FreeRTOS笔记（二）

创建任务与删除任务

使用动态分配内存的函数如下：

使用静态分配内存的函数如下：

删除任务：

2.任务句柄

任务句柄（Task Handle）是 FreeRTOS 中用于标识任务的一个重要概念。它是一个指向任务控制块（TCB，Task Control Block）的指针，任务控制块包含了与任务相关的所有信息，例如任务的堆栈、任务的状态、优先级等。

任务句柄在 FreeRTOS 中的作用是使得任务之间能够进行引用和操作。你可以通过任务句柄来控制任务，如暂停任务、删除任务、查询任务的状态等。

任务句柄的作用：

1、创建任务时：当创建一个任务时，可以通过 xTaskCreate() 函数将任务句柄传递给调用者，来标识创建的任务。

2、操作任务时：任务句柄可以用于暂停、恢复、删除、查询任务等操作。

任务句柄的引入使得任务管理变得更加灵活和高效。它允许你：

1、操作特定任务：通过任务句柄，你可以精确地操作某个任务，如暂停、恢复、删除等，而不需要依赖任务名称或其他标识符。

2、提供任务间的隔离：任务句柄使得任务之间可以通过句柄来进行管理，避免直接操作任务的内部实现，从而提高系统的模块化。

3.估测任务栈的大小

1.每层局部变量最多保存9个，假设有4层，则4*4*9=144字节

2.恢复现场需要16*4=64字节

3.变量的个数（局部变量、结构体等等）

4.为什么RTOS中使用指针函数

为什么使用函数指针进行任务调度？

1、灵活性：函数指针使得 RTOS 可以动态地选择执行哪个任务处理函数。比如，可以根据任务的优先级、调度策略、外部事件等因素来决定调用哪个任务函数，而不需要事先硬编码每个任务的执行顺序。

2、可扩展性：任务可以在运行时被添加或移除，使用函数指针后，任务的管理和调度就变得更加灵活。例如，你可以创建新的任务处理函数并通过函数指针将其插入调度队列中，而不需要修改调度器的核心代码。

3、任务回调：有些任务处理函数可能在特定条件下被触发（例如超时、外部中断等）。函数指针能够方便地管理这些任务的回调逻辑。、

定时器回调机制：

在 RTOS 中，定时器回调机制用于在特定时间后执行某些任务。例如，设置定时器来触发某个任务的执行，或定期执行某个任务（如周期性任务）。为了实现这一点，RTOS 可以使用函数指针来指定在定时器超时后调用的回调函数。

为什么使用函数指针进行定时器回调？

1、动态设置回调：定时器的回调函数通常是在任务创建或定时器设置时动态指定的。通过函数指针，RTOS 可以在运行时根据不同的定时器需求，动态地为不同的定时器设置不同的回调函数。

2、解耦合定时器和任务：使用函数指针后，定时器管理代码与具体任务代码之间就没有直接的依赖关系。定时器可以独立于任务执行，回调函数通过函数指针进行调用，这使得系统更加灵活和模块化。

3、节省内存：如果没有函数指针，定时器需要每个定时任务都嵌入一块特定的代码。如果使用函数指针，定时器就只需要保存指向任务函数的指针，节省了大量的内存空间。

5.任务状态

Ready：就绪状态，在就绪队列内，等等cpu通过任务调度转换为运行状态，也可被挂起

Running：运行状态，可调换至剩余三种状态

Suspended：挂起（暂停）状态，只能转化为就绪状态

Blocked：阻塞状态，能转化为就绪状态或挂起状态

6.任务暂停与恢复

任务暂停，将任务从任何状态挂起，即暂停，函数为：

void vTaskSuspend( TaskHandle_t xTaskToSuspend );

任务恢复，将任务从挂起状态恢复为就绪状态，函数为:

void vTaskResume( TaskHandle_t xTaskToResume )

传入的参数均为句柄。

7.RTOS创建任务机制

RTOS在初始化FReeRTOS环境后，进行创建任务，任务创建成功后，会将当前任务放入就绪队列内，并将当前任务TCB地址的值赋给全局变量pxCurrentTCB（当前正在运行的任务的任务控制块（TCB），而该任务通常是优先级最高的就绪任务），继续创建任务，直到任务创建完成，即当前pxCurrentTCB指向的是最后一个任务。然后启用任务调度器，故最后创建的任务会先被执行。

8.RTOS如何进行任务管理与调度

相同优先级的任务轮流运行，最高优先级的任务先运行；高优先级的任务未执行完，低优先级的任务无法执行；一旦高优先级的任务就绪，马上就会运行。

正在运行的任务，被称为"正在使用处理器"，它处于运行状态。在单处理系统中，任何时间里只能有一个任务处于运行状态。

非运行状态的任务，它处于这3中状态之一：阻塞(Blocked)、暂停(Suspended)、就绪(Ready)。就绪态的任务，可以被调度器挑选出来切换为运行状态，调度器永远都是挑选最高优先级的就绪态任务并让它进入运行状态。阻塞状态的任务，它在等待"事件"，当事件发生时任务就会进入就绪状态。事件分为两类：时间相关的事件、同步事件。所谓时间相关的事件，就是设置超时时间：在指定时间内阻塞，时间到了就进入就绪状态。使用时间相关的事件，可以实现周期性的功能、可以实现超时功能。同步事件就是：某个任务在等待某些信息，别的任务或者中断服务程序会给它发送信息。怎么"发送信息"？方法很多，有：任务通知(task notification)、队列(queue)、事件组(event group)、信号量(semaphoe)、互斥量(mutex)等。这些方法用来发送同步信息，比如表示某个外设得到了数据。

FReeRTOS会创建一个就绪链表，其长度为优先级大小的最大值，如我的最大优先级为56，则链表的长度就为56，其存放的就是当前优先级就绪或运行的任务。

在任务开始，会初始化一个时钟频率为1000Hz的tick，即tick的值为1ms，每隔1ms会触发一个tick中断，它会执行三个任务，分别是cnt++，作为时钟基准；判断 xDelayedTaskList的任务是否可以恢复（有阻塞态到运行态）；发起调度。

在任务调度开始时，会先创建一个优先级为0的空闲任务，然后调度器后从就绪链表内从高到低遍历整个链表，直到找到当前优先级存储不为空的情况，然后会让pxCurrentTCB指向下一个同等优先级的任务，执行该任务，若有多个任务，则会轮流进行。

在执行当前任务时，若有更高优先级的任务被创建，则pxCurrentTCB会立刻指向当前优先级最高的任务（抢占式优先级）。若该任务执行了例如vTaskDelay函数，则该任务会被判定为阻塞态，然后移动到阻塞队列里，任务调度器会执行下一优先级的任务，并且刚刚被打断的任务默认为已经执行过，会执行同一有优先级的下一任务，当高优先级的任务delay结束后，在tick中断内会被检测出，然后放入就绪队列内，再次遍历链表，执行任务。若该任务在阻塞态时被挂起，则tick不会再恢复该任务，除非再次恢复该函数。

9.一个任务想要退出必须自杀或者他杀

如果一个任务执行完，没有自杀或者他杀后，会进入到prvTaskExitError()函数，它会关闭所有中断，并且进入死循环，所以任务结束后必须要自杀vTaskDelete(NULL);或者他杀vTaskDelete(传入任务句柄);但自杀时没有人帮你收尸（自己TCB的相关信息等等），所以引入了空闲函数。

10.空闲函数

空闲任务(ldle任务)的作用之一：释放被删除的任务的内存。

除了上述目的之外，为什么必须要有空闲任务?一个良好的程序，它的任务都是事件驱动的:平时大部分时间处于阻塞状态。有可能我们自己创建的所有任务都无法执行，但是调度器必须能找到一个可以运行的任务:所以，我们要提供空闲任务。在使用vTaskStartScheduler()函数来创建、启动调度器时，这个函数内部会创建空闲任务：

空闲任务优先级为0：它不能阻碍用户任务运行

空闲任务要么处于就绪态，要么处于运行态，永远不会阻塞

空闲任务的优先级为0，这意味着一旦某个用户的任务变为就绪态，那么空闲任务马上被切换出去，让这个用户任务运行。在这种情况下，我们说用户任务"抢占"(pre-empt)了空闲任务，这是由调度器实现的。

要注意的是:如果使用vTaskDelete()来删除任务，那么你就要确保空闲任务有机会执行，否则就无法释放被删除任务的内存。