前几天,有小伙伴问了大概这么一个问题:RTOS有很多任务,如果没有执行任务了,都在延时等待(如vTaskDelay),或等待事件触发(如xQueueReceive),CPU在干嘛?
从裸机转向RTOS的小伙伴,不知道你有没有过这样的疑问?
裸机 vs 系统
裸机情况下,就是一个while死循环:
int main(void){ /* 初始化 */ while(1) { /* 循环处理多项事情 */ }}换上RTOS就是为了提高CPU利用率,使其执行多个任务(多个while):
void Task1(void){ /* 初始化 */ while(1) { /* 处理事情1 */ }}void Task2(void){ /* 初始化 */ while(1) { /* 处理事情2 */ }}void Task3(void)void Task4(void)......通过对比裸机和操作系统的区别,再结合开篇的问题,你能联想到什么?
裸机情况下,CPU永远都在while(1)大循环中。那么,在操作系统下,CPU除了执行任务中的while,其他时间都执行到哪儿去了?
答案是:CPU在执行操作系统自带的空闲任务/线程/进程。
OS空闲任务
我们打开Windows系统的任务管理器,不操作电脑时,你会发现一个进程CPU占有率很高:
没错,这个进行就是系统空闲进程。
在RTOS实时操作系统中,也有一个类似这样的线程(任务),叫空闲任务。
uCOS中空闲任务叫:OS_TaskIdleFreeRTOS中空闲任务叫:prvIdleTask当然你在线调试带有RTOS操作系统的项目时,暂停运行代码,有很大概率CPU会执行到空闲任务。
比如uCOS空闲函数:
void OS_TaskIdle (void *p_arg){#if OS_CRITICAL_METHOD == 3u /* Allocate storage for CPU status register */ OS_CPU_SR cpu_sr = 0u;#endif p_arg = p_arg; /* Prevent compiler warning for not using 'p_arg' */ for (;;) { OS_ENTER_CRITICAL(); OSIdleCtr++; OS_EXIT_CRITICAL(); OSTaskIdleHook(); /* Call user definable HOOK */ }}其实,你会发现这个系统空闲函数也没什么代码,就是在哪儿“死循环”。
这里有一个 OSTaskIdleHook();函数是提供给用户的,默认情况下,这个函数也是啥东西没有,需要用户根据自己情况添加代码。这里可以参看我之前分享的文章:RTOS中钩子函数HOOK的用途及用法。
所以,回到本文的问题:RTOS没有执行任务,CPU在干嘛?
答案是:默认情况下,啥都没干!
当然,如果你看到CPU太闲了,你也可以让它干点事。比如在上面的 OSTaskIdleHook() 函数里面添加一句打印输出:
printf("CPU在偷懒了...\n\r");最后,你对RTOS实时操作系统内核了解多少?有多少小伙伴阅读过内核源码?