【2】STM32·FreeRTOS·任务创建和删除

目录

一、任务创建和删除的API函数

1.1、动态创建任务函数

1.2、静态创建任务函数

1.3、任务删除函数

二、任务创建和删除（动态方法）

三、任务创建和删除（静态方法）

一、任务创建和删除的API函数

任务的创建和删除本质就是调用 FreeRTOS 的 API 函数

API函数描述

xTaskCreate()

动态方式创建任务
xTaskCreateStatic()静态方式创建任务
xTaskDelete()删除任务

动态创建任务：任务的任务控制块以及任务的栈空间所需的内存，均由 FreeRTOS 从 FreeRTOS 管理的堆中分配

静态创建任务：任务的任务控制块以及任务的栈空间所需的内存，需用户分配提供

1.1、动态创建任务函数

BaseType_t xTaskCreate
(
    TaskFunction_t                  pxTaskCode,      /* 指向任务函数的指针 */
    const char * const              pcName,          /* 任务名字，最大长度configMAX_TASK_NAME_LEN */
    const configSTACK_DEPTH_TYPE    usStackDepth,    /* 任务堆栈大小，注意字为单位 */
    void * const                    pvParameters,    /* 传递给任务函数的参数 */
    UBaseType_t                     uxPriority,      /* 任务优先级，范围：0 ~ configMAX_PRIORITIES - 1 */
    TaskHandle_t * const            pxCreatedTask    /* 任务句柄，就是任务的任务控制块 */
)
返回值描述
pdPASS任务创建成功

errCOULD_NOT_ALLOCATE_REQUIRED_MEMORY

任务创建失败

实现动态创建任务流程

1、将宏 configSUPPORT_DYNAMIC_ALLOCATION 配置为 1

2、定义函数入口参数

3、编写任务函数

此函数创建的任务会立刻进入就绪态，由任务调度器调度运行

动态创建任务函数内部实现

1、申请堆栈内存&任务控制块内存

2、TCB结构体成员赋值

3、添加新任务到就绪列表中

任务控制块结构体成员介绍

typedef struct tskTaskControlBlock
{
    volatile StackType_t      *pxTopOfStack;                           /* 任务栈栈顶，必须为TCB的第一个成员 */
    ListItem_t                xStateListItem;                          /* 任务状态列表项 */
    ListItem_t                xEventListItem;                          /* 任务事件列表项 */
    UBaseType_t               uxPriority;                              /* 任务优先级，数值越大，优先级越大 */
    StackType_t               *pxStack;                                /* 任务栈起始地址 */
    char                      pcTaskName[configMAX_TASK_NAME_LEN];     /* 任务名字 */
    ...
} tskTCB;

任务栈栈顶，在任务切换时的任务上下文保存、任务恢复息息相关

每个任务都有属于自己的任务控制块，类似身份证

1.2、静态创建任务函数

TaskHandle_t xTaskCreateStatic
(
    TaskFunction_t          pxTaskCode,        /* 指向任务函数的指针 */
    const char * const      pcName,            /* 任务函数名 */
    const uint32_t          ulStackDepth,      /* 任务堆栈大小，注意字为单位 */
    void * const            pvParameters,      /* 传递给任务函数的参数 */
    UBaseType_t             uxPriority,        /* 任务优先级 */
    StackType_t * const     puxStackBuffer,    /* 任务堆栈，一般为数组，由用户分配 */
    StaticTask_t * const    pxTaskBuffer       /* 任务控制块指针，由用户分配 */
)
返回值描述
NULL用户没有提供相应的内存，任务创建失败

其他值

任务句柄，任务创建成功

静态创建任务使用流程

1、将宏 configSUPPORT_STATIC_ALLOCATION 配置为 1

2、定义空闲任务&定时器任务的任务堆栈及TCB

3、实现两个接口函数：vApplicationGetIdleTaskMemory()、vApplicationGetTimerTaskMemory()

4、定义函数入口参数

5、编写任务函数

此函数创建的任务会立刻进入就绪态，由任务调度器调度运行

静态创建任务函数内部实现

1、TCB结构体成员赋值

2、添加新任务到就绪列表中

1.3、任务删除函数

void vTaskDelete(TaskHandle_t xTaskToDelete);
形参描述
xTaskToDelete待删除任务的任务句柄

用于删除已被创建的任务，被删除的任务将从就绪态任务列表、阻塞态任务列表、挂起态任务列表和事件列表中移除

1、当传入的参数为NULL，则代表删除任务自身（当前正在运行的任务）

2、当要删除任务自身时，空闲任务会负责释放被删除任务中由系统分配的内存（动态创建任务），但是由用户在任务删除前申请的内存（静态创建任务），则需要由用户在任务被删除前提前释放，否则将导致内存泄漏

删除任务流程

1、使用删除任务函数，需将宏 INCLUDE_vTaskDelete 配置为 1

2、入口参数输入需要删除的任务句柄（NULL代表删除本身）

删除任务函数内部实现

1、获取所要删除任务的控制块：通过传入的任务句柄，判断所需要删除哪个任务，NULL代表删除自身

2、将被删除任务，移除所在列表：将该任务在所在列表中移除，包括：就绪、阻塞、挂起、事件等列表

3、判断所需要删除的任务：删除任务自身，需先添加到等待删除列表，内存释放将在空闲任务执行。删除其他任务，释放内存，任务数量

4、更新下个任务的阻塞时间：更新下一个任务的阻塞超时时间，以防被删除的任务就是下一个阻塞超时的任务

二、任务创建和删除（动态方法）

将设计四个任务：start_task、task1、task2、task3

四个任务的功能如下

start_task：用来创建其他三个任务

task1：实现 LED0 每 500ms 闪烁一次

task2：实现 LED0 每 500ms 闪烁一次

task3：判断按键 KEY0 是否按下，按下则删掉 task1

main.c

#include "./SYSTEM/sys/sys.h"
#include "./SYSTEM/usart/usart.h"
#include "./SYSTEM/delay/delay.h"
#include "./BSP/LED/led.h"
#include "./BSP/LCD/lcd.h"
#include "./BSP/KEY/key.h"
#include "freertos_demo.h"

int main(void)
{
    HAL_Init();                         /* 初始化HAL库 */
    sys_stm32_clock_init(336, 8, 2, 7); /* 设置时钟,168Mhz */
    delay_init(168);                    /* 延时初始化 */
    usart_init(115200);                 /* 串口初始化为115200 */
    led_init();                         /* 初始化LED */
    lcd_init();                         /* 初始化LCD */
    key_init();                         /* 初始化按键 */

    freertos_demo();
}

freertos_demo.c

#include "freertos_demo.h"

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

/* TASK1 任务 配置
 * 包括: 任务句柄 任务优先级 堆栈大小 创建任务
 */
#define TASK1_PRIO 2            /* 任务优先级 */
#define TASK1_STK_SIZE 128      /* 任务堆栈大小 */
TaskHandle_t Task1Task_Handler; /* 任务句柄 */
void task1(void *pvParameters); /* 任务函数 */

/* TASK2 任务 配置
 * 包括: 任务句柄 任务优先级 堆栈大小 创建任务
 */
#define TASK2_PRIO 3            /* 任务优先级 */
#define TASK2_STK_SIZE 128      /* 任务堆栈大小 */
TaskHandle_t Task2Task_Handler; /* 任务句柄 */
void task2(void *pvParameters); /* 任务函数 */

/* TASK3 任务 配置
 * 包括: 任务句柄 任务优先级 堆栈大小 创建任务
 */
#define TASK3_PRIO 4            /* 任务优先级 */
#define TASK3_STK_SIZE 128      /* 任务堆栈大小 */
TaskHandle_t Task3Task_Handler; /* 任务句柄 */
void task3(void *pvParameters); /* 任务函数 */

/******************************************************************************************************/

/* LCD刷屏时使用的颜色 */
uint16_t lcd_discolor[11] = {WHITE, BLACK, BLUE, RED,
                             MAGENTA, GREEN, CYAN, YELLOW,
                             BROWN, BRRED, GRAY};

/* FreeRTOS例程入口函数 */
void freertos_demo(void)
{
    lcd_show_string(10, 10, 220, 32, 32, "STM32", RED);
    lcd_show_string(10, 47, 220, 24, 24, "Task Create & Del", RED);
    lcd_show_string(10, 76, 220, 16, 16, "ATOM@ALIENTEK", RED);

    lcd_draw_rectangle(5, 110, 115, 314, BLACK);
    lcd_draw_rectangle(125, 110, 234, 314, BLACK);
    lcd_draw_line(5, 130, 115, 130, BLACK);
    lcd_draw_line(125, 130, 234, 130, BLACK);
    lcd_show_string(15, 111, 110, 16, 16, "Task1: 000", BLUE);
    lcd_show_string(135, 111, 110, 16, 16, "Task2: 000", BLUE);

    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,                        /* 传入给任务函数的参数 */
                (UBaseType_t)START_TASK_PRIO,        /* 任务优先级 */
                (TaskHandle_t *)&StartTask_Handler); /* 任务句柄 */
    vTaskStartScheduler();
}

/* start_task */
void start_task(void *pvParameters)
{
    taskENTER_CRITICAL(); /* 进入临界区 */
    /* 创建任务1 */
    xTaskCreate((TaskFunction_t)task1,               /* 任务函数 */
                (const char *)"task1",               /* 任务名称 */
                (uint16_t)TASK1_STK_SIZE,            /* 任务堆栈大小 */
                (void *)NULL,                        /* 传入给任务函数的参数 */
                (UBaseType_t)TASK1_PRIO,             /* 任务优先级 */
                (TaskHandle_t *)&Task1Task_Handler); /* 任务句柄 */
    /* 创建任务2 */
    xTaskCreate((TaskFunction_t)task2,               /* 任务函数 */
                (const char *)"task2",               /* 任务名称 */
                (uint16_t)TASK2_STK_SIZE,            /* 任务堆栈大小 */
                (void *)NULL,                        /* 传入给任务函数的参数 */
                (UBaseType_t)TASK2_PRIO,             /* 任务优先级 */
                (TaskHandle_t *)&Task2Task_Handler); /* 任务句柄 */
    /* 创建任务3 */
    xTaskCreate((TaskFunction_t)task3,               /* 任务函数 */
                (const char *)"task3",               /* 任务名称 */
                (uint16_t)TASK3_STK_SIZE,            /* 任务堆栈大小 */
                (void *)NULL,                        /* 传入给任务函数的参数 */
                (UBaseType_t)TASK3_PRIO,             /* 任务优先级 */
                (TaskHandle_t *)&Task3Task_Handler); /* 任务句柄 */
    vTaskDelete(StartTask_Handler);                  /* 删除开始任务 */
    taskEXIT_CRITICAL();                             /* 退出临界区 */
}

/* task1 */
void task1(void *pvParameters)
{
    uint32_t task1_num = 0;

    while (1)
    {
        lcd_fill(6, 131, 114, 313, lcd_discolor[++task1_num % 11]);
        lcd_show_xnum(71, 111, task1_num, 3, 16, 0x80, BLUE);
        LED0_TOGGLE();
        vTaskDelay(500);
    }
}

/* task2 */
void task2(void *pvParameters)
{
    uint32_t task2_num = 0;

    while (1)
    {
        lcd_fill(126, 131, 233, 313, lcd_discolor[11 - (++task2_num % 11)]);
        lcd_show_xnum(191, 111, task2_num, 3, 16, 0x80, BLUE);
        LED1_TOGGLE();
        vTaskDelay(500);
    }
}

/* task3 */
void task3(void *pvParameters)
{
    uint8_t key = 0;

    while (1)
    {
        key = key_scan(0);

        switch (key)
        {
        case KEY0_PRES: /* 删除任务1 */
        {
            if (Task1Task_Handler != NULL)
            {
                vTaskDelete(Task1Task_Handler);
                Task1Task_Handler = NULL;
            }
            break;
        }
        case KEY1_PRES: /* 删除任务2 */
        {
            if (Task2Task_Handler != NULL)
            {
                vTaskDelete(Task2Task_Handler);
                Task2Task_Handler = NULL;
            }
            break;
        }
        default:
        {
            break;
        }
        }
        vTaskDelay(10);
    }
}

freertos_demo.h

#ifndef __FREERTOS_DEMO_H
#define __FREERTOS_DEMO_H

#include "./SYSTEM/usart/usart.h"
#include "./BSP/LED/led.h"
#include "./BSP/KEY/key.h"
#include "./BSP/LCD/lcd.h"
#include "FreeRTOS.h"
#include "task.h"

void freertos_demo(void);

#endif

三、任务创建和删除（静态方法）

将设计四个任务：start_task、task1、task2、task3

四个任务的功能如下

start_task：用来创建其他三个任务

task1：实现 LED0 每 500ms 闪烁一次

task2：实现 LED0 每 500ms 闪烁一次

task3：判断按键 KEY0 是否按下，按下则删掉 task1

main.c、freertos_demo.h 和动态创建一样

freertos_demo.c

#include "freertos_demo.h"

/******************************************************************************************************/
/*FreeRTOS配置*/

static StackType_t IdleTaskStack[configMINIMAL_STACK_SIZE];      /* 空闲任务任务堆栈 */
static StaticTask_t IdleTaskTCB;                                 /* 空闲任务控制块 */
static StackType_t TimerTaskStack[configTIMER_TASK_STACK_DEPTH]; /* 定时器服务任务堆栈 */
static StaticTask_t TimerTaskTCB;                                /* 定时器服务任务控制块 */

/**
 * @brief       获取空闲任务地任务堆栈和任务控制块内存，因为本例程使用的
                静态内存，因此空闲任务的任务堆栈和任务控制块的内存就应该
                有用户来提供，FreeRTOS提供了接口函数vApplicationGetIdleTaskMemory()
                实现此函数即可。
 * @param       ppxIdleTaskTCBBuffer:任务控制块内存
                ppxIdleTaskStackBuffer:任务堆栈内存
                pulIdleTaskStackSize:任务堆栈大小
 * @retval      无
 */
void vApplicationGetIdleTaskMemory(StaticTask_t **ppxIdleTaskTCBBuffer,
                                   StackType_t **ppxIdleTaskStackBuffer,
                                   uint32_t *pulIdleTaskStackSize)
{
    *ppxIdleTaskTCBBuffer = &IdleTaskTCB;
    *ppxIdleTaskStackBuffer = IdleTaskStack;
    *pulIdleTaskStackSize = configMINIMAL_STACK_SIZE;
}

/**
 * @brief       获取定时器服务任务的任务堆栈和任务控制块内存
 * @param       ppxTimerTaskTCBBuffer:任务控制块内存
                ppxTimerTaskStackBuffer:任务堆栈内存
                pulTimerTaskStackSize:任务堆栈大小
 * @retval      无
 */
void vApplicationGetTimerTaskMemory(StaticTask_t **ppxTimerTaskTCBBuffer,
                                    StackType_t **ppxTimerTaskStackBuffer,
                                    uint32_t *pulTimerTaskStackSize)
{
    *ppxTimerTaskTCBBuffer = &TimerTaskTCB;
    *ppxTimerTaskStackBuffer = TimerTaskStack;
    *pulTimerTaskStackSize = configTIMER_TASK_STACK_DEPTH;
}

/* 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_PRIO 1                   /* 任务优先级 */
#define START_STK_SIZE 128                  /* 任务堆栈大小 */
StackType_t StartTaskStack[START_STK_SIZE]; /* 任务堆栈 */
StaticTask_t StartTaskTCB;                  /* 任务控制块 */
TaskHandle_t StartTask_Handler;             /* 任务句柄 */
void start_task(void *pvParameters);        /* 任务函数 */

/* TASK1 任务 配置
 * 包括: 任务句柄 任务优先级 堆栈大小 创建任务
 */
#define TASK1_PRIO 2                        /* 任务优先级 */
#define TASK1_STK_SIZE 128                  /* 任务堆栈大小 */
StackType_t Task1TaskStack[TASK1_STK_SIZE]; /* 任务堆栈 */
StaticTask_t Task1TaskTCB;                  /* 任务控制块 */
TaskHandle_t Task1Task_Handler;             /* 任务句柄 */
void task1(void *pvParameters);             /* 任务函数 */

/* TASK2 任务 配置
 * 包括: 任务句柄 任务优先级 堆栈大小 创建任务
 */
#define TASK2_PRIO 3                        /* 任务优先级 */
#define TASK2_STK_SIZE 128                  /* 任务堆栈大小 */
StackType_t Task2TaskStack[TASK2_STK_SIZE]; /* 任务堆栈 */
StaticTask_t Task2TaskTCB;                  /* 任务控制块 */
TaskHandle_t Task2Task_Handler;             /* 任务句柄 */
void task2(void *pvParameters);             /* 任务函数 */

/* TASK3 任务 配置
 * 包括: 任务句柄 任务优先级 堆栈大小 创建任务
 */
#define TASK3_PRIO 4                        /* 任务优先级 */
#define TASK3_STK_SIZE 128                  /* 任务堆栈大小 */
StackType_t Task3TaskStack[TASK3_STK_SIZE]; /* 任务堆栈 */
StaticTask_t Task3TaskTCB;                  /* 任务控制块 */
TaskHandle_t Task3Task_Handler;             /* 任务句柄 */
void task3(void *pvParameters);             /* 任务函数 */

/******************************************************************************************************/

/* LCD刷屏时使用的颜色 */
uint16_t lcd_discolor[11] = {WHITE, BLACK, BLUE, RED,
                             MAGENTA, GREEN, CYAN, YELLOW,
                             BROWN, BRRED, GRAY};

/* FreeRTOS例程入口函数 */
void freertos_demo(void)
{
    lcd_show_string(10, 10, 220, 32, 32, "STM32", RED);
    lcd_show_string(10, 47, 220, 24, 24, "Task Create & Del", RED);
    lcd_show_string(10, 76, 220, 16, 16, "ATOM@ALIENTEK", RED);

    lcd_draw_rectangle(5, 110, 115, 314, BLACK);
    lcd_draw_rectangle(125, 110, 234, 314, BLACK);
    lcd_draw_line(5, 130, 115, 130, BLACK);
    lcd_draw_line(125, 130, 234, 130, BLACK);
    lcd_show_string(15, 111, 110, 16, 16, "Task1: 000", BLUE);
    lcd_show_string(135, 111, 110, 16, 16, "Task2: 000", BLUE);

    StartTask_Handler = xTaskCreateStatic((TaskFunction_t)start_task,     /* 任务函数 */
                                          (const char *)"start_task",     /* 任务名称 */
                                          (uint32_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 */
                                          (StackType_t *)StartTaskStack,  /* 任务堆栈 */
                                          (StaticTask_t *)&StartTaskTCB); /* 任务控制块 */
    vTaskStartScheduler();
}

/* start_task */
void start_task(void *pvParameters)
{
    taskENTER_CRITICAL(); /* 进入临界区 */
    /* 创建任务1 */
    Task1Task_Handler = xTaskCreateStatic((TaskFunction_t)task1,          /* 任务函数 */
                                          (const char *)"task1",          /* 任务名称 */
                                          (uint32_t)TASK1_STK_SIZE,       /* 任务堆栈大小 */
                                          (void *)NULL,                   /* 传递给任务函数的参数 */
                                          (UBaseType_t)TASK1_PRIO,        /* 任务优先级 */
                                          (StackType_t *)Task1TaskStack,  /* 任务堆栈 */
                                          (StaticTask_t *)&Task1TaskTCB); /* 任务控制块 */
    /* 创建任务2 */
    Task2Task_Handler = xTaskCreateStatic((TaskFunction_t)task2,          /* 任务函数 */
                                          (const char *)"task2",          /* 任务名称 */
                                          (uint32_t)TASK2_STK_SIZE,       /* 任务堆栈大小 */
                                          (void *)NULL,                   /* 传递给任务函数的参数 */
                                          (UBaseType_t)TASK2_PRIO,        /* 任务优先级 */
                                          (StackType_t *)Task2TaskStack,  /* 任务堆栈 */
                                          (StaticTask_t *)&Task2TaskTCB); /* 任务控制块 */
    /* 创建任务3 */
    Task3Task_Handler = xTaskCreateStatic((TaskFunction_t)task3,          /* 任务函数 */
                                          (const char *)"task3",          /* 任务名称 */
                                          (uint32_t)TASK3_STK_SIZE,       /* 任务堆栈大小 */
                                          (void *)NULL,                   /* 传递给任务函数的参数 */
                                          (UBaseType_t)TASK3_PRIO,        /* 任务优先级 */
                                          (StackType_t *)Task3TaskStack,  /* 任务堆栈 */
                                          (StaticTask_t *)&Task3TaskTCB); /* 任务控制块 */
    vTaskDelete(StartTask_Handler);                                       /* 删除开始任务 */
    taskEXIT_CRITICAL();                                                  /* 退出临界区 */
}

/* task1 */
void task1(void *pvParameters)
{
    uint32_t task1_num = 0;

    while (1)
    {
        lcd_fill(6, 131, 114, 313, lcd_discolor[++task1_num % 11]);
        lcd_show_xnum(71, 111, task1_num, 3, 16, 0x80, BLUE);
        LED0_TOGGLE();
        vTaskDelay(500);
    }
}

/* task2 */
void task2(void *pvParameters)
{
    uint32_t task2_num = 0;

    while (1)
    {
        lcd_fill(126, 131, 233, 313, lcd_discolor[11 - (++task2_num % 11)]);
        lcd_show_xnum(191, 111, task2_num, 3, 16, 0x80, BLUE);
        LED1_TOGGLE();
        vTaskDelay(500);
    }
}

/* task3 */
void task3(void *pvParameters)
{
    uint8_t key = 0;

    while (1)
    {
        key = key_scan(0);

        switch (key)
        {
        case KEY0_PRES: /* 删除任务1 */
        {
            if (Task1Task_Handler != NULL)
            {
                vTaskDelete(Task1Task_Handler);
                Task1Task_Handler = NULL;
            }
            break;
        }
        case KEY1_PRES: /* 删除任务2 */
        {
            if (Task2Task_Handler != NULL)
            {
                vTaskDelete(Task2Task_Handler);
                Task2Task_Handler = NULL;
            }
            break;
        }
        default:
        {
            break;
        }
        }
        vTaskDelay(10);
    }
}

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