RAW OS 基于STM32F1/F4 学习笔记 就绪队列

E-WALKER

开篇先说个题外话前听取了jorya_txj的意见，有些东西的验证可以采取printf的方法，并不要都用硬件仿真。
于是楼主在F4上开启了一路DMA UART
经测试效果良好


于是初步决定和内核内部测试有关的，使用硬件仿真的方法，和内部应用有关的测试，采用UART的方法。


OK,开始这一次的任务，介绍一下硬件和软件的环境：硬件：STM32F4，软件：上一节“任务管理”中的已经创建了3个任务的工程.
我将任务分解为3步



就绪队列的数据结构：
typedef        struct RAW_RUN_QUEUE {

        RAW_U8      highest_priority;                              
        
        LIST          task_ready_list[CONFIG_RAW_PRIO_MAX];                  
        
        RAW_U32     task_bit_map[NUM_WORDS];                  
        
} RAW_RUN_QUEUE;


首先，对RAW_RUN_QUEUE 进行搜索，可以看到这个结构体只定义了一个变量 raw_ready_queue，想必它就维护者整个系统的就绪队列。

void test_task1(void * pParam)
{       
        RAW_U32  * Res;
        while(1)
        {
                Res =  (raw_get_task_user_point(&test_task_obj1, 0));
                if((*Res) == 1)
                {
                        raw_sleep(50);
                }
                UartSendNum("TASK1:now the highest_priority is\n",raw_ready_queue.highest_priority);
                raw_sleep(50);
                if(Switch)
                {
                        space = raw_get_system_global_space();
                }
                raw_task_stack_check(&test_task_obj1, &StackSpace);
        }
       
}


void test_task2(void * pParam)
{       
        RAW_U32  * Res;
        RAW_U32 Task2Tmp = 2;
        while(1)
        {
                raw_sleep(5);
                UartSendNum("TASK2:now the highest_priority is\n",raw_ready_queue.highest_priority);
                raw_sleep(40);
               
        }
}


void test_task3(void * pParam)
{       
        RAW_U32  * Res;
        while(1)
        {
                UartSendNum("TASK3:now the highest_priority is\n",raw_ready_queue.highest_priority);
                raw_sleep(30);               
        }       
}



在三个任务中都调用raw_sleep使任务等待时间信号量而阻塞，从而调度优先级的任务。再用串口发上当前最最高优先级。
经检验，这个优先级指的是当前等待序列中的任务中的最高优先级




结构中的第二项 LIST          task_ready_list[CONFIG_RAW_PRIO_MAX];        
CONFIG_RAW_PRIO_MAX是指当前系统最多支持多少个优先级，可见，为每一个优先级准备了一个链表。


结构中的第二项 LIST          RAW_U32     task_bit_map[NUM_WORDS];   
raw os 找到最高优先级的方法，实质上去查找task_bit_map第一个bit为1的位置。

楼主找到了它的定义处 #define  NUM_WORDS                                        ((CONFIG_RAW_PRIO_MAX + 31) / 32) 起初不理解，后来恍然大悟，每一个链表都需要一个链表头。


任务链表的数据结构：
typedef struct LIST {
        struct LIST        *next;
        struct LIST        *previous;
} LIST;
可见，RAW OS 中链表的结构是双向的。
研究了一番RAW OS 的这个链表的作用
首先，在进入OS后，就绪队列开始起作用，现在有任务优先级分别为11 12 13 的三个任务。


可以发现，就绪队列中的task_ready_list，除了11，12，13，其他任务的LIST 链表头next 和 previous 指向的都是本身。
楼主在思考这个LIST和任务怎么对接的时候翻到了任务控制的结构体。


可以看到，每一个任务控制结构体重都有个task_list 这样的画，对接就可行了，想必是这样的。


最后是相关内核函数:
这里复制一下jorya_txj的原话
1 void add_ready_list_head(RAW_RUN_QUEUE *rq, RAW_TASK_OBJ *task_ptr)

函数功能：
往就绪队列rq里面加入一个任务。也就是说该任务已经处于就绪状态。需要注意的是加入的任务加到就绪队列头部去。

此函数的参数有4个，含义如下:
rq 为指针指向raw os 系统维护的一个优先级队列实体raw_ready_queue。
task_ptr是要准备被加入的任务。

函数的返回值：
无

2 void add_ready_list_end(RAW_RUN_QUEUE *rq, RAW_TASK_OBJ *task_ptr)

函数功能：
往就绪队列rq里面加入一个任务。也就是说该任务已经处于就绪状态。需要注意的是加入的任务加到就绪队列尾部去。

此函数的参数有4个，含义如下:
rq 为指针指向raw os 系统维护的一个优先级队列实体raw_ready_queue。
task_ptr是要准备被加入的任务。

函数的返回值：
无

3 void remove_ready_list(RAW_RUN_QUEUE *rq, RAW_TASK_OBJ *task_ptr)

函数功能：
往就绪队列rq里面移除一个任务。也就是说该任务已经处于非就绪状态。非就绪状态有很多任务状态，具体请参阅任务状态一章。需要注意的是此函数内部可能会更新系统的rq->highest_priority， rq->highest_priority永远维护着整个系统最高的优先级。

此函数的参数有2个，含义如下:
rq 为指针指向raw os 系统维护的一个优先级队列实体raw_ready_queue。
task_ptr是要准备被从就绪态移除出去的任务。

函数的返回值：
无

4 void move_to_ready_list_end(RAW_RUN_QUEUE *rq, RAW_TASK_OBJ *task_ptr)

函数功能：
把任务task_ptr放到就绪队列最后面去。

此函数的参数有2个，含义如下:
rq 为指针指向raw os 系统维护的一个优先级队列实体raw_ready_queue。
task_ptr是要准备放到就绪队列最后面去的任务。

函数的返回值：
无

5 void get_ready_task(RAW_RUN_QUEUE *rq)

函数功能:
更新就绪队列里面优先级最高的任务, 此函数的算法效率相当重要，对实时性有举足轻重的影响，此函数必须要运行时间是恒定的，因为此函数是在关了系统中断情况下使用的需要越快越好，raw os的实现只有3句C语言，具体的请参照相关代码。

此函数的参数有1个，含义如下:
rq为指针指向raw os系统维护的一个优先级队列实体raw_ready_queue。
前4个函数可顾名思义，重点研究get_ready_task函数，因为这个函数在临界区内实现，所以它的速度关乎系统的响应性。
代码如下


void get_ready_task(RAW_RUN_QUEUE *rq)
{
        LIST *node;
        RAW_U8 highest_pri;
       
        if (task_0_events) {

                high_ready_obj = &raw_task_0_obj;
                return;
        }

        highest_pri = rq->highest_priority;
        node = rq->task_ready_list[highest_pri].next;

       
        high_ready_obj = list_entry(node, RAW_TASK_OBJ, task_list);
       
}
list_entry是一个宏定义
#define list_entry(node, type, member)    ((type *)((RAW_U8 *)(node) - (RAW_U32)(&((type *)0)->member)))

通过这句话，(RAW_U8 *)(node)取出最高优先级等待序列中第一个任务tasklist的偏移地址，再减去 (RAW_U32)(&((type *)0)->member)即tasklist 相对于一个结构的偏移地址。取出一个任务控制模块结构的地址。
楼主经仿真，确实如此。图就不贴啦 :)


于是，“就绪队列”结束。

Excellence

xu460313557

楼主不知可否拿出整个代码看看，光这么看，很难理解意思