FreeRTOS 操作系統學習（二） 任務

                                                                                        FreeRTOS 操作系統學習

http://wiki.csie.ncku.edu.tw/embedded/FreeRTOS_Melot.pdf

1. 任務 

1.1  FreeRTOS 中的任務

       只要硬件和內存足夠，FreeRTOS 運行的任務數量不受限制，作爲一個實時操作系統，FreeRTOS  同時支持循環和非循環任務。在 RTOS 中，任務由一個簡單的C函數定義，參數爲 void*  類型，無返回值  (void)。

      用些函數用於對任務的管理 ： 任務創建（vTaskCreate()），任務銷燬（(vTaskDelete()），優先級管理（uxTaskPriorityGet(),   vTaskPrioritySet()）   延遲/恢復（(vTaskDelay(), vTaskDelayUntil()，vTaskSuspend(), vTaskResume(),vTaskResumeFromISR()）

      爲了便於調試，用戶可以選擇很多操作，例如創建關鍵序列或對任務進行監控。、

1.1.1 任務的生命週期

     本節更詳細地講解任務從創建至銷燬的整個發展過程。此時，我們假設只有一個內核，在指定的時間內只運行一個任務，每個人物只有“ 運行 (Running) ” “ 不運行 (Not Running) ”兩種狀態，由於我們假設是單核運行，且任意時刻有且只有一個任務在運行，那麼其他的未運行的任務一定是處於“不運行 (Not Running)”狀態. 圖1  給出了這種情形下生命週期的簡單示意圖

     當一個任務從 非運行狀態 進入運行狀態，稱之爲“切入”，反之，成爲“切出”。

                                                                            

                                                                                                   圖1 生命週期示意圖

     由於存在一些原因導致任務無法運行，由於“未運行”狀態可以展開，如圖2所示，當任務處於延遲或等待事件觸發時，高優先級任務可以搶佔低優先級任務（調度在第2節中介紹）。當任務正在處理器資源準的過程中，這個狀態稱之爲“就緒（Ready）”態。當任務處於等待另一個任務完成（例如 等待信號量同步完成或互斥量）被延後執行，處於等待的狀態稱之爲“阻塞。（Blocked）”。總之，調用vTaskSuspend()   、   vTaskResume()   、 xTaskResumeFromISR() 這些函數，可以使任務進入或退出“掛起 （Suspend）”狀態。
     強調任務能自行退出“運行（Running）”態是非常重要的（即進入延遲、掛起或事件等待），只有調度器能使任務重新“切入”運行狀態，當一個任務試圖重新進入“運行”態，它的狀態應爲“就緒（Ready）”，只有任務調度器能決定當前的時間片分配給哪個就緒任務。

                                                        

 

                                                                                                    圖2 任務的生命週期

1.2  創建 和 刪除任務

       由一個簡單的C函數定義的任務，它帶有一個void *參數並且不返回任何內容（請參見 文本1）

                   void ATaskFunction( void *pvParameters );

                                                                       文本1： 一個典型的任務函數

      一個任務在銷燬（Destroy）之前會一直運行。任務通常是一個死循環函數，或在到達最後一個大括號之前調用vTaskDestroy（NULL），由於死循環中的任何代碼都可能失敗並導致退出此循環，即使是重複性任務，在最後的大括號之前調用vTaskDelete（）也更安全。文本3 是一個任務實現的典型例子。

     可以使用vTaskCreate（）創建任務（文本2）。 此函數參數列表如下：

•      pvTaskCode:        一個指向任務實現函數的指針.
•      pcName:              任務名.  這對FreeRTOS沒用，但僅用於調試目的
•      usStackDepth:     以字爲單位的此任務的堆棧長度. 堆棧的實際大小取決於微控制器. 如果堆棧爲32位（4字節），而usStackDepth的值爲100，則將爲任務分配400字節（4乘以100）.
•      pvParameters:     任務的指針參數. 較好的做法是創建一個專用的結構體變量，實例化並賦值，然後將其指針交給任務。.
•      uxPriority:            任務優先級,    賦值範圍從  0   到  ( MAX_PRIORITIES–1).   在第2節中將對此進行討論
•      pxCreatedTask:   指向可以處理任務標識符的指針. 如果任務標識符將來不會被修改，則可以將其設爲NULL。 

   

portBASE_TYPE xTaskCreate  (       pdTASK_CODE                        pvTaskCode,           

                                                           const signed portCHAR  *         const pcName,                                 

                                                           unsigned portSHORT               usStackDepth,                                 

                                                           void                                           * pvParameters,                                  

                                                           unsigned                                   portBASE_TYPE uxPriority,               

                                                           xTaskHandle                            *pxCreatedTask   );  

void ATaskFunction( void *pvParameters ) 

{ 

      /* 

          可以按照常規函數聲明變量的方法對變量進行聲明。.  

          每個使用此函數創建的任務 ，會重新創建一個iVariableExample 變量.  

          如果變量是靜態變量，所有此任務的實例將共享變量的存儲，一個實例修改將導致所有實例的這個變量值都發生改變 

     */ 

       

      int iVariableExample = 0;      

 

     /* 死循環中爲任務的具體實現. */    

     for( ;; )    

     {          

          /* 任務功能實現代碼. */   

     }    

 

     /* 

        應該在不打破上述循環的前提下執行任務，然後才能刪除該任務。

         傳遞給vTaskDelete（）函數的NULL參數表示要刪除的任務是當前正在調用的任務。

     */     

 

     vTaskDelete( NULL ); 

} 

          當任務創建後可以使用xTaskDestroy（）例程銷燬任務。 參數爲pxCreatedTask，例程見文本4中給出，示例參考文本3

                 

void vTaskDelete( xTaskHandle pxTask );  

          刪除任務後，空閒任務將釋放所有釋放所有分配給該任務的內存資源。注意，所有動態分配的內存必須手動釋放。