FreeRTOS之任务基础知识

最新推荐文章于 2025-02-15 08:00:00 发布

linuxweiyh

最新推荐文章于 2025-02-15 08:00:00 发布

阅读量550

点赞数

CC 4.0 BY-SA版权

分类专栏： FreeRTOS 文章标签： FreeRTOS 任务基础知识

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/linuxweiyh/article/details/78361395

FreeRTOS 专栏收录该内容

7 篇文章

订阅专栏

本文介绍了FreeRTOS系统的核心——任务管理。包括了多任务系统的概念、任务的状态与优先级、任务控制块（TCB）的详细结构等内容。适用于希望深入了解FreeRTOS内部机制的开发者。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

1.FreeRTOS系统的核心就是任务管理。

2.多任务系统
(1)裸机程序，又叫单任务系统，也称前后台系统，其中中断服务函数为前台程序，大循环while(1)为后台程序。
(2)相对于单任务系统，衍生出多任务系统，多任务系统就是把一个大问题划分成很多个小问题，然后把小问题解决掉，大问题也就随之解决了。

3.任务状态
在FreeRTOS中，任务的状态只有4种：运行态、就绪态、阻塞态、挂起态。
注：在uC/OS-III中任务的运行状态比FreeRTOS中任务的状态要复杂很多。

4.任务优先级
与任务优先级相关的宏定义由两个：configMAX_PRIORITIES和configUSE_TIME_SLICING
configMAX_PRIORITIES：任务的优先级数量，任务可以分配一个从0~configMAX_PRIORITY之间的优先级。
configUSE_TIME_SLICING：默认为1，可以分配相同优先级的任务，处于相同优先级的就绪任务会使用时间片轮转调度器获取运行时间。
优先级的数字越低表示任务的优先级越低，0的优先级最低，configMAX_PRIORITIES-1的优先级最高。空闲任务的优先级最低，为0。

5.任务控制块
在FreeRTOS中的任务控制块叫TCB_t，定义如下：

typedef struct tskTaskControlBlock
{
    volatile StackType_t    *pxTopOfStack;  // 任务栈栈顶，指向任务栈上的最后一项，它必须是TCB结构体的第一个成员

    #if ( portUSING_MPU_WRAPPERS == 1 )
        xMPU_SETTINGS   xMPUSettings;       // MPU相关设置，MPU的设置被定义为接口层的一部分，它必须是TCB结构体的第二成员
    #endif

    ListItem_t          xStateListItem;     // 状态列表项
    ListItem_t          xEventListItem;     // 事件列表项，用于从事件列表应用任务
    UBaseType_t         uxPriority;         // 任务优先级，最小的优先级为0
    StackType_t         *pxStack;           // 任务栈起始地址，指向任务的起始地址
    char                pcTaskName[ configMAX_TASK_NAME_LEN ];  // 任务名字

    #if ( portSTACK_GROWTH > 0 )
        StackType_t     *pxEndOfStack;      // 任务栈栈底：当栈是从低地址向高地址增长时，它指向栈结构的最末端
    #endif

    #if ( portCRITICAL_NESTING_IN_TCB == 1 )
        UBaseType_t     uxCriticalNesting;  // 临界区嵌套深度
    #endif

    #if ( configUSE_TRACE_FACILITY == 1 )   // trace到debug的时候调用
        UBaseType_t     uxTCBNumber;
        UBaseType_t     uxTaskNumber;
    #endif

    #if ( configUSE_MUTEXES == 1 )
        UBaseType_t     uxBasePriority;     // 任务的基础优先级，优先级反转的时候使用：最后分配给任务的优先级-优先级继承机制中使用
        UBaseType_t     uxMutexesHeld;      // 任务获取到的互斥信号量个数
    #endif

    #if ( configUSE_APPLICATION_TASK_TAG == 1 )
        TaskHookFunction_t pxTaskTag;
    #endif

    #if( configNUM_THREAD_LOCAL_STORAGE_POINTERS > 0 )  // 与本地存储有关
        void *pvThreadLocalStoragePointers[ configNUM_THREAD_LOCAL_STORAGE_POINTERS ];
    #endif

    #if( configGENERATE_RUN_TIME_STATS == 1 )
        uint32_t        ulRunTimeCounter;   // 用来记录任务运行的总时间
    #endif

    #if ( configUSE_NEWLIB_REENTRANT == 1 )
        struct  _reent xNewLib_reent;       // 定义一个newlib的结构体
    #endif

    #if( configUSE_TASK_NOTIFICATIONS == 1 )  // 任务通知相关变量
        volatile uint32_t ulNotifiedValue;    // 任务通知值
        volatile uint8_t ucNotifyState;       // 任务通知状态
    #endif

    #if( tskSTATIC_AND_DYNAMIC_ALLOCATION_POSSIBLE != 0 )
        // 用来标记任务是动态创建的还是静态创建的，如果是静态创建的此变量为pdTRUE,如果是动态创建的就为pdFALSE
        uint8_t ucStaticallyAllocated;      // 若任务是动态创建的，则设置为pdTRUE，以确保没有试图释放内存
    #endif

    #if( INCLUDE_xTaskAbortDelay == 1 )
        uint8_t ucDelayAborted;
    #endif

} tskTCB;

// 新版本的FreeRTOS任务控制块命名为TCB_t，但是本质上还是tskTCB，主要是为了兼容旧版本应用
typedef tskTCB TCB_t;