freeRTOS的任務(wù)

1、freeRTOS的任務(wù)

（1）任務(wù)的狀態(tài)

任務(wù)在運(yùn)行過(guò)程中，可能有以下幾種狀態(tài)：

1）運(yùn)行態(tài)。任務(wù)當(dāng)前正在運(yùn)行中，占有cpu的使用權(quán)。

    2）就緒態(tài)。滿足了運(yùn)行條件，但是當(dāng)前沒(méi)有運(yùn)行，可能是有高優(yōu)先級(jí)任務(wù)在執(zhí)行或者在中斷，處于等待獲得cpu使用權(quán)然后運(yùn)行的狀態(tài)中。

    3）阻塞態(tài)。在某些條件下被阻塞了，不能得到運(yùn)行。比如等待某些信號(hào)量，消息隊(duì)列或者調(diào)用了延遲函數(shù)。

    4）掛起態(tài)。任務(wù)被通過(guò)調(diào)用掛起操作被終止執(zhí)行了，直到被從掛起狀態(tài)中恢復(fù)為止，否則將一直處于掛起的狀態(tài)中。

（2）任務(wù)的優(yōu)先級(jí)

freeRTOS的任務(wù)優(yōu)先級(jí)是數(shù)值越大，任務(wù)的優(yōu)先級(jí)越高。

freeRTOS 中任務(wù)的最高優(yōu)先級(jí)是通過(guò) **FreeRTOSConfig.h **文件中的

configMAX_PRIORITIES

進(jìn)行配置的，用戶實(shí)際可以使用的優(yōu)先級(jí)范圍是：

0 到 configMAX_PRIORITIES – 1。

2、freeRTOS的任務(wù)切換的實(shí)現(xiàn)

（1）PendSV中斷

freeRTOS系統(tǒng)的任務(wù)切換的具體過(guò)程最終都是在pendSV中斷服務(wù)函數(shù)里面完成的。

** PendSV是一種不精確的異常處理，優(yōu)先級(jí)和掛起狀態(tài)可以通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)，一般在實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)中PendSV**的優(yōu)先級(jí)都會(huì)被設(shè)置為最低，在其他所有的異常中斷處理完以后才執(zhí)行，對(duì)上下文的切換非常有用，在OS設(shè)計(jì)中也是屬于非常關(guān)鍵的。

在freeRTOS系統(tǒng)中，執(zhí)行上下文切換依靠的是任務(wù)調(diào)度器。上下文切換被觸發(fā)的場(chǎng)合可以有：

1> 執(zhí)行一個(gè)系統(tǒng)調(diào)用。如：任務(wù)切換函數(shù)taskYIELD()、延時(shí)vTaskDelay()。

2> Systick中斷。

（2）Systick中斷

** Systick**中斷服務(wù)函數(shù)中會(huì)進(jìn)行任務(wù)切換。

3、freeRTOS的任務(wù)管理的API函數(shù)

3.1、FreeRTOS任務(wù)創(chuàng)建

在freeRTOS中，可以根據(jù)實(shí)際使用的需要?jiǎng)?chuàng)建一定數(shù)量的任務(wù)(線程)，任務(wù)只有被成功創(chuàng)建了，才有可能被執(zhí)行到。

    在FreeRTOS實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)中，創(chuàng)建任務(wù)可以使用如下的API：

portBASE_TYPE xTaskCreate(
         pdTASK_CODE pvTaskCode,
         const char * const pcName,
         unsigned short usStackDepth,
         void *pvParameters,
         unsigned portBASE_TYPE uxPriority,
         xTaskHandle *pvCreatedTask
        );

函數(shù)參數(shù)說(shuō)明：
    pvTaskCode：指向任務(wù)入口函數(shù)的指針。即任務(wù)函數(shù)。
    pcName：任務(wù)的描述。一般都是為了調(diào)試方便而使用的。由 tskMAX_TASK_NAME_LEN 定義的最大長(zhǎng)度，默認(rèn)為 16。
    usStackDepth：任務(wù)堆棧的大小。不是字節(jié)數(shù)而是以字為單位。例如，如果堆棧為 16 位寬，并且 usStackDepth 定義為 100，則將分配 200 個(gè)字節(jié)用于堆棧存儲(chǔ)。
    pvParameters：任務(wù)的參數(shù)的指針。可以向創(chuàng)建的任務(wù)中傳入?yún)?shù)，不需要傳送參數(shù)可以選NULL。
    uxPriority：任務(wù)運(yùn)行的優(yōu)先級(jí)。
    pvCreatedTask：任務(wù)的句柄，通過(guò)該句柄引用創(chuàng)建的任務(wù)。
返回值：
    任務(wù)創(chuàng)建成功返回 pdPASS；創(chuàng)建失敗返回 pdFAIL。

創(chuàng)建一個(gè)任務(wù)的示例如下：

xTaskCreate((TaskFunction_t )Start_Task,            //任務(wù)函數(shù)
            (const char*    )"Start_Task",          //任務(wù)名稱
            (uint16_t       )128,                   //任務(wù)堆棧大小
            (void *         )NULL,                  //傳遞給任務(wù)函數(shù)的參數(shù)
            (UBaseType_t    )5,                     //任務(wù)優(yōu)先級(jí)
            (TaskHandle_t * )&StartTask_Handler);   //任務(wù)句柄

注意：

任務(wù)的優(yōu)先級(jí)要根據(jù) **FreeRTOSConfig.h **文件中的

configMAX_PRIORITIES

進(jìn)行設(shè)置的，可以使用的優(yōu)先級(jí)范圍是 0 到 configMAX_PRIORITIES – 1，如果創(chuàng)建的任務(wù)所選的任務(wù)優(yōu)先級(jí)超過(guò)了這個(gè)設(shè)置的范圍，會(huì)被忽略掉，不會(huì)被執(zhí)行。

3.2、FreeRTOS任務(wù)掛起

當(dāng)任務(wù)在系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，因?yàn)槟承l件或者有其他的更加重要的事情要做的時(shí)候，可以考慮把某些任務(wù)先掛起，等候條件到達(dá)之后再恢復(fù)任務(wù)繼續(xù)調(diào)度運(yùn)行。

掛起任務(wù)的函數(shù)為：

void vTaskSuspend( xTaskHandle pxTaskToSuspend )
參數(shù)：
    pxTaskToSuspend：需要被掛起的任務(wù)的優(yōu)先級(jí)
返回值：無(wú)

要使用這個(gè)函數(shù)，需要在 FreeRTOSConfig.h中將宏定義 INCLUDE_vTaskSuspend 定義為 1，如下：

此外，如果要掛起、恢復(fù)整個(gè)系統(tǒng)所有的任務(wù)，freeRTOS也提供了一個(gè)API函數(shù)，如下：

void vTaskSuspendAll( void )    // 掛起所有的任務(wù)
BaseType_t xTaskResumeAll( void )  // 恢復(fù)所有被掛起的任務(wù)

要恢復(fù)某個(gè)被掛起的任務(wù)，可以使用函數(shù)：

void vTaskResume( xTaskHandle pxTaskToResume )
參數(shù)：
    pxTaskToResume：任務(wù)的優(yōu)先級(jí)

3.3、FreeRTOS任務(wù)刪除

如果有某些任務(wù)只是需要存在于某些條件，當(dāng)條件滿足之后就不再需要這個(gè)任務(wù)參與運(yùn)行，這個(gè)時(shí)候可以選擇刪除掉這個(gè)任務(wù)，釋放該任務(wù)所占用的堆?？臻g。

    刪除任務(wù)可以使用函數(shù)：

void vTaskDelete( xTaskHandle pxTask )
參數(shù)：
pxTask：需要被刪除的任務(wù)句柄
返回值：無(wú)

注意：要使用這個(gè)函數(shù)，需要將宏定義 INCLUDE_vTaskDelete 設(shè)置為 1 。

4、freeRTOS的內(nèi)核管理函數(shù)

4.1、獲取任務(wù)的優(yōu)先級(jí)

如果運(yùn)行過(guò)程中需要知道當(dāng)前運(yùn)行的任務(wù)的優(yōu)先級(jí)，可以調(diào)用優(yōu)先級(jí)獲取函數(shù)得到任務(wù)的優(yōu)先級(jí)：

unsigned portBASE_TYPE uxTaskPriorityGet( xTaskHandle pxTask )
 參數(shù)：
     pxTask：需要獲取優(yōu)先級(jí)的任務(wù)的句柄。
 返回值：
     句柄對(duì)應(yīng)的任務(wù)的優(yōu)先級(jí)。

4.2、修改任務(wù)的優(yōu)先級(jí)

任務(wù)在運(yùn)行過(guò)程中，優(yōu)先級(jí)希望能被改變成其他的優(yōu)先級(jí)，可以使用函數(shù)：

void vTaskPrioritySet( xTaskHandle pxTask, unsigned portBASE_TYPE uxNewPriority )
參數(shù)：
      pxTask：任務(wù)的句柄。
       uxNewPriority：需要修改的新的優(yōu)先級(jí)的值。

5、freeRTOS的延時(shí)函數(shù)

5.1、相對(duì)延時(shí)函數(shù)

void vTaskDelay(const TickType_t TicksToDelay)

5.2、絕對(duì)延時(shí)函數(shù)

void vTaskDelayUntil(
                        TickType_t* const pxPreviousWakeTime,
                        const TickType_t  xTimeIncrement
                    )