据Raw-OS的宏配置文件设置tick间隔，初始化芯片外设，这里关心的是内核实现。

在系统时钟中断服务函数中，重点关注的是raw_time_tick()函数，至于由task 0推送事件，临时还没研究过，所以在内核宏配置我是先不去实现，一般的固定写法是：

void tick_isr(){
	/* 中断ISR进入，进入中断时必须先调用 */
	raw_enter_interrupt();

	/* 宏配置中先不要实现task 0，还没研究过源代码，不懂怎么去解释？？？ */
	#ifdef (CONFIG_RAW_TASK_0 == 1)
		/* task 0 转发？？？ */
		task_0_tick_post();
	#else
		/* 调用系统时间tick处理函数 */
		raw_time_tick();
	#endif

	/* 中断ISR退出，退出中断时必须配套raw_enter_interrupt()使用，这里可能发生中断任务切换 */
	raw_finish_int();
}

那么raw_time_tick()函数就干以下的事

看着源代码凝视消化一下吧~码字确实是非常累的事情，但尼玛抠图是更累的事情~

RAW_VOID raw_time_tick(void)
{
	/* 开启task0宏后，不能在中断调用该函数？？？要使用task_0_post？？？ */
	#if (CONFIG_RAW_TASK_0 > 0)
	if (raw_int_nesting) {
		RAW_ASSERT(0);
	}
	#endif

	/* 移植相关，调用tick的hook函数 */
	#if (CONFIG_RAW_USER_HOOK > 0)
	raw_tick_hook();
	#endif

	#if (CONFIG_RAW_TICK_TASK > 0)
	/*
	 * 在raw_os_init()，依据宏配置会选择是否把tick封装成任务，若封装成任务则会建
	 * 立一个优先级别为1的任务，而且在任务函数中堵塞在tick_task_obj的信号量上
	 *
	 * 假设tick计数为单独一个任务时，在这里释放tick任务信号量，在调度后立即执行tick task
	 * 终于调用tick_list_update()更新tick list
	 */
	raw_task_semaphore_put(&tick_task_obj);
	#else
	/* 假设tick计数不作为一个单独任务，直接更新tick list */
	tick_list_update();
	#endif

	/* 计算更新任务轮转时间片 */
	#if (CONFIG_SCHED_FIFO_RR > 0)
	calculate_time_slice(raw_task_active->priority);
	#endif

	/* 通知软件定时器任务更新信息，用于处理系统创建的软件定时器部分 */
	#if (CONFIG_RAW_TIMER > 0)
	call_timer_task();
	#endif
}

那么，终于发生计算任务超时事件实现同优先级轮转会发生在calculate_time_slice()函数中，直接看凝视的源代码：

void calculate_time_slice(RAW_U8 task_prio)
{
	RAW_TASK_OBJ   *task_ptr;
	LIST *head;

	RAW_SR_ALLOC();
	/* 获取就绪hash表中最高优先级的就绪链表头 */
	head = &raw_ready_queue.task_ready_list[task_prio];

	RAW_CRITICAL_ENTER();

	/* 就绪链表中没有就绪任务时，返回，这样的情况怎么发生？？？ */
	if (is_list_empty(head)) {

		RAW_CRITICAL_EXIT();
		return;
	}

	/*
	 * 当前就绪链表头的下一个元素就是第一个就绪任务，这个任务同一时候也是最高优先级任务
	 * 通过list_entry获取任务控制块地址
	 */
	task_ptr = list_entry(head->next, RAW_TASK_OBJ, task_list);

	/* 假设任务是FIFO调度，则不须要计算时间 */
	if (task_ptr->sched_way == SCHED_FIFO) {

		RAW_CRITICAL_EXIT();
		return;
	}

	/*
	这里推断获取最高优先级就绪链表中是否仅仅有一个任务，假设是，返回，
	说明仅仅有一个最高优先级任务时，永远执行这个任务，由于没有同样优先级作为轮转操作
	注：IDLE任务必须满足这个条件
	 */
	if (head->next->next == head)  {

		RAW_CRITICAL_EXIT();
		return;

	}

	/* 当前任务时间片减1 */
	if (task_ptr->time_slice) {
		task_ptr->time_slice--;
	}

	/* 当前任务时间片不为0，返回，即任务时间片未消耗完，返回 */
	if (task_ptr->time_slice) {
		RAW_CRITICAL_EXIT();
		return;
	}

	/*
	 * 任务时间片为0后，将当前执行的任务转移到同优先级别的就绪链表的表尾
	 * 原来在这里实现同优先级任务的轮转
	 */
	move_to_ready_list_end(&raw_ready_queue, task_ptr);

	/* 加入到表尾时重置该任务的时间片，等待下次调度时有原来设置的时间片 */
	task_ptr->time_slice = task_ptr->time_total;

	RAW_CRITICAL_EXIT();
}

最后能够总结了，每一次系统tick都会产生一个中断，然后在tick isr中更新系统时钟，和做一些其它有关须要用到系统时间的操作，对于本节讨论的同优先级任务轮转，会终于在tick isr中更新就绪队列来实现，至于完整地实现更新就绪队列，系统调度，在下节连同系统中断架构一起解说