FreeRTOS学习笔记：FreeRTOS启动方式及流程

FreeRTOS启动方式及流程

FreeRTOS有两种比较流行的启动方式。

1、方式一：在main函数中创建所有任务

具体说明：在main函数中将硬件初始化、RTOS系统初始化，创建所有的任务，再启动RTOS调度器（调度器会根据任务的优先级进行选择）开始多任务调度。

1.1、main函数

//主函数
int main(void)
{ 
  systemInit(); //Hardware initialization //硬件初始化
	
	    //Create the task //创建任务
	  xTaskCreate(CONTROL_task, "CONTROL_task", BALANCE_STK_SIZE, NULL, BALANCE_TASK_PRIO, NULL);	//Vehicle motion control task //运动控制任务
	  xTaskCreate(IMU_task, "IMU_task", MPU9250_STK_SIZE, NULL, MPU9250_TASK_PRIO, NULL);	//IMU data read task //IMU数据读取任务
    xTaskCreate(show_task,    "show_task",    SHOW_STK_SIZE,    NULL, SHOW_TASK_PRIO,    NULL); //The OLED display displays tasks //OLED显示屏显示任务
    xTaskCreate(led_task,     "led_task",     LED_STK_SIZE,     NULL, LED_TASK_PRIO,     NULL);	//LED light flashing task //警示灯闪烁任务
    xTaskCreate(pstwo_task,   "PSTWO_task",   PS2_STK_SIZE,     NULL, PS2_TASK_PRIO,     NULL);	//Read the PS2 controller task //遥控手柄任务
    xTaskCreate(data_task,    "DATA_task",    DATA_STK_SIZE,    NULL, DATA_TASK_PRIO,    NULL);	//Usartx3, Usartx1 and CAN send data task //UART/SPI/CAN发送数据任务			
	vTaskStartScheduler();  //Enables task scheduling //开启任务调度						
}

1.2、具体任务实现

void CONTROL_task(void *pvParameters)
{ 
}

void IMU_task(void *pvParameters)
{ 
}

void show_task(void *pvParameters)
{ 
}

void led_task(void *pvParameters)
{ 
}
......

2、方式二：在main函数中创建启动任务，在启动任务中创建应用任务。

具体说明：在main函数中将硬件初始化、RTOS系统初始化后，创建一个启动任务，再启动RTOS调度器；在启动任务中创建各种应用任务，当所有任务创建完成后，自动任务会将自己删除（即启动任务只执行一次后删除）。

2.1、main函数

//主函数
int main(void)
{ 
  systemInit(); //Hardware initialization //硬件初始化
	
	//Create the start task //创建开始任务
	xTaskCreate((TaskFunction_t )start_task,            //Task function   //任务函数
							(const char*    )"start_task",          //Task name       //任务名称
							(uint16_t       )START_STK_SIZE,        //Task stack size //任务堆栈大小
							(void*          )NULL,                  //Arguments passed to the task function //传递给任务函数的参数
							(UBaseType_t    )START_TASK_PRIO,       //Task priority   //任务优先级
							(TaskHandle_t*  )&StartTask_Handler);   //Task handle     //任务句柄    					
	vTaskStartScheduler();  //Enables task scheduling //开启任务调度						
}

2.2、开始任务任务函数

//Start task task function //开始任务任务函数
void start_task(void *pvParameters)
{
    taskENTER_CRITICAL(); //Enter the critical area //进入临界区
	
    //Create the task //创建任务
	  xTaskCreate(CONTROL_task, "CONTROL_task", BALANCE_STK_SIZE, NULL, BALANCE_TASK_PRIO, NULL);	//Vehicle motion control task //运动控制任务
	  xTaskCreate(IMU_task, "IMU_task", MPU9250_STK_SIZE, NULL, MPU9250_TASK_PRIO, NULL);	//IMU data read task //IMU数据读取任务
    xTaskCreate(show_task,    "show_task",    SHOW_STK_SIZE,    NULL, SHOW_TASK_PRIO,    NULL); //The OLED display displays tasks //OLED显示屏显示任务
    xTaskCreate(led_task,     "led_task",     LED_STK_SIZE,     NULL, LED_TASK_PRIO,     NULL);	//LED light flashing task //警示灯闪烁任务
    xTaskCreate(pstwo_task,   "PSTWO_task",   PS2_STK_SIZE,     NULL, PS2_TASK_PRIO,     NULL);	//Read the PS2 controller task //遥控手柄任务
    xTaskCreate(data_task,    "DATA_task",    DATA_STK_SIZE,    NULL, DATA_TASK_PRIO,    NULL);	//Usartx3, Usartx1 and CAN send data task //UART/SPI/CAN发送数据任务
	
    vTaskDelete(StartTask_Handler); //Delete the start task //删除开始任务

    taskEXIT_CRITICAL();            //Exit the critical section//退出临界区
}

2.3、应用任务

void CONTROL_task(void *pvParameters)//运动控制任务
{ 
}

void IMU_task(void *pvParameters)//IMU数据读取任务
{ 
}

void show_task(void *pvParameters)//OLED显示屏显示任务
{ 
}

void led_task(void *pvParameters)//警示灯闪烁任务
{ 
}
......

3、FreeRTOS系统启动流程

1、FreeRTOS系统上电后，首先会启动复位函数Reset_Handle，之后再调用C库函数__main，其目的主要是为了初始化系统的堆和栈，最后调用C中的main函数。

Reset_Handle的内容：

Ret_Handle  PROC
            EXPORT Ret_Handle
            IMPORT __mian
            IMPORT StstemInit
            LDR R0,=SystemInit
            BLX R0
            LDR R0,=__main
            BX R0

2、在main函数中，对硬件设备、系统进行初始化，再创建任务(①、创建所有任务，②、创建启动任务)，启动任务调度器，任务调度器为FreeRTOS实时操作系统的核心，主要负责任务切换（通过分析各任务的优先级）。

3、使用任务调度器-vTaskStartScheduler()所完成的事情：①、创建空闲任务；②、创建定时器服务任务；③、关闭中断；④、将变量xSchedulerRunning 设置为pdTRUE,表示调度器开始运行;

4、使用调度函数xPortStartScheduler()来初始化跟调度器启动相关的硬件，如：设置PendSV的中断优先级，为最低优先级；设置滴答定时器的中断优先级，为最低优先级；初始化临界区嵌套计数器。

5、使用函数prvStartFirstTask()来启动第一个任务(prvStartFirstTask函数为汇编函数)；主要用来使能中断、使用SVC异常来启动第一个任务。

6、使用vPortSVCHandler()函数从第一个任务的进程栈中出栈。

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