activate_task()

本文介绍了一个内核级的任务调度机制,详细解释了如何更新进程的平均睡眠时间和动态优先级,记录进程唤醒状态,并将进程正确地插入到活跃优先级数组中。此外,还探讨了在多处理器环境下对时间戳进行补偿的方法。

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更新唤醒进程p的平均睡眠时间sleep_avg和动态优先级prio;记录该进程唤醒前的睡眠状态;将该进程插入活跃优先级数组

static void activate_task(task_t *p, runqueue_t *rq, int local)
{
    unsigned long long now;
    now = sched_clock();

如果目标CPU不是本地CPU,就要补偿本地时钟器中断的偏差,这是通过计算本地CPU和目标CPU上最近一次发生时钟中断的相对时间戳来达到的
|---------------------------------------------------|
|#ifdef CONFIG_SMP                                  |
|   if (!local) {                                   |
|       runqueue_t *this_rq = this_rq();            |
|       now = (now - this_rq->timestamp_last_tick)  |
|           + rq->timestamp_last_tick;              |
|   }                                               |
|#endif                                             |
|---------------------------------------------------|

更新唤醒进程p的平均睡眠时间sleep_avg和动态优先级prio
|--------------------------------|
|   recalc_task_prio(p, now);    |
|--------------------------------|

记录该进程唤醒前的睡眠状态,如果是中断服务程序调用的activate_task(),也就是说进程由中断激活,则该进程最有可能是交互式的,因此,置activated=2;否则置activated=1
|-----------------------------|
|   if (!p->activated) {      |
|       if (in_interrupt())   |
|           p->activated = 2; |
|       else {                |
|           p->activated = 1; |
|       }                     |
|   }                         |
|-----------------------------|

    p->timestamp = now;

将进程p插入可执行队列rq的活跃优先级数组rq->active中
|----------------------------|
|   __activate_task(p, rq);  |
|----------------------------|
}


static inline void __activate_task(task_t *p, runqueue_t *rq)
{
    enqueue_task(p, rq->active);
    rq->nr_running++;
}



static void enqueue_task(struct task_struct *p, prio_array_t *array)
{
    sched_info_queued(p);
    list_add_tail(&p->run_list, array->queue + p->prio);
    __set_bit(p->prio, array->bitmap);
    array->nr_active++;
    p->array = array;
}





 
<think>好的,我需要回答用户关于FreeRTOS中`activate_member = xQueueSelectFromSet(xQueueSet, portMAX_DELAY);`是否会阻塞任务的问题。首先,我应该回忆FreeRTOS中队列集和xQueueSelectFromSet的相关知识。 用户之前的提问是关于C语言数组溢出导致内存问题,现在转向FreeRTOS中的队列集,这说明用户可能在进行多任务或队列相关的开发,遇到了阻塞的问题。我需要确保回答准确,并且结构清晰,符合用户要求的详细步骤和原理分析。 首先,了解FreeRTOS的队列集(Queue Set)机制。队列集允许一个任务同时等待多个队列或信号量的事件。xQueueCreateSet用于创建队列集,然后通过xQueueAddToSet将队列加入集合。xQueueSelectFromSet则用于等待集合中的任一成员有数据可用。 用户的问题集中在xQueueSelectFromSet调用时使用portMAX_DELAY作为阻塞时间,是否会导致任务阻塞。根据FreeRTOS的文档,portMAX_DELAY是一个特殊值,表示无限等待,直到有事件发生。因此,使用portMAX_DELAY确实会导致任务阻塞,直到队列集中的某个队列有消息到达或者超时(但这里超时是无限,所以不会超时)。 需要进一步确认几点:队列集的工作原理,任务状态转换,以及阻塞的具体表现。当任务调用xQueueSelectFromSet时,如果队列集中所有队列都没有数据,任务会被放入阻塞状态,等待任一队列有数据。此时,任务调度器会切换到其他就绪任务。一旦某个队列收到消息,任务会被唤醒,xQueueSelectFromSet返回该队列的句柄。 还需要考虑是否有其他情况导致任务解除阻塞,比如超时,但portMAX_DELAY意味着不会超时,因此任务会一直阻塞直到有队列事件发生。同时,需要说明这种阻塞是设计上的正常行为,而不是错误,但开发者需要注意避免永久阻塞导致系统死锁。 可能用户的实际问题是担心任务无法继续执行,或者想确认这种用法是否正确。因此,回答中需要明确阻塞的机制,适用场景,以及注意事项,比如使用portMAX_DELAY时确保至少有一个队列最终会有数据,避免任务永远阻塞。 最后,确保回答结构清晰,分点说明,包括原理、阻塞机制、使用建议等,并给出示例代码和可能的调试方法,如使用超时值调试或检查队列的发送端。</think>在FreeRTOS中,`xQueueSelectFromSet()`函数用于从队列集合(Queue Set)中检测是否有就绪的队列成员。当使用`portMAX_DELAY`作为阻塞时间时,**任务会进入阻塞状态**,直到以下任一条件满足: --- ### 一、函数行为解析 #### 函数原型 ```c QueueSetMemberHandle_t xQueueSelectFromSet(QueueSetHandle_t xQueueSet, TickType_t xTicksToWait); ``` #### 关键参数 - `xQueueSet`: 队列集合句柄(通过`xQueueCreateSet`创建) - `xTicksToWait`: 阻塞时间,`portMAX_DELAY`表示无限等待 --- ### 二、阻塞机制详解 #### 1. 阻塞触发条件 当调用`xQueueSelectFromSet(xQueueSet, portMAX_DELAY)`时: - 若队列集中**所有队列均为空** → 任务立即进入阻塞状态 - 若队列集中**任一队列有数据** → 立即返回该队列句柄 #### 2. 阻塞期间任务状态 - 任务从`Running`状态转入`Blocked`状态 - 任务被挂起,**不占用CPU时间** - 任务被添加到队列集的等待列表(`xPendingListItem`) #### 3. 解除阻塞条件 当以下情况发生时,任务恢复就绪: - **队列集中任一队列收到数据**(通过`xQueueSend()`等API) - **队列成员被显式唤醒**(如调用`xQueueWake()`,但需特定配置) --- ### 三、内存与任务调度影响 #### 内存占用 - 阻塞任务仅保留**任务控制块(TCB)和栈空间** - 队列集合本身占用固定内存(创建时确定) #### 调度行为 ```mermaid graph LR A[任务调用xQueueSelectFromSet] --> B{队列集有数据?} B -- 是 --> C[立即返回句柄] B -- 否 --> D[任务进入阻塞队列] D --> E[调度器切换任务] E --> F[其他任务运行] F --> G[队列收到数据] G --> H[唤醒阻塞任务] H --> I[任务进入就绪队列] ``` --- ### 四、实际应用场景示例 #### 典型多队列监听 ```c // 创建队列集和队列 QueueSetHandle_t xQueueSet = xQueueCreateSet(3 * 5); // 3队列,每个队列深度5 QueueHandle_t xQueue1 = xQueueCreate(5, sizeof(int)); QueueHandle_t xQueue2 = xQueueCreate(5, sizeof(float)); xQueueAddToSet(xQueue1, xQueueSet); xQueueAddToSet(xQueue2, xQueueSet); // 任务中等待 QueueSetMemberHandle_t activeMember; while(1) { activeMember = xQueueSelectFromSet(xQueueSet, portMAX_DELAY); if(activeMember == xQueue1) { int data; xQueueReceive(xQueue1, &data, 0); // 处理整型数据 } else if(activeMember == xQueue2) { float data; xQueueReceive(xQueue2, &data, 0); // 处理浮点数据 } } ``` --- ### 五、风险与调试建议 #### 常见问题 1. **永久阻塞风险**: - 若所有队列永远无数据 → 任务死锁 - 需确保至少一个队列会被填充 2. **优先级反转**: - 低优先级任务持有队列锁 → 高优先级任务阻塞 - 建议使用优先级继承(`configUSE_MUTEXES = 1`) #### 调试方法 1. **超时调试模式**: ```c // 临时修改为有限等待 activeMember = xQueueSelectFromSet(xQueueSet, pdMS_TO_TICKS(1000)); if(activeMember == NULL) { // 记录超时日志 } ``` 2. **队列监控**: ```c // 查看队列剩余空间 UBaseType_t uxSpaces = uxQueueSpacesAvailable(xQueue1); ``` 3. **Trace工具**: ```bash # FreeRTOS Tracealyzer 监控任务状态 Task State: Blocked → Waiting on QueueSet ``` --- ### 六、性能优化策略 1. **队列集规模控制**: - 每增加一个队列成员 → 检测时间复杂度O(n) - 建议队列集成员不超过10个 2. **替代方案对比**: | 方案 | 响应延迟 | 内存占用 | 适用场景 | |---------------------|----------|----------|-----------------------| | 队列集 | 中等 | 较高 | 多类型队列监听 | | 单独任务轮询 | 高 | 低 | 少量队列 | | 事件组(Event Group)| 最低 | 最低 | 二进制状态通知 | --- ### 结论 使用`xQueueSelectFromSet()`配合`portMAX_DELAY`时: - ✅ **会**导致任务阻塞,属于正常设计行为 - ✅ 必须确保至少一个队列最终会收到数据 - ✅ 建议配合看门狗或超时机制增强鲁棒性 - ✅ 在需要同时监听多个通信通道时,这是FreeRTOS推荐的标准模式
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