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freeRtos学习笔（2）任务管理

發(fā)布時(shí)間：2025/4/16 35 豆豆

生活随笔收集整理的這篇文章主要介紹了 freeRtos学习笔（2）任务管理小編覺(jué)得挺不錯(cuò)的,現(xiàn)在分享給大家,幫大家做個(gè)參考.

freeRtos學(xué)習(xí)筆記

freeRtos任務(wù)管理

freeRtos任務(wù)狀態(tài)

freeRtos中任務(wù)有四種狀態(tài)：就緒態(tài)、運(yùn)行態(tài)、杜塞態(tài)、掛起態(tài)。

圖 16-1(1)：創(chuàng)建任務(wù)→就緒態(tài)（Ready）：任務(wù)創(chuàng)建完成后進(jìn)入就緒態(tài)，表明任務(wù)已準(zhǔn)備就緒，隨時(shí)可以運(yùn)行，只等待調(diào)度器進(jìn)行調(diào)度。

圖 16-1(2)：就緒態(tài)→運(yùn)行態(tài)（Running）：發(fā)生任務(wù)切換時(shí)，就緒列表中最高優(yōu)先級(jí)的任務(wù)被執(zhí)行，從而進(jìn)入運(yùn)行態(tài)。

圖 16-1(3)：運(yùn)行態(tài)→就緒態(tài)：有更高優(yōu)先級(jí)任務(wù)創(chuàng)建或者恢復(fù)后，會(huì)發(fā)生任務(wù)調(diào)度，此刻就緒列表中最高優(yōu)先級(jí)任務(wù)變?yōu)檫\(yùn)行態(tài)，那么原先運(yùn)行的任務(wù)由運(yùn)行態(tài)變?yōu)榫途w態(tài)，依然在就緒列表中，等待最高優(yōu)先級(jí)的任務(wù)運(yùn)行完畢繼續(xù)運(yùn)行原來(lái)的任務(wù)（此處可以看做是 CPU 使用權(quán)被更高優(yōu)先級(jí)的任務(wù)搶占了）。

圖 16-1(4)：運(yùn)行態(tài)→阻塞態(tài)（Blocked）：正在運(yùn)行的任務(wù)發(fā)生阻塞（延時(shí)、讀信號(hào)量等待）時(shí)，該任務(wù)會(huì)從就緒列表中刪除，任務(wù)狀態(tài)由運(yùn)行態(tài)變成阻塞態(tài)，然后發(fā)生任務(wù)切換，運(yùn)行就緒列表中當(dāng)前最高優(yōu)先級(jí)任務(wù)。

圖 16-1(5)：阻塞態(tài)→就緒態(tài)：阻塞的任務(wù)被恢復(fù)后（任務(wù)恢復(fù)、延時(shí)時(shí)間超時(shí)、讀信號(hào)量超時(shí)或讀到信號(hào)量等），此時(shí)被恢復(fù)的任務(wù)會(huì)被加入就緒列表，從而由阻塞態(tài)變成就緒態(tài)；如果此時(shí)被恢復(fù)任務(wù)的優(yōu)先級(jí)高于正在運(yùn)行任務(wù)的優(yōu)先級(jí)，則會(huì)發(fā)生任務(wù)切換，將該任務(wù)將再次轉(zhuǎn)換任務(wù)狀態(tài)，由就緒態(tài)變成運(yùn)行態(tài)。

圖 16-1(6) (7) (8)：就緒態(tài)、阻塞態(tài)、運(yùn)行態(tài)→掛起態(tài)（Suspended）：任務(wù)可以通過(guò)調(diào)用 vTaskSuspend() API 函數(shù)都可以將處于任何狀態(tài)的任務(wù)掛起，被掛起的任務(wù)得不到CPU 的使用權(quán)，也不會(huì)參與調(diào)度，除非它從掛起態(tài)中解除。

圖 16-1(9)：掛起態(tài)→就緒態(tài)：把一個(gè)掛起狀態(tài)的任務(wù)恢復(fù)的唯一途徑就是調(diào)用 vTaskResume() 或 xTaskResumeFromISR() API 函數(shù)，如果此時(shí)被恢復(fù)任務(wù)的優(yōu)先級(jí)高于正在運(yùn)行任務(wù)的優(yōu)先級(jí)，則會(huì)發(fā)生任務(wù)切換，將該任務(wù)將再次轉(zhuǎn)換任務(wù)狀態(tài)，由就緒態(tài)變成運(yùn)行態(tài)。

freeRtos啟動(dòng)

void vTaskStartScheduler(void);

啟動(dòng)freeRtos的任務(wù)調(diào)度器，空閑任務(wù)和定時(shí)器任務(wù)是在調(diào)用這個(gè)函數(shù)后才自動(dòng)創(chuàng)建的。

動(dòng)態(tài)創(chuàng)建任務(wù)

BaseType_t xTaskCreate( TaskFunction_t pxTaskCode, /* 任務(wù)入口函數(shù) */const char * const pcName, /* 任務(wù)名 */const configSTACK_DEPTH_TYPE usStackDepth,/* 任務(wù)棧大小單位為字 */void * const pvParameters, /* 任務(wù)入口參數(shù) 不用的時(shí)候配置為0 */UBaseType_t uxPriority, /* 任務(wù)任務(wù)優(yōu)先級(jí) 空閑任務(wù)優(yōu)先級(jí)0 */TaskHandle_t * const pxCreatedTask ) /* 任務(wù)控制塊指針 */

函數(shù) xTaskCreate 用于實(shí)現(xiàn) FreeRTOS 操作系統(tǒng)的任務(wù)創(chuàng)建，并且還可以自定義任務(wù)棧的大小。

第 1 個(gè)參數(shù)填創(chuàng)建任務(wù)的函數(shù)名。
第 2 個(gè)參數(shù)是任務(wù)名，這個(gè)參數(shù)主要是用于調(diào)試目的，調(diào)試的時(shí)候方便看是哪個(gè)任務(wù)。
第 3 個(gè)參數(shù)是任務(wù)棧大小，單位 word，也就是 4 字節(jié)。
第 4 個(gè)參數(shù)是創(chuàng)建的任務(wù)函數(shù)的形參。
第 5 個(gè)參數(shù)是任務(wù)優(yōu)先級(jí)，越大優(yōu)先級(jí)越高
第 6 個(gè)參數(shù)是任務(wù)句柄，用于區(qū)分不同的任務(wù)。
返回值：當(dāng)任務(wù)創(chuàng)建成功，返回pdPASS,否則返回pdFALL.

刪除任務(wù)

void vTaskDelete( TaskHandle_t xTaskToDelete )

使用這個(gè)函數(shù)要注意以下問(wèn)題：

使用此函數(shù)需要在 FreeRTOSConfig.h 配置文件中配置如下宏定義為 1
#define INCLUDE_vTaskDelete 1

如果用往此函數(shù)里面填的任務(wù) ID 是 NULL，即數(shù)值 0 的話(huà)，那么刪除的就是當(dāng)前正在執(zhí)行的任務(wù)，此任務(wù)被刪除后， FreeRTOS 會(huì)切換到任務(wù)就緒列表里面下一個(gè)要執(zhí)行的最高優(yōu)先級(jí)任務(wù)。

在 FreeRTOS 中，創(chuàng)建任務(wù)所需的內(nèi)存需要在空閑任務(wù)中釋放，如果用戶(hù)在 FreeRTOS 中調(diào)用了這個(gè)函數(shù)的話(huà)，一定要讓空閑任務(wù)有執(zhí)行的機(jī)會(huì)，否則這塊內(nèi)存是無(wú)法釋放的。另外，創(chuàng)建的這個(gè)任務(wù)在使用中申請(qǐng)了動(dòng)態(tài)內(nèi)存，這個(gè)內(nèi)存不會(huì)因?yàn)榇巳蝿?wù)被刪除而刪除，這一點(diǎn)要注意，一定要在刪除前將此內(nèi)存釋放

掛起任務(wù)

void vTaskSuspend(TaskHandle xTaskToSuspend);

函數(shù) vTaskSuspend 用于實(shí)現(xiàn) FreeRTOS 操作系統(tǒng)的任務(wù)掛起。
第 1 個(gè)參數(shù)填要掛起任務(wù)的句柄
使用這個(gè)函數(shù)要注意以下問(wèn)題：

使用此函數(shù)需要在 FreeRTOSConfig.h 配置文件中配置如下宏定義為 1
#define INCLUDE_vTaskSuspend 1

如果用往此函數(shù)里面填的任務(wù) ID 是 NULL，即數(shù)值 0 的話(huà)，那么掛起的就是當(dāng)前正在執(zhí)行的任務(wù)，
此任務(wù)被掛起后， FreeRTOS 會(huì)切換到任務(wù)就緒列表里面下一個(gè)要執(zhí)行的高優(yōu)先級(jí)任務(wù)。

多次調(diào)用此函數(shù)的話(huà)，只需調(diào)用一次 vTaskResume 即可將任務(wù)從掛起態(tài)恢復(fù)。

恢復(fù)掛起任務(wù)

void vTaskResume(TaskHandle xTaskToResume); BaseType_t xTaskResumeFromISR(TaskHandle xTaskToResume);

函數(shù) vTaskResume 用于實(shí)現(xiàn) FreeRTOS 操作系統(tǒng)的任務(wù)掛起
第 1 個(gè)參數(shù)填要恢復(fù)任務(wù)的句柄
使用這個(gè)函數(shù)要注意以下問(wèn)題：

使用此函數(shù)需要在 FreeRTOSConfig.h 配置文件中配置如下宏定義為 1
#define INCLUDE_vTaskSuspend 1

多次調(diào)用函數(shù) vTaskSuspend 的話(huà)，只需調(diào)用一次 vTaskResume 即可將任務(wù)從掛起態(tài)恢復(fù)。

此函數(shù)是用于任務(wù)代碼中調(diào)用的，故不可以在中斷服務(wù)程序中調(diào)用此函數(shù)，中斷服務(wù)程序中使用的
xTaskResumeFromISR()，以后綴 FromISR 結(jié)尾。

xTaskResumeFromISR()返回值：如果恢復(fù)掛起任務(wù)后會(huì)導(dǎo)致任務(wù)調(diào)度返回pdTRUE

修改任務(wù)優(yōu)先級(jí)

void vTaskPrioritySet(TaskHandle xTask, UBaseType_t uxNewPriority);

函數(shù) vTaskPrioritySet 用于實(shí)現(xiàn) FreeRTOS 任務(wù)優(yōu)先級(jí)的修改。
第 1 個(gè)參數(shù)是任務(wù)句柄，用于區(qū)分不同的任務(wù)。
第 2 個(gè)參數(shù)是給任務(wù)配置的新優(yōu)先級(jí)。
使用這個(gè)函數(shù)要注意以下問(wèn)題：

使用此函數(shù)需要在 FreeRTOSConfig.h 配置文件中配置如下宏定義為 1
#define INCLUDE_vTaskPrioritySet 1

如果第一個(gè)參數(shù)里面填的是 NULL，即數(shù)值 0 的話(huà)，那么配置的就是當(dāng)前正在執(zhí)行的任務(wù)。

如果被修改的任務(wù)的優(yōu)先級(jí)，修改后高于正在執(zhí)行的任務(wù)，將執(zhí)行任務(wù)切換，切換到修改好的高優(yōu)先級(jí)任務(wù)。

第二個(gè)參數(shù)數(shù)值不可大于等于 FreeRTOSConfig.h 文件中的宏定義：
#define configMAX_PRIORITIES 配置的數(shù)值。

獲取任務(wù)優(yōu)先級(jí)

UBaseType_t uxTaskPriorityGet(TaskHandle xTask); UBaseType_t uxTaskPriorityGetFromISR(TaskHandle_t xTask);

函數(shù) vTaskPriorityGet 用于獲取 FreeRTOS 任務(wù)優(yōu)先級(jí)。
第 1 個(gè)參數(shù)是任務(wù)句柄，用于區(qū)分不同的任務(wù)。
使用這個(gè)函數(shù)要注意以下問(wèn)題：

使用此函數(shù)需要在 FreeRTOSConfig.h 配置文件中配置如下宏定義為 1
#define INCLUDE_vTaskPriorityGet 1

如果第1個(gè)參數(shù)里面填的是 NULL，即數(shù)值 0 的話(huà)，那么獲取的優(yōu)先級(jí)就是當(dāng)前正在執(zhí)行的任務(wù)。

此函數(shù)是用于任務(wù)代碼中調(diào)用的，故不可以在中斷服務(wù)程序中調(diào)用此函數(shù)，中斷服務(wù)程序中使用的
uxTaskPriorityGetFromISR()，以后綴 FromISR 結(jié)尾。

切換任務(wù)

taskYIELD()

調(diào)用 taskYIELD() 宏可以立刻進(jìn)行任務(wù)調(diào)度，切換到就緒的最高優(yōu)先級(jí)任務(wù)

獲取當(dāng)前系統(tǒng)時(shí)間

volatile TickType_t xTaskGetTickCount(void); volatile TickType_t xTaskGetTickCountFromISR(void);

函數(shù) xTaskGetTickCount 用于獲取系統(tǒng)當(dāng)前運(yùn)行的時(shí)鐘節(jié)拍數(shù)。
使用這個(gè)函數(shù)要注意以下問(wèn)題：

此函數(shù)用于在任務(wù)代碼里面調(diào)用，如果在中斷服務(wù)程序里面調(diào)用的話(huà)，需要使用函數(shù)
xTaskGetTickCountFromISR，這兩個(gè)函數(shù)切不可混用

任務(wù)延時(shí)

void vTaskDelay(TickType_t xTickToDelay);

函數(shù) vTaskDelay 用于任務(wù)的延遲。
參數(shù) xTicksToDelay 用于設(shè)置延遲的時(shí)鐘節(jié)拍個(gè)數(shù)，范圍 1- 0xFFFFFFFF。延遲時(shí)間的最大值在
portmacro.h 文件里面有定義：
typedef uint32_t TickType_t;
#define portMAX_DELAY ( TickType_t )0xffffffffUL
即延遲時(shí)間的范圍是： 1- 0xFFFFFFFF
延時(shí)后會(huì)進(jìn)行任務(wù)調(diào)度

任務(wù)絕對(duì)延時(shí)

void vTaskDelayUntil(TickType_t* pxPreviousWakeTime, TickType_t xTimeIncrement);

函數(shù) vTaskDelayUntil 用于周期性延遲。
? 第 1 個(gè)參數(shù)，存儲(chǔ)任務(wù)上次處于非阻塞狀態(tài)時(shí)刻的變量地址。
? 第 2 個(gè)參數(shù)，周期性延遲時(shí)間。
使用這個(gè)函數(shù)要注意以下問(wèn)題：

使用此函數(shù)需要在 FreeRTOSConfig.h 配置文件中配置如下宏定義為 1
#define INCLUDE_vTaskDelayUntil 1

用戶(hù)要注意此函數(shù)跟 vTaskDelay 的區(qū)別是，例如在兩個(gè)相同任務(wù)，用戶(hù)處理程序運(yùn)行需要50ms，然后分別使用vTaskDelay()和vTaskDelayUntil()進(jìn)行200ms的延時(shí)，使用vTaskDelay()做200ms延時(shí)，整個(gè)任務(wù)運(yùn)行狀況就是先用戶(hù)處理消耗50ms，再延時(shí)200ms，也就是250ms任務(wù)運(yùn)行一次；而使用vTaskDelayUntil()進(jìn)行200ms的延時(shí)，整個(gè)任務(wù)運(yùn)行狀況就是先用戶(hù)處理消耗50ms，再延時(shí)150ms，也就是200ms任務(wù)運(yùn)行一次；

下面是一個(gè)使用vTaskDelay()實(shí)現(xiàn)vTaskDelayUntil()的過(guò)程。

void vTaskA(void *pvParame) {TickType_t xDelay, xNextTime;/* 200ms執(zhí)行一次該任務(wù) */const TickType_t xFrequency = 200;/* 獲取 xFrequency 個(gè)時(shí)鐘節(jié)拍后的時(shí)間 */xNextTime = xTaskGetTickCount() + xFrequency;while(1){/* 如果用戶(hù)函數(shù)需要運(yùn)行50ms */..../* 計(jì)算實(shí)際需要延時(shí)的時(shí)間 200 - 50 = 150 */xDelay = xNextTime - xTaskGetTickCount();xNextTime += xFrequency;if(xDelay <= xFrequency){vTaskDelay(xDelay);}} }void vTaskB(void *pvParame) {TickType_t xLastWakeTime;/* 200ms執(zhí)行一次該任務(wù) */const TickType_t xFrequency = 200;while(1){/* 如果用戶(hù)函數(shù)需要運(yùn)行50ms */....vTaskDelayUntil(&xLastWakeTime, xFrequency);}}

調(diào)度器掛起

void vTaskSuspendAll(void);

函數(shù) vTaskSuspendAll 用于實(shí)現(xiàn) FreeRTOS 調(diào)度器掛起。
使用這個(gè)函數(shù)要注意以下問(wèn)題：

注意和進(jìn)入臨界區(qū)不同，這里只是關(guān)掉了任務(wù)調(diào)度器，只能運(yùn)行當(dāng)前任務(wù)，但是并沒(méi)有關(guān)中斷，中斷服務(wù)函數(shù)還是可以運(yùn)行的。

調(diào)度鎖開(kāi)啟函數(shù) vTaskSuspendAll 和調(diào)度鎖關(guān)閉函數(shù) xTaskResumeAll 一定要成對(duì)使用。

切不可在調(diào)度鎖開(kāi)啟函數(shù) vTaskSuspendAll 和調(diào)度鎖關(guān)閉函數(shù) xTaskResumeAll 之間調(diào)用任何會(huì)引
起任務(wù)切換的 API，比如 vTaskDelayUntil、 vTaskDelay、 xQueueSend 等（調(diào)用了也不會(huì)執(zhí)行調(diào)度）。

調(diào)度器恢復(fù)

BaseType_t xTaskResumeAll(void);

函數(shù) xTaskResumeAll 用于實(shí)現(xiàn) FreeRTOS 調(diào)度器恢復(fù)
由于調(diào)度器操作可以進(jìn)行嵌套，如果執(zhí)行了兩次調(diào)度器掛起，那么在第一次執(zhí)行調(diào)度器恢復(fù)函數(shù)時(shí)，此函數(shù)返回 pdFALSE，調(diào)度器并沒(méi)有恢復(fù)，第二次執(zhí)行調(diào)度器恢復(fù)函數(shù)才會(huì)返回pdTRUE，調(diào)度器才會(huì)恢復(fù)正常。
使用這個(gè)函數(shù)要注意以下問(wèn)題：