FreeRTOS 操作系统学习（二） 任务

                                                                                        FreeRTOS 操作系统学习

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

1. 任务 

1.1  FreeRTOS 中的任务

       只要硬件和内存足够，FreeRTOS 运行的任务数量不受限制，作为一个实时操作系统，FreeRTOS  同时支持循环和非循环任务。在 RTOS 中，任务由一个简单的C函数定义，参数为 void*  类型，无返回值  (void)。

      用些函数用于对任务的管理 ： 任务创建（vTaskCreate()），任务销毁（(vTaskDelete()），优先级管理（uxTaskPriorityGet(),   vTaskPrioritySet()）   延迟/恢复（(vTaskDelay(), vTaskDelayUntil()，vTaskSuspend(), vTaskResume(),vTaskResumeFromISR()）

      为了便于调试，用户可以选择很多操作，例如创建关键序列或对任务进行监控。、

1.1.1 任务的生命周期

     本节更详细地讲解任务从创建至销毁的整个发展过程。此时，我们假设只有一个内核，在指定的时间内只运行一个任务，每个人物只有“ 运行 (Running) ” “ 不运行 (Not Running) ”两种状态，由于我们假设是单核运行，且任意时刻有且只有一个任务在运行，那么其他的未运行的任务一定是处于“不运行 (Not Running)”状态. 图1  给出了这种情形下生命周期的简单示意图

     当一个任务从 非运行状态 进入运行状态，称之为“切入”，反之，成为“切出”。

                                                                            

                                                                                                   图1 生命周期示意图

     由于存在一些原因导致任务无法运行，由于“未运行”状态可以展开，如图2所示，当任务处于延迟或等待事件触发时，高优先级任务可以抢占低优先级任务（调度在第2节中介绍）。当任务正在处理器资源准的过程中，这个状态称之为“就绪（Ready）”态。当任务处于等待另一个任务完成（例如 等待信号量同步完成或互斥量）被延后执行，处于等待的状态称之为“阻塞。（Blocked）”。总之，调用vTaskSuspend()   、   vTaskResume()   、 xTaskResumeFromISR() 这些函数，可以使任务进入或退出“挂起 （Suspend）”状态。
     强调任务能自行退出“运行（Running）”态是非常重要的（即进入延迟、挂起或事件等待），只有调度器能使任务重新“切入”运行状态，当一个任务试图重新进入“运行”态，它的状态应为“就绪（Ready）”，只有任务调度器能决定当前的时间片分配给哪个就绪任务。

                                                        

 

                                                                                                    图2 任务的生命周期

1.2  创建 和 删除任务

       由一个简单的C函数定义的任务，它带有一个void *参数并且不返回任何内容（请参见 文本1）

void ATaskFunction( void *pvParameters );                                                                        文本1： 一个典型的任务函数

      一个任务在销毁（Destroy）之前会一直运行。任务通常是一个死循环函数，或在到达最后一个大括号之前调用vTaskDestroy（NULL），由于死循环中的任何代码都可能失败并导致退出此循环，即使是重复性任务，在最后的大括号之前调用vTaskDelete（）也更安全。文本3 是一个任务实现的典型例子。

     可以使用vTaskCreate（）创建任务（文本2）。 此函数参数列表如下：

•      pvTaskCode:        一个指向任务实现函数的指针.
•      pcName:              任务名.  这对FreeRTOS没用，但仅用于调试目的
•      usStackDepth:     以字为单位的此任务的堆栈长度. 堆栈的实际大小取决于微控制器. 如果堆栈为32位（4字节），而usStackDepth的值为100，则将为任务分配400字节（4乘以100）.
•      pvParameters:     任务的指针参数. 较好的做法是创建一个专用的结构体变量，实例化并赋值，然后将其指针交给任务。.
•      uxPriority:            任务优先级,    赋值范围从  0   到  ( MAX_PRIORITIES–1).   在第2节中将对此进行讨论
•      pxCreatedTask:   指向可以处理任务标识符的指针. 如果任务标识符将来不会被修改，则可以将其设为NULL。 

   

    文本 2: 任务创建例程

portBASE_TYPE xTaskCreate  (       pdTASK_CODE                        pvTaskCode,                                                                       const signed portCHAR  *         const pcName,                                                                                             unsigned portSHORT               usStackDepth,                                                                                             void                                           * pvParameters,                                                                                              unsigned                                   portBASE_TYPE uxPriority,                                                                           xTaskHandle                            *pxCreatedTask   );

文本 3: 一个典型的任务 (from “Using the FreeRTOS Real Time Kernel”).

void ATaskFunction( void *pvParameters )  {        /*            可以按照常规函数声明变量的方法对变量进行声明。.             每个使用此函数创建的任务 ，会重新创建一个iVariableExample 变量.             如果变量是静态变量，所有此任务的实例将共享变量的存储，一个实例修改将导致所有实例的这个变量值都发生改变       */                int iVariableExample = 0;              /* 死循环中为任务的具体实现. */          for( ;; )          {                     /* 任务功能实现代码. */         }            /*          应该在不打破上述循环的前提下执行任务，然后才能删除该任务。          传递给vTaskDelete（）函数的NULL参数表示要删除的任务是当前正在调用的任务。      */             vTaskDelete( NULL );  }

          当任务创建后可以使用xTaskDestroy（）例程销毁任务。 参数为pxCreatedTask，例程见文本4中给出，示例参考文本3

                 

文本4 删除一个任务

void vTaskDelete( xTaskHandle pxTask );

          删除任务后，空闲任务将释放所有释放所有分配给该任务的内存资源。注意，所有动态分配的内存必须手动释放。