FreeRTOS系列第13篇---FreeRTOS內核控制
內核控制的一些功能須要移植層提供，為了方便移植。這些API函數用宏來實現，比方上下文切換、進入和退出臨界區、禁止和使能可屏蔽中斷。內核控制函數還包含啟動和停止調度器、掛起和恢復調度器以及用於低功耗模式的調整系統節拍函數。
1.強制上下文切換宏
taskYIELD：用於強制上下文切換的宏。
在中斷服務程序中的等價版本號為portYIELD_FROM_ISR。這也是個宏，事實上現取決於移植層。
用於上下文切換的實際代碼由移植層提供。對於Cortex-M3硬件。這個宏會引起PendSV中斷。
2.進入臨界區宏
taskENTER_CRITICAL：用於進入臨界區的宏。在臨界區中不會發生上下文切換。
進入臨界區的實際代碼由移植層提供，對於Cortex-M3硬件，先禁止全部RTOS可屏蔽中斷，這能夠通過向basepri 寄存器寫入configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY來實現。basepri寄存器被設置成某個值後，全部優先級號大於等於此值的中斷都被禁止。但若被設置為0。則不關閉不論什麽中斷。0為默認值。然後臨界區嵌套計數器增1。
3.退出臨界區宏
taskEXIT_CRITICAL：用於退出臨界區的宏。
退出臨界區的實際代碼有移植層提供。對於Cortex-M3硬件。先將臨界區嵌套計數器減1。假設臨界區計數器為零，則使能全部RTOS可屏蔽中斷。這能夠通過向
4.禁止可屏蔽中斷宏
taskDISABLE_INTERRUPTS：禁止全部RTOS可屏蔽中斷。
在調用宏taskENTER_CRITICAL進入臨界區時，也會間接調用該宏禁止全部RTOS可屏蔽中斷。
5.使能可屏蔽中斷宏
taskENABLE_INTERRUPTS：使能全部RTOS可屏蔽中斷。在調用宏taskEXIT_CRITICAL退出臨界區時，也會間接調用該宏使能全部RTOS可屏蔽中斷。
6.啟動調度器
6.1函數描寫敘述
void vTaskStartScheduler( void );
啟動RTOS調度器。之後RTOS內核控制哪個任務運行以及何時運行。
當調用vTaskStartScheduler()後，空暇任務被自己主動創建。假設configUSE_TIMERS被設置為1，定時器後臺任務也會被創建。
假設vTaskStartScheduler()成功運行，則該函數不會返回，直到有任務調用了vTaskEndScheduler()。假設由於RAM不足而無法創建空暇任務，該函數也可能運行失敗。並會立馬返回調用處。
7.停止調度器
7.1函數描寫敘述
void vTaskEndScheduler( void );
僅用於x86硬件架構中。
停止RTOS內核系統節拍時鐘。全部創建的任務自己主動刪除並停止多任務調度。
8.掛起調度器
8.1函數描寫敘述
void vTaskSuspendAll( void );
掛起調度器。但不禁止中斷。當調度器掛起時，不會進行上下文切換。
調度器掛起後。正在運行的任務會一直繼續運行，內核不再調度（意味著當前任務不會被切換出去），直到該任務調用了xTaskResumeAll ()函數。
內核調度器掛起期間，那些能夠引起上下文切換的API函數（如vTaskDelayUntil()、xQueueSend()等）決不可使用。
9.恢復被掛起的調度器
9.1函數描寫敘述
BaseType_t xTaskResumeAll( void );
恢復因調用vTaskSuspendAll()函數而掛起的實時內核調度器。xTaskResumeAll()僅恢復調度器，它不會恢復那些被vTaskSuspend()函數掛起的任務。
9.2返回值
返回pdTRUE 表示恢復調度器引起了一次上下文切換，否則，返回pdFALSE。
9.3使用方法舉例
voidvTask1( void * pvParameters )
{
for( ;; )
{
/* 任務代碼寫在這裏 */
/* ... */
/* 有些時候。某個任務希望能夠連續長時間的運行，但這時不能使用taskENTER_CRITICAL ()/taskEXIT_CRITICAL ()的方法，這樣會屏蔽掉中斷，引起中斷丟失。包含系統節拍時鐘。能夠使用vTaskSuspendAll ()停止RTOS內核調度：*/
xTaskSuspendAll ();
/* 運行操作代碼放在這裏。
這樣不用進入臨界區就能夠連續長時間運行了。在這期間。中斷仍然會得到響應，RTOS內核系統節拍時鐘也會繼續保持運作 */
/* ... */
/* 操作結束。又一次啟動RTOS內核 。我們想強制進行一次上下文切換。可是假設恢復調度器的時候已經運行了上下文切換。再運行一次是沒有意義的。因此會進行一次推斷。
*/
if( !xTaskResumeAll () )
{
taskYIELD ();
}
}
}
10.調整系統節拍
10.1函數描寫敘述
void vTaskStepTick( TickType_txTicksToJump );
假設RTOS使能tickless空暇功能，每當僅僅有空暇任務被運行時，系統節拍時鐘中斷將會停止，微控制器進入低功耗模式。
當微控制器退出低功耗後。系統節拍計數器必須被調整，將進入低功耗的時間彌補上。
假設FreeRTOS移植文件裏定義了宏portSUPPRESS_TICKS_AND_SLEEP()實體，則函數vTaskStepTick用於在這個宏portSUPPRESS_TICKS_AND_SLEEP()實體內部調整系統節拍計數器。函數vTaskStepTick是一個全局函數，所以也能夠在宏portSUPPRESS_TICKS_AND_SLEEP()實體中重寫該函數。
在文件FreeRTOSConfig.h中，宏configUSE_TICKLESS_IDLE必須設置為1。此函數才有效。
10.2參數描寫敘述
- xTickToJump：時間值，單位是系統節拍周期，表示微處理器進入低功耗的時間，函數依據這個值來調整系統節拍計數器的值。
10.3使用方法舉例
/* 首先定義宏portSUPPRESS_TICKS_AND_SLEEP()。宏參數指定要進入低功耗（睡眠）的時間，單位是系統節拍周期。*/
#defineportSUPPRESS_TICKS_AND_SLEEP( xIdleTime ) vApplicationSleep( xIdleTime )
/* 定義被宏portSUPPRESS_TICKS_AND_SLEEP()調用的函數 */
void vApplicationSleep(TickType_t xExpectedIdleTime )
{
unsigned long ulLowPowerTimeBeforeSleep,ulLowPowerTimeAfterSleep;
/* 從時鐘源獲取當前時間，當微控制器進入低功耗的時候，這個時鐘源必須在運行 */
ulLowPowerTimeBeforeSleep =ulGetExternalTime();
/*停止系統節拍時鐘中斷。*/
prvStopTickInterruptTimer();
/* 配置一個中斷，當指定的睡眠時間達到後，將處理器從低功耗中喚醒。這個中斷源必須在微控制器進入低功耗時也能夠工作。*/
vSetWakeTimeInterrupt( xExpectedIdleTime );
/*進入低功耗 */
prvSleep();
/* 確定微控制器進入低功耗模式持續的真正時間。由於其他中斷也可能使得微處理器退出低功耗模式。註意：在調用宏portSUPPRESS_TICKS_AND_SLEEP()之前。調度器應該被掛起，portSUPPRESS_TICKS_AND_SLEEP()返回後，再將調度器恢復。因此。這個函數未完畢前。不會運行其他任務。
*/
ulLowPowerTimeAfterSleep =ulGetExternalTime();
/*調整內核系統節拍計數器。*/
vTaskStepTick( ulLowPowerTimeAfterSleep –ulLowPowerTimeBeforeSleep );
/*又一次啟動系統節拍時鐘中斷。*/
prvStartTickInterruptTimer();
}
FreeRTOS系列第13篇---FreeRTOS內核控制