一种实时操作系统内核任务管理方法与流程

本发明涉及内核管理，尤其涉及一种实时操作系统内核任务管理方法。

背景技术：

1、实时操作系统内核中，任务作为系统资源分配和处理器调度的基本执行单元，其管理机制通常用于实现任务创建、状态维护、任务调度、上下文切换以及任务销毁等功能。现有实时操作系统通常采用任务控制块（task control block，tcb）记录任务状态、任务优先级、资源信息以及上下文数据，并根据系统事件使任务在就绪、运行、阻塞、挂起以及删除状态之间进行切换。随着多核处理器的发展，部分实时操作系统进一步提供跨处理器核心任务控制机制，以满足并行执行需求。

2、然而，现有任务管理机制在复杂实时场景下仍存在不足。一方面，在任务删除、多核状态变更以及任务调度过程中，多个执行主体可能同时访问或修改任务状态，现有技术缺少有效的协调机制，容易导致资源重复释放、任务状态冲突以及跨核状态不一致等问题。另一方面，现有任务上下文管理通常未对任务执行上下文和异常处理上下文进行区分，当异常发生时可能影响任务栈空间安全，同时传统抢占控制方式可能降低高优先级任务响应能力。

技术实现思路

1、基于此，有必要提供一种实时操作系统内核任务管理方法，以解决至少一个上述技术问题。

2、为实现上述目的，一种实时操作系统内核任务管理方法，所述方法包括以下步骤：

3、步骤s1：创建任务对应的任务控制块，并基于任务控制块记录任务状态、任务优先级、处理器亲和性及上下文信息，建立任务生命周期管理结构；

4、步骤s2：响应于任务状态变化请求，根据任务生命周期管理结构更新任务状态；响应于针对目标任务的删除请求，对多个删除请求进行优先级仲裁，确定唯一删除执行者，并执行目标任务资源回收；

5、步骤s3：响应于跨处理器核心的任务状态变更请求，向目标处理器核心发送状态控制请求，并在接收到目标处理器核心返回的状态确认信息后，对任务状态执行一致性校验，根据校验结果完成状态提交或回滚；

6、步骤s4：响应于任务执行过程中的异常事件，为对应任务切换至异常栈进行上下文保存，并在任务正常运行时调用执行栈完成任务执行；

7、步骤s5：响应于任务进入临界执行区域的事件，对任务执行抢占锁定，并记录锁定期间产生的调度请求，在解除抢占锁定后根据调度请求执行任务调度。

8、本发明具有以下有益效果：

9、一、通过建立基于任务控制块的任务生命周期管理结构，将任务状态、任务优先级、处理器亲和性以及上下文信息进行统一管理，并针对任务删除过程引入删除保护状态、删除等待队列以及删除执行者仲裁机制，使多个任务删除请求能够按照优先级进行有序处理，避免多个执行者同时删除同一任务导致的资源重复释放或任务状态异常，提高了实时操作系统内核任务管理的安全性和稳定性；

10、二、针对多处理器核心环境下任务状态同步困难的问题，通过跨处理器核心状态控制请求、远端任务上下文保存以及三级一致性校验机制，实现不同处理器核心之间任务状态变更过程的可靠同步。在状态变更过程中，通过任务有效性校验、状态冲突校验以及状态提交条件校验，避免因跨核访问延迟或状态竞争造成任务状态不一致，使多核实时操作系统能够保持任务调度状态的准确性；

11、三、针对实时任务执行过程中异常处理、临界区域保护以及高优先级任务调度之间的冲突问题，通过异常栈与执行栈分离管理机制实现任务异常上下文的独立保存，并利用抢占锁定状态与调度请求记录机制暂存临界区域期间产生的调度请求，在解除抢占锁定后根据记录的调度状态执行任务调度。由此避免异常处理过程中任务上下文破坏以及临界区域内任务切换导致的数据一致性问题，提高了实时操作系统内核运行过程中的可靠性、实时性和任务执行确定性。

1.一种实时操作系统内核任务管理方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的实时操作系统内核任务管理方法，其特征在于，步骤s2中响应于针对目标任务的删除请求，对多个删除请求进行优先级仲裁，确定唯一删除执行者，并执行目标任务资源回收具体为：

3.根据权利要求2所述的实时操作系统内核任务管理方法，其特征在于，当检测到目标任务退出删除保护状态时，触发删除仲裁流程具体为：

4.根据权利要求1所述的实时操作系统内核任务管理方法，其特征在于，步骤s3包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的实时操作系统内核任务管理方法，其特征在于，步骤s33还包括：

6.根据权利要求1所述的实时操作系统内核任务管理方法，其特征在于，步骤s4包括：

7.根据权利要求1所述的实时操作系统内核任务管理方法，其特征在于，步骤s5包括：

8.根据权利要求7所述的实时操作系统内核任务管理方法，其特征在于，当检测到高优先级任务就绪事件时，将对应调度请求写入与抢占锁定状态关联的调度请求记录区域，并更新待调度请求标识，还包括：

9.根据权利要求7所述的实时操作系统内核任务管理方法，其特征在于，关联挂起状态与当前任务的抢占锁定状态，使调度请求在抢占锁定期间保持有效具体为：

10.根据权利要求9所述的实时操作系统内核任务管理方法，其特征在于，检测新增调度请求之后还包括：