VxWorks任务调度问题？

VxWorks任务调度，这可不是个小话题，牵扯到操作系统底层最核心的运作机制。要说清楚，咱们得一点一点捋。

咱们先聊聊什么是任务调度。简单来说，操作系统得管着一大堆程序（在VxWorks里叫“任务”）啥时候跑，跑多久，谁说了算。你想啊，一个嵌入式系统，可能一会儿要控制电机转动，一会儿要读取传感器数据，一会儿还要处理用户界面，这些都得同时进行，而且不能乱了套。这就需要一个精明的调度器来安排这些任务的执行顺序和时间。

VxWorks在这方面，那可是有几把刷子。它最出名的调度策略是优先级驱动的抢占式调度。听起来挺专业吧？拆开来理解就是：

优先级驱动： 简单粗暴点说，就是有的小孩儿（任务）比其他小孩儿更“重要”（优先级高），它饿了就得先喂它。在VxWorks里，每个任务都有一个优先级值，优先级高的任务，一旦有执行机会，就会立即抢占（停止）优先级低的任务的执行。这个优先级是可以配置的，你可以根据任务的紧急程度和重要性来设定。

抢占式： 这就意味着，当一个更高优先级的任务“醒来”时（比如它之前在等待某个事件，现在事件来了），它就有权利立刻打断当前正在运行的低优先级任务，自己上去跑。这就像你在玩游戏，突然一个电话打进来了，而且这个电话比游戏重要得多，你肯定得放下游戏去接电话。VxWorks的任务调度就是这么个“见缝插针”的模式。

那么，VxWorks的调度器是怎么工作的呢？

它内部维护着一个叫做就绪队列（Ready Queue）的数据结构。这个队列不是随便存东西的，而是按照优先级有序排列的。你可以想象成一条流水线，上面有不同优先级的工作项，最上面的永远是优先级最高的。

1. 任务创建： 当你创建一个任务时，VxWorks会给它分配一个优先级，然后把它放到就绪队列的相应位置。
2. 任务运行： 调度器会一直检查就绪队列的头部。谁在上面，谁就获得CPU的使用权，开始执行。
3. 任务状态变化：
阻塞（Blocked）： 当一个任务需要等待某个事件发生（比如等待一个信号量、等待I/O完成），它就会从就绪队列中移除，进入阻塞状态。这个时候，CPU就可以交给其他就绪的任务了。
就绪（Ready）： 当一个阻塞的任务等待的事件发生后，它就会被唤醒，重新回到就绪队列中，等待再次获得CPU。
运行（Running）： 就是当前正在占用CPU的任务。
终止（Terminated）： 任务执行完毕或被销毁。

优先级抢占的实际场景举例：

设想我们有一个系统，有两个任务：

任务A： 优先级 10 (较高) 控制一个高速旋转的风扇，需要非常及时的响应。
任务B： 优先级 5 (较低) 定时打印日志信息到控制台。

开始时，任务B在运行。突然，传感器检测到温度过高，需要立刻启动风扇，于是创建（或唤醒）了任务A。

1. 任务A被创建，优先级是10，比任务B的5高。
2. VxWorks的调度器发现就绪队列里有个优先级为10的任务（任务A）。
3. 调度器立即将正在运行的任务B暂停（抢占），并将任务A放入CPU开始执行。
4. 任务A开始执行它的风扇控制逻辑。
5. 直到任务A执行完毕（比如风扇达到目标转速并稳定下来，任务A进入阻塞状态等待下一次温度检测）或者任务A主动让出CPU，优先级更低的被抢占的任务B才有机会继续执行。

一些进阶的调度概念和机制：

时间片轮转（Time Slicing）： 虽然VxWorks核心是优先级抢占，但为了避免高优先级任务“霸占”CPU导致低优先级任务永远无法执行，它也支持时间片轮转的概念，尤其是在同等优先级任务之间。当几个同优先级任务都在就绪队列里时，调度器会让它们轮流执行一小段时间（时间片）。这样，即使是低优先级的任务，只要它不被更高优先级的任务打断，最终也能得到执行的机会。当然，这个时间片的大小是可以配置的。

任务优先级反转（Priority Inversion）： 这是优先级抢占式调度系统里一个很棘手的经典问题。想象一下：
任务A (高优先级)，任务C (低优先级)。
任务B (中优先级)。
资源R被任务C拥有。
任务A需要访问资源R，所以它必须等待任务C释放R。
问题来了：如果任务C在访问R时，被一个优先级比它高但比任务A低的任务（比如一个只做一些不重要的事情的任务）抢占了。那么，本来应该很快就能执行完任务A，却因为中优先级的任务B被低优先级的任务C（虽然C是低优先级，但C持有着A需要的资源）抢占，而导致任务A一直无法获得资源R，从而一直阻塞。
这就是优先级反转：高优先级的任务被一个低优先级的任务阻塞了。

优先级继承（Priority Inheritance）和优先级天花板（Priority Ceiling）协议： 为了解决优先级反转问题，VxWorks提供了一些机制。
优先级继承： 当一个低优先级任务持有一个高优先级任务需要的资源时，低优先级任务会临时提升自己的优先级到高优先级任务的优先级，以防止它被其他中优先级任务抢占，从而尽快释放资源。一旦它释放了资源，它的优先级就会恢复。
优先级天花板： 这是一种更严格的协议。每个共享资源都有一个“优先级天花板”，这个天花板的值等于拥有该资源的最高优先级任务的优先级。一个任务只有当它的优先级高于资源的优先级天花板时，才能访问该资源。这样，就从根本上杜绝了优先级反转的可能性。

任务状态和上下文切换： 当调度器决定切换任务时，会执行一个上下文切换（Context Switch）的过程。这包括保存当前运行任务的所有寄存器信息、程序计数器等状态，然后加载将要运行的新任务的上下文。这个过程是有开销的，所以调度器不会频繁地进行无谓的切换。

调度器类型（Kernel Configuration）： 实际上，VxWorks的内核是可以配置的，你可以在编译内核的时候选择不同的调度策略或者启用/禁用某些特性。虽然优先级驱动抢占式是默认也是最常用的，但也有其他选项，不过在大部分嵌入式实时应用中，优先级驱动抢占式是最符合需求的。

总结一下：

VxWorks的任务调度核心是优先级驱动的抢占式调度。这意味着优先级高的任务有更高的执行权，可以随时打断优先级低的任务。它通过维护一个按优先级排序的就绪队列来实现这一点。为了处理优先级反转等问题，它还提供了优先级继承和优先级天花板等协议。理解了这些，你就能明白为什么在很多对实时性要求极高的嵌入式领域，VxWorks能够扮演重要角色了。它就像一个经验丰富的指挥官，能够根据任务的紧急程度，高效地调配CPU资源，确保关键任务得到及时处理。

如果还有哪里觉得不够清晰，或者想深入了解某个特定方面，尽管开口。咱们一起琢磨。

VxWorks默认不开时间片轮转调度，你while循环里要是没有能触发调度的机制（semTake、taskDelay等），那么优先级相同的情况下另外一个任务可能永远得不到调度。

解决的方法：

1. 在while循环里加taskDelay(0)可以触发调度。

2. 把时间片调度加上，组件是INCLUDE_CUSTOM_SCHEDULER，但只加这个是不行的，需要改代码，在usrCustomSchedulerInit函数的说明里是有。

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把重点部分加粗，现在都能看明白了吧，这种行为不影响优先级不同的情况下的抢占，只影响相同优先级的任务。