MQX机制分析——任务管理机制

　　使用操作系统的目的之一就是为了多任务运行，那么任务到底是什么？这一节会简单介绍MQX中的任务。
　　任务是指在任务模板中注册的完成一定功能的函数，但是并不是所有的函数都可以被称为任务，任务有自己的特点，MQX的任务由三个部分组成：任务函数、任务堆栈、任务描述符。任务函数就是任务要完成具体功能的程序。每个任务拥有自己独立的任务栈空间，用于保存任务在调度时的上下文信息、任务内部使用的局部变量以及调用普通函数时保存返回地址等参数。任务描述符关联了任务代码的程序控制块，记录任务的各个属性。

　　在MQX中，一个函数要向成为任务，必须要在任务模板中注册，因为MQX创建任务是根据任务模板里面的参数来创建的，一个任务模板可以创建多个任务实例，多个任务实例所执行的代码是一样的，只不过任务的名称和堆栈等参数不一样。当任务被创建的时候，便会被加入到kernel data中的TD_LIST成员中，这个TD_LIST是一个双向链表，所有的任务都在这个链表中。但是如果使用这个链表进行调度的话便会显得效率很低，于是又使用了就绪队列这个结构来供调度使用（在《启动流程》中有介绍），每个任务被将入到TD_LIST之后，还会将任务放入就绪队列来进行调度。

　　在这里我们所说的队列一般指的双向链表，在MQX中还有其他的队列，比如当调用timne_delay函数把一个任务延时5ms的时候会将任务放入延时队列，_time_delay函数将当前系统时刻与传入的延时时间参数相加，得到该任务延时的“延时时刻”，即唤醒任务的时刻，并把它记录到任务描述符节点（TD_STRUCT）的成员TIMEOUT中，然后将任务从就绪任务队列中移除，以唤醒的时间递增的顺序插入到延时任务队列中。它由队头节点和任务描述符节点组成链表结构，延时任务队列的头节点在MQX系统初始化时创建，并将首地址记录在内核数据区的TIMEOUT_QUEUE指针成员中，便于对延时队列的访问。队头节点的SIZE记录当前延时队列的成员节点数，MAX指明延时队列最大允许的节点数，若MAX的值为0，则队列的长度没有限制。在每个systick的中断终端服务例程中，会对延时任务队列进行遍历，当系统的时间与任务的唤醒时刻一致时，就将这些任务唤醒，使其进入就绪态，回到由任务描述符节点成员MY_QUEUE指定的就绪队列，等待系统的调度。还有当我们使用一些任务同步的方法（如信号量、互斥等）时，任务在等待资源的时候，会将任务加到该资源的等待队列中，这个等待队列中记录的是所有等待该资源的任务，当占有该资源的任务将其释放后，系统从该资源的等待队列中取出第一个并且将它就绪，并且执行调度。

　　回到之前所说的TD_LIST和就绪队列，任务描述符结构体（TD_STRUCT）中的前两个成员TD_NEXT和TD_PREV，这两个成员是TD_STRUCT类型的指针，用于将任务描述符链接起来形成链表，我们之前说每个任务创建时被将入到TD_LIST之后，还会将任务放入就绪队列，这样会出现一个问题：TD_STRUCT只有这两个成员用来链接前后成员的，也就是说当任务被加入到就绪队列中（就绪队列中的任务也是靠TD_NEXT和TD_PREV来维护的）的时候，那么它就会从TD_LIST里面删除。这一点要注意，因为在任务同步中轻量级信号量的等待函数（_lwsem_wait）中，当一个任务等待信号量时，会将这个任务阻塞掉，也就是从就绪队列中移除，但是等待函数中使用的是_QUEUE_UNLINK这个函数来从就绪队列中移除，这个函数的作用是将参数从任意一个双向链表中移除，因为此时任务是处于激活态，也就意味着任务已经不在TD_LIST中维护，而是在就绪队列中维护，调用_QUEUE_UNLINK其实是将任务从就绪队列中删除。所以搞不清楚这一点会以为是将任务从TD_LIST删除而未从就绪队列中删除。