ARMV8上实现一个OS ---（6）调度（RR、FIFO）

        上一章节我们为OS添加了一个中断，实现了任务的自动切换，本章节我们将为OS添加调度，并增加两种调度策略。

任务的状态

        在我们的OS中我们将任务分成了以下几种状态：

• 就绪状态（HF_TASK_READY），处于就绪态的任务随时可以被调度，任务在被创建之后处于就绪状态，会被加入到就绪队列中，等待被调度。
• 挂起状态（HF_TASK_SUSPEND）。处于挂起状态的任务在等待一种资源（互斥量、信号量等），会在等待资源的等待队列中，当任务等到了资源时转为就绪状态。
• 休眠状态（HF_TASK_SLEEP）。处于休眠状态的任务表示该任务无事可做，要休眠一段时间，待休眠时间结束后，将转变为就绪状态。
• 删除状态（HF_TASK_DELETED）。处于删除状态的任务表示已经被停止了，等待被回收。

任务状态的转换

调度策略

FIFO

        先进先出的调度策略（First In, First Out）,这种策略是按照加入就绪队列的顺序进行调度。同优先级的认任务不可以进行抢占，除非该任务自己让出CPU(等待资源或者休眠)。

特点：

        根据优先级进行调度，支持高优先级抢占。同等优先级的任务执行时间由任务自主决定。

任务的切换时机：

• 高优先级抢占
• 主动让出CPU（等待资源或休眠）

RR

        时间片轮转调度策略（Round-Robin，RR），这种调度策略能够保证同优先级的任务在CPU上的执行时间保持在一个公平的状态。当任务的时间片耗尽时，切换到下一就绪任务。

特点：

        根据优先级决定调度顺序，支持高优先级抢占。同等优先级的任务执行时间由时间片来决定。

任务的切换时机：

• 高优先级抢占
• 时间片用完（在定时中断进行处理）
• 主动让出CPU（休眠或者等待资源）

就绪队列

        位于就绪队列中的任务随时可以被调度器调度。

        为了支持优先级，我们给每个优先级设计了一个链表，同一优先级的任务挂在就绪队列的同一个链表上。

        为了快速找到最高优先级，定义了一个bitmap,当该优先级上有task时，会将对应的位设置为1，当删除任务时，方便快速查找下一个最高优先级的任务队列。同时定义了prio_max记录当前最高优先级的任务，在调度器工作时可以直接使用。

/* bitmp的长度 */
#define PRIO_BITMAP_COUNT   ((HF_CONFIG_RT_PRIO_MAX + BITS_PER_LONG - 1) / BITS_PER_LONG)

/* 就绪队列 */
typedef struct hf_ready_queue
{
    hf_list_t *task_list[HF_CONFIG_RT_PRIO_MAX];               //每个优先级的队列
    unsigned long priority_bitmp[PRIO_BITMAP_COUNT];    //用于标记那个优先级上有任务
    int prio_max;                                       //当前就绪队列上最大优先级的任务
} hf_rq_t;

调试问题：

first任务退出后，不能正常切换到，创建的新任务上。

原因分析：在first task推出后没有调用delete接口将任务删除，中断中会选定first task运行，而first task退出了，所以产生了异常。应该在测试程序退出时，将first task删除，才能保证调度正常运行。

代码编译和运行：

代码下载和编译

//本次有三个运行的用例，修改main.c中的TEST_CASE
//数值，进行不同的场景测试。

git clone https://gitee.com/genglufei/hfos.git
cd hfos/day5_scheduler/hfOS/vendor
./build_hfos.sh qemu_a57
./run_hfos.sh

1）创建了20个优先级不同的测试任务，只运行最高优先级的那个。

2）创建20个优先级相同的任务，task会根据时间片进行切换

 3）创建20个比first优先级更高的任务，测试抢占。由于我们的函数相当于while(1)，所以最终只能创建出一个。