FreeRTOS 任务调度任务创建

orientlu

发布于 2018-09-13 10:52:27

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发布于 2018-09-13 10:52:27

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简述

FreeRTOS 的任务调度在 Source/include/task.c 中实现，包含了任务的创建、切换、挂起、延时和删除等所有功能。涉及到的链表组织见文章 <FreeRTOS 任务调度 List 组织> 。任务切换实现代码量比较大，因此关于任务调度这一块会分几个文章来描述，这一篇主要分析任务的创建的调用与实现。

分析的源码版本是 v9.0.0 (为了方便查看，github 上保留了一份源码Source目录下的拷贝)

任务状态

taskstate

系统运行过程，任务可能处于以下各种状态，各个状态之间切换的关系如上图所示。

Running 运行状态，当前正在执行，占有处理器的任务
Ready 就绪状态，准备被运行的任务，没有被挂起和阻塞，但不是当前正在执行的任务，等待更高优先级任务或者同等级任务时间片结束释放处理器
Blocked 阻塞状态，任务在等待一个事件而进入阻塞状态，比如延时、获取信号量等
Suspended 挂起状态，任务由于调用 vTaskSuspend() 而被挂起不能被执行，直到调用 xTaskResume() 重新恢复

使用示例

FreeRTOS 中创建任务并开始调度的基本框架如下 :

void vATaskFunction( void *pvParameters )
{
    for( ;; )
    {
    // -- 任务代码 --
    }
    // 任务不能有任何 返回
    // 对自行结束的任务，退出前需要自行清理
    vTaskDelete( NULL );
}

void main(void)
{
    static unsigned char ucParameterToPass;  
    xTaskHandle xHandle;  
    xTaskCreate( vATaskFunction, /*任务实现函数*/
                "TASK_NAME", /*任务名，方便调试*/
                STACK_SIZE,  /*任务堆栈大小 *StackType_t*/
                &ucParameterToPass, /*任务运行时的参数*/ 
                tskIDLE_PRIORITY, /*任务优先级*/
                &xHandle );  /*回传任务句柄，供其他地方引用任务*/
    // 其他任务和拉拉杂杂的初始化
    // 启动任务调度器 loop ....
}

任务创建函数中，设置的栈大小单位由使用平台的 StackType_t 决定，不同平台栈指针对齐有自己的要求。回传的句柄（指向TCB的指针）一般用于在其他任务中发送消息通知给任务，或者删除任务时引用。任务成功创建后返回 pdPASS, 否则失败回传错误码。

另外，删除任务，可以通过其他任务中调用 voidvTaskDelete进行删除，此时该任务会从各种链表中移除，并且内存会被马上回收；但是如果是任务自己调用删除，则其内存回收需要由空闲任务来完成（毕竟当前正在使用这些资源）。使用 voidvTaskDelete 的前提是在 FreeRTOSConfig.h 设置 INCLUDE_vTaskDelete 为1（Tips !! API 在使用前最后需要看看是否需要设置对应的宏定义）。

叙述完上层的调用，后续介绍背后具体是如何实现的。

数据结构

TCB

任务调度离不开任务控制块（TCB）, 用于存储任务的状态信息、运行时环境等。源代码见 tskTaskControlBlock，以下具体介绍下这个数据结构。

typedef struct tskTaskControlBlock
{
    // 任务栈顶指针
    volatile StackType_t *pxTopOfStack;
    // 启用MPU 的情况下设置 
    #if ( portUSING_MPU_WRAPPERS == 1 )
        // 设置任务访问内存的权限
        xMPU_SETTINGS xMPUSettings;
    #endif
    
    // 状态链表项（Ready, Blocked, Suspended）
    // 任务处于不同状态 该项会被插入到对应的链表， 供链表引用任务
    ListItem_t xStateListItem;
    // 事件链表项
    // 比如任务延时挂起等，被插入到延时链表中，到时间或事件发生，链表引用唤醒任务
    ListItem_t xEventListItem;
    // 任务优先级 0 最低
    UBaseType_t uxPriority;
    // 任务栈内存起始地址
    StackType_t *pxStack;           
    // 任务名， 字符串， 一般供调试时使用
    char pcTaskName[ configMAX_TASK_NAME_LEN ];
    
    // 对于向上生长的栈， 用于指明栈的上边界，用于判断是否溢出
    #if ( portSTACK_GROWTH > 0 )
        StackType_t *pxEndOfStack;
    #endif
    
    // 边界嵌套计数
    #if ( portCRITICAL_NESTING_IN_TCB == 1 )
        UBaseType_t uxCriticalNesting;
    #endif

    #if ( configUSE_TRACE_FACILITY == 1 )
        // 调试， 标识这个任务是第几个被创建
        // 每创建一个任务， 系统有个全局变量就会加一， 并赋值给这个新任务
        UBaseType_t uxTCBNumber; 
        // 调试 供用户设置特定数值 
        UBaseType_t uxTaskNumber;
     #endif

    #if ( configUSE_MUTEXES == 1 )
        // 涉及互斥锁下的优先级继承（避免优先级反转）， queue 那边介绍
        // 当优先级被临时提高（继承了拿锁被堵的高优先级任务）时，这个变量保存任务实际的优先级
        UBaseType_t uxBasePriority;     
        UBaseType_t uxMutexesHeld;
    #endif

    #if ( configUSE_APPLICATION_TASK_TAG == 1 )
        TaskHookFunction_t pxTaskTag;
    #endif

    #if( configNUM_THREAD_LOCAL_STORAGE_POINTERS > 0 )
        // 存储一些本地数据的指针
        void *pvThreadLocalStoragePointers[ configNUM_THREAD_LOCAL_STORAGE_POINTERS ];
    #endif

    #if( configGENERATE_RUN_TIME_STATS == 1 )
        // 记录任务运行状态下的总时间
        uint32_t ulRunTimeCounter;
    #endif

    #if ( configUSE_NEWLIB_REENTRANT == 1 )
        //为任务分配一个Newlibreent结构体变量
        // Newlib是一个C库函数，非FreeRTOS维护
        // 个人没用过，不清楚 
        struct  _reent xNewLib_reent;
    #endif

    #if( configUSE_TASK_NOTIFICATIONS == 1 )
        // 任务通知
        volatile uint32_t ulNotifiedValue;
        volatile uint8_t ucNotifyState;
    #endif

    #if( tskSTATIC_AND_DYNAMIC_ALLOCATION_POSSIBLE != 0 )
        // 表明任务栈和TCB占用的是 heap 还是 stack
        // 供任务删除回收时判断
        uint8_t ucStaticallyAllocated; 
    #endif

    #if( INCLUDE_xTaskAbortDelay == 1 )
        uint8_t ucDelayAborted;
    #endif
} tskTCB;
typedef tskTCB TCB_t;

任务控制块中有两个链表项 xStateListItem 和 xEventListItem，在前面文章提到链表项中有一个指针指向所属的TCB。当任务状态变化或者等待事件的时候，将任务所属的这个链表项插入到对应的链表中，系统调度器就是通过这个方式追踪每个任务，当符合条件的情况下，系统会通过该链表项引用任务，实现任务切换等操作。

链表

如上所述，系统中包含的链表定义如下。

// 就绪任务链表 每个优先级对应一个链表
PRIVILEGED_DATA static List_t pxReadyTasksLists[ configMAX_PRIORITIES ];
// 延时任务链表
PRIVILEGED_DATA static List_t xDelayedTaskList1;                        
PRIVILEGED_DATA static List_t xDelayedTaskList2;                        
PRIVILEGED_DATA static List_t * volatile pxDelayedTaskList;
PRIVILEGED_DATA static List_t * volatile pxOverflowDelayedTaskList;
// 就绪任务链表，当任务调度器被挂起时，状态变换为就绪的任务先保存在此， 
// 恢复后移到 pxReadyTasksLists 中
PRIVILEGED_DATA static List_t xPendingReadyList;                
// 任务删除后，等待空闲任务释放内存
#if( INCLUDE_vTaskDelete == 1 )
    PRIVILEGED_DATA static List_t xTasksWaitingTermination;
    PRIVILEGED_DATA static volatile UBaseType_t uxDeletedTasksWaitingCleanUp = 
        ( UBaseType_t ) 0U;
#endif
// 被挂起的任务链表
#if ( INCLUDE_vTaskSuspend == 1 )
    PRIVILEGED_DATA static List_t xSuspendedTaskList;                   
#endif

任务创建

FreeRTOS V9.0.0 版本提供三个函数用于创建任务

xTaskCreateStatic 通过传递的静态内存创建任务
xTaskCreate 通过动态申请的内存创建任务
xTaskCreateRestricted 创建任务参数通过TaskParameters_t传递给函数，用户自己申请栈的内存，创建函数只负责申请 TCB 所需内存空间

项目中接触版本 V8.0.0，发现有一些改动，旧版中实际创建任务的函数实际是 xTaskGenericCreate，参数比较多，可以实现从 heap 动态申请内存或通过静态内存创建任务，而一般用到的xTaskCreate 实际是一个宏，调用了 xTaskGenericCreate，默认采用动态申请内存的方式。

以下主要介绍 xTaskCreateStatic 和 xTaskCreate 这两个函数的实现。

静态创建任务

源代码 xTaskCreateStatic 静态的方式创建任务，需要用户先申请任务控制模块和任务栈需要的内存（一般使用静态内存），然后把内存地址传递给函数，函数负责其他初始化。函数按顺序完成：

根据用户传递内存，初始化任务 TCB
初始化任务堆栈
将新建任务加入到就绪链表中
如果调度器运行，新任务优先级更高，触发系统切换

TaskHandle_t xTaskCreateStatic( 
    TaskFunction_t pxTaskCode,
    const char * const pcName,
    const uint32_t ulStackDepth,
    void * const pvParameters,
    UBaseType_t uxPriority,
    StackType_t * const puxStackBuffer,
    StaticTask_t * const pxTaskBuffer )
{
    TCB_t *pxNewTCB;
    TaskHandle_t xReturn;
    configASSERT( puxStackBuffer != NULL );
    configASSERT( pxTaskBuffer != NULL );
    
    if ((pxTaskBuffer != NULL) && (puxStackBuffer != NULL)) 
    {
        // 设置用户传递进来的任务控制块和栈的内存地址到对应指针变量
        pxNewTCB = (TCB_t *)pxTaskBuffer; 
        pxNewTCB->pxStack = (StackType_t *)puxStackBuffer;

        #if( tskSTATIC_AND_DYNAMIC_ALLOCATION_POSSIBLE != 0 )
        {
            // 标识这个任务控制块和栈内存时静态的
            // 删除任务的时候， 系统不会做内存回收处理
            pxNewTCB->ucStaticallyAllocated = 
                tskSTATICALLY_ALLOCATED_STACK_AND_TCB;
        }
        #endif
        // 初始化任务控制块 下文介绍
        prvInitialiseNewTask( pxTaskCode, pcName,
            ulStackDepth, pvParameters, uxPriority, 
            &xReturn, pxNewTCB, NULL );
        
        // 把新任务插入就绪链表 下文介绍
        prvAddNewTaskToReadyList( pxNewTCB );
    }
    else 
    {
        xReturn = NULL;
    }
    return xReturn;
}

动态创建任务

源代码 xTaskCreate 动态创建任务，调用函数内部向系统申请创建新任务所需的内存，包括任务控制块和栈。所以调用这个函数，在内存堆空间不足或者碎片话的情况下，可能创建新任务失败，需要判断函数执行后是否成功返回。其源码解析如下所示。

BaseType_t xTaskCreate( 
    TaskFunction_t pxTaskCode,
    const char * const pcName,
    const uint16_t usStackDepth,
    void * const pvParameters,
    UBaseType_t uxPriority,
    TaskHandle_t * const pxCreatedTask )    
{
    TCB_t *pxNewTCB;
    BaseType_t xReturn;

    // 如果是向下增长的栈， 先申请栈内存再申请任务控制块内存
    // 可以避免栈溢出覆盖了自己任务控制块
    // 对应向上增长的则相反
    
    // 在旧版本 V8.0.0 中没有这么处理，统一先 TCB 后 Stack
    // 项目上碰到平台栈向下增长， 栈溢出错时候覆盖了自己的 TCB 
    // 导致调试的时候无法获取出错任务信息（比如任务名）
    #if( portSTACK_GROWTH > 0 )
    {
        // 申请任务控制块内存
        pxNewTCB = (TCB_t *)pvPortMalloc(sizeof(TCB_t));
        if( pxNewTCB != NULL )
        {
            // 申请栈内存， 返回地址设置任务中的栈指针
            pxNewTCB->pxStack = (StackType_t *)pvPortMalloc(
                (((size_t)usStackDepth) * sizeof(StackType_t)));
                 
            if( pxNewTCB->pxStack == NULL )
            {
                // 栈内存申请失败， 释放前面申请的任务控制块内存
                vPortFree( pxNewTCB );
                pxNewTCB = NULL;
            }
        }
    }
    #else /*栈向下增长*/
    {
        StackType_t *pxStack;
        pxStack = (StackType_t *)pvPortMalloc(
            (((size_t)usStackDepth) * sizeof(StackType_t)));
        
        if( pxStack != NULL )
        {
            pxNewTCB = (TCB_t *)pvPortMalloc(sizeof(TCB_t));
            if( pxNewTCB != NULL )
            {
                pxNewTCB->pxStack = pxStack;
            }
            else
            {
                vPortFree( pxStack );
            }
        }
        else
        {
            pxNewTCB = NULL;
        }
    }
    #endif
    
    
    if( pxNewTCB != NULL )
    {
        // 成功申请所需内存 执行任务初始化操作
        
        #if( tskSTATIC_AND_DYNAMIC_ALLOCATION_POSSIBLE != 0 )
        {
            // 标志任务控制块和栈是动态申请
            // 删除任务系统会自动回收内存
            pxNewTCB->ucStaticallyAllocated = 
                tskDYNAMICALLY_ALLOCATED_STACK_AND_TCB;
        }
        #endif /* configSUPPORT_STATIC_ALLOCATION */
        
        // 初始任务控制块
        prvInitialiseNewTask(pxTaskCode, pcName,
            (uint32_t)usStackDepth, pvParameters, 
            uxPriority, pxCreatedTask, pxNewTCB, NULL );
        
        // 将新任务插入到就绪链表  
        prvAddNewTaskToReadyList( pxNewTCB );
        xReturn = pdPASS;
    }
    else
    {
        // 创建任务失败，返回错误码
        xReturn = errCOULD_NOT_ALLOCATE_REQUIRED_MEMORY;
    }
    return xReturn;
}

初始化任务控制块

在创建任务的函数中，如果成功获得新任务所需要的内存空间，则会调用以下函数对任务控制块 TCB 的成员变量进行初始化。

static void prvInitialiseNewTask(
    TaskFunction_t pxTaskCode,
    const char * const pcName,
    const uint32_t ulStackDepth,
    void * const pvParameters,
    UBaseType_t uxPriority,
    TaskHandle_t * const pxCreatedTask,
    TCB_t *pxNewTCB,
    const MemoryRegion_t * const xRegions )
{
    StackType_t *pxTopOfStack;
    UBaseType_t x;
    
    // 如果开启了 MPU， 判断任务是否运行在特权模式
    #if( portUSING_MPU_WRAPPERS == 1 )
        BaseType_t xRunPrivileged;
        if( ( uxPriority & portPRIVILEGE_BIT ) != 0U )
        {
            // 优先级特权模式掩码置位
            // 任务运行在特权模式
            xRunPrivileged = pdTRUE;
        }
        else
        {
            xRunPrivileged = pdFALSE;
        }
        uxPriority &= ~portPRIVILEGE_BIT;
    #endif /* portUSING_MPU_WRAPPERS == 1 */
    
    #if( ( configCHECK_FOR_STACK_OVERFLOW > 1 ) 
        || ( configUSE_TRACE_FACILITY == 1 ) 
        || ( INCLUDE_uxTaskGetStackHighWaterMark == 1 ) )
    {
        // 调试 栈初始化填充指定数据（默认 0x5a）
        (void)memset(pxNewTCB->pxStack, 
                (int)tskSTACK_FILL_BYTE, 
                (size_t)ulStackDepth * sizeof(StackType_t));
    }
    #endif
    
    #if( portSTACK_GROWTH < 0 )
    {
        // 向下增长栈， 初始化栈顶在内存高位
        pxTopOfStack = pxNewTCB->pxStack + (ulStackDepth - (uint32_t )1);
        // 字节对齐处理
        pxTopOfStack = (StackType_t *)(((portPOINTER_SIZE_TYPE)pxTopOfStack) &
            (~(( portPOINTER_SIZE_TYPE)portBYTE_ALIGNMENT_MASK)));
        configASSERT((((portPOINTER_SIZE_TYPE)pxTopOfStack & 
            (portPOINTER_SIZE_TYPE)portBYTE_ALIGNMENT_MASK) == 0UL));
    }
    #else
    {
        // 向上增长栈， 初始化栈顶在内存低位
        pxTopOfStack = pxNewTCB->pxStack;
        // 字节对齐断言
        configASSERT((((portPOINTER_SIZE_TYPE)pxTopOfStack & 
            (portPOINTER_SIZE_TYPE)portBYTE_ALIGNMENT_MASK) == 0UL));
        // 设置上边界
        pxNewTCB->pxEndOfStack = 
            pxNewTCB->pxStack + (ulStackDepth - (uint32_t)1);
    }
    #endif /* portSTACK_GROWTH */

    // 存储任务名数组 方便调试
    for( x = (UBaseType_t)0; x < (UBaseType_t)configMAX_TASK_NAME_LEN; x++ )
    {
        pxNewTCB->pcTaskName[x] = pcName[x];
        // 字符串结束    
        if( pcName[ x ] == 0x00 )
        {
            break;
        }
        else
        {
            mtCOVERAGE_TEST_MARKER();
        }
    }
    // 确保任务名有正确字符串结尾
    pxNewTCB->pcTaskName[ configMAX_TASK_NAME_LEN - 1 ] = '\0';
    
    // 限制任务优先级在设置范围内
    if( uxPriority >= ( UBaseType_t ) configMAX_PRIORITIES )
    {
        uxPriority = (UBaseType_t)configMAX_PRIORITIES - (UBaseType_t)1U;
    }
    else
    {
        mtCOVERAGE_TEST_MARKER();
    }

    pxNewTCB->uxPriority = uxPriority;
    #if ( configUSE_MUTEXES == 1 )
    {
        pxNewTCB->uxBasePriority = uxPriority;
        pxNewTCB->uxMutexesHeld = 0;
    }
    #endif /* configUSE_MUTEXES */
    
    // 初始化包含的两个链表项
    vListInitialiseItem( &( pxNewTCB->xStateListItem ) );
    vListInitialiseItem( &( pxNewTCB->xEventListItem ) );
    
    // 设置状态链表项的 pvOwner 指向所属 TCB
    // 如此，系统可以通过该项引用到任务
    // 比如任务状态切换到就绪时，则这个链表项会被插入到 就绪链表
    // 系统从就绪链表取出这一项进而获得 TCB（ListItem->pvOwner），切换到运行状态 
    listSET_LIST_ITEM_OWNER( &( pxNewTCB->xStateListItem ), pxNewTCB );
    
    // 写入优先级 用于在对应事件链表中排序
    // 链表中是按从小到达排序，因此为了实现优先级高的在前
    // 两者相反，所以写入优先级的 “补数”
    // 保证优先级高的任务，插入时在链表靠前
    listSET_LIST_ITEM_VALUE(&(pxNewTCB->xEventListItem), 
        (TickType_t)configMAX_PRIORITIES - (TickType_t)uxPriority);
    // 设置所属 TCB， 同上  
    listSET_LIST_ITEM_OWNER( &( pxNewTCB->xEventListItem ), pxNewTCB );
    
    // 初始化嵌套 0
    #if ( portCRITICAL_NESTING_IN_TCB == 1 )
    {
        pxNewTCB->uxCriticalNesting = ( UBaseType_t ) 0U;
    }
    #endif /* portCRITICAL_NESTING_IN_TCB */

    #if ( configUSE_APPLICATION_TASK_TAG == 1 )
    {
        pxNewTCB->pxTaskTag = NULL;
    }
    #endif /* configUSE_APPLICATION_TASK_TAG */

    #if ( configGENERATE_RUN_TIME_STATS == 1 )
    {
        pxNewTCB->ulRunTimeCounter = 0UL;
    }
    #endif /* configGENERATE_RUN_TIME_STATS */

    #if ( portUSING_MPU_WRAPPERS == 1 )
    {
        // 设置 MPU，任务内存访问权限设置
        vPortStoreTaskMPUSettings(&(pxNewTCB->xMPUSettings), 
            xRegions, pxNewTCB->pxStack, ulStackDepth );
    }
    #else
    {
        // 避免编译报 warning 没有使用变量
        ( void ) xRegions;
    }
    #endif
    
    // 初始化任务局部数据指针
    #if( configNUM_THREAD_LOCAL_STORAGE_POINTERS != 0 )
    {
        for( x = 0; x < (UBaseType_t) configNUM_THREAD_LOCAL_STORAGE_POINTERS; x++ )
        {
            pxNewTCB->pvThreadLocalStoragePointers[ x ] = NULL;
        }
    }
    #endif
    
    // 初始化任务消息通知变量
    #if ( configUSE_TASK_NOTIFICATIONS == 1 )
    {
        pxNewTCB->ulNotifiedValue = 0;
        pxNewTCB->ucNotifyState = taskNOT_WAITING_NOTIFICATION;
    }
    #endif

    #if ( configUSE_NEWLIB_REENTRANT == 1 )
    {
        _REENT_INIT_PTR( ( &( pxNewTCB->xNewLib_reent ) ) );
    }
    #endif

    #if( INCLUDE_xTaskAbortDelay == 1 )
    {
        pxNewTCB->ucDelayAborted = pdFALSE;
    }
    #endif

    // 初始化栈 使其像任务已经运行了，但是被调度器中断切换，入栈做了现场保护
    // 当任务被调度器取出后， 可以直接执行出栈恢复现场，运行任务
    // 而不需要调度器额外特殊处理第一次运行的任务
    // 栈初始化涉及系统底层， 由对应平台移植层提供
    // 见下举例栈初始化
    #if( portUSING_MPU_WRAPPERS == 1 )
    {
        pxNewTCB->pxTopOfStack = pxPortInitialiseStack(pxTopOfStack, 
            pxTaskCode, pvParameters, xRunPrivileged);
    }
    #else /* portUSING_MPU_WRAPPERS */
    {
        pxNewTCB->pxTopOfStack = pxPortInitialiseStack(pxTopOfStack, 
            pxTaskCode, pvParameters);
    }
    #endif /* portUSING_MPU_WRAPPERS */

    if(( void *)pxCreatedTask != NULL )
    {
        // 返回任务引用， 可用于修改优先级，通知或者删除任务等.
        *pxCreatedTask = ( TaskHandle_t ) pxNewTCB;
    }
    else
    {
        mtCOVERAGE_TEST_MARKER();
    }
}

栈初始化举例

新任务初始化任务后，使得当前新建任务像已经运行，但是被调度器中断，栈中保存该任务被中断时的现场，但轮到该任务执行的时候，系统可以直接执行现场恢复，运行任务。不同平台实现任务切换时的现场保护可能不一样，所以该函数由平台移植层提供列举 Cotex-M3 没有MPU下的栈初始化函数，向下增长栈。

StackType_t *pxPortInitialiseStack( StackType_t *pxTopOfStack, TaskFunction_t pxCode, void *pvParameters )
{
    // 模拟任务被切换前的现场保护
    // 调度切换回来可以统一执行恢复操作
    pxTopOfStack--; 
    *pxTopOfStack = portINITIAL_XPSR;   /* xPSR */
    pxTopOfStack--;
    // 指向任务函数
    *pxTopOfStack = ( ( StackType_t ) pxCode ) & portSTART_ADDRESS_MASK;
    pxTopOfStack--;
    *pxTopOfStack = ( StackType_t ) prvTaskExitError;   /* LR */
    pxTopOfStack -= 5;  /* R12, R3, R2 and R1. */
    // 传递参数
    *pxTopOfStack = ( StackType_t ) pvParameters;   /* R0 */
    pxTopOfStack -= 8;  /* R11, R10, R9, R8, R7, R6, R5 and R4. */

    return pxTopOfStack;
}

如上初始化后栈如下所示

-- 低位地址

pxStack->	..
..	..
pxTopOfStack->	R4
	..
	R11
	R0
	R1
	R2
	R3
	R12
	LR : prvTaskExitError
	PC : pxCode
	XPSR :portINITIAL_XPSR

-- 高位地址

初始化后，当任务第一次真正被运行，当前环境设置，使其从对应的函数入口开始执行。其中LR 寄存器设置的地址是系统的出错处理函数，如果任务错误返回，就会调用该函数。根据约定， R0~R3保存调用时传递的参数。

插入就绪链表

任务创建初始化后，需要将任务插入到就绪链表中，通过调度器切换到运行状态。该函数主要实现将新任务加入就绪链表，第一次调用该函数会进行系统必要的初始化，同时，判断是否需要马上执行任务切换，保证更高优先级的就绪任务可以及时获得CPU 的使用权限。

注意，这里提到的把任务插入到链表，是指将任务所含的链表项插入到合适的链表中，而但需要重新取回任务，则通过该链表项中指向所属任务的指针实现。

static void prvAddNewTaskToReadyList( TCB_t *pxNewTCB )
{
    // 进入边界， 关闭中断（平台相关，移植层实现）
    taskENTER_CRITICAL();
    {
        // 当前任务数加一
        uxCurrentNumberOfTasks++;
        if( pxCurrentTCB == NULL )
        {
            // 如果当前没有运行任务，设置新任务为当前运行任务
            pxCurrentTCB = pxNewTCB;

            if( uxCurrentNumberOfTasks == ( UBaseType_t ) 1 )
            {
                // 第一个任务，系统执行必要的初始化
                // 初始化各个链表
                prvInitialiseTaskLists();
            }
            else
            {
                mtCOVERAGE_TEST_MARKER();
            }
        }
        else
        {
            if( xSchedulerRunning == pdFALSE )
            {
                // 调度器没有运行
                // 新任务优先级优先级更高
                // 直接设置新任务为当前任务
                if( pxCurrentTCB->uxPriority <= pxNewTCB->uxPriority )
                {
                    pxCurrentTCB = pxNewTCB;
                }
                else
                {
                    mtCOVERAGE_TEST_MARKER();
                }
            }
            else
            {
                mtCOVERAGE_TEST_MARKER();
            }
        }
        // 记录创建任务数
        uxTaskNumber++;

        #if ( configUSE_TRACE_FACILITY == 1 )
        {
            // 调试追踪用
            pxNewTCB->uxTCBNumber = uxTaskNumber;
        }
        #endif /* configUSE_TRACE_FACILITY */
        traceTASK_CREATE( pxNewTCB );
        
        // 将任务加入到就绪链表
        // 不同优先级对应不同就绪链表
        // 宏实现，同时更新就绪的最高优先级
        prvAddTaskToReadyList( pxNewTCB );
        
        portSETUP_TCB( pxNewTCB );
    }
    // 退出边界，恢复中断
    taskEXIT_CRITICAL();

    if( xSchedulerRunning != pdFALSE )
    {
        // 调度器已经启动
        // 新任务优先级比正在运行的任务高
        // 触发系统执行任务切换
        if( pxCurrentTCB->uxPriority < pxNewTCB->uxPriority )
        {
            taskYIELD_IF_USING_PREEMPTION();
        }
        else
        {
            mtCOVERAGE_TEST_MARKER();
        }
    }
    else
    {
        mtCOVERAGE_TEST_MARKER();
    }
}

之前的文章分析过 FreeRtos 的链表，同样，当第一次调用将新任务插入就绪链表这个函数，会对系统涉及的几个链表进行初始化。

调度器会在每次任务切换中，依据优先级顺序从链表中选出合适的任务，相同优先级任务在同一个就绪链表中，系统按照时间片轮序调度（如果使能），

参考

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原始发表：2016.10.13 ，如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

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