RTOS没有执行任务，CPU在干嘛？

21ic电子网 · 公众号 · 半导体 · 2024-09-26 17:09

正文

作者 | strongerHuang

微信公众号 | strongerHuang

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_TaskIdle
FreeRTOS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。

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？

------------ END ------------

温馨提示：

因最近微信公众平台推送规则改变，很多读者反馈没有及时看到更新的文章。根据最新规则，建议多点击“推荐阅读、分享、收藏”等，成为常读用户。

推荐阅读：

请点下【在看】给小编加鸡腿