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

System Task Manager

任务管理器是一个系统任务进程，在每次RTX内核时钟发生timer tick interrupt时会运行，也就是每次RTX内核时钟发生中断都会运行。这个进程拥有最高的优先级而不会被其他进程取代。这个进程的基本任务，就是负责调度用户的任务进程。

基于RTX内核的用户任务进程，并不真正意义上是同时运行，他们是分时间片来运行的，time-sliced。可用的CPU timer，会切分成很小的时间片。RTX内核将一个时间片分配给某个任务进程。因为一个时间片很短（默认的时间片是10ms），所以看起来任务进程像是同步运行的。

每个任务进程执行的最小时间长度是一个时间片的长度。如果任务进程通过调用os_tsk_pass交出了时间片，或者调用了wait library中的一个API函数，那么RTX内核会切换到下一个ready进程去run。可以再RTX_Config.c中配置时间片长度。

任务管理器，是一个system tick timer任务进程，负责管理其他的所有任务进程。它管理进程的延时超时，将等待的进程置于sleep状态。当需要的事件发生时，它会将对应的进程重新置于read状态去run。这就是为什么它有最高优先级的原因。

任务管理器不仅在RTX内核时钟中断时才运行，同样当一个中断函数调用isr_函数时它也运行。这是因为中断并不能让当前任务进程处于等待状态，因为中断也无法做任务进程的切换工作。然后，中断可以产生事件、信号量、消息给高优先级的任务。高优先级的任务会在当前中断完成之后，抢占当前任务。

为了做到上述这一点，因此，当前中断将会在其将要完成之时，强制产生RTX内核时钟中断。这个强制产生的RTX内核时钟中断，会让任务管理器开始运行。这样任务管理器开始处理所有的任务进程，并将高优先级的任务进程置于running state。最后高优先级的任务进程得以运行。

注意：

任务管理进程，也叫system tick timer任务进程，是一个系统进程，所以由系统自动创建。

Cortex-M处理器的RTX Library使用该系列处理的增强特性，所有的RTX系统函数运行在SVC模式下。

 

Task Management

每个RTX任务进程，必定处于以下的一个确定状态下:

1，RUNNING

正在running的任务进程处于这个state。一个时刻只会有一个进程处于这个状态。os_tsk_self()可以返回当前正在跑的任务进程ID。

2，READY

已经准备好run的任务进程还没run，处于ready的状态。当处于running state的任务进程完成运行时，RTX内核会从处于READY状态的任务进程中挑出优先级最高的一个来运行。

3，WAIT_DLY

等待一段延时时间结束的任务进程，处于这个状态。当延时结束后，该任务进程会切换到READY状态。任务进程调用os_dly_wait()函数，可会处于WAIT_DLY状态。

4，WAIT_ITV

等待一个interval完成的任务进程，处于这个状态。当一个interval延时之后，该任务进程会切换到READY状态。任务进程调用os_itv_wait()函数，可会处于WAIT_ITV状态。

5，WAIT_OR

等待至少一个事件标志位被置位的任务进程，处于这个状态。当等待的事件发生之后，该任务进程会切换到READY状态。任务进程调用os_evt_wait_or()函数，可会处于WAIT_OR状态。

6，WAIT_AND

等待所有事件标识位被置位的任务进程，处于这个状态。当所有等待的事件都发生之后，该任务进程会切换到READY状态。任务进程调用os_evt_wait_and()函数，可会处于WAIT_AND状态。

7，WAIT_SEM

等待一个信号量的任务进程，处于这个状态。当token还给semaphore的时候，该任务进程会切换到READY状态。任务进程调用os_sem_wait()函数，可会处于WAIT_SEM状态。

8，WAIT_MUT

等待一个互斥锁的任务进程，处于这个状态。当互斥锁被释放之后，该任务进程会获得这个互斥锁并切换到READY状态。任务进程调用os_mut_wait()函数，可会处于WAIT_MUT状态。

9，WAIT_MBX

等待从mailbox接收一个消息的任务进程，处于这个状态。当消息抵达之后，该任务进程会切换到READY状态。任务进程调用os_mbx_wait()函数，可会处于WAIT_MBX状态。

当mailbox满的时候，需要发送消息的任务进程也会等待，也会被置于WAIT_MBX状态。知道有1个消息从mailbox中被取走，该任务进程会切换到READY状态。在这种情况下，该任务进程调用os_mbx_send()，就会使得该进程处于WAIT_MBX状态。

10，INACTIV

并没有被启动的任务进程，或者被注销的任务进程就处于这个状态。调用os_tsk_create()，会启动一个任务进程；可以通过调用os_tsk_delete()而是该进程处于INACTIV状态。

 

Idle Task

当没有任务进程是准备好可以run的时候，RTX内核会执行idle任务进程os_idle_demon。该进程就是一个无限循环，例如：

for (;;);

一些ARM处理器提供了idle mode来节省功率消耗。当处理器处于idle mode时，program会被停止运行，除了中断和外设。

os_idle_demon是由系统创建的，并且在没有其他任务进程时运行，此时RTX 内核会设置处理器进入idle mode。当RTX内核时钟中断或者其他中断发生时，处理器会被唤醒，然后程序继续运行。

用户可以在os_idle_demon创建自己的程序代码。