FREE RTOS 中的任務搶占

Question

瀏覽 Free RTOS 的手冊，我遇到了一個句子，其中提到

需要注意的是，時間片的結束並不是調度程序可以運行的唯一位置 select； 正如本書將展示的那樣，調度程序還將 select 在當前執行的任務進入阻塞 state 或當中斷將更高優先級任務移動到就緒 Z9ED39E2EA931586B6EZ985A6 后立即運行一個新任務。

我對免費 RTOS 中搶占的工作方式感到困惑。 考慮優先級為 1 的任務 A 正在運行 state。 還要考慮當任務 A 處於時間片中間時，具有更高優先級 2 的任務 B 進入 READY state。

Q1：手冊中所說的中斷是什么類型的？

Q2：當任務 A 正在運行 state 時，中斷是唯一讓任務 B 進入 READY state 的方法嗎？

Q3：如果Q2的回答是否定的，如果不是中斷驅動，什么時候會發生任務切換？ 是在時隙結束之后還是立即在時間片的中間而不等待時間片的結束？

Answer 1

您描述了以下情況，其中您有兩個具有不同優先級的任務：

• 優先級為 1（較低）的任務 A，當前處於 RUNNING state
• 優先級為 2（更高）的任務 B，進入 READY state

在這種情況下，重要的是要問自己一個問題——導致這種情況的可能情況是什么？

在 FreeRTOS 中處理不同優先級的任務時，一般的經驗法則是優先級較高的任務將獲得所有可用時間，除非它由於被 SUSPENDED、BLOCKED（等待隊列、信號量、互斥鎖）或 put 而無法運行延遲（這也進入 BLOCKED 狀態）。 因此，在您的情況下 - 任務 A 永遠不會進入 RUNNING state ，除非任務 B 之前被暫停或阻塞。

要回答您的問題：

Q1：手冊中所說的中斷是什么類型的？

我假設他們正在談論一種情況，即任務 B 由於等待信號量/隊列而處於阻塞的 state 並且您從中斷中“提供信號量”/“發送到隊列”。 發生這種情況的示例：IO 級中斷提供信號量，UART 中斷將接收到的字節推入隊列。

Q2：當任務 A 正在運行 state 時，中斷是唯一讓任務 B 進入 READY state 的方法嗎？

我會說不。 想到的其他例子（除了上面提到的中斷情況）：

• 任務 B 已暫停，任務 A 決定恢復任務 B。當您這樣做時，任務 B 應立即恢復執行並從此時開始占用所有可用時間，除非它再次進入 SUSPENDED 或 BLOCKED state。

• 任務 B 正在等待任務 A 持有的互斥鎖，任務 A 將其釋放。

• 任務 B 正在等待信號量/隊列，任務 A“提供信號量”、“發送到隊列”。

• 任務 B 處於延遲狀態，延遲結束。

Q3：如果Q2的回答是否定的，如果不是中斷驅動，什么時候會發生任務切換？ 是在時隙結束之后還是立即在時間片的中間而不等待時間片的結束？

我已經在上面列出了可能的例子。 再說一遍 - 當您有兩個具有不同優先級的任務時，除非較高優先級的任務進入 BLOCKED 或 SUSPENDED state，否則它將占用較低優先級任務的所有可用時間。 雖然從技術上講，在這種情況下您仍然可以談論“時間片”，但所有片都將由更高優先級的任務分配/使用。 因此，只有當您有兩個或多個任務以相同的優先級運行時，才真正有意義地談論“時間切片”，在這種情況下，時間應該在它們之間平均分配（除非它們被阻塞或暫停）。