笔记2 FreeRTOS任务

笔记2 FreeRTOS任务

FreeRTOS配置

1、FreeRTOSConfig.h配置文件作用

对FreeRTOS进行功能配置和裁剪，以及API函数的使能。

2、学习途径

1. 官方的在线文档中有详细说的说明：https://www.freertos.org/a00110.html 。
2. 正点原子《FreeRTOS开发指南》第三章的内容 — FreeRTOS系统配置。

3、配置文件中相关宏的分类

相关宏大致可以分为三类。

• ‘INCLUDE’开头 — 配置FreeRTOS中可选的API函数。
• ’config‘开头 — 完成FreeRTOS的功能配置和裁剪(如调度方式、使能信号量功能等)。
• 其他配置 — PendSV宏定义、SVC宏定义。

FreeRTOS任务创建和删除

一、任务创建和删除API函数

1、任务创建和删除的本质

任务创建和删除的本质就是调用FreeRTOS的API函数。

2、任务动态创建和静态创建的区别

• 动态创建任务 ：任务的任务控制块以及任务的栈空间所需的内存，均由FreeRTOS从FreeRTOS管理的堆中分配。
• 静态创建任务 ：任务的任务控制块以及任务的栈空间所需的内存，需要用户分配提供。

3、任务控制块结构体成员介绍

1. 任务栈栈顶，在任务切换时的任务上下文保存、任务恢复息息相关。
2. 每个任务都有属于自己的任务控制块，类似身份证。

4、什么是临界区保护

临界区保护，保护那些不想被打断的程序段，关闭freertos所管理的中断，中断无法打断，滴答中断和PendSV中断无法进行不能实现任务调度 。

5、动态创建优点

动态创建使用起来相对简单。在实际的应用中，动态方式创建任务是比较常用的，除非有特殊的需求，一般都会使用动态方式创建任务 。

6、静态创建优点

静态创建可将任务堆栈放置在特定的内存位置，并且无需关心对内存分配失败的处理 。

7、创建任务时任务堆栈所存内容

1. 寄存器下PSR被初始为0x01000000，其中bit24被置1，表示使用Thumb指令。
2. 寄存器PC被初始化为任务函数指针(任务A，即我们写的任务函数的地址)，这样当某次任务切换后，任务A获得CPU控制权，任务函数(任务A)被出栈到PC寄存器，之后会执行任务A的代码。
3. LR寄存器初始化为函数指针prvTaskExitError，这个函数是FreeRTOS提供的，是一个出错处理函数。
4. 子函数的调用通过寄存器R0~R3传递参数，创建任务时，我们传入的参数被保存到R0中，用来向任务传递参数。

二、任务创建—动态方法

1、动态任务创建函数

函数参数：

函数返回值：

2、实现动态创建任务流程

1. 将FreeRTOSConfig.h文件中宏configSUPPORT_DYNAMIC_ALLOCATION配置为1。
2. 定义函数入口参数。
3. 编写任务函数。

动态任务创建函数创建的任务会立刻进入就绪态，由任务调度器调度运行。

3、动态任务创建函数内部实现简述

1. 申请堆栈内存&任务控制块内存。
2. TCB结构体(任务控制块)成员赋值。
3. 添加新任务到就绪列表中。

三、任务创建—静态方法(掌握)

1、静态任务创建函数

函数参数：

函数返回值：

2、实现静态创建任务流程

1. 将FreeRTOSConfig.h文件中宏configSUPPORT_STATIC_ALLOCATION配置为1。
2. 定义空闲任务&定时器任务的任务堆栈以及TCB。
3. 实现两个接口函数(vAppLicationGetldleTaskMemory() 空闲任务接口函数和vApplicationGetTimerTaskMemory()定时器任务接口函数)。
4. 定义函数入口参数。
5. 编写任务函数。

静态任务创建函数创建的任务会立刻进入就绪态，由任务调度器调度运行。

3、静态任务创建函数内部实现简述

1. TCB结构体成员赋值。
2. 添加新任务到就绪列表中。

四、任务删除

1、任务删除函数

任务删除函数用于删除已经被创建的任务，被删除的任务将从就绪任务列表、阻塞任务列表、挂起任务列表和事件列表中移除。

注意：

1. 当传入的参数为NULL，则代表删除任务自身(当前正在运行的任务)。
2. 空闲任务会负责释放被删除任务中由系统分配的内存，但是由用户在任务删除前申请的内存空间，必须用户在任务被删除前提前释放，否则将会导致内存泄漏。

2、删除任务流程

1. 使用删除任务函数，将FreeRTOSConfig.h文件中宏INCLUDE_vTaskDelete配置为1。
2. 入口参数输入需要删除的任务句柄(NULL代表删除本身)。

3、删除任务函数内部实现简述

1. 获取所要删除的任务控制块 — 通过传入的任务句柄，判断所需要删除哪个任务，NULL代表删除自身。

2. 将被删除任务移除所在列表 — 将该任务所在列表中移除，包括：就绪、阻塞、挂起、事件等列表。

3. 判断所需要删除的任务

   –> 删除任务自身，需要先添加到等待删除列表，内存释放将在空闲任务执行。

   –> 删除其他任务，释放内存，任务数量。

4. 更新下个任务的阻塞时间 — 更新下一个任务的阻塞超时时间，以防止被删除的任务就是下一个阻塞超时的任务。