FreeRTOS—任务创建和删除的API函数和方法

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，下表是动态创建任务、静态创建任务和删除任务对应的函数：

API函数	描述
xTaskCreate( )	动态方式创建任务
xTaskCreateStatic( )	静态方式创建任务
vTaskDelete( )	删除任务

动态创建和静态创建不同之处：

• 动态创建任务：任务的任务控制块以及任务的栈空间所需要的内存，均有FreeRTOS从FreeRTOS管理的堆中提供，也就是FreeRTOS自动为用户申请堆空间，并由FreeRTOS管理
• 静态创建任务：任务的任务控制块以及任务的栈空间所需要的内存，需要用户自己分配提供，例如定义一个数值，需要自己获取空间内存，与动态创建任务相比，静态获取的空间是独立的，不由FreeRTOS管理

二、任务创建和删除（动态方法）

2.1.动态创建任务函数的内容

当该函数返回值是pdPASS，为任务创建成功；返回值是errCOULD_NOT_ALLOCATE_REQUIRED_MEMORY，为任务创建失败。

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_LENconst configSTACK_DEPTH_TYPE	  usStackDepth,		//任务堆栈大小，以字为单位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，也就是0 ~ 31TaskHandle_t * const 			  pxCreatedTask		//任务句柄，就是任务的任务控制块
)		 	  		    

2.2.实现动态创建任务流程

该函数创建的任务之后会立即进入就绪态，由任务调度器调度运行，接下来时动态创建任务的流程：

1. 将宏configSUPPORT_DYNAMIC_ALLOCATION配置为1，该宏在 FreeRTOSConfig.h 文件中执行
2. 定义函数入口参数
3. 编写任务函数

动态创建任务函数内部的实现如下：

1. 申请堆栈内存和任务控制块内存
2. TCB结构体（任务控制块）成员赋值

2.3.任务控制块结构体成员介绍

下面代码是任务控制块结构体的各个成员介绍，其中任务栈栈顶与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，就像每个人有自己的身份证。

typedef struct tskTaskControlBlock
{volatile StackType_t * 	pxTopOfStack;							//指向任务栈栈顶的指针，必须是TCB的第一个成员ListItem_t				    xStateListItem;							//任务状态列表项ListItem_t 				xEventListItem;							//任务等待事件列表项UBaseType_t 				uxPriority;								//任务的任务优先级StackType_t * 				pxStack;								//任务栈的起始地址char 						pcTaskName[ configMAX_TASK_NAME_LEN ];	//任务的任务名//以下还有很多条件编译的成员......
} tskTCB;

三、任务创建和删除（静态方法）

3.1.静态创建任务函数的内容

下面是静态创建任务函数结构体的成员，当返回值为NULL用户没有提供相应的内存，任务创建失败；当返回值为其他值时，如返回一个任务句柄，说明创建成功。

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，以字为单位，不是字节void * const 	 		 pvParameters,		//传递的任务函数参数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)

3.2.静态创建任务使用流程

该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。

1. 将宏configSUPPORT_STATIC_ALLOCATION配置为1，该宏在 FreeRTOSConfig.h 文件中执行
2. 定义空闲任务（这个是必须的，不要让CUP停下来）、定时器任务的任务堆栈及TCB
3. 实现两个接口函数
   ①vApplicationGetdleTaskMemory( )空闲任务，这个函数是必须要有的
   ②vApplicationGetTimerTaskMemory( )定时器
4. 定义函数入口参数
5. 编写任务函数

静态创建任务函数内部的实现如下：

1. TCB结构体（任务控制块）成员赋值
2. 添加到新任务到就绪列表中

四、任务删除

4.1.任务删除函数的介绍

任务删除的函数是void vTaskDelete(TaskHandle_t xTaskToDelete);它的形参是xTaskToDelete，是待删除任务的任务句柄，该删除函数必须用于已被创建的任务，被删除的任务将从就绪任务列表、阻塞态任务列表、挂起态任务列表和事情列表中删除，注意以下几点

1. 当传入的参数为NULL，代表删除任务自身（当前正在运行的任务），需要等自身运行结束之后才删除
2. 空闲任务会负责释放被删除任务中由系统分配的内存，这是针对动态创建任务
3. 由用户在任务删除前申请的内存，需要用户自己在任务被删除前提前释放，这是针对静态创建任务，否则将导致内存泄露

4.2.任务删除的流程

1. 使用删除任务函数，需将宏INCLUDE_vTaskDelete配置为1，该宏在 FreeRTOSConfig.h 文件中执行
2. 入口参数输入需要删除的任务句柄（NULL代表删除本身）

任务删除的内部流程：

1. 获取所要删除任务的控制块：通过传入的任务句柄，判断所需要删除哪一个任务，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删除，包括：就绪、阻塞、挂起、时间等列表
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，任务数量等
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

例如：当 t1、t2、t3 这三个任务，t2 任务里面有20ms的系统延迟，t3 任务里面有50ms的系统延迟，把这两个延迟放在阻塞列表中，t2 的20ms在50ms之前，如果 t1 任务刚好需要删除 t2 任务，阻塞时间就由20ms更新成50ms。