freertos 系统 运行流程 源码分析
链表插入末尾函数 vListItemEnd
//插入到最后
void vListInsertEnd( xList * const pxList, xListItem * const pxNewListItem )
{
xListItem * pxIndex;
pxIndex = pxList->pxIndex;
pxNewListItem->pxNext = pxIndex; //指向pxList中链表
pxNewListItem->pxPrevious = pxIndex->pxPrevious;
pxIndex->pxPrevious->pxNext = pxNewListItem;
pxIndex->pxPrevious = pxNewListItem;
/* Remember which list the item is in. */
pxNewListItem->pvContainer = ( void * ) pxList;
( pxList->uxNumberOfItems )++;
}
系统调度
freertos 主要文件函数
croutine.c 和task.c 是两种任务的组织实现this
croutine.c 各任务共享同一个堆栈，使RAM 的需求进一步缩小，但也正因如此，他的使用受到相对严格的限制。spa
通常task.c和task.h完成了全部有关建立，调度，和维护任务的繁重工做。操作系统
list.c 任务链表，TCB链表等定义.net
queue.c和queue.h是负责处理FreeRTOS的通信的。任务和中断使用队列互相发送数据，而且使用信号灯和互斥来发送临界资源的使用状况。指针
timers 任务定时器等时间管理code
heap_2.c 注意是内存分配blog
port.c 包含了全部实际硬件相关的代码接口
FreeRTOSConfig.h文件里选择。时钟速度，堆大小，互斥，和API子集，连同其余许多选项队列
int main( void )
{
Sys_InitTask(); //系统初始化 包含时钟、管脚、系统定时器配置
xTaskCreate( Task1, ( signed portCHAR *) "Task1", configMINIMAL_STACK_SIZE, NULL, (tskIDLE_PRIORITY+1), NULL); //建立一个任务
vTaskStartScheduler(); //任务开始运行
return 0;
}
过程：先建立任务，源码见http://my.oschina.net/u/274829/blog/277855，
1，给NewTCB 分配内存 堆栈分配 初始化TCB 初始化任务链表事件链表 初始化CPU寄存器 任务数量加1，任务添加到任务队列中，若是调度能够运行，且任务优先级高就进行调度
开始任务调度
void vTaskStartScheduler( void )
{
portBASE_TYPE xReturn;
/* Add the 空闲任务 at the lowest priority. */
#if ( INCLUDE_xTaskGetIdleTaskHandle == 1 )
{
/* 建立空闲任务 须要返回任务句柄的idle任务建立*/
xReturn = xTaskCreate( prvIdleTask, ( signed char * ) "IDLE", tskIDLE_STACK_SIZE, ( void * ) NULL, ( tskIDLE_PRIORITY | portPRIVILEGE_BIT ), &xIdleTaskHandle );
}
#else
{
/*不返回idle任务句柄/
xReturn = xTaskCreate( prvIdleTask, ( signed char * ) "IDLE", tskIDLE_STACK_SIZE, ( void * ) NULL, ( tskIDLE_PRIORITY | portPRIVILEGE_BIT ), NULL );
}
#endif /* INCLUDE_xTaskGetIdleTaskHandle */
#if ( configUSE_TIMERS == 1 )
{
if( xReturn == pdPASS )
{
xReturn = xTimerCreateTimerTask(); /*调用建立定时器任务的函数，注意这个 不是建立的任务*/
}
}
#endif /* configUSE_TIMERS */
if( xReturn == pdPASS ) /*任务建立成功*/
{
portDISABLE_INTERRUPTS(); /*禁止全部中断*/
xSchedulerRunning = pdTRUE; /*调度器能够开始调度*/
xTickCount = ( portTickType ) 0U; /*运行操做系统的时间滴答数初始化为0*/
/* 若是configGENERATE_RUN_TIME_STATS定义，下面的宏必须定义配置的定时器/计数器，用来产生运行时间计数器 的时间基准。 */
portCONFIGURE_TIMER_FOR_RUN_TIME_STATS();
/* 特定于硬件，于是在设置计时器滴答便携式接口。 */
if( xPortStartScheduler() != pdFALSE ) /*开始实施调度，这个须要在Port.c中移植*/
{
/* 应该不会到达这里，若是调度 运行函数不会返回。 */
}
else
{
/* 若是任务 calls xTaskEndScheduler(). 会到这里*/
}
}
else
{
/* 若是内核不能启动会到这里由于没有足够的 FreeRTOS heap to create the idle task
or the timer task. */
configASSERT( xReturn );
}
}
任务调度
portBASE_TYPE xPortStartScheduler( void )
{
/* Make PendSV, CallSV and SysTick the same priroity as the kernel. */
*(portNVIC_SYSPRI2) |= portNVIC_PENDSV_PRI;
*(portNVIC_SYSPRI2) |= portNVIC_SYSTICK_PRI;
/* 启动时钟产生时间片 */
prvSetupTimerInterrupt();
/*初始化 中断计数值 */
uxCriticalNesting = 0;
/* 启动第一个任务 */
vPortStartFirstTask();
/* Should not get here! */
return 0;
}
启动时间片 prvSetupTimerInterrupt()
void prvSetupTimerInterrupt( void )
{
/* Configure SysTick to interrupt at the requested rate. */
*(portNVIC_SYSTICK_LOAD) = ( configCPU_CLOCK_HZ / configTICK_RATE_HZ ) - 1UL;
*(portNVIC_SYSTICK_CTRL) = portNVIC_SYSTICK_CLK | portNVIC_SYSTICK_INT | portNVIC_SYSTICK_ENABLE;
}
关中断源码
#define portDISABLE_INTERRUPTS() vPortSetInterruptMask()
__asm void vPortSetInterruptMask( void )
{
PRESERVE8
push { r0 }
mov r0, #configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY
msr basepri, r0
pop { r0 }
bx r14
}
vPortStartFirstTask() 启动第一个任务
__asm void vPortStartFirstTask( void )
{
PRESERVE8
/* Use the NVIC offset register to locate the stack. */
ldr r0, =0xE000ED08
ldr r0, [r0]
ldr r0, [r0]
/* Set the msp back to the start of the stack. */
msr msp, r0
/* Globally enable interrupts. */
cpsie i
/* Call SVC to start the first task. */
svc 0
nop
}
任务阻塞挂起
void vTaskDelay( portTickType xTicksToDelay )
{
portTickType xTimeToWake;
signed portBASE_TYPE xAlreadyYielded = pdFALSE;
if( xTicksToDelay > ( portTickType ) 0U ) /*延时时间参数不为0，表示须要延时.不然只是但愿作一次调度*/
{
vTaskSuspendAll(); /*挂起调度器，来建立临界区*/
{
traceTASK_DELAY();
/* 从事件列表中移除一个任务，而调度暂停将不会被放置在准备列表或阻止列表中删除，直到调度被恢复。此任务不能在事件列表中，由于它是目前执行的任务。*/
xTimeToWake = xTickCount + xTicksToDelay; /*转换成绝对时间：xTimeToWake 唤醒时间*/ /*xTicksToDelay:延时的节拍数*/
/*由于调度器在就绪运行队列链表中,再也找不本task的信息,进而调度器也就不会调度本task了 */
/*把任务从当前运行链表中移除出去，而后把它添加到阻塞链表里面*/
if( uxListRemove( &( pxCurrentTCB->xGenericListItem ) ) == ( unsigned portBASE_TYPE ) 0 )
{
portRESET_READY_PRIORITY(pxCurrentTCB->uxPriority, uxTopReadyPriority );
}
prvAddCurrentTaskToDelayedList( xTimeToWake );
}
xAlreadyYielded = xTaskResumeAll();
/*在运行上面临界区的程序时，可能有任务须要调度，但由于调度器的挂起而没有被调度，只是给出了登记，而这个xTaskResumeAll函数就是要把放进xPendingReadyList链表中的任务节点转移到真正的就绪链表pxReadyTasksLists里面，若是任务是由于tick缺失或者由于在恢复实际走过的滴答数时有任务须要抢占CPU，则 xAlreadyYielded 都为真，从而致使下面不会运行，若是没有被抢占也就是说当前仍是处于最高级任务，可是上面的延时已经使其阻塞，从而在下面发生抢占*/
}
if( xAlreadyYielded == pdFALSE ) /*强制本身交出CPU，使自身进入等待延时*/
{
portYIELD_WITHIN_API(); /*任务切换*/
}
}
时间片
void xPortSysTickHandler( void )
{
unsigned long ulDummy;
/* If using preemption, also force a context switch. */
#if configUSE_PREEMPTION == 1
*(portNVIC_INT_CTRL) = portNVIC_PENDSVSET;
#endif
ulDummy = portSET_INTERRUPT_MASK_FROM_ISR();
{
vTaskIncrementTick();
}
portCLEAR_INTERRUPT_MASK_FROM_ISR( ulDummy );
}
时间片中任务
void vTaskIncrementTick( void )
{
tskTCB * pxTCB;
/* 每一个时间片调用一次 任务调度器没有被挂起*/
if( uxSchedulerSuspended == ( unsigned portBASE_TYPE ) pdFALSE )
{
++xTickCount;
if( xTickCount == ( portTickType ) 0U )
{
xList *pxTemp;
/* 切换到就绪队列 判断阻塞队列是否为空 若是空就报错 */
configASSERT( ( listLIST_IS_EMPTY( pxDelayedTaskList ) ) );
由于xTickCount溢出，因此咱们须要交换任务延时链表，系统定义了两个链表指针pxDelayedTas kList和pxOverflowDelayedTaskList，其中pxDelayedTaskList始终指向当前正在使用的那个任 务延时链表，而pxOverflowDelayedTaskList指向的则老是备用的那个任务链表，在这里咱们让p xDelayedTaskList指向原先由pxOverflowDelayedTaskList指向的那个链表，作个交换
/*交换延迟链表，把当前的链表设置为pxOverflowDelayedTaskList*/
pxTemp = pxDelayedTaskList;
pxDelayedTaskList = pxOverflowDelayedTaskList;
pxOverflowDelayedTaskList = pxTemp;
xNumOfOverflows++;
if( listLIST_IS_EMPTY( pxDelayedTaskList ) != pdFALSE )
{
//由于任务链表为空，空链表，只有一个尾节点，也就是pxList->xListEnd
// pxList->xListEnd.xItemValue = portMAX_DELAY，
xNextTaskUnblockTime = portMAX_DELAY; //因此，下个任务时间
}
else
{
/*队列不为空找到起始的任务而后移出队列*/
pxTCB = ( tskTCB * ) listGET_OWNER_OF_HEAD_ENTRY( pxDelayedTaskList );
xNextTaskUnblockTime = listGET_LIST_ITEM_VALUE( &( pxTCB->xGenericListItem ) );
}
}
/*找出时间已经到的任务，并把他们从阻塞态转换为就绪态，是一个宏定义 */
prvCheckDelayedTasks();
}
else
{
//若是调度器被禁止，则咱们把丢失的时钟节拍记录在全局变量uxMissedTicks中
++uxMissedTicks;
#if ( configUSE_TICK_HOOK == 1 )
{
vApplicationTickHook();
}
#endif
}
#if ( configUSE_TICK_HOOK == 1 )
{
/* Guard against the tick hook being called when the missed tick
count is being unwound (when the scheduler is being unlocked. */
if( uxMissedTicks == ( unsigned portBASE_TYPE ) 0U )
{
vApplicationTickHook();
}
}
#endif
traceTASK_INCREMENT_TICK( xTickCount );
}
找到时间已到的任务，转到就绪列表
#define prvCheckDelayedTasks() \
{ \
portTickType xItemValue; \
\
/* 判断时间是否到了 若是到了*/
if( xTickCount >= xNextTaskUnblockTime ) \
{ \
for( ;; ) \
{ \
if( listLIST_IS_EMPTY( pxDelayedTaskList ) != pdFALSE ) \
{ \
/* 与上面同样 判断是否为空 */ \
xNextTaskUnblockTime = portMAX_DELAY; \
break; \
} \
else \
{ \ \
pxTCB = ( tskTCB * ) listGET_OWNER_OF_HEAD_ENTRY( pxDelayedTaskList ); \
xItemValue = listGET_LIST_ITEM_VALUE( &( pxTCB->xGenericListItem ) ); \
\
if( xTickCount < xItemValue ) \
{ \
/* It is not time to unblock this item yet, but the item \
value is the time at which the task at the head of the \
blocked list should be removed from the Blocked state - \
so record the item value in xNextTaskUnblockTime. */ \
xNextTaskUnblockTime = xItemValue; \
break; \
} \
\
/* It is time to remove the item from the Blocked state. */ \
vListRemove( &( pxTCB->xGenericListItem ) ); \
\
/* Is the task waiting on an event also? */ \
if( pxTCB->xEventListItem.pvContainer ) \
{ \
vListRemove( &( pxTCB->xEventListItem ) ); \
} \
prvAddTaskToReadyQueue( pxTCB ); \
} \
} \
} \
}
移除链表
void vListRemove( xListItem *pxItemToRemove )
{
xList * pxList;
pxItemToRemove->pxNext->pxPrevious = pxItemToRemove->pxPrevious;
pxItemToRemove->pxPrevious->pxNext = pxItemToRemove->pxNext;
pxList = ( xList * ) pxItemToRemove->pvContainer;
if( pxList->pxIndex == pxItemToRemove )
{
pxList->pxIndex = pxItemToRemove->pxPrevious;
}
pxItemToRemove->pvContainer = NULL;
( pxList->uxNumberOfItems )--;
}
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