【FreeRTOS】【STM32】06.1 FreeRTOS的使用1(对06的补充)

前后台系统(裸机)

裸机又称前后台系统，在一个while中不停循环处理各个task。
中断服务函数作为前台程序
大循环while(1)作为后台程序

多任务系统

通过任务调度的方式，执行各个任务，优先级高的先执行，执行完了释放CPU使用权，交予优先级低的。优先级低的执行完了之后，释放使用权到优先级更低的。
在这里插入图片描述

任务调度器职责

1.RTOS任务调度器来决定具体运行哪个任务，RTOS 调度器会重复的开启、关闭每个任务。
2.RTOS 调度器需要确保当一个任务开始执行的时候其上下文环境(寄存器值，堆栈内容等)和任务上一次退出的时候相同。（每个任务都必须有个堆栈，当任务切换的时候将上下文环境保存在堆栈中，这样当任务再次执行的时候就可以从堆栈中取出上下文环境，任务恢复运行）

任务控制块

FreeRTOS 的每个任务都有一些属性需要存储，FreeRTOS 把这些属性集合到一起用一个结构体来表示，这个结构体叫做任务控制块.此结构体在文件 tasks.c 中有定义。

typedef struct tskTaskControlBlock
{volatile StackType_t *pxTopOfStack; //任务堆栈栈顶
#if ( portUSING_MPU_WRAPPERS == 1 )xMPU_SETTINGSxMPUSettings; //MPU 相关设置
#endifListItem_t xStateListItem; //状态列表项ListItem_t xEventListItem; //事件列表项UBaseType_t uxPriority; //任务优先级StackType_t *pxStack; //任务堆栈起始地址char pcTaskName[ configMAX_TASK_NAME_LEN ];//任务名字
#if ( portSTACK_GROWTH > 0 )StackType_t *pxEndOfStack; //任务堆栈栈底
#endif
#if ( portCRITICAL_NESTING_IN_TCB == 1 )UBaseType_t uxCriticalNesting; //临界区嵌套深度
#endif
#if ( configUSE_TRACE_FACILITY == 1 ) //trace 或到 debug 的时候用到UBaseType_t uxTCBNumber;UBaseType_t uxTaskNumber;
#endif
#if ( configUSE_MUTEXES == 1 )UBaseType_t uxBasePriority; //任务基础优先级,优先级反转的时候用到UBaseType_t uxMutexesHeld; //任务获取到的互斥信号量个数
#endif
#if ( configUSE_APPLICATION_TASK_TAG == 1 )TaskHookFunction_t pxTaskTag;
#endif
#if( configNUM_THREAD_LOCAL_STORAGE_POINTERS > 0 ) //与本地存储有关void *pvThreadLocalStoragePointers[ configNUM_THREAD_LOCAL_STORAGE_POINTERS ];
#endif
#if( configGENERATE_RUN_TIME_STATS == 1 )uint32_t ulRunTimeCounter; //用来记录任务运行总时间
#endif
#if ( configUSE_NEWLIB_REENTRANT == 1 )struct _reent xNewLib_reent; //定义一个 newlib 结构体变量
#endif
#if( configUSE_TASK_NOTIFICATIONS == 1 )//任务通知相关变量volatile uint32_t ulNotifiedValue; //任务通知值volatile uint8_t ucNotifyState; //任务通知状态
#endif
#if( tskSTATIC_AND_DYNAMIC_ALLOCATION_POSSIBLE != 0 )//用来标记任务是动态创建的还是静态创建的，如果是静态创建的此变量就为 pdTURE，//如果是动态创建的就为 pdFALSEuint8_t ucStaticallyAllocated; 
#endif
#if( INCLUDE_xTaskAbortDelay == 1 )uint8_t ucDelayAborted;
#endif
} tskTCB;//新版本的 FreeRTOS 任务控制块重命名为 TCB_t，但是本质上还是 tskTCB，主要是为了兼容//旧版本的应用。
typedef tskTCB TCB_t;

任务堆栈

FreeRTOS 之所以能正确的恢复一个任务的运行就是因为有任务堆栈.，每一个任务都有自己的堆栈。

任务调度器在进行任务切换的时候会将当前任务的现场(CPU 寄存器值等)保存在此任务的任务堆栈中，等到此任务下次运行的时候就会先用堆栈中保存的值来恢复现场，恢复现场以后任务就会接着从上次中断的地方开始运行。

创建任务的时候需要给任务指定堆栈:
使用的函数 xTaskCreate()创建任务(动态方法)的话那么任务堆栈就会由函数 xTaskCreate()自动创建.

使用函数 xTaskCreateStatic()创建任务(静态方法)的话就需要程序员自行定义任务堆栈，然后堆栈首地址作为函数的参数 puxStackBuffer 传递给函数。
静态方法创建任务：

TaskHandle_t xTaskCreateStatic( TaskFunction_t pxTaskCode,const char * const pcName,const uint32_t ulStackDepth,void * const pvParameters,UBaseType_t uxPriority,StackType_t * const puxStackBuffer, (1)//堆栈首地址 puxStackBufferStaticTask_t * const pxTaskBuffer )//(1)、任务堆栈，静态方法下需要用户定义，然后将堆栈首地址传递给这个参数

堆栈首地址 puxStackBuffer类型为StackType_t *

堆栈大小

不管是使用函数 xTaskCreate()动态还是 xTaskCreateStatic()静态建任务都需要指定任务堆栈大小。

任务堆栈的数据类型为StackType_t，StackType_t 本质上是 uint32_t，在 portmacro.h 中有定
义:

#define portSTACK_TYPE uint32_t
#define portBASE_TYPE long
typedef portSTACK_TYPE StackType_t;typedef long BaseType_t;
typedef unsigned long UBaseType_t;