RTOS沒(méi)有執(zhí)行任務(wù)，CPU在干嘛？

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前幾天，有小伙伴問(wèn)了大概這么一個(gè)問(wèn)題：RTOS有很多任務(wù)，如果沒(méi)有執(zhí)行任務(wù)了，都在延時(shí)等待（如vTaskDelay），或等待事件觸發(fā)（如xQueueReceive），CPU在干嘛？

從裸機(jī)轉(zhuǎn)向RTOS的小伙伴，不知道你有沒(méi)有過(guò)這樣的疑問(wèn)？

裸機(jī) vs 系統(tǒng)

裸機(jī)情況下，就是一個(gè)while死循環(huán)：

int main(void){  /* 初始化 */  while(1)  {  /* 循環(huán)處理多項(xiàng)事情 */  }}

換上RTOS就是為了提高CPU利用率，使其執(zhí)行多個(gè)任務(wù)（多個(gè)while）：

void?Task1(void){  /* 初始化 */  while(1)  {    /* 處理事情1 */  }}
void Task2(void){  /* 初始化 */  while(1)  {    /* 處理事情2 */  }}
void?Task3(void)void Task4(void)......

通過(guò)對(duì)比裸機(jī)和操作系統(tǒng)的區(qū)別，再結(jié)合開(kāi)篇的問(wèn)題，你能聯(lián)想到什么？

裸機(jī)情況下，CPU永遠(yuǎn)都在while（1）大循環(huán)中。那么，在操作系統(tǒng)下，CPU除了執(zhí)行任務(wù)中的while，其他時(shí)間都執(zhí)行到哪兒去了？

答案是：CPU在執(zhí)行操作系統(tǒng)自帶的空閑任務(wù)/線程/進(jìn)程。

OS空閑任務(wù)

我們打開(kāi)Windows系統(tǒng)的任務(wù)管理器，不操作電腦時(shí)，你會(huì)發(fā)現(xiàn)一個(gè)進(jìn)程CPU占有率很高：

沒(méi)錯(cuò)，這個(gè)進(jìn)行就是系統(tǒng)空閑進(jìn)程。

在RTOS實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)中，也有一個(gè)類(lèi)似這樣的線程（任務(wù)），叫空閑任務(wù)。

uCOS中空閑任務(wù)叫：OS_TaskIdleFreeRTOS中空閑任務(wù)叫：prvIdleTask

當(dāng)然你在線調(diào)試帶有RTOS操作系統(tǒng)的項(xiàng)目時(shí)，暫停運(yùn)行代碼，有很大概率CPU會(huì)執(zhí)行到空閑任務(wù)。

比如uCOS空閑函數(shù)：

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                           */    }}

其實(shí)，你會(huì)發(fā)現(xiàn)這個(gè)系統(tǒng)空閑函數(shù)也沒(méi)什么代碼，就是在哪兒“死循環(huán)”。

這里有一個(gè)?OSTaskIdleHook();函數(shù)是提供給用戶(hù)的，默認(rèn)情況下，這個(gè)函數(shù)也是啥東西沒(méi)有，需要用戶(hù)根據(jù)自己情況添加代碼。這里可以參看我之前分享的文章：RTOS中鉤子函數(shù)HOOK的用途及用法。

所以，回到本文的問(wèn)題：RTOS沒(méi)有執(zhí)行任務(wù)，CPU在干嘛？

答案是：默認(rèn)情況下，啥都沒(méi)干！當(dāng)然，如果你看到CPU太閑了，你也可以讓它干點(diǎn)事。比如在上面的 OSTaskIdleHook() 函數(shù)里面添加一句打印輸出：

printf("CPU在偷懶了...nr");

最后，你對(duì)RTOS實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)內(nèi)核了解多少？有多少小伙伴閱讀過(guò)內(nèi)核源碼？