FreeRTOS支持時間片

什麼是時間片

時間片就是同一個優先級下可以有多個任務，每個任務輪流地享有相同的 CPU 時間， 享有 CPU 的時間我們叫時間片。在 RTOS 中，最小的時間單位爲一個 tick，即 SysTick 的中斷週期，與其說 FreeRTOS 支持時間片，倒不如說它的時間片就是正常的任務調度。

時間片實現關鍵

時間片實現關鍵在
taskRESET_READY_PRIORITY()、taskSELECT_HIGHEST_PRIORITY_TASK()
這兩個函函數。

taskSELECT_HIGHEST_PRIORITY_TASK()

系統在任務切換的時候總會從就緒列表中尋找優先級最高的任務來執行，尋找優先級
最高的任務這個功能由 taskSELECT_HIGHEST_PRIORITY_TASK()函數來實現，該函數在
task.c 中定義，如下

#define taskSELECT_HIGHEST_PRIORITY_TASK()\
 {\
 UBaseType_t uxTopPriority;\
 /* 尋找就緒任務的最高優先級 */\
 portGET_HIGHEST_PRIORITY( uxTopPriority, uxTopReadyPriority );\
 /* 獲取優先級最高的就緒任務的 TCB，然後更新到 pxCurrentTCB */\
 listGET_OWNER_OF_NEXT_ENTRY( pxCurrentTCB,\
 &( pxReadyTasksLists[ uxTopPriority ] ) );\
 }

先尋找就緒任務的最高優先級。即根據優先級位圖表uxTopReadyPriority 找到就緒任務的最高優先級，然後將優先級暫存在uxTopPriority
獲取優先級最高的就緒任務的 TCB，然後更新到 pxCurrentTCB。這裏關鍵在更新到pxCurrentTCB的宏listGET_OWNER_OF_NEXT_ENTRY,如下

 #define listGET_OWNER_OF_NEXT_ENTRY( pxTCB, pxList )\
 {\
 List_t * const pxConstList = ( pxList );\
 /* 節點索引指向鏈表第一個節點調整節點索引指針，指向下一個節點，
 如果當前鏈表有 N 個節點，當第 N 次調用該函數時， pxIndex 則指向第 N 個節點 */\
 ( pxConstList )->pxIndex = ( pxConstList )->pxIndex->pxNext;\
 /* 當遍歷完鏈表後， pxIndex 回指到根節點 */\
 if( ( void * ) ( pxConstList )->pxIndex == ( void * ) &( ( pxConstList )->xListEnd ) )\
 {\
 ( pxConstList )->pxIndex = ( pxConstList )->pxIndex->pxNext;\
 }\
 /* 獲取節點的 OWNER，即 TCB */\
 ( pxTCB ) = ( pxConstList )->pxIndex->pvOwner;\
 }

關鍵在下面這句，下面看圖比較好說明

( pxConstList )->pxIndex = ( pxConstList )->pxIndex->pxNext;

對於優先級2，當第一次執行listGET_OWNER_OF_NEXT_ENTRY後，pxIndex指向Task1TCB->xStateListItem,所以pvOwner取到的是Task1TCB賦值給pxCurrentTCB.

對於優先級2，當第二次執行listGET_OWNER_OF_NEXT_ENTRY前，注意此時pxIndex指向Task1TCB->xStateListItem，所以( pxConstList )->pxIndex->pxNext;是Task2TCB->xStateListItem，所以這次pvOwner取到的是Task2TCB賦值給pxCurrentTCB.

對於優先級2，當第三次執行listGET_OWNER_OF_NEXT_ENTRY前，注意此時pxIndex指向Task2TCB->xStateListItem，這時符合上面的if條件了，所以( pxConstList )->pxIndex->pxNext;是Task1TCB->xStateListItem，所以這次pvOwner取到的是Task1TCB賦值給pxCurrentTCB.

這樣就實現了同一優先級下的任務時間片輪流執行。

taskRESET_READY_PRIORITY()

#define taskRESET_READY_PRIORITY( uxPriority )\
 {\
 if( listCURRENT_LIST_LENGTH( &( pxReadyTasksLists[ ( uxPriority ) ] ) )\
    == ( UBaseType_t ) 0 )\
 {\
 portRESET_READY_PRIORITY( ( uxPriority ),\
 ( uxTopReadyPriority ) );\
 }\
 }

taskRESET_READY_PRIORITY()函數的妙處在於清除優先級位圖表uxTopReadyPriority中相應的位時候，會先判斷當前優先級鏈表下是否還有其它任務,如果有則不清零。 假設任務1會調用 vTaskDelay()，會將自己掛起，只能是將任務1從就緒列表刪除,不能將任務1在優先級位圖表uxTopReadyPriority中對應的位清0,因爲該優先級下還有任務2,否則任務2將得不到執行.