任务状态与调度

• 任务状态：在任务创建和删除的基础上添加了任务的暂停和恢复
• 调度

目录

一、任务状态(Freertos)

1、任务的状态(Freertos)

2、借助音乐播放器程序剖析状态

在创建任务函数中：

新创建的3个任务属于ready状态​编辑

音乐播放任务的创建和删除在默认任务里，其状态剖析如下：

3、添加音乐暂停和恢复功能

在函数中传入句柄就实现任务状态的暂停与恢复

二、任务管理

1、调度：

结论：

2、任务优先级管理举例

（1）任务组成的链表放在数组中

（2） 启动内核时在任务调度器中会创建优先级为0的空闲任务

（3）链表中的指针pxCurrent

（4）任务调用

1/第一次调度：

2/第二个时钟周期

*在默认任务中创建了优先级更高的任务

按下暂停键：把任务放入suspended链表

按下播放键：把任务从suspended链表放回ready链表 

系统时钟Tick中断：

Q:各个任务切换任务状态保存在TCB结构体？

Q:任务和线程的关系

一、任务状态(Freertos)

1、任务的状态(Freertos)

1. 就绪状态（ready)：可以随时执行（只要有机会切换，就可以变为running状态）
2. 执行状态(running)：正在执行（被调度出去后变为ready状态）（调用到阻塞函数会切换到阻塞状态）
3. 阻塞状态(Blocked):等待某些事件
4.  暂停状态(Suspended)：暂停当前工作。（自己running时，调用函数；别人runnning,自己ready或block时，别人调用函数）

2、借助音乐播放器程序剖析状态

main.c

初始化内核

创建任务

启动调度器

在创建任务函数中：

新创建的3个任务属于ready状态

音乐播放任务的创建和删除在默认任务里，其状态剖析如下：

• 音乐播放的优先级高，所以先执行，处于running状态；
• 音乐播放函数中的延迟函数为阻塞函数，处于Blocked状态（等待其他任务执行）；
• 当时间到之后，就会被唤醒，进入ready就绪状态，在能运行的时候变为running状态

PS:声音播放函数 中的阻塞函数

PS：阻塞函数：等待某些时间或等待某些数据————同步与互斥

3、添加音乐暂停和恢复功能

在函数中传入句柄就实现任务状态的暂停与恢复

resume后的运行和running不是一回事？

答：继续执行任务（该任务可能在阻塞态可能在运行态）

PS：暂停的时候要停止蜂鸣器，否则蜂鸣器保持一个音调

二、任务管理

1、调度：

• 相同优先级 的任务轮流运行
• 最高优先级 的任务先运行

结论：

1. 只要有高优先级的未执行完，低优先级的无法运行
2. 一旦高优先级任务就绪，马上运行高优先级
3. 若最高优先级的任务有多个，他们轮流运行

在代码中通过链表进行任务的管理

2、任务优先级管理举例

（1）任务组成的链表放在数组中

最高优先级 的个数

数组中 的56项目，每一项都是一个链表 

第n项放的是： 优先级为n的处于ready状态的任务

（2） 启动内核时在任务调度器中会创建优先级为0的空闲任务

启动内核

任务调度器

创建空闲任务

（3）链表中的指针pxCurrent

创建任务函数中把任务加入就绪链表

 在就绪链表函数中有优先级判断

一开始没有其他任务。所以指向第一个任务；

当创建同级任务时，pxCurrent指向同级的新任务；

当执行内核启动函数时，因空闲任务的优先级较低，故pxCurrent不变

当启动调度器时，从pxCurrent开始，先运行最后创建的任务

（4）任务调用

执行完任务3重新发起调度

1/第一次调度：

每1ms产生一次时钟中断 

调度（遍历ReadyList），找到第一个非空的链表

 

2/第二个时钟周期

TICK中断：运行1ms后会再次触发Tick中断，计数值累加，再次发起调度

调度机制：再次从上到下遍历链表，找出非空的链表中下一个要执行的任务

*在默认任务中创建了优先级更高的任务

1. 任务在创建后为就绪状态，因优先级最高，所以打断本时钟周期内的其他任务，优先执行该任务；
2. 当执行到延时函数（延时2s)时，为就绪状态，会被从Ready列表中删除，移到某一个DelayTaskList；
3. 当执行到延时函数时会触发调度，依据记录index取出下一个任务来运行
4. 在两次时钟中断后，会发起一个调度，在去遍历就绪链表前，先到Delay链表，判断Delay链表中的任务是否可恢复，到时间的话就把这个任务放入就绪链表

 

按下暂停键：把任务放入suspended链表

按下播放键：把任务从suspended链表放回ready链表 

系统时钟Tick中断：

1. 累加计数cnt++
2. DelayedTaskList中处于阻塞态的任务是否可以恢复（是否到时）为就绪态
3. 遍历就绪链表

三、空闲任务

作用：

释放被删除的任务的内存

避免调度时其他任务阻塞的情况

1、任务的函数不是死循环，所有任务都无法再次执行，（将会返回错误函数）

1、在错误函数中会关闭Tick中断，导致任务无法切换，之后陷入错误函数的死循环

2、如果任务 不是死循环会退出的代码

任务创建函数调用初始化栈

{ 

 {

在初始化栈时伪造好LR寄存器的值（错误函数）（在函数执行完要返回到LR寄存器所指示的位置）

{ 

2、任务如何结束

 自己结束任务：

任务结束后的清除工作：

在创建任务B时候，动态的分配了内存、结构体、栈

在结束任务时候要释放TCB结构体、栈

若是自己结束任务，需要空闲任务来清楚，但若更高优先级的任务都是就绪态，空闲任务无法获取CPU资源执行操作，可能会因无法回收造成内存不足

良好的编程习惯:

1. 事件驱动（避免一致死循环占用CPU)（比如按下按键才就绪，没按按键就阻塞）
2. 休眠时不要用死循环，建议替换为阻塞函数

空闲任务的函数

main.c

{启动调度器

{启动调度器

{创建任务

{空闲任务的函数

检查等待中止（自杀）的任务

钩子函数？

四、让当前任务放弃调度的delay函数

Q:各个任务切换任务状态保存在TCB结构体？

Q:任务和线程的关系