【FreeRTOS】02 任务的创建_osthreadcreate

上一节我们利用cubemx自动生成了一个实例，它建立了两个用户任务和一个默认任务，并成功运行起来了。本节我们将分析一下FreeRTOS任务创建的过程，并结合创建时需要的参数讲解一下FreeRTOS任务的一些特性。

使用的工程文件仍然是上一节生成的代码。

1）FreeRTOS创建任务的API

FreeRTOS提供了一套API函数，我们调用它的函数即可创建任务。

基本的创建任务函数有两个：xTaskCreate 和 xTaskCreateStatic。

xTaskCreate函数是用动态的方法创建一个任务，而xTaskCreateStatic函数用静态的方法创建任务；使用xTaskCreate创建任务时，系统自动为任务分配内存；而使用xTaskCreateStatic创建任务时，需要用户指定内存地址。

我们看一下它们的函数原型，首先是xTaskCreate

各参数的含义解释如下：

pxTaskCode：任务函数的入口，是一个函数指针，指向要执行的任务；

pcName：任务名称，是一个字符串；

usStackDepth：任务堆栈大小，注意实际申请的堆栈是usStackDepth个4字节空间；

pvParameters：传递给任务函数的参数；

uxPriotiry：任务优先级，范围0~configMAX_PRIORITIES-1；

pxCreatedTask：任务句柄，任务创建成功以后会返回此任务的句柄，这个句柄其实就是任务的任务堆栈地址；

xTaskCreateStatic函数的参数与xTaskCreate差不多，区别是最后两个参数：

最后两个参数的含义是：

puxStackBuffer：用户指定的这块内存地址，作为任务堆栈地址；

pxTaskBuffer：用户指定的这块内存地址，作为任务控制块。

2）cubemx生成的代码分析

了解了FreeRTOS创建任务的API函数，我们再来看看cubemx生成的代码是如何使用的。我们从main函数开始看。

打开工程文件的main函数，我们发现，与无操作系统的不同之处，是在硬件初始化之后、while(1)之前多了MX_FREERTOS_Init();和osKernelStart();两个函数。

MX_FREERTOS_Init就是操作系统初始化函数，我们跳转到它内部，创建了三个任务：

osThreadDef是一个宏，它的定义如下：

例如第114行的osThreadDef(myTask02, StartTask02, osPriorityHigh, 0, 128);这句，宏展开之后就是：

（还记得以前讲过的C语言宏定义#和##的用法吗？）

实际上，这一句就是定义了一个结构体变量os_thread_def_myTask02，并给它赋了初值。

然后，用osThreadCreate这个函数进行了任务创建。

它的第一个参数也是个宏，找到宏定义：

例如第115行的myTask02Handle = osThreadCreate(osThread(myTask02), NULL);将宏展开后，就是：

myTask02Handle = osThreadCreate(&os_thread_def_myTask02, NULL);

可以看到，第一个参数实际上就是我们前面定义的那个结构体os_thread_def_myTask02的指针。

继续深入，看看osThreadCreate这个函数到底干了啥。

osThreadCreate的代码比冗长，但是实际上，它只干了一件事，依据configSUPPORT_STATIC_ALLOCATION和configSUPPORT_DYNAMIC_ALLOCATION这两个宏定义的值，来选择调用freeRTOS的API函数 xTaskCreate 或 xTaskCreateStatic 创建任务。

结合传入的参数，由于结构体os_thread_def_myTask02的最后两个参数初始化为NULL（没有指定内存地址），osThreadCreate内部调用了动态创建函数。任务的堆栈大小都是128*4字节。

至此，我们的三个任务创建成功。

这里说明一下这两个宏：

configSUPPORT_STATIC_ALLOCATION定义为1可以使用静态内存分配；

configSUPPORT_DYNAMIC_ALLOCATION定义为1可以使用动态内存分配。

这里两个宏在FreeRTOSConfig.h文件中（实际上freeRTOS的还有很多其他配置宏在这个文件中，以后涉及到了会详细讲解）。

在MX_FREERTOS_Init();函数中创建完三个任务，就进入函数osKernelStart();这个也是调用了一个freeROTS的API函数vTaskStartScheduler，用于启动任务调度。这里如果我们只关注应用，暂时不研究操作系统内部怎么执行任务的，不必深究。

3）创建任务测试

上一节中Cubemx生成的工程代码，是我们在图形界面下创建的几个任务；经过上面的讲解，我们掌握了freeROTS的API函数后，完全可以自己直接编写创建任务的函数。

这里，我们在原工程中添加一个任务，用直接用API函数创建任务。

我们使用静态方式，创建一个低优先级的任务，代码如下，先添加几个定义：

然后定义任务函数，就是一个无限循环，里面只是延时一下，其他什么也不干：

最后在MX_FREERTOS_Init函数中添加代码，创建Task04：

注意，这里我们使用的是静态创建的API函数xTaskCreateStatic：

这样，我们就定义好了一个自己的任务，可以测试了。

编译，下载到开发板，我们在调试模式下测试，执行时分别在各个任务内设置断点，可以看到均能执行到断点处：

说明我们新添加的任务可以成功执行，也不影响其他任务的执行。

4）任务优先级测试

接下来我们修改一下代码，测试任务的优先级，由于我们新添加的Task04设置了优先级为（1）。如果有其他较高优先级的任务一直占用CPU，就不会执行到Task04。

查看宏定义，defaultTask的优先级osPriorityNormal定义是0，注意osThreadCreate在执行时做了一次变换，优先级变成了0-（-3）=3，比Task04要高。为此，我们把defaultTask任务里的延时去掉，让他一直占用CPU，另外添加一个变量自加语句，以方便设置断点观察。

再次编译，下载，进入调试模式运行，可以发现defaultTask的任务可以进入：

而Task04任务再也进入不了了，而且Task04任务里的j也不会增加。

而此时，如果在高优先级的Task02和Task03中设置断点，也是可以进入的：

这个实例说明，freeRTOS会执行优先级高的任务。只有高优先级的任务主动放弃执行（如执行到代码里的osDelay（xx），就会释放CPU x x毫秒），才会轮到低优先级的任务执行。

好了，本节的内容就到这里了。

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