FreeRTOS任务创建和删除

1. FreeRTOS任务创建

FreeRTOS有两种方式创建任务，动态方法和静态方法，他们的区别就是动态创建任务所使用到的堆栈由系统自动分配，而静态创建任务所使用到的堆栈则要由程序员自己指定了。

1.1 动态方法

FreeRTOS动态方法创建任务的API是xTaskCreate，其函数原型如下：

/* 动态方法创建任务的API */
BaseType_t xTaskCreate(	TaskFunction_t pxTaskCode,				// 任务函数
                        const char * const pcName,				// 任务名称
                        const uint16_t usStackDepth,			// 堆栈大小，实际大小为4 * usStackDepth
                        void * const pvParameters,				// 传递给任务函数的参数
                        UBaseType_t uxPriority,					// 任务优先级
                        TaskHandle_t * const pxCreatedTask 		// 任务句柄（可以理解为就是该任务本身）
                      );

参数介绍

1. xTaskCreate: 该参数就是指向用户任务函数的指针。任务函数也是一个C函数而已，只不过任务函数没有返回值，函数参数是一个void型指针，任务函数里面通常是一个死循环，里面执行着用户想要实现的任务功能。任务函数原型：void task_function( void *pvParameters )

2. pcName: 任务名称。这个参数不会被 FreeRTOS 使用，其只是单纯地用于辅助调试。应用程序可以通过定义常量 config_MAX_TASK_NAME_LEN 来定义任务名的最大长度——包括’\0’结束符。如果传入的字符串长度超过了这个最大值，字符串将会自动被截断。

3. usStackDepth: 我们创建的每个任务，他们都有唯一属于自己的任务堆栈空间。usStackDepth 值用于告诉内核为该任务分配多大的栈空间，单位是字节。实际分配的大小为：4 * usStackDepth 字节。

4. pvParameters: 传递给任务函数的参数。

5. uxPriority: 任务优先级，FreeRTOS中任务优先级的取值范围是： 0 ~ (configMAX_PRIORITIES – 1)，取值越大说明优先级越高。

   其中，configMAX_PRIORITIES 这个宏是由用户定义的常量，FreeRTOS并没有规定优先级的上限，但是我们在使用的时候，最好定义一个自己实际需要的大小，这样可以避免浪费内存。

6. pxCreatedTask: 任务句柄。这个句柄将在 API 调用中对该创建出来的任务进行引用， 比如改变任务优先级， 或者删除任务。如果应用程序中不会用到这个任务的句柄，则 pxCreatedTask 可以被设为 NULL。

返回值

该API有两个返回值：

1. pdTRUE，表明任务创建成功。
2. errCOULD_NOT_ALLOCATE_REQUIRED_MEMORY，表明任务创建失败。一般任务创建失败都是由于内存不足造成的。

1.2 静态方法

静态方法创建任务，需要用户自己指定任务堆栈和任务控制块，静态方法创建任务会比动态方法更复杂一些。静态方法创建任务函数原型如下：

/* 静态方法创建任务的API，创建成功函数返回该任务句柄 */
TaskHandle_t xTaskCreateStatic(	TaskFunction_t pxTaskCode,			// 任务函数
								const char * const pcName,			// 任务名称
								const uint32_t ulStackDepth,		// 堆栈大小，由用户自己给出堆栈
								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
								StaticTask_t * const pxTaskBuffer 	// 任务控制块
                              );

参数介绍（只介绍和动态方法不同的几个参数）

1. usStackDepth: 任务堆栈大小，由于本函数是静态方法创建任务，所以任务堆栈由用户给出（一般是个用户定义一个数组），所以此参数就是这个数组的大小。
2. puxStackBuffer: 任务堆栈，一般是用户定义的一个数组，数组类型要为StackType_t 类型。
3. pxTaskBuffer: 任务控制块。

返回值

1. NULL: 表明任务创建失败，一般是 puxStackBuffer 或 pxTaskBuffer 用户定义的堆栈大小，任务控制块内存大小不足导致失败。

2. 创建成功，返回该任务的任务句柄。

2. FreeRTOS任务删除

当我们觉得某个任务已经不需要时，FreeRTOS提供vTaskDelete()函数来删除任务自身或者其他任务，任务一旦被删除之后，相当于不存在了，后续也不可能进入运行态。

如果删除的这个任务，是使用动态方法创建的，那么这个任务删除后，这个任务所用到的堆栈和任务控制块会被空闲任务自动回收。因此有一点很重要，那就是使用 vTaskDelete() 函数的任务千万不能把空闲任务的执行时间饿死，否则空闲任务得不到执行，那么被删除的任务内存也就回收不了了。

另外，该任务的内存只有由内核自动分配的，才会由空闲任务自动回收。而那些由用户自己申请的内存，比如pvPortMalloc()申请的内存，在任务删除后，需要用户自己去释放这部分内存，内核是不会自动帮我们回收的。

删除任务的函数原型如下：

void vTaskDelete( xTaskHandle pxTaskToDelete );

其中参数pxTaskToDelete为要删除的某个任务句柄，另外任务可以传入NULL来删除自身。

3. FreeRTOS任务创建和删除代码示例

我们来设计一个例子。

1. 首先在main函数里创建优先级为1的任务1，当任务1运行的时候，以优先级2创建任务2。这时因为任务2的优先级最高，所以会马上得到执行。
2. 任务2执行时，啥都不做，它只是把自己删除了（vTaskDelete传入NULL即可把自身删除）。
3. 当任务2删除自身之后，任务1又成为了最高的优先级任务，任务1继续执行，这时需要调用vTaskDelay()函数来阻塞一小段时间，让空闲任务得以执行，从而回收被删除了的任务2的内存。
4. 当任务1退出阻塞态后，再次成为就绪态中具有最高优先级的任务，因此会抢占空闲任务。任务1再次得以运行，如此往复下去。

代码清单如下：

#include 

#include "bsp_usart.h"
#include "FreeRTOS.h"
#include "task.h"

TaskHandle_t StartTask_Handler;			//task1任务句柄

/* task2函数 */
void task2(void *pvParameters)
{	
	for ( ; ; )
	{
		printf("task2 is running and about to delete itself\n");

		vTaskDelete( NULL );		// 任务2把自己删除了
	}
}

/* task1函数 */
void task1(void *pvParameters)
{	
	for ( ; ; )
	{
		printf("task1 is running\n");

		xTaskCreate( task2, "task2", 1000, NULL, 2, NULL );		// 创建任务2

		vTaskDelay(1000);		// 延时1s，让空闲任务得以运行，从而回收被删除的任务2的内存
	}
}

int main()
{
	USART_Config();		// 串口初始化

	/* 创建任务1 */
    xTaskCreate((TaskFunction_t )task1,           	 	 //任务函数
                (const char*    )"task1",          		 //任务名称
                (uint16_t       )128,        			 //任务堆栈大小
                (void*          )NULL,             		 //传递给任务函数的参数
                (UBaseType_t    )1,       				 //任务优先级
                (TaskHandle_t*  )StartTask_Handler);     //任务句柄
				
    vTaskStartScheduler();          					 //开启任务调度
}

代码编译运行后，在串口助手上看到的运行结果如下：

和我们设计时分析的运行过程时一模一样的。为了更直观的了解这个例子的运行过程，可以看下面的任务运行的流程图：