FreeRTOS学习-任务的创建与管理

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FreeRTOS学习-任务的创建与管理

FreeRTOS的任务

任务的状态

FreeRTOS中，任务在运行时，可能出现以下几种状态：

1）运行态。任务当前正在运行中，占有cpu的使用权。

2）就绪态。满足了运行条件，但是当前没有运行，可能是有高优先级任务在执行或者在中断，处于等待获得cpu使用权然后运行的状态中 。

3）阻塞态。在某些条件下被阻塞了，不能得到运行。比如等待某些信号量，消息队列或者调用了延迟函数。

4）挂起态。任务被通过调用挂起操作被终止执行了，直到被从挂起状态中恢复为止，否则将一直处于挂起的状态中。

任务的优先级

 FreeRTOS的任务优先级是数值越大，任务的优先级越高。

FreeRTOS 中任务的最高优先级是通过 FreeRTOSConfig.h 文件中的configMAX_PRIORITIES进行配置的，用户实际可以使用的优先级范围是 0 到 configMAX_PRIORITIES – 1。

FreeRTOS 的任务切换的实现

PendSV中断

freeRTOS系统的任务切换的具体过程最终都是在pendSV中断服务函数里面完成的。

PendSV是一种不精确的异常处理，优先级和挂起状态可以通过编程实现，一般在实时操作系统中 PendSV 的优先级都会被设置为最低，在其他所有的异常中断处理完以后才执行，对上下文的切换非常有用。

Systick中断

Systick中断服务函数中会进行任务切换。

FreeRTOS的任务管理的API函数

FreeRTOS任务创建

在freeRTOS中，可以根据实际使用的需要创建一定数量的任务(线程)，任务只有被成功创建了，才有可能被执行到。

在FreeRTOS实时操作系统中，创建任务可以使用如下的API：

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portBASE_TYPE xTaskCreate(
 
         pdTASK_CODE pvTaskCode,
 
         const char * const pcName,
 
         unsigned short usStackDepth,
 
         void *pvParameters,
 
         unsigned portBASE_TYPE uxPriority,
 
         xTaskHandle *pvCreatedTask
 
        );
 
函数参数说明：
 
    pvTaskCode：指向任务入口函数的指针。即任务函数。
 
    pcName：任务的描述。一般都是为了调试方便而使用的。由 tskMAX_TASK_NAME_LEN 定义的最大长度，默认为 16。
 
    usStackDepth：任务堆栈的大小。不是字节数而是以字为单位。例如，如果堆栈为 16 位宽，并且             usStackDepth 定义为 100，则将分配 200 个字节用于堆栈存储。
 
    pvParameters：任务的参数的指针。可以向创建的任务中传入参数，不需要传送参数可以选NULL。
 
    uxPriority：任务运行的优先级。
 
    pvCreatedTask：任务的句柄，通过该句柄引用创建的任务。
 
返回值：
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创建一个任务的示例如下：

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xTaskCreate((TaskFunction_t )Start_Task,            //任务函数
 
            (const char*    )"Start_Task",          //任务名称
 
            (uint16_t       )128,                   //任务堆栈大小
 
            (void *         )NULL,                  //传递给任务函数的参数
 
            (UBaseType_t    )5,                     //任务优先级
 
            (TaskHandle_t * )&StartTask_Handler);   //任务句柄
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任务的优先级要根据 FreeRTOSConfig.h 文件中的 configMAX_PRIORITIES进行设置的，可以使用的优先级范围是 0 到 configMAX_PRIORITIES – 1，如果创建的任务所选的任务优先级超过了这个设置的范围，会被忽略掉，不会被执行。

FreeRTOS任务挂起

当任务在系统运行过程中，因为某些条件或者有其他的更加重要的事情要做的时候，可以考虑把某些任务先挂起，等候条件到达之后再恢复任务继续调度运行。

挂起任务的函数为：

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void vTaskSuspend( xTaskHandle pxTaskToSuspend )
 
参数：
 
    pxTaskToSuspend：需要被挂起的任务的优先级
 
返回值：无
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要使用这个函数，需要在 FreeRTOSConfig.h中将宏定义 INCLUDE_vTaskSuspend 定义为 1

此外，如果要挂起、恢复整个系统所有的任务，freeRTOS也提供了一个API函数

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void vTaskSuspendAll( void )  // 挂起所有的任务
 
BaseType_t xTaskResumeAll( void ) // 恢复所有被挂起的任务
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FreeRTOS任务删除

如果有某些任务只是需要存在于某些条件，当条件满足之后就不再需要这个任务参与运行，这个时候可以选择删除掉这个任务，释放该任务所占用的堆栈空间。

删除任务可以使用函数：

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void vTaskDelete( xTaskHandle pxTask )
 
参数：
 
    pxTask：需要被删除的任务句柄
 
返回值：无
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要使用这个函数，需要将宏定义 INCLUDE_vTaskDelete 设置为 1 。

FreeRTOS的内核管理函数