基于正点原子的FreeRTOS学习笔记——任务挂起与恢复-编程知识

学习目标：

学习笔记：

一、什么是挂起

二、任务挂起

三、任务恢复

四、中断中恢复任务

1、中断任务恢复函数

2、优先级说明

实验代码：

一、任务

二、中断

学习目标：

掌握任务的挂起与恢复

学习笔记：

一、什么是挂起

与“阻塞”状态下的任务一样， “挂起”状态下的任务不能被选择进入运行状态，但处于挂起状态的任务没有超时。相反，任务只有在分别通过 vTaskSuspend() 和 xTaskResume() API 调用明确命令时才会进入或退出挂起状态。

相当于将任务暂停，通过 vTaskSuspend()函数挂起任务后，任务移入挂起列表，不会在进入就绪状态。当使用xTaskResume()后恢复任务，进入就绪态。

二、任务挂起

void vTaskSuspend( TaskHandle_t xTaskToSuspend );

必须将 INCLUDE_vTaskSuspend 定义为 1 才能使用此函数。

暂停任意任务。无论任务优先级如何，任务被暂停后将永远无法获取任何微控制器处理时间。

对 vTaskSuspend 的调用不会累积次数，例如：若在同一任务上调用 vTaskSuspend () 两次，将仍然仅需调用一次 vTaskResume ()，即可准备完毕暂停的任务。

参数：

xTaskToSuspend

被挂起的任务句柄。传递空句柄将导致调用任务被暂停。

三、任务恢复

void vTaskResume( TaskHandle_t xTaskToResume );

必须将 INCLUDE_vTaskSuspend 定义为 1 才能使用此函数。

恢复已挂起的任务。

由一次或多次调用 vTaskSuspend () 而挂起的任务可通过单次调用 vTaskResume () 重新运行。

参数：

xTaskToResume

要恢复的任务句柄。

四、中断中恢复任务

1、中断任务恢复函数

BaseType_t xTaskResumeFromISR( TaskHandle_t xTaskToResume );

必须将 include_vTaskSuspend 和 INCLUDE_xTaskResumeFromISR 定义为 1 才能使用此函数。

可从 ISR 内调用的恢复挂起任务的函数。

由多次调用 vTaskSuspend() 中的一次调用挂起的任务可通过单次调用 xTaskResumeFromISR() 重新运行。

xTaskResumeFromISR() 通常被视为危险函数，因为其操作未被锁定。因此，如果中断可能在任务被挂起之前到达，从而中断丢失，则绝对不应使用该函数来同步任务与中断。可使用信号量，或者最好是直达任务通知，来避免这种可能性。

参数：

xTaskToResume

要恢复的任务句柄。

返回：

如果恢复任务导致上下文切换，则返回 pdTRUE，否则返回 pdFALSE。 ISR 使用此信息来确定 ISR 之后是否需要上下文切换。

2、优先级说明

以下转载于FreeRTOS官方网站：

原文链接：https://www.freertos.org/zh-cn-cmn-s/RTOS-Cortex-M3-M4.html

建议将所有优先级位都指定为抢占优先级位，不保留任何优先级位作为子优先级位。任何其他配置都会使 configMAX_SYSCALL_interrupt_PRIORITY 设置与分配给各个外设中断之间的直接关系复杂化。

如果使用 STM32 和 STM32 驱动器库，请通过调用 NVIC_PriorityGroupConfig( NVIC_PriorityGroup_4 ) 来确保所有优先级位都被指定为抢占优先级位，这一步需要在启动 RTOS 前完成。

在 ARM Cortex-M 核心中，优先级的数值越小，则中断的逻辑优先级越高。例如，一个数值优先级被分配为 2 的中断的逻辑优先级高于一个数值优先级被分配为 5 的中断。这是 ARM Cortex-M 中断优先级机制中最有悖直觉之处，因为这与大多数未使用 ARM Cortex-M3 的微控制器架构相反。在任务优先级中数值越大，任务优先级越高。

以 "FromISR" 结尾的 FreeRTOS 函数是中断安全的，但前提是调用这些函数的中断的逻辑优先级不高于 configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY 定义的优先级（configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY 在 FreeRTOSConfig.h 头文件中定义）。因此，对于任何使用一个 RTOS API 函数的中断服务程序，必须为其手动设置为一个数值优先级，这个值必须等于或大于 configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY 设定的值。这确保了中断的逻辑优先级等于或小于 configMAX_SYSCALL_INTRUPT_PRIORITY 设置。

如上所述，使用 RTOS API 中断服务程序的逻辑优先级需要等于或低于 configMAX_SYSCALL_INTRUPT_PRIORITY 的设置（逻辑优先级越低，则优先级数值越大）。CMSIS 和各微控制器制造商提供库函数，可用于设置中断的优先级。

configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY 和 configKERNEL_INTERRUPT_PRIORITY 位于 FreeRTOSConfig.h 中，需要按照 ARM Cortex-M 核心的要求为它们指定优先级值，即将优先级位移到最高有效位。

在正点原子的例程中，FreeRTOS管理的优先级为5-15。5是最高优先级

#define configLIBRARY_LOWEST_INTERRUPT_PRIORITY 15 /* 中断最低优先级 */
#define configLIBRARY_MAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY 5 /* FreeRTOS可管理的最高中断优先级 */

实验代码：

一、任务

/*FreeRTOS配置*//* 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_STACK_SIZE 128
#define START_TASK_PRIO       1
TaskHandle_t start_task_handler;void start_task( void * pvParameters );#define TASK1_STACK_SIZE 128
#define TASK1_PRIO       2
TaskHandle_t task1_handler;
void task1( void * pvParameters );#define TASK2_STACK_SIZE 128
#define TASK2_PRIO       3
TaskHandle_t task2_handler;
void task2( void * pvParameters );#define TASK3_STACK_SIZE 128
#define TASK3_PRIO       4
TaskHandle_t task3_handler;
void task3( void * pvParameters );
/******************************************************************************************************//*** @brief       FreeRTOS例程入口函数* @param       无* @retval      无*/
void freertos_demo(void)
{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();
}void start_task( void * pvParameters )
{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*/				 
}void task1( void * pvParameters )
{uint32_t task1_num = 0;while(1){printf("task1_num:%d\r\n",++task1_num);LED0_TOGGLE();vTaskDelay(500);}
}void task2( void * pvParameters )
{uint32_t task2_num = 0;while(1){printf("task2_num:%d\r\n",++task2_num);LED1_TOGGLE();vTaskDelay(500);}
}void task3( void * pvParameters )
{uint8_t key = 0;while(1){key = key_scan(0);if(key == KEY0_PRES){vTaskSuspend(task1_handler);}else if(key == KEY1_PRES){vTaskResume(task1_handler);printf("在任务中恢复task1\r\n");}vTaskDelay(10);}
}

二、中断

/*** @brief       外部中断初始化程序* @param       无* @retval      无*/
void extix_init(void)
{GPIO_InitTypeDef gpio_init_struct;KEY2_GPIO_CLK_ENABLE();                                  /* KEY2时钟使能 */WKUP_GPIO_CLK_ENABLE();                                  /* WKUP时钟使能 */gpio_init_struct.Pin = KEY2_INT_GPIO_PIN;gpio_init_struct.Mode = GPIO_MODE_IT_FALLING;            /* 下升沿触发 */gpio_init_struct.Pull = GPIO_PULLUP;HAL_GPIO_Init(KEY2_INT_GPIO_PORT, &gpio_init_struct);    /* KEY2配置为下降沿触发中断 */HAL_NVIC_SetPriority(KEY2_INT_IRQn, 5, 0);             HAL_NVIC_EnableIRQ(KEY2_INT_IRQn);                       /* 使能中断线15 */
}/*** @brief       中断服务程序中需要做的事情在HAL库中所有的外部中断服务函数都会调用此函数* @param       GPIO_Pin:中断引脚号* @retval      无*/
void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)
{delay_ms(20);      /* 消抖 */switch(GPIO_Pin){      BaseType_t xYieldRequired;case KEY2_INT_GPIO_PIN:if (KEY2 == 0){xYieldRequired = xTaskResumeFromISR(task1_handler);printf("在中断中恢复task1\r\n");}if(xYieldRequired == pdTRUE){portYIELD_FROM_ISR( xYieldRequired );}break;}
}