real-time Operate System 简称有：RTOS，有如下的好处:
TickType_t
BaseType_t
变量名
每个变量的前缀表示的含义
函数名
函数名前缀有有2部分：返回值类型、在哪个文件定义。
宏的名
宏的名字是大小，可以添加小写的前缀。前缀是用来表示：宏在哪个文件中定义
通用的宏定义如下：
提及内存管理就必须说一下堆和栈
堆，heap，就是一块空闲的内存，需要提供管理函数
栈，stack，函数调用时局部变量保存在栈中，当前程序的环境也是保存在栈中
在FreeRTOS中内存管理的接口函数（API）为：
1、pvPortMalloc 、vPortFree，对应于C库的malloc、free。
void * pvPortMalloc( size_t xWantedSize ); //分配内存,如果分配内存不成功，则返回值为NULL。
void vPortFree( void * pv );//释放内存
2、当前还有多少空闲内存，这函数可以用来优化内存的使用情况。比如当所有内核对象都分配好后，执行此函数返回2000，那么configTOTAL_HEAP_SIZE就可减小2000。
size_t xPortGetFreeHeapSize( void );
3、空闲内存的最小值
size_t xPortGetMinimumEverFreeHeapSize( void );//程序运行过程中，空闲内存容量的最小值。
啥叫任务？
任务就一个函数，但要注意的是
示例
void ATaskFunction( void *pvParameters )
{
/* 对于不同的任务，局部变量放在任务的栈里，有各自的副本 */
int32_t lVariableExample = 0;
/* 任务函数通常实现为一个无限循环 */
for( ;; )
{
/* 任务的代码 */
}
/* 如果程序从循环中退出，一定要使用vTaskDelete删除自己 * NULL表示删除的是自己 */
vTaskDelete( NULL );
/* 程序不会执行到这里, 如果执行到这里就出错了 */
}
创建任务API
BaseType_t xTaskCreate( TaskFunction_t pxTaskCode, // 函数指针, 任务函数
const char * const pcName, // 任务的名字
const configSTACK_DEPTH_TYPE usStackDepth, // 栈大小,单位 为word,10表示40字节
void * const pvParameters, // 调用任务函数时传入的参数
UBaseType_t uxPriority, // 优先级
TaskHandle_t * const pxCreatedTask ); // 任务句柄, 以后使用 它来操作这个任务
里面的参数说明如下：
示例：
任务1代码：
void vTask1( void *pvParameters )
{
const char *pcTaskName = "T1 run\r\n";
volatile uint32_t ul; /* volatile用来避免被优化掉 */
/* 任务函数的主体一般都是无限循环 */
for( ;; )
{
/* 打印任务1的信息 */
printf( pcTaskName );
/* 延迟一会(比较简单粗暴) */
for( ul = 0; ul < mainDELAY_LOOP_COUNT; ul++ )
{
}
}
}
任务2代码：
void vTask2( void *pvParameters )
{
const char *pcTaskName = "T2 run\r\n";
volatile uint32_t ul; /* volatile用来避免被优化掉 */
/* 任务函数的主体一般都是无限循环 */
for( ;; )
{
/* 打印任务1的信息 */
printf( pcTaskName );
/* 延迟一会(比较简单粗暴) */
for( ul = 0; ul < mainDELAY_LOOP_COUNT; ul++ )
{
}
}
}
main函数：
int main( void )
{
prvSetupHardware();
xTaskCreate(vTask1, "Task 1", 1000, NULL, 1, NULL);
xTaskCreate(vTask2, "Task 2", 1000, NULL, 1, NULL);
/* 启动调度器 */
vTaskStartScheduler();
/* 如果程序运行到了这里就表示出错了, 一般是内存不足 */
return 0;
}
运行结果：
注：
删除任务API
void vTaskDelete( TaskHandle_t xTaskToDelete );
参数说明
举个栗子
上示例： 大体的意思是：
任务1代码：
void vTask1( void *pvParameters )
{
const TickType_t xDelay100ms = pdMS_TO_TICKS( 100UL );
BaseType_t ret;
/* 任务函数的主体一般都是无限循环 */
for( ;; )
{
/* 打印任务的信息 */
printf("Task1 is running\r\n");
ret = xTaskCreate( vTask2, "Task 2", 1000, NULL, 2, &xTask2Handle );
if (ret != pdPASS)
printf("Create Task2 Failed\r\n");
// 如果不休眠的话, Idle任务无法得到执行
// Idel任务会清理任务2使用的内存
// 如果不休眠则Idle任务无法执行, 最后内存耗尽 vTaskDelay( xDelay100ms );
}
}
任务2代码
void vTask2( void *pvParameters )
{
/* 打印任务的信息 */
printf("Task2 is running and about to delete itself\r\n");
// 可以直接传入参数NULL, 这里只是为了演示函数用法
vTaskDelete(xTask2Handle);
}
main函数
int main( void )
{
prvSetupHardware();
xTaskCreate(vTask1, "Task 1", 1000, NULL, 1, NULL);
/* 启动调度器 */
vTaskStartScheduler();
/* 如果程序运行到了这里就表示出错了, 一般是内存不足 */
return 0;
}
运行结果
解释：
main函数中创建任务1，优先级为1。任务1运行时，它创建任务2，任务2的优先级是2。
任务2的优先级最高，它马上执行。
任务2打印一句话后，就删除了自己。
任务2被删除后，任务1的优先级最高，轮到任务1继续运行，它调用
vTaskDelay() 进入Block状态
任务1 Block期间，轮到Idle任务执行：它释放任务2的内存(TCB、栈)
时间到后，任务1变为最高优先级的任务继续执行。
如此循环。
任务优先级
使用uxTaskPriorityGet来获得任务的优先级，
使用参数xTask来指定任务，设置为NULL表示获取自己的优先级。
UBaseType_t uxTaskPriorityGet( const TaskHandle_t xTask );
使用vTaskPrioritySet 来设置任务的优先级，
使用参数xTask来指定任务，设置为NULL表示设置自己的优先级；
参数uxNewPriority表示新的优先级，取值范围是0~(configMAX_PRIORITIES – 1)。
void vTaskPrioritySet( TaskHandle_t xTask, UBaseType_t uxNewPriority );
Tick
对于相同优先级的任务的话，它们“轮流”执行。怎么轮流？你执行一会，我执行一会。那么这个一会就是使用Tick定义的
vTaskDelay(2); // 等待2个Tick，假设configTICK_RATE_HZ=100, Tick周期时10ms, 等待20ms
// 还可以使用pdMS_TO_TICKS宏把ms转换为tick
vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(100)); // 等待100ms
七、任务的几种状态
任务转换图
void vTaskDelay( const TickType_t xTicksToDelay ); /* xTicksToDelay: 等待多少给 Tick */
/* pxPreviousWakeTime: 上一次被唤醒的时间
* xTimeIncrement: 要阻塞到(pxPreviousWakeTime + xTimeIncrement)
* 单位都是Tick Count
*/
BaseType_t xTaskDelayUntil( TickType_t * const pxPreviousWakeTime, const TickType_t xTimeIncrement );
详细介绍：
示例：
本程序会创建2个任务：
Task1：
1、高优先级
2、设置变量flag为1，然后调用 vTaskDelay(xDelay50ms); 或vTaskDelayUntil(&xLastWakeTime, xDelay50ms);
Task2：
1、低优先级
2、设置变量flag为0
main函数
int main( void )
{
prvSetupHardware();
/* Task1的优先级更高, Task1先执行 */
xTaskCreate( vTask1, "Task 1", 1000, NULL, 2, NULL );
xTaskCreate( vTask2, "Task 2", 1000, NULL, 1, NULL );
/* 启动调度器 */
vTaskStartScheduler();
/* 如果程序运行到了这里就表示出错了, 一般是内存不足 */
return 0;
}
Task1的代码中使用条件开关来选择Delay函数，把 #if 1 改为 #if 0 就可以使用 vTaskDelayUntil
void vTask1( void *pvParameters )
{
const TickType_t xDelay50ms = pdMS_TO_TICKS( 50UL );
TickType_t xLastWakeTime; int i;
/* 获得当前的Tick Count */
xLastWakeTime = xTaskGetTickCount();
for( ;; )
{
flag = 1;
/* 故意加入多个循环，让程序运行时间长一点 */
for (i = 0; i <5; i++)
printf( "Task 1 is running\r\n" );
##if 1
vTaskDelay(xDelay50ms);
##else
vTaskDelayUntil(&xLastWakeTime, xDelay50ms);
##endif
}
}
Task2的代码
void vTask2( void *pvParameters )
{
for( ;; )
{
flag = 0;
printf( "Task 2 is running\r\n" );
}
}
使用Keil的逻辑分析观察flag变量的bit波形，如下：
空闲任务
为什么要有空闲函数呢？
因为一个良好的程序，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：
空闲任务的优先级为0，这意为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，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。
钩子函数
钩子函数在空闲任务中添加，空闲任务每执行一次，钩子函数就会被调用一次，那么钩子函数能干些什么事呢？
钩子函数使用过程中应该注意：
如果想使用钩子函数
因为只能一个任务处在运行状态中，所以需要调度来实现不同任务进入运行状态。
调度算法的行为主要体现为：
从3个角度统一理解多种调度算法：
上表解释：
示例：
注：
是否抢占对比
在 FreeRTOSConfig.h 中，定义这样的宏，对比逻辑分析仪的效果：
// 实验1：抢占
#define configUSE_PREEMPTION 1
#define configUSE_TIME_SLICING 1
#define configIDLE_SHOULD_YIELD 1
// 实验2：不抢占
#define configUSE_PREEMPTION 0
#define configUSE_TIME_SLICING 1
#define configIDLE_SHOULD_YIELD 1
// 实验1：时间片轮转
#define configUSE_PREEMPTION 1
#define configUSE_TIME_SLICING 1
#define configIDLE_SHOULD_YIELD 1
// 实验2：时间片不轮转
#define configUSE_PREEMPTION 1
#define configUSE_TIME_SLICING 0
#define configIDLE_SHOULD_YIELD 1
// 实验1：空闲任务让步
#define configUSE_PREEMPTION 1
#define configUSE_TIME_SLICING 1
#define configIDLE_SHOULD_YIELD 1
// 实验2：空闲任务不让步
#define configUSE_PREEMPTION 1
#define configUSE_TIME_SLICING 1
#define configIDLE_SHOULD_YIELD 0
关于RTOS的其他内容后续更新，已是凌晨1点，先睡会