FreeRTOS學習（二）任務基礎

2.任務基礎知識

在嵌入式開發中，有兩種常見的開發方式：前後臺系統和嵌入式作業系統。

1.1 前後臺系統

前台：就是中斷，可以多級巢狀，處於處理一些實時性要求比較高的事件，比如按鍵的狀態獲取。

後台：乙個無限迴圈，在迴圈中呼叫相關函式完成相應操作。

這種程式設計方式的主要缺陷在於兩方面

（1）複雜度方面：無法實現複雜的系統

（2）實時性方面：難以保證較高的實時性

尤其是一些穿戴類產品，整合了多種感測器，還涉及藍芽 ble資料通訊等，系統複雜度高、實時性要求高，因此針對類似這種產品開發就需要引入實時作業系統。

1.2 嵌入式作業系統

先來說說嵌入式作業系統解決上述問題的思路：化整為零

（1）將大問題拆分成小問題

（2）每個小問題單獨作為乙個任務

也就是說，將乙個複雜系統按照一定的思想進行模組劃分，比如通訊模組，感測器管理模組，事件處理模組等等，每個模組作為乙個任務。

另一點呢，就是任務排程與切換，不管是搶占式還是時間片排程，從cpu角度來說，就是以極高的頻率來切換處理各個任務；從任務角度來說，就是以極高的頻率按照一定順序獲取cpu的使用權。

最終的效果，看起來像是多個任務在同時執行處理，從而解決系統複雜、且實時性要求高的問題。

2.1 任務狀態

乙個任務基本的狀態可以劃分為執行態和非執行態，在非執行態的基礎上又擴充套件除了三種狀態，一種有四種任務狀態。

（1）執行態

比較容易理解，就是任務當前擁有 cpu 的使用權，正在執行的狀態。

（2）就緒態

萬事俱備，只欠 cpu 使用權。有兩個小事情提一下。

（3）阻塞態

處於阻塞態的任務一般是由於延時或等待某個事件(佇列、訊號量等)。

（4）掛起態

只有呼叫掛起任務函式才能將任務掛起，解鈴還須繫鈴人，也只有呼叫任務恢復函式才能將任務從掛起態切換回就緒態。

**於here

2.2 任務控制塊

每個任務都有乙個任務控制塊，用來儲存任務的一些屬性，可以將這個結構體理解為任務的身份證id，主要包含了任務的堆疊位址、名稱、優先順序、以及要任務控制要用到的列表項等。

關於任務控制塊的詳細內容，有興趣的可以參考這篇部落格，個人感覺解釋的比較詳細

這裡涉及了兩個列表項，延伸解釋一下。

以狀態列表項為例，由上面的內容可知，任務有四種狀態，除了執行態，其他狀態都有乙個對應的列表，以便於任務排程器對任務進行管理。

//就緒列表和阻塞列表
privileged_data static list_t pxreadytaskslists[ configmax_priorities ]
;//就緒列表
privileged_data static list_t xdelayedtasklist1;
//延遲列表1
privileged_data static list_t xdelayedtasklist2;
//延遲列表2
//當任務從掛起或阻塞狀態被啟用時，如果排程器也處於掛起狀態，任務會先放進xpendingreadylist佇列，等到排程器恢復時（xtaskresumeall）再將這些xpendingreadylist裡的任務一起放進就緒列表
privileged_data static list_t xpendingreadylist;
//暫存列表
#if( include_vtaskdelete == 1 )
privileged_data static list_t xtaskswaitingtermination;
//殭屍列表
#endif
#if ( include_vtasksuspend == 1 )
privileged_data static list_t xsuspendedtasklist;
//掛起列表
#endif

當任務處於對應的狀態時，便將任務掛到相應的列表上。這裡，如果大家對列表和列表項沒有概念的話，可理解為鐵鍊和鏈環。

2.3 任務堆疊

任務建立需要從記憶體中申請兩塊記憶體，乙個是任務控制塊，另乙個就是任務堆疊。

2.4 任務優先順序

每個任務都可以分配乙個優先順序，範圍是0~（configmax_priorities -1），這個巨集是在freertosconfig.h配置檔案中定義

#define configmax_priorities              (7)

關於優先順序，主要注意以下幾點：

任務優先順序的分配也很有講究，分配好壞對任務的執行順序、效率都有很大影響。這裡先簡單舉個栗子，一般地，對於涉及任務通訊的，接收任務的優先順序要高於傳送任務的優先順序。這樣的話，一旦佇列、訊號量等有資訊，便能立即響應處理。

2.5 任務實現

任務實現，指的就是任務函式，就是乙個無限迴圈，迴圈內實現任務需要完成的操作。任務函式型別如下：

void
ataskfunction
(void
*pvparameters )
;

有兩點不太常見的操作，可以忽略：

就是多個任務可以共享乙個任務函式，傳入的引數需要不一致。

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