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如何利用FreeRTOS的多任務機制優(yōu)化程序呢?

冬至子 ? 來源:月月望歸鳥 ? 作者:K.Fire ? 2023-11-13 11:12 ? 次閱讀

1

創(chuàng)建任務

創(chuàng)建任務時使用的函數(shù)如下:

BaseType_t xTaskCreate( TaskFunction_t pxTaskCode, //函數(shù)指針,任務函數(shù)
const char * const pcName, //任務的名字
const configSTACK_DEPTH_TYPE usStackDepth,//棧大小,單位為word,10表示40字節(jié)
void * const pvParameters, //調(diào)用任務函數(shù)時傳入的參數(shù)
UBaseType_t uxPriority, //優(yōu)先級
TaskHandle_t * const pxCreatedTask );//任務句柄,以后使用它來操作這個任務

參數(shù)說明:

  • pvTaskCode:函數(shù)指針,可以簡單地認為任務就是一個C函數(shù)。它稍微特殊一點:永遠不退出,或者退出時要調(diào)用"vTaskDelete(NULL)"
  • pcName:任務的名字,FreeRTOS內(nèi)部不使用它,僅僅起調(diào)試作用。長度為:confifigMAX_TASK_NAME_LEN
  • usStackDepth:每個任務都有自己的棧,這里指定棧大小。單位是 word ,比如傳入 100 ,表示棧大小為 100 word ,也就是 400 字節(jié)。最大值為 uint16_t 的最大值。怎么確定棧的大小,并不容易,很多時候是估計。精確的辦法是看反匯編碼。
  • pvParameters:傳入?yún)?shù),調(diào)用 pvTaskCode 函數(shù)指針時用到:pvTaskCode(pvParameters)
  • uxPriorit:優(yōu)先級范圍:0~(confifigMAX_PRIORITIES – 1) 數(shù)值越小優(yōu)先級越低, 如果傳入過大的值,xTaskCreate會把它調(diào)整為(confifigMAX_PRIORITIES – 1)
  • pxCreatedTask:用來保存 xTaskCreate 的輸出結(jié)果:task handle 。以后如果想操作這個任務,比如修改它的優(yōu)先級,就需要這個 handle 。如果不想使用該 handle ,可以傳入 NULL 。
  • 返回值:成功:pdPASS ;失敗:errCOULD_NOT_ALLOCATE_REQUIRED_MEMORY( 失敗原因只有內(nèi)存不足 )
  • 注意:文檔里都說失敗時返回值是 pdFAIL ,這不對。pdFAIL 是 0 , errCOULD_NOT_ALLOCATE_REQUIRED_MEMORY 是 -1 。

實例:

void Task1Function(void * param)
{
  while (1)
  {
    printf("1");
  }
}
void Task2Function(void * param)
{
  while (1)
  {
    printf("2");
  }
}
xTaskCreate(Task1Function, "Task1", 100, NULL, 1, &xHandleTask1);
xTaskCreate(Task2Function, "Task2", 100, NULL, 1, NULL);

開啟任務調(diào)度:

vTaskStartScheduler();          //開啟任務調(diào)度

結(jié)果:

圖片

2

刪除任務

刪除任務使用的函數(shù)如下:

void vTaskDelete( TaskHandle_t xTaskToDelete );

參數(shù)說明:

  • xTaskToDelete:任務句柄,使用 xTaskCreate 創(chuàng)建任務時可以得到一個句柄,也可傳入NULL ,這表示刪除自己。
  • 句柄的實質(zhì)就是這個任務結(jié)構(gòu)體的指針,在FreeRTOS中任務的創(chuàng)建利用面向?qū)ο蟮乃枷?,?chuàng)建的一個個任務都是結(jié)構(gòu)體,刪除任務的實質(zhì)就類似于C語言中的free釋放內(nèi)存

實例:

void vTask1( void *pvParameters )
{
const TickType_t xDelay100ms = pdMS_TO_TICKS( 100UL );
BaseType_t ret; 
/* 任務函數(shù)的主體一般都是無限循環(huán) */
for( ;; ) 
{ 
/* 打印任務的信息 */ 
printf("Task1 is runningrn");
ret = xTaskCreate( vTask2, "Task 2", 1000, NULL, 2, &xTask2Handle ); 
if (ret != pdPASS) printf("Create Task2 Failedrn");
// 如果不休眠的話, Idle任務無法得到執(zhí)行 
// Idel任務會清理任務2使用的內(nèi)存
// 如果不休眠則Idle任務無法執(zhí)行, 最后內(nèi)存耗盡
vTaskDelay( xDelay100ms ); 
}

3

任務狀態(tài)

  • 當前正在進行的任務,是running狀態(tài);其他所有任務都處于not running狀態(tài)
  • "not running"狀態(tài)還可以細分為:
    ready :就緒,隨時可以運行
    
      blocked :阻塞,該任務在等待某一事件發(fā)生
    
      suspended :掛起,該任務暫停休息
    

圖片

當創(chuàng)建任務并開始任務調(diào)度后,所有任務都處于Ready就緒狀態(tài),系統(tǒng)隨機挑選一個任務Running,正在執(zhí)行的任務可以使用vTaskSuspend函數(shù)使自己進入掛起狀態(tài)(傳入?yún)?shù)NULL或自己的句柄),也可以使其他任務進入掛起狀態(tài)(傳入?yún)?shù)為需要掛起任務的句柄),進入暫停狀態(tài)后,需要在別的任務執(zhí)行過程中調(diào)用vTaskResume函數(shù)該任務才會重新進入Ready狀態(tài);

在任務執(zhí)行過程中,需要等待某個函數(shù)或事件的發(fā)生,則進入掛起狀態(tài)(Baocked),當?shù)却氖录赡苁侵袛嗷蚰硞€任務)發(fā)生后該任務才會恢復Ready狀態(tài)。

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