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FreeRTOS 开发 —— 基于STM32F429

06_FreeRTOS列表和列表项

要想看懂 FreeRTOS 源码并学习其原理，有一个东西绝对跑不了，那就是 FreeRTOS 的列表和列表项。
列表和列表项是 FreeRTOS 的一个数据结构，FreeRTOS 大量使用到了列表和列表项，它是 FreeRTOS 的基石。

什么是列表和列表项

列表

列表是 FreeRTOS 中的一个数据结构，概念上和链表有点类似，列表被用来跟踪 FreeRTOS 中的任务。
与列表相关的全部东西都在文件 list.c 和 list.h 中，在 list.h 中定义了一个叫 List_t 的结构体：

列表项

列表项就是存放在列表中的项目，FreeRTOS 提供了两种列表项：列表项和迷你列表项。这两个都在文件list.h中有定义：

列表项结构示意图

图中并未列出用于列表项完整性检查的成员变量！

迷你列表项

迷你列表项在文件 list.h 中有定义：

迷你列表项结构示意图

注意！图中并未列出用于迷你列表项完整性检查的成员变量！

列表和列表项的初始化

列表初始化

列表初始化图

列表项初始化

列表项的插入

列表项插入函数分析

列表项插入过程图示

上一节我们分析了列表项插入函数vListInsert()，本小节我们就通过图片来演示一下这个插入过程，本小节我们会向一个空的列表中插入三个列表项，这三个列表项的值分别为40，60和 50。

插入值为 40 的列表项

插入值为 60 的列表项

插入值为 50 的列表项

列表项末尾插入

列表项末尾插入函数分析

列表项末尾插入图示

跟函数vListInsert()一样，我们也用图片来看一下函数vListInsertEnd()的插入过程。

默认列表

在插入列表项之前我们先准备一个默认列表：
注意图中列表的pxIndex所指向的列表项，这里为ListItem1，不再是xListEnd了。

插入值为 50 的列表项

在上面的列表中插入一个值为 50 的列表项ListItem3，插入完成以后如图所示：
列表List的pxIndex指向列表项 ListItem1，因此调用函数vListInsertEnd()插入ListItem3的话就会在ListItem1的前面插入。

列表项的删除

有列表项的插入，那么必然有列表项的删除，列表项的删除通过函数uxListRemove()来完成，函数原型如下：

UBaseType_t uxListRemove( ListItem_t * const pxItemToRemove )

列表项的遍历

列表项的插入和删除实验

实验设计

程序代码（main.c）

#include "sys.h"
#include "delay.h"
#include "usart.h"
#include "led.h"
#include "lcd.h"
#include "sdram.h"
#include "key.h"
#include "FreeRTOS.h"
#include "task.h"

//任务优先级
#define START_TASK_PRIO        1
//任务堆栈大小    
#define START_STK_SIZE         128  
//任务句柄
TaskHandle_t StartTask_Handler;
//任务函数
void start_task(void *pvParameters);

//任务优先级
#define TASK1_TASK_PRIO        2
//任务堆栈大小    
#define TASK1_STK_SIZE         128  
//任务句柄
TaskHandle_t Task1Task_Handler;
//任务函数
void task1_task(void *pvParameters);

//任务优先级
#define LIST_TASK_PRIO        3
//任务堆栈大小    
#define LIST_STK_SIZE         128  
//任务句柄
TaskHandle_t ListTask_Handler;
//任务函数
void list_task(void *pvParameters);

//定义一个测试用的列表和3个列表项
List_t TestList;        //测试用列表
ListItem_t ListItem1;    //测试用列表项1
ListItem_t ListItem2;    //测试用列表项2
ListItem_t ListItem3;    //测试用列表项3

int main(void)
{
    HAL_Init();                     //初始化HAL库   
    Stm32_Clock_Init(360,25,2,8);   //设置时钟,180Mhz
    delay_init(180);                //初始化延时函数
    uart_init(115200);              //初始化串口
    LED_Init();                     //初始化LED 
    KEY_Init();                        //初始化按键
    SDRAM_Init();                    //初始化SDRAM
    LCD_Init();                        //初始化LCD
    
    POINT_COLOR = RED;
    LCD_ShowString(30,10,200,16,16,"Apollo STM32F4/F7");    
    LCD_ShowString(30,30,200,16,16,"FreeRTOS Examp 7-1");
    LCD_ShowString(30,50,200,16,16,"list and listItem");
    LCD_ShowString(30,70,200,16,16,"ATOM@ALIENTEK");
    LCD_ShowString(30,90,200,16,16,"2024/4/27");
    //创建开始任务
    xTaskCreate((TaskFunction_t )start_task,            //任务函数
                (const char*    )"start_task",          //任务名称
                (uint16_t       )START_STK_SIZE,        //任务堆栈大小
                (void*          )NULL,                  //传递给任务函数的参数
                (UBaseType_t    )START_TASK_PRIO,       //任务优先级
                (TaskHandle_t*  )&StartTask_Handler);   //任务句柄                
    vTaskStartScheduler();          //开启任务调度
}

//开始任务任务函数
void start_task(void *pvParameters)
{
    taskENTER_CRITICAL();           //进入临界区
    //创建TASK1任务
    xTaskCreate((TaskFunction_t )task1_task,             
                (const char*    )"task1_task",           
                (uint16_t       )TASK1_STK_SIZE,        
                (void*          )NULL,                  
                (UBaseType_t    )TASK1_TASK_PRIO,        
                (TaskHandle_t*  )&Task1Task_Handler);   
    //创建LIST任务
    xTaskCreate((TaskFunction_t )list_task,     
                (const char*    )"list_task",   
                (uint16_t       )LIST_STK_SIZE,
                (void*          )NULL,
                (UBaseType_t    )LIST_TASK_PRIO,
                (TaskHandle_t*  )&ListTask_Handler); 
    vTaskDelete(StartTask_Handler); //删除开始任务
    taskEXIT_CRITICAL();            //退出临界区
}

//task1任务函数
void task1_task(void *pvParameters)
{
    while(1)
    {
        LED0=!LED0;
        vTaskDelay(500);                           //延时500ms，也就是500个时钟节拍    
    }
}

//list任务函数
void list_task(void *pvParameters)
{
    //第一步：初始化列表和列表项
    vListInitialise(&TestList);
    vListInitialiseItem(&ListItem1);
    vListInitialiseItem(&ListItem2);
    vListInitialiseItem(&ListItem3);
    
    ListItem1.xItemValue=40;            //ListItem1列表项值为40
    ListItem2.xItemValue=60;            //ListItem2列表项值为60
    ListItem3.xItemValue=50;            //ListItem3列表项值为50
    
    //第二步：打印列表和其他列表项的地址
    printf("/*******************列表和列表项地址*******************/\r\n");
    printf("项目                              地址                    \r\n");
    printf("TestList                          %#x                    \r\n",(int)&TestList);
    printf("TestList->pxIndex                 %#x                    \r\n",(int)TestList.pxIndex);
    printf("TestList->xListEnd                %#x                    \r\n",(int)(&TestList.xListEnd));
    printf("ListItem1                         %#x                    \r\n",(int)&ListItem1);
    printf("ListItem2                         %#x                    \r\n",(int)&ListItem2);
    printf("ListItem3                         %#x                    \r\n",(int)&ListItem3);
    printf("/************************结束**************************/\r\n");
    printf("按下KEY_UP键继续!\r\n\r\n\r\n");
    while(KEY_Scan(0)!=WKUP_PRES) delay_ms(10);                    //等待KEY_UP键按下
    
    //第三步：向列表TestList添加列表项ListItem1，并通过串口打印所有
    //列表项中成员变量pxNext和pxPrevious的值，通过这两个值观察列表
    //项在列表中的连接情况。
    vListInsert(&TestList,&ListItem1);        //插入列表项ListItem1
    printf("/******************添加列表项ListItem1*****************/\r\n");
    printf("项目                              地址                    \r\n");
    printf("TestList->xListEnd->pxNext        %#x                    \r\n",(int)(TestList.xListEnd.pxNext));
    printf("ListItem1->pxNext                 %#x                    \r\n",(int)(ListItem1.pxNext));
    printf("/*******************前后向连接分割线********************/\r\n");
    printf("TestList->xListEnd->pxPrevious    %#x                    \r\n",(int)(TestList.xListEnd.pxPrevious));
    printf("ListItem1->pxPrevious             %#x                    \r\n",(int)(ListItem1.pxPrevious));
    printf("/************************结束**************************/\r\n");
    printf("按下KEY_UP键继续!\r\n\r\n\r\n");
    while(KEY_Scan(0)!=WKUP_PRES) delay_ms(10);                    //等待KEY_UP键按下
    
    //第四步：向列表TestList添加列表项ListItem2，并通过串口打印所有
    //列表项中成员变量pxNext和pxPrevious的值，通过这两个值观察列表
    //项在列表中的连接情况。
    vListInsert(&TestList,&ListItem2);    //插入列表项ListItem2
    printf("/******************添加列表项ListItem2*****************/\r\n");
    printf("项目                              地址                    \r\n");
    printf("TestList->xListEnd->pxNext        %#x                    \r\n",(int)(TestList.xListEnd.pxNext));
    printf("ListItem1->pxNext                 %#x                    \r\n",(int)(ListItem1.pxNext));
    printf("ListItem2->pxNext                 %#x                    \r\n",(int)(ListItem2.pxNext));
    printf("/*******************前后向连接分割线********************/\r\n");
    printf("TestList->xListEnd->pxPrevious    %#x                    \r\n",(int)(TestList.xListEnd.pxPrevious));
    printf("ListItem1->pxPrevious             %#x                    \r\n",(int)(ListItem1.pxPrevious));
    printf("ListItem2->pxPrevious             %#x                    \r\n",(int)(ListItem2.pxPrevious));
    printf("/************************结束**************************/\r\n");
    printf("按下KEY_UP键继续!\r\n\r\n\r\n");
    while(KEY_Scan(0)!=WKUP_PRES) delay_ms(10);                    //等待KEY_UP键按下
    
    //第五步：向列表TestList添加列表项ListItem3，并通过串口打印所有
    //列表项中成员变量pxNext和pxPrevious的值，通过这两个值观察列表
    //项在列表中的连接情况。
    vListInsert(&TestList,&ListItem3);    //插入列表项ListItem3
    printf("/******************添加列表项ListItem3*****************/\r\n");
    printf("项目                              地址                    \r\n");
    printf("TestList->xListEnd->pxNext        %#x                    \r\n",(int)(TestList.xListEnd.pxNext));
    printf("ListItem1->pxNext                 %#x                    \r\n",(int)(ListItem1.pxNext));
    printf("ListItem3->pxNext                 %#x                    \r\n",(int)(ListItem3.pxNext));
    printf("ListItem2->pxNext                 %#x                    \r\n",(int)(ListItem2.pxNext));
    printf("/*******************前后向连接分割线********************/\r\n");
    printf("TestList->xListEnd->pxPrevious    %#x                    \r\n",(int)(TestList.xListEnd.pxPrevious));
    printf("ListItem1->pxPrevious             %#x                    \r\n",(int)(ListItem1.pxPrevious));
    printf("ListItem3->pxPrevious             %#x                    \r\n",(int)(ListItem3.pxPrevious));
    printf("ListItem2->pxPrevious             %#x                    \r\n",(int)(ListItem2.pxPrevious));
    printf("/************************结束**************************/\r\n");
    printf("按下KEY_UP键继续!\r\n\r\n\r\n");
    while(KEY_Scan(0)!=WKUP_PRES) delay_ms(10);                    //等待KEY_UP键按下
    
    //第六步：删除ListItem2，并通过串口打印所有列表项中成员变量pxNext和
    //pxPrevious的值，通过这两个值观察列表项在列表中的连接情况。
    uxListRemove(&ListItem2);                        //删除ListItem2
    printf("/******************删除列表项ListItem2*****************/\r\n");
    printf("项目                              地址                    \r\n");
    printf("TestList->xListEnd->pxNext        %#x                    \r\n",(int)(TestList.xListEnd.pxNext));
    printf("ListItem1->pxNext                 %#x                    \r\n",(int)(ListItem1.pxNext));
    printf("ListItem3->pxNext                 %#x                    \r\n",(int)(ListItem3.pxNext));
    printf("/*******************前后向连接分割线********************/\r\n");
    printf("TestList->xListEnd->pxPrevious    %#x                    \r\n",(int)(TestList.xListEnd.pxPrevious));
    printf("ListItem1->pxPrevious             %#x                    \r\n",(int)(ListItem1.pxPrevious));
    printf("ListItem3->pxPrevious             %#x                    \r\n",(int)(ListItem3.pxPrevious));
    printf("/************************结束**************************/\r\n");
    printf("按下KEY_UP键继续!\r\n\r\n\r\n");
    while(KEY_Scan(0)!=WKUP_PRES) delay_ms(10);                    //等待KEY_UP键按下
    
    //第七步：删除ListItem2，并通过串口打印所有列表项中成员变量pxNext和
    //pxPrevious的值，通过这两个值观察列表项在列表中的连接情况。
    TestList.pxIndex=TestList.pxIndex->pxNext;            //pxIndex向后移一项，这样pxIndex就会指向ListItem1。
    vListInsertEnd(&TestList,&ListItem2);                //列表末尾添加列表项ListItem2
    printf("/***************在末尾添加列表项ListItem2***************/\r\n");
    printf("项目                              地址                    \r\n");
    printf("TestList->pxIndex                 %#x                    \r\n",(int)TestList.pxIndex);
    printf("TestList->xListEnd->pxNext        %#x                    \r\n",(int)(TestList.xListEnd.pxNext));
    printf("ListItem2->pxNext                 %#x                    \r\n",(int)(ListItem2.pxNext));
    printf("ListItem1->pxNext                 %#x                    \r\n",(int)(ListItem1.pxNext));
    printf("ListItem3->pxNext                 %#x                    \r\n",(int)(ListItem3.pxNext));
    printf("/*******************前后向连接分割线********************/\r\n");
    printf("TestList->xListEnd->pxPrevious    %#x                    \r\n",(int)(TestList.xListEnd.pxPrevious));
    printf("ListItem2->pxPrevious             %#x                    \r\n",(int)(ListItem2.pxPrevious));
    printf("ListItem1->pxPrevious             %#x                    \r\n",(int)(ListItem1.pxPrevious));
    printf("ListItem3->pxPrevious             %#x                    \r\n",(int)(ListItem3.pxPrevious));
    printf("/************************结束**************************/\r\n\r\n\r\n");
    while(1)
    {
        LED1=!LED1;
        vTaskDelay(1000);                           //延时1s，也就是1000个时钟节拍    
    }
}

调试结果

'-?LCD ID:9341
    /*******************列表和列表项地址*******************/
    项目                              地址                    
    TestList                          0x200000bc                    
    TestList->pxIndex                 0x200000c4                    
    TestList->xListEnd                0x200000c4                    
    ListItem1                         0x200000d0                    
    ListItem2                         0x200000e4                    
    ListItem3                         0x200000f8                    
    /************************结束**************************/
    按下KEY_UP键继续!


    /******************添加列表项ListItem1*****************/
    项目                              地址                    
    TestList->xListEnd->pxNext        0x200000d0                    
    ListItem1->pxNext                 0x200000c4                    
    /*******************前后向连接分割线********************/
    TestList->xListEnd->pxPrevious    0x200000d0                    
    ListItem1->pxPrevious             0x200000c4                    
    /************************结束**************************/
    按下KEY_UP键继续!


    /******************添加列表项ListItem2*****************/
    项目                              地址                    
    TestList->xListEnd->pxNext        0x200000d0                    
    ListItem1->pxNext                 0x200000e4                    
    ListItem2->pxNext                 0x200000c4                    
    /*******************前后向连接分割线********************/
    TestList->xListEnd->pxPrevious    0x200000e4                    
    ListItem1->pxPrevious             0x200000c4                    
    ListItem2->pxPrevious             0x200000d0                    
    /************************结束**************************/
    按下KEY_UP键继续!


    /******************添加列表项ListItem3*****************/
    项目                              地址                    
    TestList->xListEnd->pxNext        0x200000d0                    
    ListItem1->pxNext                 0x200000f8                    
    ListItem3->pxNext                 0x200000e4                    
    ListItem2->pxNext                 0x200000c4                    
    /*******************前后向连接分割线********************/
    TestList->xListEnd->pxPrevious    0x200000e4                    
    ListItem1->pxPrevious             0x200000c4                    
    ListItem3->pxPrevious             0x200000d0                    
    ListItem2->pxPrevious             0x200000f8                    
    /************************结束**************************/
    按下KEY_UP键继续!


    /******************删除列表项ListItem2*****************/
    项目                              地址                    
    TestList->xListEnd->pxNext        0x200000d0                    
    ListItem1->pxNext                 0x200000f8                    
    ListItem3->pxNext                 0x200000c4                    
    /*******************前后向连接分割线********************/
    TestList->xListEnd->pxPrevious    0x200000f8                    
    ListItem1->pxPrevious             0x200000c4                    
    ListItem3->pxPrevious             0x200000d0                    
    /************************结束**************************/
    按下KEY_UP键继??


    /***************在末尾添加列表项ListItem2***************/
    项目                              地址                    
    TestList->pxIndex                 0x200000d0                    
    TestList->xListEnd->pxNext        0x200000e4                    
    ListItem2->pxNext                 0x200000d0                    
    ListItem1->pxNext                 0x200000f8                    
    ListItem3->pxNext                 0x200000c4                    
    /*******************前后向连接分割线********************/
    TestList->xListEnd->pxPrevious    0x200000f8                    
    ListItem2->pxPrevious             0x200000c4                    
    ListItem1->pxPrevious             0x200000e4                    
    ListItem3->pxPrevious             0x200000d0                    
    /************************结束**************************/

第一步和第二步

第一步和第二步是用来初始化列表和列表项的，并且通过串口输出列表和列表项的地址，这一步是开发板复位后默认运行的，串口调试助手信息如下所示：

第三步

第四步

第五步

第六步和第七步

这两步是观察函数uxListRemove()和vListInsertEnd()的运行过程的，分析过程和前五步一样。

07_FreeRTOS调度器开启和任务相关函数详解

略，看看文档得了。
涉及到ARM的汇编指令，有关涉及到的 ARM 指令的详细使用情况请参考《权威指南》的“第 5 章指令集”。

08_FreeRTOS任务切换

RTOS 系统的核心是任务管理，而任务管理的核心是任务切换，任务切换决定了任务的执行顺序，任务切换效率的高低也决定了一款系统的性能，尤其是对于实时操作系统。

PendSV 异常

PendSV（可挂起的系统调用）异常对 OS 操作非常重要，其优先级可以通过编程设置。
可以通过将中断控制和壮态寄存器 ICSR 的 bit28，也就是 PendSV 的挂起位置 1 来触发 PendSV中断。
与 SVC 异常不同，它是不精确的，因此它的挂起壮态可在更高优先级异常处理内设置，且会在高优先级处理完成后执行。
利用该特性，若将 PendSV 设置为最低的异常优先级，可以让 PendSV 异常处理在所有其他中断处理完成后执行，这对于上下文切换非常有用，也是各种 OS 设计中的关键。

上下文切换简单实例

在具有嵌入式 OS 的典型系统中，处理时间被划分为了多个时间片。
若系统中只有两个任务，这两个任务会交替执行：

ISR执行期间的上下文切换会延迟中断服务

若中断请求(IRQ)在SysTick异常前产生，则SysTick异常可能会抢占 IRQ 的处理，在这种情况下，OS不应该执行上下文切换，否则中断请求 IRQ 处理就会被延迟，而且在真实系统中延迟时间还往往不可预知，任何有一丁点实时要求的系统都决不能容忍这种事。
对于 CortexM3 和 Cortex-M4 处理器，当存在活跃的异常服务时，设计默认不允许返回到线程模式，若存在活跃中断服务，且 OS 试图返回到线程模式，则将触发用法fault：

PendSV上下文切换

在一些 OS 设计中，要解决这个问题，可以在运行中断服务时不执行上下文切换，此时可以检查栈帧中的压栈 xPSR 或 NVIC 中的中断活跃壮态寄存器。
不过，系统的性能可能会受到影响，特别时当中断源在 SysTick 中断前后持续产生请求时，这样上下文切换可能就没有执行的机会了。
为了解决这个问题，PendSV 异常将上下文切换请求延迟到所有其他 IRQ 处理都已经完成后，此时需要将 PendSV 设置为最低优先级。
若 OS 需要执行上下文切换，他会设置 PendSV 的挂起壮态，并在 PendSV 异常内执行上下文切换：

图中事件的流水账记录如下：

FreeRTOS 任务切换场合

可以执行一个系统调用。
系统滴答定时器(SysTick)中断。

执行系统调用

执行系统调用就是执行 FreeRTOS 系统提供的相关 API 函数，比如任务切换函数taskYIELD()，FreeRTOS 有些 API 函数也会调用函数taskYIELD()，这些 API 函数都会导致任务切换，这些 API 函数和任务切换函数taskYIELD()都统称为系统调用。
函数taskYIELD()其实就是个宏，在文件 task.h中有如下定义：

#define taskYIELD() portYIELD()

函数portYIELD()也是个宏，在文件 portmacro.h中有如下定义：

中断级的任务切换函数为portYIELD_FROM_ISR()，定义如下：

#define portEND_SWITCHING_ISR( xSwitchRequired ) 
if( xSwitchRequired != pdFALSE ) portYIELD()
#define portYIELD_FROM_ISR( x ) portEND_SWITCHING_ISR( x )

可以看出portYIELD_FROM_ISR()最终也是通过调用函数portYIELD()来完成任务切换的。

系统滴答定时器(SysTick)中断

FreeRTOS 中滴答定时器(SysTick)中断服务函数中也会进行任务切换，滴答定时器中断服务函数如下：

void SysTick_Handler(void)
{ 
    if(xTaskGetSchedulerState()!=taskSCHEDULER_NOT_STARTED)//系统已经运行
    {
        xPortSysTickHandler();
    }
    HAL_IncTick();
}

在滴答定时器中断服务函数中调用了 FreeRTOS 的 API 函数xPortSysTickHandler()。

API函数`xPortSysTickHandler()`函数源码

PendSV 中断服务函数

PendSV 中断服务函数本应该为PendSV_Handler()，但是 FreeRTOS 使用#define重定义了，如下：

#define xPortPendSVHandler PendSV_Handler

函数`xPortPendSVHandler()`源码

查找下一个要运行的任务

在 PendSV 中断服务程序中有调用函数vTaskSwitchContext()来获取下一个要运行的任务，也就是查找已经就绪了的优先级最高的任务。

缩减后（去掉条件编译）的函数源码

通用方法

所有的处理器都可以用的方法。

硬件方法

硬件方法就是使用处理器自带的硬件指令来实现的，比如 Cortex-M 处理器就带有的计算前导 0 个数指令：CLZ。
硬件方法借助一个指令就可以快速的获取处于就绪态的最高优先级，但是会限制任务的优先级数。
比如 STM32 只能有 32 个优先级，不过 32 个优先级已经完全够用了。
要知道FreeRTOS 是支持时间片的，每个优先级可以支持无限多个任务。

FreeRTOS 时间片调度

在 FreeRTOS 中允许一个任务运行一个时间片（一个时钟节拍的长度）后让出 CPU 的使用权，让拥有同优先级的下一个任务运行，至于下一个要运行哪个任务？
FreeRTOS 中的这种调度方法就是时间片调度。

时间片调度

运行在同一优先级下的执行时间图，在优先级 N 下有 3 个就绪的任务。

任务调度是有条件的，函数`xPortSysTickHandler()`

要使用时间片调度的话宏configUSE_PREEMPTION和宏configUSE_TIME_SLICING 必须为 1。
时间片的长度由宏configTICK_RATE_HZ来确定，一个时间片的长度就是滴答定时器的中断周期。
比如本教程中configTICK_RATE_HZ为 1000，那么一个时间片的长度就是 1ms。
时间片调度发生在滴答定时器的中断服务函数中，在中断服务函数SysTick_Handler()中会调用 FreeRTOS 的 API 函数xPortSysTickHandler()，而函数xPortSysTickHandler()会引发任务调度，但是这个任务调度是有条件的，函数xPortSysTickHandler()如下：

上述代码中红色部分表明只有函数 xTaskIncrementTick()的返回值不为 pdFALSE的时候就会进行任务调度！

查看函数`xTaskIncrementTick()`会发现有如下条件编译语句：

时间片调度实验

实验设计

完整代码（main.c）

#include "delay.h"
#include "sys.h"
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////      
//如果使用OS,则包括下面的头文件即可.
#if SYSTEM_SUPPORT_OS
#include "FreeRTOS.h"                    //FreeRTOS使用     
#include "task.h"
#endif

static u32 fac_us=0;                            //us延时倍乘数

#if SYSTEM_SUPPORT_OS        
    static u16 fac_ms=0;                        //ms延时倍乘数,在os下,代表每个节拍的ms数
#endif

 
extern void xPortSysTickHandler(void);
//systick中断服务函数,使用OS时用到
void SysTick_Handler(void)
{  
    if(xTaskGetSchedulerState()!=taskSCHEDULER_NOT_STARTED)//系统已经运行
    {
        xPortSysTickHandler();    
    }
    HAL_IncTick();
}
               
//初始化延迟函数
//当使用ucos的时候,此函数会初始化ucos的时钟节拍
//SYSTICK的时钟固定为AHB时钟
//SYSCLK:系统时钟频率
void delay_init(u8 SYSCLK)
{
    u32 reload;
    HAL_SYSTICK_CLKSourceConfig(SYSTICK_CLKSOURCE_HCLK);//SysTick频率为HCLK
    fac_us=SYSCLK;                            //不论是否使用OS,fac_us都需要使用
    reload=SYSCLK;                            //每秒钟的计数次数 单位为K       
    reload*=1000000/configTICK_RATE_HZ;        //根据configTICK_RATE_HZ设定溢出时间
                                            //reload为24位寄存器,最大值:16777216,在180M下,约合0.745s左右    
    fac_ms=1000/configTICK_RATE_HZ;            //代表OS可以延时的最少单位        
    SysTick->CTRL|=SysTick_CTRL_TICKINT_Msk;//开启SYSTICK中断
    SysTick->LOAD=reload;                     //每1/configTICK_RATE_HZ断一次    
    SysTick->CTRL|=SysTick_CTRL_ENABLE_Msk; //开启SYSTICK
}                                    

//延时nus
//nus:要延时的us数.    
//nus:0~190887435(最大值即2^32/fac_us@fac_us=22.5)                                           
void delay_us(u32 nus)
{        
    u32 ticks;
    u32 told,tnow,tcnt=0;
    u32 reload=SysTick->LOAD;                //LOAD的值             
    ticks=nus*fac_us;                         //需要的节拍数 
    told=SysTick->VAL;                        //刚进入时的计数器值
    while(1)
    {
        tnow=SysTick->VAL;    
        if(tnow!=told)
        {        
            if(tnow<told)tcnt+=told-tnow;    //这里注意一下SYSTICK是一个递减的计数器就可以了.
            else tcnt+=reload-tnow+told;        
            told=tnow;
            if(tcnt>=ticks)break;            //时间超过/等于要延迟的时间,则退出.
        }  
    };                                        
}  
    
//延时nms,会引起任务调度
//nms:要延时的ms数
//nms:0~65535
void delay_ms(u32 nms)
{    
    if(xTaskGetSchedulerState()!=taskSCHEDULER_NOT_STARTED)//系统已经运行
    {        
        if(nms>=fac_ms)                        //延时的时间大于OS的最少时间周期 
        { 
               vTaskDelay(nms/fac_ms);             //FreeRTOS延时
        }
        nms%=fac_ms;                        //OS已经无法提供这么小的延时了,采用普通方式延时    
    }
    delay_us((u32)(nms*1000));                //普通方式延时
}

//延时nms,不会引起任务调度
//nms:要延时的ms数
void delay_xms(u32 nms)
{
    u32 i;
    for(i=0;i<nms;i++) delay_us(1000);
}

运行测试

不管是task1_task还是task2_task都是连续执行 4、5 次，和前面程序设计的一样，说明在一个时间片内一直在运行一个任务，当时间片用完后就切换到下一个任务运行。

FreeRTOS 开发 —— 基于STM32F429

06_FreeRTOS列表和列表项

什么是列表和列表项

列表

列表项

列表项结构示意图

迷你列表项

迷你列表项结构示意图

列表和列表项的初始化

列表初始化

列表初始化图

列表项初始化

列表项的插入

列表项插入函数分析

列表项插入过程图示

插入值为 40 的列表项

插入值为 60 的列表项

插入值为 50 的列表项

列表项末尾插入

列表项末尾插入函数分析

列表项末尾插入图示

默认列表

插入值为 50 的列表项

列表项的删除

列表项的遍历

列表项的插入和删除实验

实验设计

程序代码（main.c）

调试结果

第一步和第二步

第三步

第四步

第五步

第六步和第七步

07_FreeRTOS调度器开启和任务相关函数详解

08_FreeRTOS任务切换

PendSV 异常

上下文切换简单实例

ISR执行期间的上下文切换会延迟中断服务

PendSV上下文切换

图中事件的流水账记录如下：

FreeRTOS 任务切换场合

执行系统调用

系统滴答定时器(SysTick)中断

API函数xPortSysTickHandler()函数源码

PendSV 中断服务函数

函数xPortPendSVHandler()源码

查找下一个要运行的任务

缩减后（去掉条件编译）的函数源码

通用方法

硬件方法

FreeRTOS 时间片调度

时间片调度

任务调度是有条件的，函数xPortSysTickHandler()

查看函数xTaskIncrementTick()会发现有如下条件编译语句：

时间片调度实验

实验设计

完整代码（main.c）

运行测试

FreeRTOS系统内核控制函数 & 其他任务API函数

内存泄露就让他漏，可行吗？

one

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API函数`xPortSysTickHandler()`函数源码

函数`xPortPendSVHandler()`源码

任务调度是有条件的，函数`xPortSysTickHandler()`

查看函数`xTaskIncrementTick()`会发现有如下条件编译语句：