RT-Thread操作系統(tǒng)的問題及解決方案

現(xiàn)在的裸機程序已經(jīng)不能滿足嵌入式機器人所需的代碼結(jié)構(gòu)要求了，因為一個嵌入式機器人的系統(tǒng)是非常龐大的，分別由感知算法，決策算法和控制算法等組成，這還沒有算上一些需要聯(lián)網(wǎng)的程序。龐大的代碼需要一個芯片級的操作系統(tǒng)來屏蔽掉硬件對于上層算法的影響，同時向上層提供API，幫助上層的算法調(diào)用底層硬件，因此一個芯片級操作系統(tǒng)就十分重要了，而RT-Thread是一種國產(chǎn)的芯片級操作系統(tǒng)，而我的課程剛好也涉及到了該系統(tǒng)，所以我準備寫一系列的博客來記錄下我在學(xué)習這個操作系統(tǒng)過程中的種種問題，希望能帶給大家一些幫助~

問題現(xiàn)象

這學(xué)期我們在上嵌入式的課程，學(xué)習了一個新的輕量級操作系統(tǒng)——RT-Thread（后面簡稱為rtt），這是一個國產(chǎn)的操作系統(tǒng)，這個操作系統(tǒng)的特點就是只有線程，沒有進程，那么我們要使用這個系統(tǒng)的話只需要操作相應(yīng)的線程就可以了，那么我們用好這個系統(tǒng)的方法就很簡單了，我們只需要實現(xiàn)各個線程間的協(xié)調(diào)工作就可以了。

言歸正傳，在我學(xué)習這個rtt的時候我出現(xiàn)了一個問題，那就是當我的main函數(shù)的while（1）里面啥東西也不放，空跑的時候，整個芯片就宕機了，代碼如圖：

原因及解決辦法

【走過的彎路】

開始的時候我以為這個原因就是在我的整個工程中main線程的優(yōu)先級比較高，其他線程的優(yōu)先級都是最低的（我這里設(shè)置的是25），那么在線程調(diào)度的時候高優(yōu)先級的線程會先被調(diào)度，main線程作為我的系統(tǒng)中優(yōu)先級最高的線程，而且是在空跑的一個線程，那么就是這個main線程在一直占用著系統(tǒng)資源，其他線程都不能被調(diào)度，因此出現(xiàn)了類似于系統(tǒng)宕機的現(xiàn)象。

說到這里就不得不說一下我們這張rtt系統(tǒng)的線程調(diào)度的狀態(tài)流轉(zhuǎn)圖了。

在普通的操作系統(tǒng)中，這些狀態(tài)之間的流轉(zhuǎn)還是比較好理解的，但是在rtt中，它有一個與其他操作系統(tǒng)所不同的地方，這我在前面也已經(jīng)講過了，那就是它是沒有進程這個東西的，因此在rtt操作系統(tǒng)中，就緒狀態(tài)=運行狀態(tài)。也就是說圖中的2號圓圈代表的循環(huán)就相當于等價。

但是，這樣就出現(xiàn)問題了，因為如果按照我這個邏輯的話，不止是在空跑main線程的while（1）的時候會出現(xiàn)系統(tǒng)宕機的情況，就算main線程的while（1）里面加入了任務(wù)程序，那么我們整個rtt系統(tǒng)也是會根據(jù)系統(tǒng)進程的調(diào)度機制（高優(yōu)先級的線程一定會先被調(diào)度）來不停的循環(huán)調(diào)用main線程里while（1）里面的任務(wù)，同樣其他的線程也是不會被調(diào)用的，這樣肯定是不行的，于是我就去rtt的官網(wǎng)查詢相關(guān)資料，最終解開了這個問題背后的謎團。

恍然大悟

首先讓我們來rtt系統(tǒng)中明確一些概念。

我們以下面這個代碼段來舉例說明：

void thread_entry（void* paramenter） { /* 等待事件的發(fā)生 */ /* 對事件進行服務(wù)、進行處理 */ }

線程就緒/運行

這個代碼是線程的實體函數(shù)，那rtt系統(tǒng)屆時會怎樣執(zhí)行這個程序呢？我畫一個形象的圖給大家解釋一下。

如果這個線程優(yōu)先級夠高的話，rtt系統(tǒng)會一直執(zhí)行這個線程，也就不會執(zhí)行其他線程了，因為該線程運行結(jié)束之后會進入就緒狀態(tài)，又因為該線程有最高優(yōu)先級，所以進入線程調(diào)度池之后馬上又會被調(diào)度運行，進入運行狀態(tài)，但是在rtt 中，實際上（實現(xiàn)過程中）線程并不存在運行狀態(tài)，就緒狀態(tài)和運行狀態(tài)是等同的，但是在理解機制時照上面說的來理解較為方便。

線程掛起

rtt官網(wǎng)有對其較為詳細，清楚的描述，我這里做了一個搬運，侵刪。

這段話里面重要的就是這句話，線程不參與調(diào)度，也就是說不論該線程優(yōu)先級有多高，他都不會進入到線程調(diào)度池里面，根據(jù)表格中的描述，導(dǎo)致線程掛起的條件有2個資源不可用。

線程主動延時一段時間

解決問題

main線程就是一個特殊的線程，所以他肯定也符合rtt系統(tǒng)管理線程的機制。

那我們這個問題就很好說明了。當main線程的while（1）循環(huán)內(nèi)程序沒有發(fā)生資源不可用或者線程主動延時的操作時，該線程一直會處于運行/就緒階段，又因為我的程序中，main線程優(yōu)先級最高，所以我的main線程一直霸占著系統(tǒng)資源，造成了系統(tǒng)宕機的假象。但是如果我在main線程的while（1）循環(huán)中插入一段延時程序，main線程就會進入掛起狀態(tài)，讓出系統(tǒng)資源，從而使其他線程有機會得到調(diào)度，使得該系統(tǒng)能穩(wěn)定運行。

原文標題：機器人”大腦”：RT-Thread的main線程“卡死”的一種可能原因及解決方案

文章出處：【微信公眾號：RTThread物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)】歡迎添加關(guān)注！文章轉(zhuǎn)載請注明出處。

責任編輯：haq