FreeRTOS实时操作系统（二）系统文件代码学习

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前言

接着学习正点原子的FreeRTOS教程，涉及到一些详细的系统内文件代码

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系统配置

可以通过各种的宏定义来实现我们自己的RTOS配置（在FreeRTOSconfig.h）

1. “INCLUDE”：配置API函数
2. ”config“：完成功能配置和裁剪
3. 其他配置项LPendSV宏定义，SVC宏定义
   

任务创建

分为静态和动态创建

动态任务创建：任务的任务控制块以及任务的栈空间所需的内存，均由自动从堆中分配

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

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任务创建：

返回值：
pdPASS：创建成功
errCOULD_NOT_ALLOCATE_REQUIRED_MEMORY：创建失败（内存分配失败）

如何成功创建：

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

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任务控制块：

每个任务都有属于自己的任务控制块，类似身份证。

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静态创建任务：

返回值：
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

如何成功创建：

1. 需将宏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：vApplicationGetIdleTaskMemory( ) ，vApplicationGetTimerTaskMemory ( )
4. 定义函数入口参数
5. 编写任务函数

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任务删除：
void vTaskDelete(TaskHandle_t xTaskToDelete);
参数是待删除任务的任务句柄，用于删除已被创建的任务，被删除的任务将从就绪态任务列表、阻塞态任务列表、挂起态任务列表和事件列表中移除

要点：

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）
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，否则将导致内存泄露

如何删除：

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）

任务创建删除实践

1.任务创建删除：（正点原子的代码）

 xTaskCreate((TaskFunction_t         )   task1,(char *                 )   "task1",(configSTACK_DEPTH_TYPE )   TASK1_STACK_SIZE,(void *                 )   NULL,(UBaseType_t            )   TASK1_PRIO,(TaskHandle_t *         )   &task1_handler );

利用该函数创建任务，从上到下分别是指向任务函数的指针，任务名，堆栈大小，任务指针参数，优先级，任务句柄。但是我感觉不需要强制类型转换，有时写错也不容易发现

一般系统初始化的操作是先创建一个任务，这个任务完成系统所有任务的创建，创建完成后把自己删除掉的结构，这样代码比较简洁，结构清晰。

/* START_TASK 任务 配置* 包括: 任务句柄 任务优先级 堆栈大小 创建任务*/
#define START_TASK_PRIO         1
#define START_TASK_STACK_SIZE   128
TaskHandle_t    start_task_handler;
void start_task( void * pvParameters );/* TASK1 任务 配置* 包括: 任务句柄 任务优先级 堆栈大小 创建任务*/
#define TASK1_PRIO         2
#define TASK1_STACK_SIZE   128
TaskHandle_t    task1_handler;
void task1( void * pvParameters );/* TASK2 任务 配置* 包括: 任务句柄 任务优先级 堆栈大小 创建任务*/
#define TASK2_PRIO         3
#define TASK2_STACK_SIZE   128
TaskHandle_t    task2_handler;
void task2( void * pvParameters );/* TASK3 任务 配置* 包括: 任务句柄 任务优先级 堆栈大小 创建任务*/
#define TASK3_PRIO         4
#define TASK3_STACK_SIZE   128
TaskHandle_t    task3_handler;
void task3( void * pvParameters );
void freertos_demo(void)  //先创建一个任务{    xTaskCreate((TaskFunction_t         )   start_task,(char *                 )   "start_task",(configSTACK_DEPTH_TYPE )   START_TASK_STACK_SIZE,(void *                 )   NULL,(UBaseType_t            )   START_TASK_PRIO,(TaskHandle_t *         )   &start_task_handler );vTaskStartScheduler();  //开始调度，否则不会执行start_task任务
}void start_task( void * pvParameters )  //这个任务完成所有任务的创建
{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 );xTaskCreate((TaskFunction_t         )   task2,(char *                 )   "task2",(configSTACK_DEPTH_TYPE )   TASK2_STACK_SIZE,(void *                 )   NULL,(UBaseType_t            )   TASK2_PRIO,(TaskHandle_t *         )   &task2_handler );xTaskCreate((TaskFunction_t         )   task3,(char *                 )   "task3",(configSTACK_DEPTH_TYPE )   TASK3_STACK_SIZE,(void *                 )   NULL,(UBaseType_t            )   TASK3_PRIO,(TaskHandle_t *         )   &task3_handler );........................vTaskDelete(NULL);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);}
}
.................
.................
................

这里vTaskStartScheduler()函数执行后，系统就会开始执行任务，但是很明显，真正的任务都没开始创建，且因为系统按照从上往下执行，所以会先创建的任务先执行，不按照优先级走，等所有任务创建完成后，系统才开始真正按照优先级开始执行任务。

我觉得FreeRTOS的执行过程就是一个一个任务的执行，他是通过执行完一个任务后，再执行下一个，遇到优先级比它高的任务，会被打断，这也就是为什么创建task1后，系统就停下了start_task工作，执行task1的代码了，执行完task1后，又回去初始化task2。感觉 vTaskDelay()函数是系统调度的一个灵活工具。让系统从循环执行任务（还是很像裸机），开始进行灵活分配cpu了

这里用到了临界区，FreeRTOS临界区是指那些必须完整运行，不能被打断的代码段，比如有的外设的初始化需要严格的时序，初始化过程中不能被打断。进入临界区代码的时候需要关闭中断，当处理完临界区代码以后再打开中断。起到一个代码保护的作用。

感觉这个FreeRTOS和之间裸机开发时，看到很多人的程序利用uwTick的数值来执行程序很像，但当然FreeRTOS强大的多，如下：

__weak void HAL_IncTick(void) //利用滴答定时器（一般1ms累加一次）
{uwTick += uwTickFreq;
}void deme()
{if(uwTick-led_tick>1000) //实现每隔1000个计数执行一次代码{led_tick=uwTick;..................}}

2.HAL库创建任务：
利用STM32CubeMX生成的FreeRTOS来实现，与正点原子（手动移植）有些区别

我这里简单写了一个点灯任务进行测试，可以正常运行

TaskHandle_t  task1_handler;void vTaskCode( void * pvParameters ){while(1){HAL_GPIO_TogglePin(GPIOB, GPIO_PIN_4); vTaskDelay(500);}}void vOtherFunction( void ){xTaskCreate( vTaskCode, "tak1", 128, NULL, 1, &task1_handler );//vTaskStartScheduler();}int main(void)
{/* MCU Configuration--------------------------------------------------------*//* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */HAL_Init();/* Configure the system clock */SystemClock_Config();/* Initialize all configured peripherals */MX_GPIO_Init();/* Init scheduler */osKernelInitialize();  /* Call init function for freertos objects (in freertos.c) */MX_FREERTOS_Init();  vOtherFunction();   //放在操作系统内核启动前/* Start scheduler */  osKernelStart();while (1){}
}

有些不懂的地方，首先我自己不需要启动任务调度了，当然执行这个函数vTaskStartScheduler()也没啥问题，但是这个任务创建放的位置需要在osKernelStart()前面，正点原子的如下，不是特别理解，为啥放在操作系统内核启动，开始任务调度后就不能运行了。

查了查资料，可能是任务调度开启之后，就正式进入FreeRTOS系统接管领域，之后程序只会跑在中断和任务函数中，也就是说如果放在后面，根本就不会执行，一个任务都没创建。而正点原子手动开启任务调度前已经创建了一个任务，所以他才成功了。

int main(void)
{HAL_Init();                                 /* 初始化HAL库 */sys_stm32_clock_init(360, 25, 2, 8);        /* 设置时钟,180Mhz */delay_init(180);                            /* 延时初始化 */usart_init(115200);                         /* 串口初始化为115200 */led_init();                                 /* 初始化LED */key_init();                                 /* 初始化按键 */sdram_init();                               /* SRAM初始化 */lcd_init();                                 /* 初始化LCD */my_mem_init(SRAMIN);                        /* 初始化内部内存池 */my_mem_init(SRAMEX);                        /* 初始化外部内存池 */my_mem_init(SRAMCCM);                       /* 初始化CCM内存池 */    freertos_demo();  //任务创建
}

终于算开始入门了，之后继续学习。