之前分享了很多關于freeRTOS的知識，那么我們怎么在實戰(zhàn)中去寫代碼呢？本篇文章重在對基于freeRTOS的架構代碼的解析。整個功能如下圖：

為什么要用freeRTOS

在實際項目中，如果程序等待一個超時事件，傳統(tǒng)的無RTOS情況下，就只能在原地等待而不能執(zhí)行其它任務，如果使用RTOS，則可以很方便的將當前任務阻塞在該事件下，然后自動去執(zhí)行別的任務，這樣可以高效的利用CPU了。

一般使用情況

我們在開發(fā)的時候，我總是在main函數看到以下的代碼，這讓我感覺不是很爽

int?main()
{
??xTaskCreate(?vTask1,?"Task?1",?1000,?NULL,?1,?NULL?);
??xTaskCreate(?vTask2,?"Task?2",?1000,?NULL,?1,?NULL?);
??xTaskCreate(?vTask3,?"Task?3",?1000,?NULL,?2,?NULL?);

??vTaskStartScheduler();

??while(1);
}

然后在每個task中，一般代碼會這樣寫

void?vTask1(?void?*pvParameters?)
{
??volatile?unsigned?long?ul;
??for(?;;?)
??{
????xQueueSend(?USART1_MSGQ,?"task?1?!\n",portMAX_DELAY);
????for(?ul?=?0;?ul???}
}

而任務之間的通信也是比較繁瑣，總體來說，代碼不易維護，增減一個任務的話要改的東西太多了。為此我特意設計一個框架，可以很方便的增減任務，同時任務之間通過事件隊列來通信。

demo

任務創(chuàng)建函數的封裝

我們首先定義兩個任務，把所有任務信息封裝在taskRecord里，并且申明如下：

#define?TASK_NUM?2
//所有任務的信息
static?TaskRecord?taskRecord[TASK_NUM];

那么TaskRecord怎么安排呢，我們把所有的任務信息都放在結構體里。其中包括任務ID，任務任務函數taskFucn，任務名字，棧的大小stackDep，還有優(yōu)先級prio，任務句柄taskHandle，任務隊列queue。

typedef?struct
{
?int16_t?Id;
?TaskFunction_t?taskFucn;
?const?char?*??name;
?configSTACK_DEPTH_TYPE?stackDep;
?void?*??parameters;
?UBaseType_t?prio;
?TaskHandle_t?taskHandle;
?QueueHandle_t??queue;
}?TaskRecord;

把任務中的一些參數封裝起來，放在結構體TaskInitPara，其中包括了任務函數taskFucn，任務名字，棧的大小stackDep，還有優(yōu)先級prio。

typedef?struct
{
??TaskFunction_t?taskFucn;
??const?char?*??name;
??const?configSTACK_DEPTH_TYPE?stackDep;
??UBaseType_t?prio;
}?TaskInitPara;

我們做好了這些之后，就需要把結構體中的參數放到創(chuàng)建任務函數中，那么這個函數createTasks代碼如下：

void?createTasks(TaskRecord*?taskRecord,?const?TaskInitPara*?taskIniPara,?int?num){
?int?i;
?for(i=0;i??taskRecord[i].Id?=?i;
??taskRecord[i].taskFucn?=?taskIniPara[i].taskFucn;
??taskRecord[i].name?=?taskIniPara[i].name;
??taskRecord[i].stackDep?=?taskIniPara[i].stackDep;
??taskRecord[i].parameters?=?&taskRecord[i];
??taskRecord[i].prio?=?taskIniPara[i].prio;
??
??xTaskCreate(?taskRecord[i].taskFucn,
????taskRecord[i].name,
????taskRecord[i].stackDep,
????taskRecord[i].parameters,
????taskRecord[i].prio,
????&taskRecord[i].taskHandle?);

??taskRecord[i].queue?=?xQueueCreate(?100,?sizeof(?Event?)?);
?}
}

其中num為任務數量，先把任務信息放到初始化的taskRecord中，再把其中的信息創(chuàng)建任務。那么任務創(chuàng)建函數就做好了。

main函數

接著，在我們的main函數中，就不需要那么繁瑣的一個一個的創(chuàng)建任務了，按照這個封裝的main函數如下：

int?main(?void?)
{
?createTasks(taskRecord,taskInitPara,TASK_NUM);
?/*?Start?the?tasks?and?timer?running.?*/
?vTaskStartScheduler();
}

任務間通信

首先我們想想，兩個任務之間通信需要知道什么，task1想往task2的發(fā)送一些數據，那么需要知道task2的ID吧，需要把數據打包吧，task2需要知道是誰發(fā)的，那么task1本身的ID也需要知道吧。

按照這幾個明確的東西，我們首先把任務事件ID枚舉如下

typedef?enum?{
?eventID_1,
?eventID_2,
?eventID_3
}Event_ID;

然后把事件ID，發(fā)送者ID，以及要傳輸的結構或者數據打包封裝在結構體Event中，代碼如下：

typedef?struct{
?Event_ID?ID;
?int16_t?src;?//發(fā)送者ID
?void*?pData;?//傳結構、數據
}Event;

接著，我們需要構造一個事件，把這些信息都放在這個事件中，代碼如下：

void?makeEvent(Event*?pEvent,int16_t?myId,Event_ID?evtId,?const?void*?pData){
?pEvent->ID?=?evtId;
?pEvent->src?=?myId;
?pEvent->pData?=?(void*)?pData;
}

現在我們假設task2要往task1發(fā)送一系列數據，那么task任務中，我們需要做的事如下，獲取task1中隊列，看是否為空。

?QueueHandle_t?task1Queue;
?int16_t?myId?=?pMyTaskRecord->Id;
?task1Queue?=?getTaskQueue(getTaskId("task1"));

構造事件

?Event?event;
?int*?ptemp;?//這里自定義一些數據
?makeEvent(&event,myId,eventID_1,(void*)ptemp);

然后把事件發(fā)送出去：

xQueueSendToBack(?task1Queue,?&event,?0);

對于task1來說，看隊列中是否為空，如果有任務事件來，從隊列中獲取事件

?TaskRecord*?pMyTaskRecord?=?(TaskRecord*)pPara;
?QueueHandle_t*?evntQueue=pMyTaskRecord->queue;

當隊列中確實有事件時，接收事件

BaseType_t?status?=?xQueueReceive(?*evntQueue,?&event,?portMAX_DELAY?);
if(?status?==?pdPASS?)
{
??task1HandleEvent(event);
}
else
{
??printf(?"Task1?could?not?receive?from?the?queue.\r\n"?);}

然后我們在task1HandleEvent處理接收到的事件，代碼如下：

void?task1HandleEvent(Event?event){
?xil_printf(?"Task1?is?processing?event...\r\n"?);
?int*?p;
?switch(event.ID){
?case?eventID_1:
??p=?(int*)?event.pData;
??xil_printf("ID=%d?From:?%d?data=%d\r\n",event.ID,?event.src,p[7]);
??free(event.pData);
??break;
?case?eventID_2:
??break;
?default:
??break;
?}
}

上面代碼表示根據事件ID來判斷接收的是哪個事件，再把事件ID，數據等等打印出來。

外部中斷通信

如果不是任務間的通信，而是有外部中斷觸發(fā)，需要與某個任務進行信息交互，怎么辦？例如有一個以太網任務，當外部網絡需要發(fā)送一個數據包到這個網絡任務的時候，那么就需要進行外部通信了。同樣我們這樣做，在以太網接收函數中，構造事件

?Event?event;
?int*?ptemp;?//這里自定義一些數據
?makeEvent(&event,myId,IntrID_1,(void*)ptemp);//可以再自定一些事件ID如IntrID_1

然后再發(fā)送到這個事件到這個任務中，如下

測試

如上，我們構造一個事件，發(fā)送一些數據如下

?Event?event;
?int*?ptemp?=?malloc(sizeof(int)*10);
?memset(ptemp,0x77,sizeof(int)*10);
?makeEvent(&event,myId,eventID_1,(void*)ptemp);

我們看到結果如下

task1接到來自任務ID為0，事件1的數據。這里每個任務的等待時間也是可以設置的，設置方法如下：

/*?設置最大等待時間500ms?*/
const?TickType_t?xMaxBlockTime?=?pdMS_TO_TICKS(500);?
BaseType_t?status?=?xQueueReceive(?*evntQueue,?&event,?xMaxBlockTime?);

如果等待時間為portMAX_DELAY或者0的話，說明某個任務一直處于激活狀態(tài)，比如task2，當等待時間為portMAX_DELAY時候，則測試結果如下：

所以每個任務設置的時間，優(yōu)先級，棧大小都是很重要的，具體的就需要在項目中調試了。

最后總結

本篇是屬于代碼實戰(zhàn)篇，對于freeRTOS的具體講解需要大家自己去領會，我這里是寫了一個架構，幫助大家在項目中去更好的搭好架子，當我們有很多任務的時候，任務間又有很多交互通信的時候，就更需要理解這種架構了。

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