FreeRTOS——任务创建（静态、动态创建）、任务删除以及内部实现剖析

news2024/12/23 13:42:52

任务创建和删除的API函数

任务的创建和删除本质就是调用FreeRTOS的API函数

API函数	描述
xTaskCreate()	动态方式创建任务
xTaskCreateStatic()	静态方式创建任务
vTaskDelete()	删除任务

动态创建任务：任务的任务控制块以及任务的栈空间所需的内存，均有FreeRTOS从FreeRTOS管理的堆中分配

静态创建任务：任务的任务控制块以及任务的栈空间所需的内存，需用户分配提供

动态创建任务函数

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

注意：pcName的长度根据在FreeRTOSConfig.h中不同定义而不同

对于32位计算机，1字=32位=4字节

返回值	描述
pdPASS	任务创建成功
errCOULD_NOT_ALLOCATE_REQUIRED_MEMORY	任务创建失败

实现动态创建任务流程

1、将宏configSUPPORT_DYNAMIC_ALLOCATION 配置为 1

2、定义函数入口参数

3、编写任务函数

此函数创建的任务会立刻进入就绪态，由任务调度器调度运行

静态创建任务函数

TaskHandle_t xTaskCreateStatic
(
    TaskFunction_t pxTaskCode,      /*指向任务函数的指针*/
    const char *const pcName,       /*任务函数名*/
    const uint32_t ulStackDepth,    /*任务堆栈大小注意字为单位*/
    void *const pvParameters,       /*传递的任务函数参数*/    
    UBaseType_t uxPriority,         /*任务优先级*/
    StackType_t *const puxStackBuffer,/*任务堆栈，一般为数组，由用户分配*/
    StaticTask_t *const pxTaskBuffer,/*任务控制块指针，由用户分配*/
);

返回值	描述
NULL	用户没有提供相应的内存，任务创建失败
其他值	任务句柄，任务创建成功

实现静态创建任务流程

1、将宏configSUPPORT_STATIC_ALLOCATION配置为1

2、定义空闲任务&定时器任务的任务堆栈及TCB

3、实现两个接口函数（vApplicationGetIdle TaskMemory()、vApplicationGetTimerTaskMemory()）空闲任务和软件定时器的内存赋值

4、定义函数入口参数

5、编写任务函数

此函数创建的任务会立刻进入就绪态，由任务调度器调度运行

任务删除函数

void vTaskDelete(TaskHandle_t xTaskToDelete);

形参	描述
xTaskToDelete	待删除任务的任务句柄

用于删除已经被创建的任务。

被删除的任务从就绪任务列表、阻塞态任务列表、挂起态任务列表和事件列表中删除

注意：

1、当传入的参数为NULL，则代表删除任务自身（当前正在运行的任务）自杀。

2、空闲任务会负责释放被删除任务中由系统分配的内存，但是由用户在任务删除前申请的内存，则需要由用户在任务被删除前提前释放，否则将其导致内存泄漏。

例如：我们动态创建了两个任务Task1和Task2，在Task1中调用删除函数，参数为Task2，则系统给Task2分配的内存在Task1中释放；如果参数为NULL，系统为Task1分配的内存在空闲任务中释放；

而静态创建的任务，用户自己申请的内存需要在任务删除前用户自己去提前释放，否则会导致内存泄漏。

删除任务流程

1、使用删除任务函数，需将宏INCLUDE_vTaskDelete配置为1

2、入口参数输入需要删除的任务句柄（NULL代表删除本身）

内部实现过程：

1）获取所要删除的任务控制块，（通过传入的任务句柄，判断所需要删除拿个任务，NULL代表删除本身，任务句柄是指向任务控制块的指针）

2）将被删除任务，移除所在列表（将该任务在所在列表中移除，包括：就绪、阻塞、挂起、事件等列表）

3）判断所需要删除的任务（将任务自身，需先添加到等待删除列表、内存释放将在空闲任务执行；删除其他任务，释放内存，任务数量--）

4）更新下个任务的阻塞时间（更新下一个任务的阻塞超时时间，以防被删除的任务就是下一个阻塞超时的任务）

实战编程

1、实验目的:学会xTaskCreate()和vTaskDelete()的使用

2、实验设计:将设计四个任务:start task、task1、task2、task3

四个任务的功能如下：

start_task：用来创建其他的三个任务，只执行一次，执行完毕后调用vTaskDelete()自杀

task1：实现LED0每500ms闪烁一次

task2：实现LED1每500ms闪烁一次

task3：判断按键KEY0是否按下，按下删除task1

步骤：

（1）将支持动态创建任务的宏置1

（2）创建任务入口

（3）在main函数前进行一些宏定义以及函数声明

（4）编写start_task的任务函数

（5）宏定义三个任务的优先级、栈深度、定义任务句柄以及任务函数的声明

（6）编写三个任务的任务函数

优先级数字越大，优先级越高。

但是执行的顺序却是task1、task2、task3，为什么呢？

start_task创建之后开始调度，开始执行，创建task1此时task1的优先级比start高，创建完之后执行task1，task1延时阻塞之后，返回低优先级任务start执行，创建task2，task2优先级高于start，执行task2，task2延时阻塞后，返回低优先级任务start执行，创建task3，task3阻塞之后返回低优先级任务start，start创建完三个task之后自杀。

taskENTER_CRITICAL(); //进入临界区

这句代码的作用是关闭中断，任务切换是在中断里面进行，这时我们关闭中断，任务切换就不会再进行。