1. 任務(wù)相關(guān)函數(shù)

1.1 創(chuàng)建任務(wù)xTaskCreate

1.2 刪除任務(wù)vTaskDelete

怎么刪除任務(wù)？舉個(gè)不好的例子：

自刀：vTaskDelete(NULL)

被刀：別的任務(wù)執(zhí)行vTaskDelete(pvTaskCode)，pvTaskCode是自己的句柄

刀人：執(zhí)行vTaskDelete(pvTaskCode)，pvTaskCode是別的任務(wù)的句柄

1.3 暫停任務(wù)vTaskSuspend

參數(shù)xTaskToSuspend表示要暫停的任務(wù)，如果為NULL，表示暫停自己。

1.4 優(yōu)先級(jí)相關(guān)函數(shù)

1.4.1 獲得任務(wù)的優(yōu)先級(jí)uxTaskPriorityGet

使用參數(shù)xTask來指定任務(wù)，設(shè)置為NULL表示獲取自己的優(yōu)先級(jí)。

1.4.2?設(shè)置任務(wù)的優(yōu)先級(jí)vTaskPrioritySet

使用參數(shù)xTask來指定任務(wù)，設(shè)置為NULL表示設(shè)置自己的優(yōu)先級(jí)；

參數(shù)uxNewPriority表示新的優(yōu)先級(jí)，取值范圍是0~(configMAX_PRIORITIES – 1)。

1.5 啟動(dòng)任務(wù)調(diào)度器vTaskStartScheduler

1.6 空閑任務(wù)鉤子函數(shù)vApplicationIdleHook

空閑任務(wù)(Idle任務(wù))的作用：釋放被刪除的任務(wù)的內(nèi)存。

為什么必須要有空閑任務(wù)？

????一個(gè)良好的程序，它的任務(wù)都是事件驅(qū)動(dòng)的：平時(shí)大部分時(shí)間處于阻塞狀態(tài)。有可能我們自己創(chuàng)建的所有任務(wù)都無法執(zhí)行，但是調(diào)度器必須能找到一個(gè)可以運(yùn)行的任務(wù)：所以，我們要提供空閑任務(wù)。

????要注意的是：如果使用vTaskDelete()來刪除任務(wù)，那么你就要確?？臻e任務(wù)有機(jī)會(huì)執(zhí)行，否則就無法釋放被刪除任務(wù)的內(nèi)存。

使用鉤子函數(shù)的前提

在FreeRTOS\Source\tasks.c中，可以看到如下代碼，所以前提就是：

????把這個(gè)宏定義為1：configUSE_IDLE_HOOK；

????實(shí)現(xiàn)vApplicationIdleHook函數(shù)。

2. Tick相關(guān)函數(shù)

2.1 延時(shí)函數(shù)vTaskDelay

至少等待指定個(gè)數(shù)的Tick Interrupt才能變?yōu)榫途w狀態(tài)

????注意，基于Tick實(shí)現(xiàn)的延時(shí)并不精確，比如vTaskDelay(2)的本意是延遲2個(gè)Tick周期，有可能經(jīng)過1個(gè)Tick多一點(diǎn)就返回了。

使用vTaskDelay函數(shù)時(shí)，建議以ms為單位，使用pdMS_TO_TICKS把時(shí)間轉(zhuǎn)換為Tick。

這樣的代碼就與configTICK_RATE_HZ無關(guān)，即使配置項(xiàng)configTICK_RATE_HZ改變了，我們也不用去修改代碼。

2.2 絕對(duì)延時(shí)函數(shù)vTaskDelayUntil

等待到指定的絕對(duì)時(shí)刻，才能變?yōu)榫途w態(tài)

使用vTaskDelay(n)時(shí)，進(jìn)入、退出vTaskDelay的時(shí)間間隔至少是n個(gè)Tick中斷；

使用xTaskDelayUntil(&Pre, n)時(shí)，前后兩次退出xTaskDelayUntil的時(shí)間至少是n個(gè)Tick中斷。

2.3 Heap相關(guān)的函數(shù)

2.3.1 pvPortMalloc/vPortFree

作用：分配內(nèi)存、釋放內(nèi)存。

如果分配內(nèi)存不成功，則返回值為NULL。

2.3.2 xPortGetFreeHeapSize

????當(dāng)前還有多少空閑內(nèi)存，這函數(shù)可以用來優(yōu)化內(nèi)存的使用情況。

????比如當(dāng)所有內(nèi)核對(duì)象都分配好后，執(zhí)行此函數(shù)返回2000，那么configTOTAL_HEAP_SIZE就可減小2000。注意：在heap_3中無法使用。

2.3.3 xPortGetMinimumEverFreeHeapSize

返回：程序運(yùn)行過程中，空閑內(nèi)存容量的最小值。

注意：只有heap_4、heap_5支持此函數(shù)。

2.3.4 malloc失敗的鉤子函數(shù)

在pvPortMalloc函數(shù)內(nèi)部：

所以，如果想使用這個(gè)鉤子函數(shù)：

????在FreeRTOSConfig.h中，把configUSE_MALLOC_FAILED_HOOK定義為1

????提供vApplicationMallocFailedHook函數(shù)

????pvPortMalloc失敗時(shí)，才會(huì)調(diào)用此函數(shù)

3. 隊(duì)列相關(guān)函數(shù)

3.1?創(chuàng)建隊(duì)列

隊(duì)列的創(chuàng)建有兩種方法：動(dòng)態(tài)分配內(nèi)存、靜態(tài)分配內(nèi)存

3.1.1 動(dòng)態(tài)分配內(nèi)存創(chuàng)建隊(duì)列xQueueCreate

3.1.2 靜態(tài)分配內(nèi)存創(chuàng)建隊(duì)列xQueueCreateStatic

示例:

3.2 復(fù)位隊(duì)列xQueueReset

隊(duì)列剛被創(chuàng)建時(shí)，里面沒有數(shù)據(jù)；使用過程中可以調(diào)用xQueueReset()把隊(duì)列恢復(fù)為初始狀態(tài)，此函數(shù)原型為：

3.3 刪除隊(duì)列vQueueDelete

刪除隊(duì)列的數(shù)函為vQueueDelete()，只能刪除使用動(dòng)態(tài)方法創(chuàng)建的隊(duì)列，它會(huì)釋放內(nèi)存。原型如下：

3.4 寫隊(duì)列

可以把數(shù)據(jù)寫到隊(duì)列頭部，也可以寫到尾部，這些函數(shù)有兩個(gè)版本：在任務(wù)中使用、在ISR中使用。函數(shù)原型如下：

3.5 讀隊(duì)列xQueueReceive

使用xQueueReceive()函數(shù)讀隊(duì)列，讀到一個(gè)數(shù)據(jù)后，隊(duì)列中該數(shù)據(jù)會(huì)被移除。這個(gè)函數(shù)有兩個(gè)版本：在任務(wù)中使用、在ISR中使用。函數(shù)原型如下：

3.6 查詢隊(duì)列

可以查詢隊(duì)列中有多少個(gè)數(shù)據(jù)、有多少空余空間。函數(shù)原型如下：

3.7 覆蓋/偷看

當(dāng)隊(duì)列長度為1時(shí)，可以使用xQueueOverwrite()或xQueueOverwriteFromISR()來覆蓋數(shù)據(jù)。 注意，隊(duì)列長度必須為1。當(dāng)隊(duì)列滿時(shí)，這些函數(shù)會(huì)覆蓋里面的數(shù)據(jù)，這也意味著這些函數(shù)不會(huì)被阻塞。 函數(shù)原型如下：

????如果想讓隊(duì)列中的數(shù)據(jù)供多方讀取，也就是說讀取時(shí)不要移除數(shù)據(jù)，要留給后來人。

????那么可以使用"窺視"，也就是xQueuePeek()或xQueuePeekFromISR()。這些函數(shù)會(huì)從隊(duì)列中復(fù)制出數(shù)據(jù)，但是不移除數(shù)據(jù)。這也意味著，如果隊(duì)列中沒有數(shù)據(jù)，那么"偷看"時(shí)會(huì)導(dǎo)致阻塞；一旦隊(duì)列中有數(shù)據(jù)，以后每次"偷看"都會(huì)成功。 函數(shù)原型如下：

4. 信號(hào)量函數(shù)

使用信號(hào)量時(shí)，先創(chuàng)建、然后去添加資源、獲得資源。使用句柄來表示一個(gè)信號(hào)量。

4.1 創(chuàng)建信號(hào)量

要先創(chuàng)建信號(hào)量句柄才能使用信號(hào)量；使用信號(hào)量時(shí)，要使用句柄來表明使用哪個(gè)信號(hào)量。

對(duì)于二進(jìn)制信號(hào)量、計(jì)數(shù)型信號(hào)量，它們的創(chuàng)建函數(shù)不一樣：

創(chuàng)建二進(jìn)制信號(hào)量的函數(shù)原型如下：

創(chuàng)建計(jì)數(shù)型信號(hào)量的函數(shù)原型如下：

4.2 刪除信號(hào)量vSemaphoreDelete

對(duì)于動(dòng)態(tài)創(chuàng)建的信號(hào)量，不再需要它們時(shí)，可以刪除它們以回收內(nèi)存。

vSemaphoreDelete可以用來刪除二進(jìn)制信號(hào)量、計(jì)數(shù)型信號(hào)量，函數(shù)原型如下：

4.3 give/take

二進(jìn)制信號(hào)量、計(jì)數(shù)型信號(hào)量的give、take操作函數(shù)是一樣的。這些函數(shù)也分為2個(gè)版本：給任務(wù)使用，給ISR使用。列表如下：

xSemaphoreGive的函數(shù)原型如下：

xSemaphoreGive函數(shù)的參數(shù)與返回值列表如下：

xSemaphoreGiveFromISR函數(shù)的參數(shù)與返回值列表如下：

xSemaphoreTake的函數(shù)原型如下：

xSemaphoreTake函數(shù)的參數(shù)與返回值列表如下：

xSemaphoreTakeFromISR的函數(shù)原型如下：

xSemaphoreTakeFromISR函數(shù)的參數(shù)與返回值列表如下：

5. 互斥量函數(shù)

5.1 創(chuàng)建互斥量

互斥量是一種特殊的二進(jìn)制信號(hào)量。

使用互斥量時(shí)，先創(chuàng)建、然后去獲得、釋放它。使用句柄來表示一個(gè)互斥量。

創(chuàng)建互斥量的函數(shù)有2種：動(dòng)態(tài)分配內(nèi)存，靜態(tài)分配內(nèi)存，函數(shù)原型如下：

要想使用互斥量，需要在配置文件FreeRTOSConfig.h中定義：

5.2 互斥量其他函數(shù)

要注意的是，互斥量不能在ISR中使用。

各類操作函數(shù)，比如刪除、give/take，跟一般是信號(hào)量是一樣的。

6.? 遞歸鎖

遞歸鎖(Recursive Mutexes)，它的特性如下：

????任務(wù)A獲得遞歸鎖M后，它還可以多次去獲得這個(gè)鎖

????"take"了N次，要"give"N次，這個(gè)鎖才會(huì)被釋放

遞歸鎖的函數(shù)根一般互斥量的函數(shù)名不一樣，參數(shù)類型一樣，列表如下：

函數(shù)原型如下：

7.? 事件組函數(shù)

7.1 創(chuàng)建事件組

要先創(chuàng)建事件組句柄才能使用事件組；使用事件組時(shí)，要使用句柄來表明使用哪個(gè)事件組。

有兩種創(chuàng)建方法：動(dòng)態(tài)分配內(nèi)存、靜態(tài)分配內(nèi)存。函數(shù)原型如下：

7.2 刪除事件組vEventGroupDelete

對(duì)于動(dòng)態(tài)創(chuàng)建的事件組，不再需要它們時(shí)，可以刪除它們以回收內(nèi)存。

vEventGroupDelete可以用來刪除事件組，函數(shù)原型如下：

7.3 設(shè)置事件xEventGroupSetBits

可以設(shè)置事件組的某個(gè)位、某些位，使用的函數(shù)有2個(gè)：

在任務(wù)中使用xEventGroupSetBits()

在ISR中使用xEventGroupSetBitsFromISR()

有一個(gè)或多個(gè)任務(wù)在等待事件，如果這些事件符合這些任務(wù)的期望，那么任務(wù)還會(huì)被喚醒。

函數(shù)原型如下：

? 值得注意的是，ISR中的函數(shù)，比如隊(duì)列函數(shù)xQueueSendToBackFromISR、信號(hào)量函數(shù)xSemaphoreGiveFromISR，它們會(huì)喚醒某個(gè)任務(wù)，最多只會(huì)喚醒1個(gè)任務(wù)。

? 值得注意的是，ISR中的函數(shù)，比如隊(duì)列函數(shù)xQueueSendToBackFromISR、信號(hào)量函數(shù)xSemaphoreGiveFromISR，它們會(huì)喚醒某個(gè)任務(wù)，最多只會(huì)喚醒1個(gè)任務(wù)。

???? 如果后臺(tái)任務(wù)的優(yōu)先級(jí)比當(dāng)前被中斷的任務(wù)優(yōu)先級(jí)高，xEventGroupSetBitsFromISR會(huì)設(shè)置*pxHigherPriorityTaskWoken為pdTRUE。

????如果daemon task成功地把隊(duì)列數(shù)據(jù)發(fā)送給了后臺(tái)任務(wù)，那么xEventGroupSetBitsFromISR的返回值就是pdPASS。

7.4 等待事件xEventGroupWaitBits

使用xEventGroupWaitBits來等待事件，可以等待某一位、某些位中的任意一個(gè)，也可以等待多位；等到期望的事件后，還可以清除某些位。

函數(shù)原型如下：

????一個(gè)任務(wù)在等待事件發(fā)生時(shí)，它處于阻塞狀態(tài)；

?函數(shù)參數(shù)說明列表如下：

舉例如下：

?可以使用xEventGroupWaitBits()等待期望的事件，它發(fā)生之后再使用xEventGroupClearBits()來清除。但是這兩個(gè)函數(shù)之間，有可能被其他任務(wù)或中斷搶占，它們可能會(huì)修改事件組。

????可以使用設(shè)置xClearOnExit為pdTRUE，使得對(duì)事件組的測試、清零都在xEventGroupWaitBits()函數(shù)內(nèi)部完成，這是一個(gè)原子操作。

7.5 同步xEventGroupSync

有一個(gè)事情需要多個(gè)任務(wù)協(xié)同，比如：

任務(wù)A：炒菜、任務(wù)B：買酒、任務(wù)C：擺臺(tái)

A、B、C做好自己的事后，還要等別人做完；大家一起做完，才可開飯。

使用xEventGroupSync()函數(shù)可以同步多個(gè)任務(wù)：

????可以設(shè)置某位、某些位，表示自己做了什么事

????可以等待某位、某些位，表示要等等其他任務(wù)

????期望的時(shí)間發(fā)生后，xEventGroupSync()才會(huì)成功返回。

? xEventGroupSync成功返回后，會(huì)清除事件。

xEventGroupSync函數(shù)原型如下：

參數(shù)列表如下：

8. 任務(wù)通知函數(shù)

8.1 發(fā)出/取出通知

任務(wù)通知有2套函數(shù)，簡化版、專業(yè)版，列表如下：

????簡化版函數(shù)的使用比較簡單，它實(shí)際上也是使用專業(yè)版函數(shù)實(shí)現(xiàn)的

????專業(yè)版函數(shù)支持很多參數(shù)，可以實(shí)現(xiàn)很多功能

8.2 xTaskNotifyGive/ulTaskNotifyTake

在任務(wù)中使用xTaskNotifyGive函數(shù)，在ISR中使用vTaskNotifyGiveFromISR函數(shù)，都是直接給其他任務(wù)發(fā)送通知：

1.使得通知值加一

2.并使得通知狀態(tài)變?yōu)?#34;pending"，也就是taskNOTIFICATION_RECEIVED，表示有數(shù)據(jù)了、待處理

3.可以使用ulTaskNotifyTake函數(shù)來取出通知值：

4.如果通知值等于0，則阻塞(可以指定超時(shí)時(shí)間)

5.當(dāng)通知值大于0時(shí)，任務(wù)從阻塞態(tài)進(jìn)入就緒態(tài)

6.在ulTaskNotifyTake返回之前，還可以做些清理工作：把通知值減一，或者把通知值清零

使用ulTaskNotifyTake函數(shù)可以實(shí)現(xiàn)輕量級(jí)的、高效的二進(jìn)制信號(hào)量、計(jì)數(shù)型信號(hào)量。

這幾個(gè)函數(shù)的原型如下：

xTaskNotifyGive函數(shù)的參數(shù)說明如下：

vTaskNotifyGiveFromISR函數(shù)的參數(shù)說明如下：

ulTaskNotifyTake函數(shù)的參數(shù)說明如下：

8.3 xTaskNotify/xTaskNotifyWait

xTaskNotify?函數(shù)功能更強(qiáng)大，可以使用不同參數(shù)實(shí)現(xiàn)各類功能，比如：

1.讓接收任務(wù)的通知值加一：這時(shí)xTaskNotify()等同于xTaskNotifyGive()

2.設(shè)置接收任務(wù)的通知值的某一位、某些位，這就是一個(gè)輕量級(jí)的、更高效的事件組

3.把一個(gè)新值寫入接收任務(wù)的通知值：上一次的通知值被讀走后，寫入才成功。這就是輕量級(jí)的、長度為1的隊(duì)列

4.用一個(gè)新值覆蓋接收任務(wù)的通知值：無論上一次的通知值是否被讀走，覆蓋都成功。類似xQueueOverwrite()函數(shù)，這就是輕量級(jí)的郵箱。

xTaskNotify()比xTaskNotifyGive()更靈活、強(qiáng)大，使用上也就更復(fù)雜。xTaskNotifyFromISR()是它對(duì)應(yīng)的ISR版本。

這兩個(gè)函數(shù)用來發(fā)出任務(wù)通知，使用哪個(gè)函數(shù)來取出任務(wù)通知呢？

使用xTaskNotifyWait()函數(shù)！它比ulTaskNotifyTake()更復(fù)雜：

1.可以讓任務(wù)等待(可以加上超時(shí)時(shí)間)，等到任務(wù)狀態(tài)為"pending"(也就是有數(shù)據(jù))

2.還可以在函數(shù)進(jìn)入、退出時(shí)，清除通知值的指定位

這幾個(gè)函數(shù)的原型如下：

xTaskNotify函數(shù)的參數(shù)說明如下：

eNotifyAction參數(shù)說明：

9. 軟件定時(shí)器

9.1 創(chuàng)建定時(shí)器

要使用定時(shí)器，需要先創(chuàng)建它，得到它的句柄。

有兩種方法創(chuàng)建定時(shí)器：動(dòng)態(tài)分配內(nèi)存、靜態(tài)分配內(nèi)存。函數(shù)原型如下：

回調(diào)函數(shù)的類型是：

9.2 刪除定時(shí)器

動(dòng)態(tài)分配的定時(shí)器，不再需要時(shí)可以刪除掉以回收內(nèi)存。刪除函數(shù)原型如下：

定時(shí)器的很多API函數(shù)，都是通過發(fā)送"命令"到命令隊(duì)列，由守護(hù)任務(wù)來實(shí)現(xiàn)。

如果隊(duì)列滿了，"命令"就無法即刻寫入隊(duì)列。我們可以指定一個(gè)超時(shí)時(shí)間xTicksToWait，等待一會(huì)。

9.3 啟動(dòng)/停止定時(shí)器

啟動(dòng)定時(shí)器就是設(shè)置它的狀態(tài)為運(yùn)行態(tài)(Running、Active)。

停止定時(shí)器就是設(shè)置它的狀態(tài)為冬眠(Dormant)，讓它不能運(yùn)行。

涉及的函數(shù)原型如下：

????注意，這些函數(shù)的xTicksToWait表示的是，把命令寫入命令隊(duì)列的超時(shí)時(shí)間。命令隊(duì)列可能已經(jīng)滿了，無法馬上把命令寫入隊(duì)列里，可以等待一會(huì)。

????xTicksToWait不是定時(shí)器本身的超時(shí)時(shí)間，不是定時(shí)器本身的"周期"。

????創(chuàng)建定時(shí)器時(shí)，設(shè)置了它的周期(period)。xTimerStart()函數(shù)是用來啟動(dòng)定時(shí)器。假設(shè)調(diào)用xTimerStart()的時(shí)刻是tX，定時(shí)器的周期是n，那么在tX+n時(shí)刻定時(shí)器的回調(diào)函數(shù)被調(diào)用。

????如果定時(shí)器已經(jīng)被啟動(dòng)，但是它的函數(shù)尚未被執(zhí)行，再次執(zhí)行xTimerStart()函數(shù)相當(dāng)于執(zhí)行xTimerReset()，重新設(shè)定它的啟動(dòng)時(shí)間。

9.4 復(fù)位定時(shí)器

????從定時(shí)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖可以知道，使用xTimerReset()函數(shù)可以讓定時(shí)器的狀態(tài)從冬眠態(tài)轉(zhuǎn)換為運(yùn)行態(tài)，相當(dāng)于使用xTimerStart()函數(shù)。

????如果定時(shí)器已經(jīng)處于運(yùn)行態(tài)，使用xTimerReset()函數(shù)就相當(dāng)于重新確定超時(shí)時(shí)間。假設(shè)調(diào)用xTimerReset()的時(shí)刻是tX，定時(shí)器的周期是n，那么tX+n就是重新確定的超時(shí)時(shí)間。

復(fù)位函數(shù)的原型如下：

9.5 修改定時(shí)器周期xTimerChangePeriod

????從定時(shí)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換圖可以知道，使用xTimerChangePeriod()函數(shù)，處理能修改它的周期外，還可以讓定時(shí)器的狀態(tài)從冬眠態(tài)轉(zhuǎn)換為運(yùn)行態(tài)。

????修改定時(shí)器的周期時(shí)，會(huì)使用新的周期重新計(jì)算它的超時(shí)時(shí)間。假設(shè)調(diào)用xTimerChangePeriod()函數(shù)的時(shí)間tX，新的周期是n，則tX+n就是新的超時(shí)時(shí)間。

相關(guān)函數(shù)的原型如下：

9.6 獲取/設(shè)置定時(shí)器ID

定時(shí)器的結(jié)構(gòu)體如下，里面有一項(xiàng)pvTimerID，它就是定時(shí)器ID：

怎么使用定時(shí)器ID，完全由程序來決定：

1.可以用來標(biāo)記定時(shí)器，表示自己是什么定時(shí)器

2.可以用來保存參數(shù)，給回調(diào)函數(shù)使用

10. 資源管理

10.1 屏蔽中斷

屏蔽中斷有兩套宏：任務(wù)中使用、ISR中使用：

1.任務(wù)中使用：taskENTER_CRITICA()/taskEXIT_CRITICAL()

2.ISR中使用：taskENTER_CRITICAL_FROM_ISR()/taskEXIT_CRITICAL_FROM_ISR()

10.1.1 在任務(wù)中屏蔽中斷

在任務(wù)中屏蔽中斷的示例代碼如下：

任務(wù)調(diào)度依賴于中斷、依賴于API函數(shù)，所以：這兩段代碼之間，不會(huì)有任務(wù)調(diào)度產(chǎn)生。

10.1.2 在ISR中屏蔽中斷

要使用含有"FROM_ISR"后綴的宏，示例代碼如下：

10.2 暫停/恢復(fù)調(diào)度器

????如果有別的任務(wù)來跟你競爭臨界資源，你可以把中斷關(guān)掉：這當(dāng)然可以禁止別的任務(wù)運(yùn)行，但是這代價(jià)太大了。它會(huì)影響到中斷的處理。

????如果只是禁止別的任務(wù)來跟你競爭，不需要關(guān)中斷，暫停調(diào)度器就可以了：在這期間，中斷還是可以發(fā)生、處理。

示例代碼如下：