FreeRTOS学习笔记（一）

一、基础知识思维导图

vtaskdelay函数会开启中断，所以在临界区不能用vtaskdelay

二、任务的创建与删除

2.1、任务的动态创建与删除

........

#define START_TASK_PRIO         1
#define START_TASK_STACK_SIZE   128
TaskHandle_t    start_task_handler;
void start_task( void * pvParameters );

#define TASK1_PRIO         2
#define TASK1_STACK_SIZE   128
TaskHandle_t    task1_handler;
void task1( void * pvParameters );

.........

int main()
{

.......

    xTaskCreate((TaskFunction_t         )   start_task,						//任务函数名
                (char *                 )   "start_task",
                (configSTACK_DEPTH_TYPE )   START_TASK_STACK_SIZE,			//任务堆栈大小
                (void *                 )   NULL,
                (UBaseType_t            )   START_TASK_PRIO,				//任务优先级
                (TaskHandle_t *         )   &start_task_handler );			//任务句柄
	vTaskStartScheduler();
}

void start_task( void * pvParameters )
{
    taskENTER_CRITICAL();               /* 进入临界区 */
    xTaskCreate((TaskFunction_t         )   task1,
                (char *                 )   "task1",
                (configSTACK_DEPTH_TYPE )   TASK1_STACK_SIZE,
                (void *                 )   NULL,
                (UBaseType_t            )   TASK1_PRIO,
                (TaskHandle_t *         )   &task1_handler );
    vTaskDelete(NULL);					//删除任务
    taskEXIT_CRITICAL();                /* 退出临界区 */
}

/* 任务一，实现LED0每500ms翻转一次 */
void task1( void * pvParameters )
{
    while(1)
    {
        printf("task1正在运行！！！\r\n");
        LED0_TOGGLE();
        vTaskDelay(500);
    }
}

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三、任务的恢复与挂起

/* 任务三，判断按键KEY0，按下KEY0删除task1 */
void task3( void * pvParameters )
{
    uint8_t key = 0;
    while(1)
    {
        key = key_scan(0);
        if(key == KEY0_PRES)			//按键一按下
        {
            printf("挂起task1\r\n");
            vTaskSuspend(task1_handler);	//任务挂起函数，使用时需将宏 INCLUDE_vTaskSuspend  配置为1。
        }else if(key == KEY1_PRES)		//按键二按下
        {
            printf("在任务中恢复task1\r\n");
            vTaskResume(task1_handler);	
        }
        vTaskDelay(10);
    }
}
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如果在中断中用恢复函数需要在函数后带FromISR后缀，vTaskResumeFromISR（）

四、freertos中断管理

系统所管理的优先级范围：5~15，也就是说优先级在0-4以内的中断freertos不能控制它们。

五、FreeRTOS临界段代码保护及任务调度器挂起和恢复

5.1、临界代码段

什么是临界段：临界段代码也叫做临界区，是指那些必须完整运行，不能被打断的代码段，如：iic、spi的初始化等。

5.2、任务调度器的挂起与恢复

1、与临界区不一样的是，挂起任务调度器，未关闭中断；
2、它仅仅是防止了任务之间的资源争夺，中断照样可以直接响应；
3、挂起调度器的方式，适用于临界区位于任务与任务之间；既不用去延时中断，又可以做到临界区的安全；

六、FreeRTOS列表和列表项

6.1、列表相关API函数





总结：函数vListInsert()，是将待插入列表的列表项按照列表项值升序进行排序，有序地插入到列表中

总结：函数vListInsertEnd()，是将待插入的列表项插入到列表 pxIndex 指针指向的列表项前面;它是一种无序的插入方法！！

七、任务调度

7.1、启动第一个任务

prvStartFirstTask () 	/* 开启第一个任务 */
vPortSVCHandler () 	/* SVC中断服务函数 */
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1、中断产生时，硬件自动将xPSR，PC(R15)，LR(R14)，R12，R3-R0出/入栈；而R4~R11需要手动出/入栈
2、进入中断后硬件会强制使用MSP指针 ，此时LR(R14）的值将会被自动被更新为特殊的EXC_RETURN

7.2、prvStartFirstTask ()函数
用于初始化启动第一个任务前的环境，主要是重新设置MSP 指针，并使能全局中断

什么是MSP指针？
程序在运行过程中需要一定的栈空间来保存局部变量等一些信息。当有信息保存到栈中时，MCU 会自动更新 SP 指针，ARM Cortex-M 内核提供了两个栈空间：

为什么是 0xE000ED08？
因为需从 0xE000ED08 获取向量表的偏移，为啥要获得向量表呢？因为向量表的第一个是 MSP 指针！取 MSP 的初始值的思路是先根据向量表的位置寄存器 VTOR (0xE000ED08) 来获取向量表存储的地址；在根据向量表存储的地址，来访问第一个元素，也就是初始的 MSP

CM3 允许向量表重定位——从其它地址处开始定位各异常向量 这个就是向量表偏移量寄存器，向量表的起始地址保存的就是主栈指针MSP 的初始值

7.3、vPortSVCHandler ()
当使能了全局中断，并且手动触发 SVC 中断后，就会进入到 SVC 的中断服务函数中


7.4、任务切换
任务切换的本质：就是CPU寄存器的切换。

注意：任务切换的过程在PendSV中断服务函数里边完成

PendSV中断是如何触发的？
1、滴答定时器中断调用
2、执行FreeRTOS提供的相关API函数：portYIELD()
本质：通过向中断控制和状态寄存器 ICSR 的bit28 写入 1 挂起 PendSV 来启动 PendSV 中断

总结