【FreeRTOS】【STM32】06.1 FreeRTOS的使用1(对06的补充)-CSDN博客

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    前后台系统(裸机)

    裸机又称前后台系统在一个while中不停循环处理各个task。
    中断服务函数作为前台程序
    大循环while(1)作为后台程序
    裸机

    多任务系统

    通过任务调度的方式执行各个任务优先级高的先执行执行完了释放CPU使用权交予优先级低的。优先级低的执行完了之后释放使用权到优先级更低的。
    在这里插入图片描述

    任务调度器职责

    1.RTOS任务 调度器来决定具体运行哪个任务RTOS 调度器会重复的开启、关闭每个任务。
    2.RTOS 调度器需要确保当一个任务开始执行的时候其上下文环境(寄存器值堆栈内容等)和任务上一次退出的时候相同。每个任务都必须有个堆栈当任务切换的时候将上下文环境保存在堆栈中这样当任务再次执行的时候就可以从堆栈中取出上下文环境任务恢复运行

    任务控制块

    FreeRTOS 的每个任务都有一些属性需要存储FreeRTOS 把这些属性集合到一起用一个结构体来表示这个结构体叫做任务控制块.此结构体在文件 tasks.c 中有定义。

    typedef struct tskTaskControlBlock
    {
    	volatile StackType_t *pxTopOfStack; //任务堆栈栈顶
    #if ( portUSING_MPU_WRAPPERS == 1 )
    		xMPU_SETTINGSxMPUSettings; //MPU 相关设置
    #endif
    	ListItem_t xStateListItem; //状态列表项
    	ListItem_t xEventListItem; //事件列表项
    	UBaseType_t uxPriority; //任务优先级
    	StackType_t *pxStack; //任务堆栈起始地址
    	
    	char pcTaskName[ configMAX_TASK_NAME_LEN ];//任务名字
    #if ( portSTACK_GROWTH > 0 )
    	StackType_t *pxEndOfStack; //任务堆栈栈底
    #endif
    #if ( portCRITICAL_NESTING_IN_TCB == 1 )
    	UBaseType_t uxCriticalNesting; //临界区嵌套深度
    #endif
    #if ( configUSE_TRACE_FACILITY == 1 ) //trace 或到 debug 的时候用到
    	UBaseType_t uxTCBNumber;
    	UBaseType_t uxTaskNumber;
    #endif
    #if ( configUSE_MUTEXES == 1 )
    	UBaseType_t uxBasePriority; //任务基础优先级,优先级反转的时候用到
    	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; //用来记录任务运行总时间
    #endif
    #if ( configUSE_NEWLIB_REENTRANT == 1 )
    	struct _reent xNewLib_reent; //定义一个 newlib 结构体变量
    #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就为 pdTURE
    	//如果是动态创建的就为 pdFALSE
    	uint8_t ucStaticallyAllocated; 
    #endif
    #if( INCLUDE_xTaskAbortDelay == 1 )
    	uint8_t ucDelayAborted;
    #endif
    } tskTCB;
    	//新版本的 FreeRTOS 任务控制块重命名为 TCB_t但是本质上还是 tskTCB主要是为了兼容
    	//旧版本的应用。
    typedef tskTCB TCB_t;
    

    任务堆栈

    FreeRTOS 之所以能正确的恢复一个任务的运行就是因为有任务堆栈.每一个任务都有自己的堆栈。

    任务调度器在进行任务切换的时候会将当前任务的现场(CPU 寄存器值等)保存在此任务的任务堆栈中等到此任务下次运行的时候就会先用堆栈中保存的值来恢复现场恢复现场以后任务就会接着从上次中断的地方开始运行。

    创建任务的时候需要给任务指定堆栈:
    使用的函数 xTaskCreate()创建任务(动态方法)的话那么任务堆栈就会由函数 xTaskCreate()自动创建.

    使用函数 xTaskCreateStatic()创建任务(静态方法)的话就需要程序员自行定义任务堆栈然后堆栈首地址作为函数的参数 puxStackBuffer 传递给函数。
    静态方法创建任务

    TaskHandle_t xTaskCreateStatic( TaskFunction_t pxTaskCode,
    	 const char * const pcName,
    	const uint32_t ulStackDepth,
    	void * const pvParameters,
    	UBaseType_t uxPriority,
    	StackType_t * const puxStackBuffer, (1)//堆栈首地址 puxStackBuffer
    	StaticTask_t * const pxTaskBuffer )
    	//(1)、任务堆栈静态方法下需要用户定义然后将堆栈首地址传递给这个参数
    

    堆栈首地址 puxStackBuffer类型为StackType_t *

    堆栈大小

    不管是使用函数 xTaskCreate()动态还是 xTaskCreateStatic()静态建任务都需要指定任务堆栈大小。

    任务堆栈的数据类型为StackType_tStackType_t 本质上是 uint32_tportmacro.h 中有定
    义:

    #define portSTACK_TYPE uint32_t
    #define portBASE_TYPE long
    typedef portSTACK_TYPE StackType_t;
    
    typedef long BaseType_t;
    typedef unsigned long UBaseType_t;
    
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