Raw-OS源码分析之idle任务

        分析的内核版本截止到2014-04-15，基于1.05正式版，blogs会及时跟进最新版本的内核开发进度，若源码注释出现”？？？”字样，则是未深究理解部分。

        Raw-OS官方网站：http://www.raw-os.org/

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

 

        这篇开始会连续几篇讲一讲Raw-OS的状态机编程那点破事，实际上来说，在实践上我并没有用过状态机编程这种思想，可能使用过的某些库是状态机实现的我并不知道，但是在我写过的应用层代码至少没有涉及过状态机编程，但是确实这个也是非常非常好的思想，感觉理解起来很简单，状态机编程的精髓是如何根据需要设计合理的状态机，而并不是状态机执行的过程，当然了~Raw-OS中的状态机模块就相当于QP-NANO的改写版本，童鞋们可以去了解一下QP事件驱动框架，这也是水很深的东西。

        今天就先再回顾Raw-OS中IDLE任务这个东东

 

 

 

        在最开始我们讲Raw-OS初始化的代码的时候讲过，Raw-OS内核在初始化过程中，会建立一个系统最低优先级(255)的任务，这个任务称为IDLE任务，也就是所谓的“空闲任务”，IDLE任务是在系统没有有用任务执行的时候才执行，那么在Raw-OS中，当系统没什么事可做的时候，执行IDLE任务，而IDLE任务的具体内容，Raw-OS实现了两种操作：

 

 

 

        第一，在开发和调试用户业务逻辑代码的时候，使用实现1，即监控各个任务的任务堆栈使用情况，在开发阶段，监控任务堆栈的做法使得任务运行过程可以实时监控，各个任务所需的系统资源可以达到收敛的情况

IDLE任务监控各个用户任务代码：

/*
 * 当开启RAW_SYSTEM_CHECK宏时，idle任务其实做的事情很简单
 * 就是不断测试系统各个任务栈空间的剩余情况，在Raw-OS中，开启RAW_SYSTEM_CHECK宏后，
 * idle任务就当检测到任何任务的剩余栈空间少于12%时，系统就会down掉，打印哪个任务出现这种情况
 * 是为了在用户应用层开发的时候避免系统产生不必要的无故down机的检测手段
 */
#if (RAW_SYSTEM_CHECK > 0)
RAW_VOID raw_idle_task(void *p_arg)
{
	LIST *iter;
	RAW_TASK_OBJ						 *task_ptr;
	PORT_STACK  *task_stack;

	RAW_U32 free_stack;

	RAW_SR_ALLOC();
	p_arg = p_arg; /* Make compiler happy ^_^ */

	/* 现在可以回头去看看task creat函数关于加入到系统debug链表的实现 */
	iter = system_debug.task_head.next;

	while (1) {

		free_stack = 0u;
		/*
		 * 任务通过任务TCB的stack_check_list元素连接成系统debug链表
		 * 这里通过存在debug链表的stack_check_list，逆计算出任务TCB地址
		 */
		task_ptr = list_entry(iter,RAW_TASK_OBJ, stack_check_list);

		/*
		 * 计算任务栈剩余空间时要注意CPU的栈空间生长的方向，低地址->高地址还是高地址->低地址
		 */
		#if (RAW_CPU_STACK_DOWN > 0)
		task_stack = task_ptr->task_stack_base;
		/* 如果堆栈是向下生成(高地址->低地址)，那么栈顶在低地址，统计时往上计数 */
		while (*task_stack++ == 0u) {
			free_stack++;
			/* 逻辑运算右移1位相当于/2，右移3位相当于/8，那么结果就是1/8*100% = 12% */
			if (free_stack > (task_ptr->stack_size >> 3)) {
				break;
			}
		}

		#else
		task_stack = (PORT_STACK *)(task_ptr->task_stack_base) + task_ptr->stack_size - 1;
		/* 如果堆栈是向上生成(低地址->高地址)，那么栈顶在低地址，统计时往下计数 */
		while (*task_stack-- == 0) {
			free_stack++;
			/* 逻辑运算右移1位相当于/2，右移3位相当于/8，那么结果就是1/8*100% = 12% */
			if (free_stack > (task_ptr->stack_size >> 3)) {
				break;
			}
		}
		#endif

		TRACE_TASK_STACK_SPACE(task_ptr);
		/* 统计idle任务运行次数 */
		raw_idle_count++;

		RAW_CPU_DISABLE();

		if (task_ptr->task_state != RAW_DELETED) {

			/* 这里就是判断任务栈空间的剩余大小，小于任务总堆栈空间的12%时，down掉打印信息 */
			if (free_stack < (task_ptr->stack_size >> 3)) {
				RAW_ASSERT(0);
			}

			/* 更新到系统debug的堆栈检查链表中的下一个任务，知道完整历遍一次stack_debug链表 */
			iter = iter->next;
			if (iter == (&(system_debug.task_head))) {
				iter = system_debug.task_head.next;
			}

		}

		/* 当在idle堆栈检查前任务已被删除，那么就马上跳过，再检索下下个堆栈检查链表任务 */
		else {
			iter = system_debug.after_delete_list;
		}

		RAW_CPU_ENABLE();
	}
}

        第二，当用户任务开发完成时，通常会使用第二个实现，就是使用协程，但是这个协程是什么呢，这里仅仅需要知道，IDLE使用协程，其实就是调用一个钩子函数，这个钩子函数命名为“协程”而已，完全可以当做，就是IDLE任务的执行时，调用一个用户自定义的钩子函数，这个钩子函数称为“协程的钩子”而已，完事

#else

/*
 * 未开启RAW_SYSTEM_CHECK宏时，idle任务其实做的事情很简单
 * 仅仅是全局统计运行idle任务次数的raw_idle_count变量自加，可以检索系统运行多少次idle任务
 * 然后调用所谓的“协程”，“协程”其实就是一个运行在idle任务的钩子函数
 *
 * 不过“协程”这个东西可以利用一些思想和编程技巧来实现比较有趣的东西
 * 在Raw-OS中就存在一个叫做“空闲事件编程”的东东，很有意思
 */
RAW_VOID raw_idle_task (void *p_arg)
{
	RAW_SR_ALLOC();

	p_arg = p_arg; /* Make compiler happy ^_^ */

	while (1) {

		USER_CPU_INT_DISABLE();
		/* 统计idle任务运行次数 */
		raw_idle_count++;

		USER_CPU_INT_ENABLE();
		/* idle任务中的协程钩子函数 */
		raw_idle_coroutine_hook();
	}
}

#endif