前言

前面講述了任務(wù)創(chuàng)建和任務(wù)刪除
但是系統(tǒng)還缺少了最主要的任務(wù)調(diào)度，狀態(tài)，優(yōu)先級(jí)等。這章講優(yōu)先級(jí)

提示：以下是本篇文章正文內(nèi)容，下面案例可供參考

一、任務(wù)狀態(tài)

舉例：打游戲

創(chuàng)建：打開(kāi)，運(yùn)行游戲

Running：進(jìn)入對(duì)局，正在進(jìn)行游玩的對(duì)局
Ready：匹配中，等待進(jìn)入對(duì)局/掉線(xiàn)了等待重連。
Blocked：服務(wù)器維護(hù)，暫時(shí)玩不了。等待服務(wù)器恢復(fù)才能繼續(xù)游玩
所以，Blocked下一狀態(tài)是Ready
Suspended：玩不下去游戲，上廁所，打電話(huà)，睡著了等等。但是后臺(tái)還掛著?；謴?fù)了繼續(xù)玩。同上，下一狀態(tài)是Ready
Deleted：關(guān)閉游戲

示例代碼

void StartDefaultTask(void *argument)
{
/* USER CODE BEGIN StartDefaultTask */
/* Infinite loop */
uint8_t dev, data;
int len;
int status;
TaskHandle_t xSoundTaskHandle = NULL;
BaseType_t ret;
LCD_Init();
LCD_Clear();
IRReceiver_Init();
LCD_PrintString(0,0,"Waiting music");
while (1)
{
/* 讀取紅外遙控器，創(chuàng)建播放任務(wù)或者刪除播放任務(wù) */
if(0==IRReceiver_Read(&dev,&data))
{
if(data==0xa8)
{
extern void PlayMusic(void *params);
if(xSoundTaskHandle==NULL)
{
LCD_ClearLine(0,0);
LCD_PrintString(0,0,"Create music");
ret = xTaskCreate(PlayMusic, "SoundTask", 128, NULL, osPriorityNormal, &xSoundTaskHandle);
status=1;
}
else
{
if(status)
{
/*暫停或恢復(fù)*/
LCD_ClearLine(0,0);
LCD_PrintString(0,0,"Suspend music");
vTaskSuspend(xSoundTaskHandle);
PassiveBuzzer_Control(0);
status=0;
}
else
{
LCD_ClearLine(0,0);
LCD_PrintString(0,0,"Resume music");
vTaskResume(xSoundTaskHandle);
status=1;
}
}
}
else if(data==0xa2)
{
if(xSoundTaskHandle!=NULL)
{
LCD_ClearLine(0,0);
LCD_PrintString(0,0,"Delete music");
vTaskDelete(xSoundTaskHandle);
PassiveBuzzer_Control(0);
xSoundTaskHandle=NULL;
}
}
}
}
/* USER CODE END StartDefaultTask */
}

二、任務(wù)調(diào)度

調(diào)度，肯定就是任務(wù)之間的切換，包括延時(shí)等
FreeRTOS 是基于優(yōu)先級(jí)的搶占式調(diào)度器，核心原則是：始終運(yùn)行就緒態(tài)中優(yōu)先級(jí)最高的任務(wù)。

1. 調(diào)度策略
   搶占式調(diào)度：高優(yōu)先級(jí)任務(wù)就緒時(shí)，會(huì)立即搶占低優(yōu)先級(jí)任務(wù)的處理器資源（低優(yōu)先級(jí)任務(wù)被暫停，進(jìn)入就緒態(tài)）。
   時(shí)間片調(diào)度（同優(yōu)先級(jí)任務(wù)）：若多個(gè)任務(wù)優(yōu)先級(jí)相同且均為就緒態(tài)，調(diào)度器會(huì)按時(shí)間片（由 configTICK_RATE_HZ 定義的系統(tǒng)節(jié)拍周期）輪流調(diào)度它們，實(shí)現(xiàn) “并發(fā)” 效果。
2. 調(diào)度觸發(fā)時(shí)機(jī)
   系統(tǒng)節(jié)拍中斷：由定時(shí)器產(chǎn)生的周期性中斷（SysTick），是最常見(jiàn)的調(diào)度觸發(fā)點(diǎn)（如任務(wù)延時(shí)到期、時(shí)間片輪轉(zhuǎn)）。
   任務(wù)狀態(tài)變化：如高優(yōu)先級(jí)任務(wù)從阻塞態(tài)轉(zhuǎn)為就緒態(tài)、任務(wù)主動(dòng)調(diào)用 taskYIELD() 放棄處理器等。
   中斷服務(wù)程序（ISR）：ISR 中釋放資源（如信號(hào)量）可能導(dǎo)致高優(yōu)先級(jí)任務(wù)就緒，此時(shí)需調(diào)用 portYIELD_FROM_ISR() 觸發(fā)調(diào)度。

1.函數(shù)說(shuō)明

代碼如下（示例）：

1. 任務(wù)創(chuàng)建與刪除
   xTaskCreate() 創(chuàng)建一個(gè)新的任務(wù)并將其添加到就緒列表（動(dòng)態(tài)內(nèi)存分配，依賴(lài) configSUPPORT_DYNAMIC_ALLOCATION 配置）。參數(shù)包括任務(wù)函數(shù)、任務(wù)名、棧大小、參數(shù)、優(yōu)先級(jí)、任務(wù)句柄（輸出）。
   xTaskCreateStatic() 靜態(tài)創(chuàng)建任務(wù)（需手動(dòng)指定棧和任務(wù)控制塊內(nèi)存，不依賴(lài)動(dòng)態(tài)內(nèi)存，依賴(lài) configSUPPORT_STATIC_ALLOCATION）。
   vTaskDelete() 刪除指定任務(wù)，被刪除的任務(wù)將從就緒 / 阻塞 / 掛起列表中移除，其資源（若動(dòng)態(tài)分配）會(huì)在空閑任務(wù)中釋放。
2. 任務(wù)阻塞與延時(shí)
   vTaskDelay() 讓當(dāng)前任務(wù)進(jìn)入阻塞狀態(tài)一段指定時(shí)間（以系統(tǒng)節(jié)拍 tick 為單位），時(shí)間到后自動(dòng)進(jìn)入就緒態(tài)。注意：延時(shí)是 “相對(duì)時(shí)間”，從調(diào)用時(shí)刻開(kāi)始計(jì)算。
   vTaskDelayUntil() 讓任務(wù)按照 “絕對(duì)時(shí)間” 周期性阻塞（適合需要固定周期執(zhí)行的任務(wù)），確保任務(wù)執(zhí)行間隔穩(wěn)定，不受調(diào)度延遲影響。
   xTaskAbortDelay() 強(qiáng)制喚醒一個(gè)因 vTaskDelay()、vTaskDelayUntil() 或阻塞在信號(hào)量 / 隊(duì)列等上的任務(wù)，使其立即進(jìn)入就緒態(tài)。
3. 任務(wù)優(yōu)先級(jí)管理
   vTaskPrioritySet() 動(dòng)態(tài)修改指定任務(wù)的優(yōu)先級(jí)。
   uxTaskPriorityGet() 獲取指定任務(wù)的當(dāng)前優(yōu)先級(jí)。
   vTaskPriorityInherit() / vTaskPriorityDisinherit() 用于互斥鎖（xSemaphoreCreateMutex()）的優(yōu)先級(jí)繼承機(jī)制，防止優(yōu)先級(jí)反轉(zhuǎn)（自動(dòng)提升低優(yōu)先級(jí)任務(wù)的優(yōu)先級(jí)）。
4. 任務(wù)掛起 / 恢復(fù)的擴(kuò)展
   vTaskSuspendAll() 掛起所有任務(wù)（包括調(diào)度器），僅允許當(dāng)前任務(wù)運(yùn)行，直到調(diào)用 xTaskResumeAll() 恢復(fù)。注意：此函數(shù)不掛起中斷，且期間不能調(diào)用可能引起上下文切換的函數(shù)（如 vTaskDelay()）。
   xTaskResumeAll() 恢復(fù)被 vTaskSuspendAll() 掛起的所有任務(wù)和調(diào)度器，返回值指示恢復(fù)期間是否有任務(wù)需要運(yùn)行（pdTRUE 表示需要上下文切換）。
   xTaskResumeFromISR() 在中斷服務(wù)程序（ISR）中恢復(fù)被掛起的任務(wù)，返回值為 pdTRUE 時(shí)需觸發(fā)上下文切換（通過(guò) portYIELD_FROM_ISR()）。
5. 任務(wù)狀態(tài)查詢(xún)
   eTaskGetState() 獲取指定任務(wù)的當(dāng)前狀態(tài)（如運(yùn)行、就緒、阻塞、掛起等，返回 eTaskState 枚舉值）。
   uxTaskGetNumberOfTasks() 獲取當(dāng)前系統(tǒng)中存在的任務(wù)總數(shù)（包括所有狀態(tài)的任務(wù)）。
   vTaskList() 生成任務(wù)狀態(tài)列表字符串（包含任務(wù)名、狀態(tài)、優(yōu)先級(jí)、棧剩余空間等信息），需配置 configUSE_TRACE_FACILITY 為 1。
6. 調(diào)度器控制
   vTaskStartScheduler() 啟動(dòng) FreeRTOS 調(diào)度器，開(kāi)始任務(wù)調(diào)度（通常在 main() 中初始化所有任務(wù)后調(diào)用）。
   vTaskEndScheduler() 停止調(diào)度器并釋放所有資源（僅部分平臺(tái)支持，如 x86，嵌入式平臺(tái)較少使用）。
7. 任務(wù)切換觸發(fā)
   taskYIELD() 強(qiáng)制當(dāng)前任務(wù)放棄 CPU 使用權(quán)，觸發(fā)一次上下文切換（讓就緒態(tài)中最高優(yōu)先級(jí)的任務(wù)運(yùn)行）。
   portYIELD_FROM_ISR() 在中斷服務(wù)程序中觸發(fā)上下文切換（需配合 xTaskResumeFromISR() 等函數(shù)的返回值使用）。

這些函數(shù)共同構(gòu)成了 FreeRTOS 的任務(wù)調(diào)度機(jī)制，使用時(shí)需結(jié)合具體場(chǎng)景（如是否在中斷中、是否需要?jiǎng)討B(tài)內(nèi)存、任務(wù)優(yōu)先級(jí)設(shè)計(jì)等），并確保配置項(xiàng)（FreeRTOSConfig.h）與函數(shù)功能匹配。

2.任務(wù)調(diào)度

前面講了，刪除任務(wù)必須自殺或者他殺；

void Led_Test(void)
{
int i;
Led_Init();
for(i=0;i<10;i++)
{
Led_Control(LED_GREEN, 1);
mdelay(500);
Led_Control(LED_GREEN, 0);
mdelay(500);
}
vTaskDelete(NULL);//不自殺或者他殺，系統(tǒng)崩潰
}

任務(wù)他殺后，“收尸”(釋放TCB，回收棧)工作由執(zhí)行他殺任務(wù)清除。自殺后，由空閑任務(wù)進(jìn)行“收尸”(釋放TCB，回收棧)， 若一直沒(méi)有空閑任務(wù)進(jìn)行“收尸”，則棧被使用完，系統(tǒng)崩潰
編程習(xí)慣可以盡量避免這種情況；
1，事件驅(qū)動(dòng)
2，延時(shí)函數(shù)不要用死循環(huán)

void Led_Test(void)
{
int i;
Led_Init();
for(i=0;i<10;i++)
{
Led_Control(LED_GREEN, 1);
//mdelay(500);
vTaskDelay(500);
Led_Control(LED_GREEN, 0);
//mdelay(500);
vTaskDelay(500);
}
vTaskDelete(NULL);//不自殺或者他殺，系統(tǒng)崩潰
}

自殺后，由空閑任務(wù)進(jìn)行“收尸”(釋放TCB，回收棧)

調(diào)度器函數(shù)中會(huì)自己創(chuàng)建空閑任務(wù)

3.延時(shí)函數(shù)區(qū)別

vTaskDelay()讓當(dāng)前任務(wù)從就緒態(tài)進(jìn)入阻塞狀態(tài)一段指定時(shí)間
使用此函數(shù)，系統(tǒng)任務(wù)切換延時(shí)時(shí)間近乎于指定時(shí)間
vTaskDelayUntil()讓任務(wù)按照 “絕對(duì)時(shí)間” 周期性阻塞，確保任務(wù)執(zhí)行間隔穩(wěn)定，不受調(diào)度延遲影響。
vTaskDelayUntil(&PreTime,500);
系統(tǒng)任務(wù)切換時(shí)間間隔不確定，為了前面的if部分，使延時(shí)總體為500ms

void LcdPrintTask(void *params)
{
struct TaskPrintInfo *pInfo = params;
uint32_t cnt = 0;
int len;
BaseType_t PreTime;
uint64_t t1,t2;
PreTime=xTaskGetTickCount();
while (1)
{
/* 打印信息 */
if (g_LCDCanUse)
{
g_LCDCanUse = 0;
len = LCD_PrintString(pInfo->x, pInfo->y, pInfo->name);
len += LCD_PrintString(len, pInfo->y, ":");
LCD_PrintSignedVal(len, pInfo->y, cnt++);
g_LCDCanUse = 1;
mdelay(cnt & 0x3);
}
t1=system_get_ns();
//vTaskDelay(500);
vTaskDelayUntil(&PreTime,500);
t2=system_get_ns();
LCD_ClearLine(pInfo->x, pInfo->y+2);
LCD_PrintSignedVal(pInfo->x, pInfo->y+2,t2-t1);
}
}

總結(jié)

FreeRTOS 通過(guò)優(yōu)先級(jí)搶占和時(shí)間片調(diào)度實(shí)現(xiàn)高效的任務(wù)管理，任務(wù)狀態(tài)的切換由事件（如延時(shí)、信號(hào)量）和調(diào)度器共同控制。理解這些機(jī)制是使用 FreeRTOS 進(jìn)行多任務(wù)編程的基礎(chǔ)。
FreeRTOS 是基于優(yōu)先級(jí)的搶占式調(diào)度器，核心原則是：始終運(yùn)行就緒態(tài)中優(yōu)先級(jí)最高的任務(wù)。