FreeRTOS源码理解（三）——任务

FreeRTOS源码理解（一）——FreeRTOS思路梳理

FreeRTOS源码理解（二）——中断和列表项

FreeRTOS源码理解（三）——任务

FreeRTOS源码理解（四）——任务调度器

FreeRTOS源码理解（五）——任务切换

FreeRTOS源码理解（六）——时间管理

FreeRTOS源码理解（七）——队列

FreeRTOS源码理解（八）——信号量

FreeRTOS源码理解（九）——事件组和任务通知

FreeRTOS源码理解（十）——软件定时器和空闲任务

FreeRTOS源码理解（十一）——内存管理

FreeRTOS源码理解（十二）——汇总

任务

任务状态

运行态、就绪态、阻塞态、挂起态

任务控制块

每个任务均有一些属性，RTOS将任务抽象成任务控制块结构体

里面存储有任务的堆栈指针，临界区信息，任务优先级，任务的状态和事件列表项等

任务的创建流程

1. 关闭中断
2. 创建任务 xTaskCreate()
3. 开启中断

动态创建：程序自动分配内存，初始化控制块

静态创建：用户自行分配内存

任务创建函数 xTaskCreate

1. 申请堆栈内存和TCB内存
2. 初始化新任务 prvInitialiseNewTask
3. 将新任务加入到就绪列表中 prvAddNewTaskToReadyList

初始化新任务 prvInitialiseNewTask

1. 初始化堆栈
2. 保存任务名
3. 判断任务优先级是否合法
4. 初始化优先级
5. 互斥量相关参数初始化
6. 列表项初始化——状态和事件列表项（设置pvOwner为当前TCB）
7. 事件列表项的value值初始化为configMAX_PRIORITIES - uxPriority
8. 初始化堆栈 pxPortInitialiseStack
9. 任务句柄赋值为当前TCB指针

堆栈初始化 pxPortInitialiseStack

1. 将xPSR寄存器要初始化的值和任务函数地址压入栈中——xPSR寄存器和PC初始化值
2. 将prvTaskExitError压入栈中——LR的值初始化为prvTaskExitError
3. 跳过4个寄存器，R12,R3,R2,R1；栈顶指针减5
4. 将输入参数指针压入栈中——R0初始化为输入参数
5. 跳过8个寄存器，R11, R10, R9, R8, R7, R6, R5 and R4；栈顶指针减8
6. 更新栈顶指针

堆栈结构示例（STM32 M3）

添加新任务到就绪列表

列表项

/* Lists for ready and blocked tasks. --------------------*/
PRIVILEGED_DATA static List_t pxReadyTasksLists[ configMAX_PRIORITIES ];/*< Prioritised ready tasks. */
PRIVILEGED_DATA static List_t xDelayedTaskList1;						/*< Delayed tasks. */
PRIVILEGED_DATA static List_t xDelayedTaskList2;						/*< Delayed tasks (two lists are used - one for delays that have overflowed the current tick count. */
PRIVILEGED_DATA static List_t * volatile pxDelayedTaskList;				/*< Points to the delayed task list currently being used. */
PRIVILEGED_DATA static List_t * volatile pxOverflowDelayedTaskList;		/*< Points to the delayed task list currently being used to hold tasks that have overflowed the current tick count. */
PRIVILEGED_DATA static List_t xPendingReadyList;						/*< Tasks that have been readied while the scheduler was suspended.  They will be moved to the ready list when the scheduler is resumed. */

列表数组pxReadyTasksLists[]为任务就绪列表，数组中的每个列表表示相同优先级的就绪任务列表

pxDelayedTaskList为延时列表，pxOverflowDelayedTaskList为延时溢出列表这两个指向xDelayedTaskList1和xDelayedTaskList2，实现溢出处理

xPendingReadyList唤醒任务列表

prvAddNewTaskToReadyList

1. 关中断 taskENTER_CRITICAL
2. 判断当前任务TCB，如果没有则将新任务TCB赋给pxCurrentTCB
3. 如果是第一个任务，初始化相应的列表 prvInitialiseTaskLists——ListItem_t结构体的初始化
4. 如果当前任务控制块有有任务，且未开启任务调度器，比较优先级，选择优先级高的赋值给pxCurrentTCB
5. 任务ID赋值 pxNewTCB->uxTCBNumber = uxTaskNumber;
6. 将当前TCB添加到就绪列表中 prvAddTaskToReadyList
7. 开中断
8. 如果开启了任务调度器，比较新任务的优先级和当前任务的优先级，新任务的优先级大于当前任务的优先级，进行任务切换 taskYIELD_IF_USING_PREEMPTION

prvAddTaskToReadyList

#define prvAddTaskToReadyList( pxTCB )																\
	traceMOVED_TASK_TO_READY_STATE( pxTCB );														\
	taskRECORD_READY_PRIORITY( ( pxTCB )->uxPriority );												\
	vListInsertEnd( &( pxReadyTasksLists[ ( pxTCB )->uxPriority ] ), &( ( pxTCB )->xStateListItem ) ); \
	tracePOST_MOVED_TASK_TO_READY_STATE( pxTCB )

行2：空

行3：将优先级存储进uxReadyPriorities的位图中

行4：将（pxTCB )->xStateListItem 一个列表项插入到pxReadyTasksLists[ ( pxTCB )->uxPriority ]列表的末尾

行5：空

任务删除流程 vTaskDelete

1. 关中断 taskENTER_CRITICAL
2. 从就绪列表中移除列表项pxTCB->xStateListItem uxListRemove( &( pxTCB->xStateListItem ) )
3. 判断其是否在等待某个事件，在某个事件列表中，是的话删除 listLIST_ITEM_CONTAINER( &( pxTCB->xEventListItem ) ) != NULL
4. 判断是否正在运行 pxTCB == pxCurrentTCB
   1. 将其加入到等待删除的列表中 vListInsertEnd( &xTasksWaitingTermination, &( pxTCB->xStateListItem ) );
   2. 释放内存的任务数量加一，任务资源会在空闲任务中释放
5. 要删除的任务并未运行则直接释放资源 prvDeleteTCB
6. 更新下一任务的解锁事件——还有多久到下一任务 prvResetNextTaskUnblockTime
7. 开中断 taskEXIT_CRITICAL
8. 如果任务调度器开启并且要删除的任务正在执行pxTCB == pxCurrentTCB，执行任务切换

任务挂起流程 vTaskSuspend

1. 关中断 taskENTER_CRITICAL
2. 从就绪列表中移除列表项pxTCB->xStateListItem uxListRemove( &( pxTCB->xStateListItem ) )
3. 判断是否在等待某个事件，如果在某个事件的等待列表中，则移除它
4. 将其插入到挂起列表的末端 vListInsertEnd( &xSuspendedTaskList, &( pxTCB->xStateListItem ) );
5. 开中断
6. 更新下一任务的解锁事件——还有多久到下一任务 prvResetNextTaskUnblockTime
7. 如果任务调度器开启了且要挂起的任务为当前任务，进行一次任务切换；如果任务调度器关闭了，但是当前任务为要挂起的任务，手动寻找下一个要运行的任务并进行切换

任务恢复流程 vTaskResume

1. 获取任务控制块
2. 关中断 taskENTER_CRITICAL
3. 判断任务是否被挂起 prvTaskIsTaskSuspended
4. 从挂起的列表中移除列表项 ( void ) uxListRemove( &( pxTCB->xStateListItem ) );
5. 将其添加到就绪列表中 prvAddTaskToReadyList( pxTCB );
6. 根据优先级决定是否进行任务切换，如果恢复的任务优先级较当前任务优先级更高则任务切换，反之不切换
7. 开中断 taskEXIT_CRITICAL

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