freeRTOS的任务

1、freeRTOS的任务

（1）任务的状态

任务在运行过程中，可能有以下几种状态：

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。

（2）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。

2、freeRTOS的任务切换的实现

（1）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，在OS设计中也是属于非常关键的。

在freeRTOS系统中，执行上下文切换依靠的是任务调度器。上下文切换被触发的场合可以有：

1> 执行一个系统调用。如：任务切换函数taskYIELD()、延时vTaskDelay()。

2> Systick中断。

（2）Systick中断

** Systick**中断服务函数中会进行任务切换。

3、freeRTOS的任务管理的API函数

3.1、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：

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：
    任务创建成功返回 pdPASS；创建失败返回 pdFAIL。

创建一个任务的示例如下：

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

注意：

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。

3.2、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：

void vTaskSuspend( xTaskHandle pxTaskToSuspend )
参数：
    pxTaskToSuspend：需要被挂起的任务的优先级
返回值：无

要使用这个函数，需要在 FreeRTOSConfig.h中将宏定义 INCLUDE_vTaskSuspend 定义为 1，如下：

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，如下：

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

要恢复某个被挂起的任务，可以使用函数：

void vTaskResume( xTaskHandle pxTaskToResume )
参数：
    pxTaskToResume：任务的优先级

3.3、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：

void vTaskDelete( xTaskHandle pxTask )
参数：
pxTask：需要被删除的任务句柄
返回值：无

注意：要使用这个函数，需要将宏定义 INCLUDE_vTaskDelete 设置为 1 。

4、freeRTOS的内核管理函数

4.1、获取任务的优先级

如果运行过程中需要知道当前运行的任务的优先级，可以调用优先级获取函数得到任务的优先级：

unsigned portBASE_TYPE uxTaskPriorityGet( xTaskHandle pxTask )
 参数：
     pxTask：需要获取优先级的任务的句柄。
 返回值：
     句柄对应的任务的优先级。

4.2、修改任务的优先级

任务在运行过程中，优先级希望能被改变成其他的优先级，可以使用函数：

void vTaskPrioritySet( xTaskHandle pxTask, unsigned portBASE_TYPE uxNewPriority )
参数：
      pxTask：任务的句柄。
       uxNewPriority：需要修改的新的优先级的值。

5、freeRTOS的延时函数

5.1、相对延时函数

void vTaskDelay(const TickType_t TicksToDelay)

5.2、绝对延时函数

void vTaskDelayUntil(
                        TickType_t* const pxPreviousWakeTime,
                        const TickType_t  xTimeIncrement
                    )