鸿蒙轻内核M核源码分析系列六 任务及任务调度（2）任务模块

任务是操作系统一个重要的概念，是竞争系统资源的最小运行单元。任务可以使用或等待CPU、使用内存空间等系统资源，并独立于其它任务运行。鸿蒙轻内核的任务模块可以给用户提供多个任务，实现任务间的切换，帮助用户管理业务程序流程。本文我们来一起学习下任务模块的源代码，所涉及的源码，以OpenHarmony LiteOS-M内核为例，均可以在开源站点 https://gitee.com/openharmony/kernel_liteos_m 获取。

接下来，我们看下任务模块的结构体，任务初始化，任务常用操作的源代码。

1、任务模块的结构体定义

在文件kernel\include\los_task.h定义的任务控制块结构体LosTaskCB，源代码如下，结构体成员的解释见注释部分。

typedef struct {
    VOID                        *stackPointer;            /* 任务栈指针 */
    UINT16                      taskStatus;               /* 任务状态 */
    UINT16                      priority;                 /* 任务优先级 */
    INT32                       timeSlice;                /* 剩余的时间片 */
    UINT32                      waitTimes;
    SortLinkList                sortList;                 /* 任务超时排序链表节点 */
    UINT64                      startTime;
    UINT32                      stackSize;                /* 任务栈大小 */
    UINT32                      topOfStack;               /* 栈顶指针 */
    UINT32                      taskID;                   /* 任务编号Id */
    TSK_ENTRY_FUNC              taskEntry;                /* 任务入口函数 */
    VOID                        *taskSem;                 /* 任务持有的信号量 */
    VOID                        *taskMux;                 /* 导致任务阻塞的互斥锁 */
    UINT32                      arg;                      /* 任务入口函数的参数 */
    CHAR                        *taskName;                /* 任务名称 */
    LOS_DL_LIST                 pendList;                 /* 就绪队列等链表节点 */
    LOS_DL_LIST                 timerList;                /* 任务超时排序链表节点 */
    EVENT_CB_S                  event;
    UINT32                      eventMask;                /* 事件掩码 */
    UINT32                      eventMode;                /* 事件模式 */
    VOID                        *msg;                     /* 分给给队列的内存*/
    INT32                       errorNo;
} LosTaskCB;

另外一个比较重要的结构体是TSK_INIT_PARAM_S，创建任务时，需要指定任务初始化的参数。源代码如下，结构体成员的解释见注释部分。

typedef struct tagTskInitParam {
    TSK_ENTRY_FUNC       pfnTaskEntry;              /** 任务入口函数 */
    UINT16               usTaskPrio;                /** 任务参数  */
    UINT32               uwStackSize;               /** 任务栈大小 */
    CHAR                 *pcName;                   /** 任务名称  */
    UINT32               uwResved;                  /** 保留  */
} TSK_INIT_PARAM_S;

2、任务模块初始化

在系统启动时，在kernel\src\los_init.c中调用OsTaskInit()进行任务模块初始化，还会调用OsIdleTaskCreate()创建空闲任务。

2.1 任务模块初始化

函数OsTaskInit()定义在kernel\src\los_task.c，我们分析下这个函数的执行过程。

⑴处代码根据开发板配置的最大任务数g_taskMaxNum，计算需要申请的内存大小size，为任务控制块TCB数组（也叫作任务池）g_taskCBArray申请内存。为什么比最大任务数多申请一个呢？在删除任务时会使用。下文分析删除任务的源码时再详细讲解其用意。⑵处代码初始化双向链表g_losFreeTask用作空闲的任务链表、g_taskRecyleList可以回收的任务链表。⑶处循环初始化每一个任务，任务状态未使用OS_TASK_STATUS_UNUSED，初始化任务Id，并把任务挂在空闲任务链表上。

⑷处初始化全局变量LosTask g_losTask，该全局变量维护当前运行的任务和要调度执行的任务。初始化任务池时，设置当前运行的任务为g_taskCBArray[g_taskMaxNum]。⑸处空闲任务编号暂时设置为无效值，后续创建空闲任务时再设置空闲任务编号。

优先级队列，详细的代码实现剖析，参见之前的源码剖析文章。⑸处互斥锁死锁检测的调测特性的，后续系列文章专题进行讲解。⑹处代码初始化排序链表，详细的代码实现剖析，参见之前的源码剖析文章。⑺处如果开启了惰性栈，计算TCB的成员变量stackFrame在其结构体中的偏移量g_stackFrameOffLenInTcb。

LITE_OS_SEC_TEXT_INIT UINT32 OsTaskInit(VOID)
{
    UINT32 size;
    UINT32 index;

⑴  size = (g_taskMaxNum + 1) * sizeof(LosTaskCB);
    g_taskCBArray = (LosTaskCB *)LOS_MemAlloc(m_aucSysMem0, size);
    if (g_taskCBArray == NULL) {
        return LOS_ERRNO_TSK_NO_MEMORY;
    }
    (VOID)memset_s(g_taskCBArray, size, 0, size);

⑵  LOS_ListInit(&g_losFreeTask);
    LOS_ListInit(&g_taskRecyleList);
⑶  for (index = 0; index <= LOSCFG_BASE_CORE_TSK_LIMIT; index++) {
        g_taskCBArray[index].taskStatus = OS_TASK_STATUS_UNUSED;
        g_taskCBArray[index].taskID = index;
        LOS_ListTailInsert(&g_losFreeTask, &g_taskCBArray[index].pendList);
    }

    // Ignore the return code when matching CSEC rule 6.6(4).
⑷  (VOID)memset_s((VOID *)(&g_losTask), sizeof(g_losTask), 0, sizeof(g_losTask));
    g_losTask.runTask = &g_taskCBArray[g_taskMaxNum];
    g_losTask.runTask->taskID = index;
    g_losTask.runTask->taskStatus = (OS_TASK_STATUS_UNUSED | OS_TASK_STATUS_RUNNING);
    g_losTask.runTask->priority = OS_TASK_PRIORITY_LOWEST + 1;

⑸  g_idleTaskID = OS_INVALID;
⑹  return OsSchedInit();
}

2.2 创建空闲任务IdleCore000

除了初始化任务池，在系统启动阶段还会创建idle空闲任务。⑴处设置任务初始化参数时，空闲任务的入口执行函数为OsIdleTask()。⑵处调用函数把空闲任务状态设置为就绪状态。

LITE_OS_SEC_TEXT_INIT UINT32 OsIdleTaskCreate(VOID)
{
    UINT32 retVal;
    TSK_INIT_PARAM_S taskInitParam;
    // Ignore the return code when matching CSEC rule 6.6(4).
    (VOID)memset_s((VOID *)(&taskInitParam), sizeof(TSK_INIT_PARAM_S), 0, sizeof(TSK_INIT_PARAM_S));
⑴  taskInitParam.pfnTaskEntry = (TSK_ENTRY_FUNC)OsIdleTask;
    taskInitParam.uwStackSize = LOSCFG_BASE_CORE_TSK_IDLE_STACK_SIZE;
    taskInitParam.pcName = "IdleCore000";
    taskInitParam.usTaskPrio = OS_TASK_PRIORITY_LOWEST;
    retVal = LOS_TaskCreateOnly(&g_idleTaskID, &taskInitParam);

    if (retVal != LOS_OK) {
        return retVal;
    }

⑵  OsSchedSetIdleTaskS