freertos移植教程_freertos任务调度原理

　　freertos移植教程

　　准备

　　在移植之前，我们首先要获取到FreeRTOS的官方的源码包。这里我们提供两个下载链接：

　　一个是官网：http://www.freertos.org/

　　另外一个是代码托管网站：https://sourceforge.net/projects/freertos/files/FreeRTOS/

　　这里我们演示如何在代码托管网站里面下载。打开网站链接之后，我们选择FreeRTOS的最新版本V9.0.0（2016年），尽管现在FreeRTOS的版本已经更新到V10.0.1了，但是我们还是选择V9.0.0，因为内核很稳定，并且网上资料很多，因为V10.0.0版本之后是亚马逊收购了FreeRTOS之后才出来的版本，主要添加了一些云端组件，我们本书所讲的FreeRTOS是实时内核，采用V9.0.0版本足以。

　　简单介绍FreeRTOS

　　FreeRTOS包含Demo例程和内核源码（比较重要，我们就需要提取该目录下的大部分文件）。

　　Source文件夹里面包含的是FreeRTOS内核的源代码，我们移植FreeRTOS的时候就需要这部分源代码；

　　Demo 文件夹里面包含了FreeRTOS官方为各个单片机移植好的工程代码，FreeRTOS为了推广自己，会给各种半导体厂商的评估板写好完整的工程程序，这些程序就放在Demo这个目录下，这部分Demo非常有参考价值。

　　Source文件夹

　　这里我们再重点分析下FreeRTOS/ Source文件夹下的文件，①和③包含的是FreeRTOS的通用的头文件和C文件，这两部分的文件试用于各种编译器和处理器，是通用的。需要移植的头文件和C文件放在②portblle这个文件夹。

　　portblle文件夹，是与编译器相关的文件夹，在不同的编译器中使用不同的支持文件。①中的KEIL就是我们就是我们使用的编译器，其实KEIL里面的内容跟RVDS里面的内容一样，所以我们只需要③RVDS文件夹里面的内容即可，里面包含了各种处理器相关的文件夹，从文件夹的名字我们就非常熟悉了，我们学习的STM32有M0、M3、M4等各种系列，FreeRTOS是一个软件，单片机是一个硬件，FreeRTOS要想运行在一个单片机上面，它们就必须关联在一起。MemMang文件夹下存放的是跟内存管理相关的源文件。

　　移植过程

　　提取源码

　　1.首先在我们的STM32裸机工程模板根目录下新建一个文件夹，命名为“FreeRTOS”，并且在FreeRTOS文件夹下新建两个空文件夹，分别命名为“src”与“port”，src文件夹用于保存FreeRTOS中的核心源文件，也就是我们常说的‘.c文件’，port文件夹用于保存内存管理以及处理器架构相关代码，这些代码FreeRTOS官方已经提供给我们的，直接使用即可，在前面已经说了，FreeRTOS是软件，我们的开发版是硬件，软硬件必须有桥梁来连接，这些与处理器架构相关的代码，可以称之为RTOS硬件接口层，它们位于FreeRTOS/Source/Portable文件夹下。

　　2.打开FreeRTOS V9.0.0源码，在“FreeRTOSv9.0.0\FreeRTOS\Source”目录下找到所有的‘.c文件’，将它们拷贝到我们新建的src文件夹中，

　　3.打开FreeRTOS V9.0.0源码，在“FreeRTOSv9.0.0\FreeRTOS\Source\portable”目录下找到“MemMang”文件夹与“RVDS”文件夹，将它们拷贝到我们新建的port文件夹中

　　4.打开FreeRTOS V9.0.0源码，在“FreeRTOSv9.0.0\ FreeRTOS\Source”目录下找到“include”文件夹，它是我们需要用到FreeRTOS的一些头文件，将它直接拷贝到我们新建的FreeRTOS文件夹中，完成这一步之后就可以看到我们新建的FreeRTOS文件夹已经有3个文件夹，这3个文件夹就包含FreeRTOS的核心文件，至此，FreeRTOS的源码就提取完成。

　　添加到工程

　　添加FreeRTOSConfig.h文件

　　FreeRTOSConfig.h文件是FreeRTOS的工程配置文件，因为FreeRTOS是可以裁剪的实时操作内核，应用于不同的处理器平台，用户可以通过修改这个FreeRTOS内核的配置头文件来裁剪FreeRTOS的功能，所以我们把它拷贝一份放在user这个文件夹下面。

　　打开FreeRTOSv9.0.0源码，在“FreeRTOSv9.0.0\FreeRTOS\Demo”文件夹下面找到“CORTEX_STM32F103_Keil”这个文件夹，双击打开，在其根目录下找到这个“FreeRTOSConfig.h”文件，然后拷贝到我们工程的user文件夹下即可，等下我们需要对这个文件进行修改。

　　创建工程分组

　　接下来我们在mdk里面新建FreeRTOS/src和FreeRTOS/port两个组文件夹，其中FreeRTOS/src用于存放src文件夹的内容，FreeRTOS/port用于存放port\MemMang文件夹 与port\RVDS\ARM_CM3文件夹的内容。

　　然后我们将工程文件中FreeRTOS的内容添加到工程中去，按照已经新建的分组添加我们的FreeRTOS工程源码。

　　在FreeRTOS/port分组中添加MemMang文件夹中的文件只需选择其中一个即可，我们选择“heap_4.c”，这是FreeRTOS的一个内存管理源码文件。

　　添加完成后：

　　** 添加头文件路径**

　　FreeRTOS的源码已经添加到开发环境的组文件夹下面，编译的时候需要为这些源文件指定头文件的路径，不然编译会报错。FreeRTOS的源码里面只有FreeRTOS\include和FreeRTOS\port\RVDS\ARM_CM3这两个文件夹下面有头文件，只需要将这两个头文件的路径在开发环境里面指定即可。同时我们还将FreeRTOSConfig.h这个头文件拷贝到了工程根目录下的user文件夹下，所以user的路径也要加到开发环境里面。

　　修改FreeRTOSConfig.h

　　FreeRTOSConfig.h是直接从demo文件夹下面拷贝过来的，该头文件对裁剪整个FreeRTOS所需的功能的宏均做了定义，有些宏定义被使能，有些宏定义被失能，一开始我们只需要配置最简单的功能即可。要想随心所欲的配置FreeRTOS的功能，我们必须对这些宏定义的功能有所掌握，下面我们先简单的介绍下这些宏定义的含义，然后再对这些宏定义进行修改。

　　#ifndef FREERTOS_CONFIG_H

　　#define FREERTOS_CONFIG_H

　　#include “stm32f10x.h”

　　#include “bsp_usart.h”

　　//针对不同的编译器调用不同的stdint.h文件

　　#if defined（__ICCARM__） || defined（__CC_ARM） || defined（__GNUC__）

　　#include 《stdint.h》

　　extern uint32_t SystemCoreClock;

　　#endif

　　//断言

　　#define vAssertCalled（char，int） printf（“Error：%s，%d\r\n”，char，int）

　　#define configASSERT（x） if（（x）==0） vAssertCalled（__FILE__，__LINE__）

　　/************************************************************************

　　* FreeRTOS基础配置配置选项

　　*********************************************************************/

　　/* 置1：RTOS使用抢占式调度器；置0：RTOS使用协作式调度器（时间片）

　　*

　　* 注：在多任务管理机制上，操作系统可以分为抢占式和协作式两种。

　　* 协作式操作系统是任务主动释放CPU后，切换到下一个任务。

　　* 任务切换的时机完全取决于正在运行的任务。

　　*/

　　#define configUSE_PREEMPTION 1

　　//1使能时间片调度（默认式使能的）

　　#define configUSE_TIME_SLICING 1

　　/* 某些运行FreeRTOS的硬件有两种方法选择下一个要执行的任务：

　　* 通用方法和特定于硬件的方法（以下简称“特殊方法”）。

　　*

　　* 通用方法：

　　* 1.configUSE_PORT_OPTIMISED_TASK_SELECTION 为 0 或者硬件不支持这种特殊方法。

　　* 2.可以用于所有FreeRTOS支持的硬件

　　* 3.完全用C实现，效率略低于特殊方法。

　　* 4.不强制要求限制最大可用优先级数目

　　* 特殊方法：

　　* 1.必须将configUSE_PORT_OPTIMISED_TASK_SELECTION设置为1。

　　* 2.依赖一个或多个特定架构的汇编指令（一般是类似计算前导零［CLZ］指令）。

　　* 3.比通用方法更高效

　　* 4.一般强制限定最大可用优先级数目为32

　　* 一般是硬件计算前导零指令，如果所使用的，MCU没有这些硬件指令的话此宏应该设置为0！

　　*/

　　#define configUSE_PORT_OPTIMISED_TASK_SELECTION 1

　　/* 置1：使能低功耗tickless模式；置0：保持系统节拍（tick）中断一直运行

　　* 假设开启低功耗的话可能会导致下载出现问题，因为程序在睡眠中，可用以下办法解决

　　*

　　* 下载方法：

　　* 1.将开发版正常连接好

　　* 2.按住复位按键，点击下载瞬间松开复位按键

　　*

　　* 1.通过跳线帽将 BOOT 0 接高电平（3.3V）

　　* 2.重新上电，下载

　　*

　　* 1.使用FlyMcu擦除一下芯片，然后进行下载

　　* STMISP -》 清除芯片（z）

　　*/

　　#define configUSE_TICKLESS_IDLE 0

　　/*

　　* 写入实际的CPU内核时钟频率，也就是CPU指令执行频率，通常称为Fclk

　　* Fclk为供给CPU内核的时钟信号，我们所说的cpu主频为 XX MHz，

　　* 就是指的这个时钟信号，相应的，1/Fclk即为cpu时钟周期；

　　*/

　　#define configCPU_CLOCK_HZ （SystemCoreClock）

　　//RTOS系统节拍中断的频率。即一秒中断的次数，每次中断RTOS都会进行任务调度

　　#define configTICK_RATE_HZ （（ TickType_t ）1000）

　　//可使用的最大优先级

　　#define configMAX_PRIORITIES （32）

　　//空闲任务使用的堆栈大小

　　#define configMINIMAL_STACK_SIZE （（unsigned short）128）

　　//任务名字字符串长度

　　#define configMAX_TASK_NAME_LEN （16）

　　//系统节拍计数器变量数据类型，1表示为16位无符号整形，0表示为32位无符号整形

　　#define configUSE_16_BIT_TICKS 0

　　//空闲任务放弃CPU使用权给其他同优先级的用户任务

　　#define configIDLE_SHOULD_YIELD 1

　　//启用队列

　　#define configUSE_QUEUE_SETS 1

　　//开启任务通知功能，默认开启

　　#define configUSE_TASK_NOTIFICATIONS 1

　　//使用互斥信号量

　　#define configUSE_MUTEXES 1

　　//使用递归互斥信号量

　　#define configUSE_RECURSIVE_MUTEXES 1

　　//为1时使用计数信号量

　　#define configUSE_COUNTING_SEMAPHORES 1

　　/* 设置可以注册的信号量和消息队列个数 */

　　#define configQUEUE_REGISTRY_SIZE 10

　　#define configUSE_APPLICATION_TASK_TAG 0

　　/*****************************************************************

　　FreeRTOS与内存申请有关配置选项

　　*****************************************************************/

　　//支持动态内存申请

　　#define configSUPPORT_DYNAMIC_ALLOCATION 1

　　//支持静态内存

　　#define configSUPPORT_STATIC_ALLOCATION 0

　　//系统所有总的堆大小

　　#define configTOTAL_HEAP_SIZE （（size_t）（36*1024））

　　/***************************************************************

　　FreeRTOS与钩子函数有关的配置选项

　　**************************************************************/

　　/* 置1：使用空闲钩子（Idle Hook类似于回调函数）；置0：忽略空闲钩子

　　*

　　* 空闲任务钩子是一个函数，这个函数由用户来实现，

　　* FreeRTOS规定了函数的名字和参数：void vApplicationIdleHook（void ），

　　* 这个函数在每个空闲任务周期都会被调用

　　* 对于已经删除的RTOS任务，空闲任务可以释放分配给它们的堆栈内存。

　　* 因此必须保证空闲任务可以被CPU执行

　　* 使用空闲钩子函数设置CPU进入省电模式是很常见的

　　* 不可以调用会引起空闲任务阻塞的API函数

　　*/

　　#define configUSE_IDLE_HOOK 0

　　/* 置1：使用时间片钩子（Tick Hook）；置0：忽略时间片钩子

　　*

　　*

　　* 时间片钩子是一个函数，这个函数由用户来实现，

　　* FreeRTOS规定了函数的名字和参数：void vApplicationTickHook（void ）

　　* 时间片中断可以周期性的调用

　　* 函数必须非常短小，不能大量使用堆栈，

　　* 不能调用以”FromISR“ 或 ”FROM_ISR”结尾的API函数

　　*/

　　/*xTaskIncrementTick函数是在xPortSysTickHandler中断函数中被调用的。因此，vApplicationTickHook（）函数执行的时间必须很短才行*/

　　#define configUSE_TICK_HOOK 0

　　//使用内存申请失败钩子函数

　　#define configUSE_MALLOC_FAILED_HOOK 0

　　/*

　　* 大于0时启用堆栈溢出检测功能，如果使用此功能

　　* 用户必须提供一个栈溢出钩子函数，如果使用的话

　　* 此值可以为1或者2，因为有两种栈溢出检测方法 */

　　#define configCHECK_FOR_STACK_OVERFLOW 0

　　/********************************************************************

　　FreeRTOS与运行时间和任务状态收集有关的配置选项

　　**********************************************************************/

　　//启用运行时间统计功能

　　#define configGENERATE_RUN_TIME_STATS 0

　　//启用可视化跟踪调试

　　#define configUSE_TRACE_FACILITY 0

　　/* 与宏configUSE_TRACE_FACILITY同时为1时会编译下面3个函数

　　* prvWriteNameToBuffer（）

　　* vTaskList（），

　　* vTaskGetRunTimeStats（）

　　*/

　　#define configUSE_STATS_FORMATTING_FUNCTIONS 1

　　/********************************************************************

　　FreeRTOS与协程有关的配置选项

　　*********************************************************************/

　　//启用协程，启用协程以后必须添加文件croutine.c

　　#define configUSE_CO_ROUTINES 0

　　//协程的有效优先级数目

　　#define configMAX_CO_ROUTINE_PRIORITIES （ 2 ）

　　/***********************************************************************

　　FreeRTOS与软件定时器有关的配置选项

　　**********************************************************************/

　　//启用软件定时器

　　#define configUSE_TIMERS 1

　　//软件定时器优先级

　　#define configTIMER_TASK_PRIORITY （configMAX_PRIORITIES-1）

　　//软件定时器队列长度

　　#define configTIMER_QUEUE_LENGTH 10

　　//软件定时器任务堆栈大小

　　#define configTIMER_TASK_STACK_DEPTH （configMINIMAL_STACK_SIZE*2）

　　/************************************************************

　　FreeRTOS可选函数配置选项

　　************************************************************/

　　#define INCLUDE_xTaskGetSchedulerState 1

　　#define INCLUDE_vTaskPrioritySet 1

　　#define INCLUDE_uxTaskPriorityGet 1

　　#define INCLUDE_vTaskDelete 1

　　#define INCLUDE_vTaskCleanUpResources 1

　　#define INCLUDE_vTaskSuspend 1

　　#define INCLUDE_vTaskDelayUntil 1

　　#define INCLUDE_vTaskDelay 1

　　#define INCLUDE_eTaskGetState 1

　　#define INCLUDE_xTimerPendFunctionCall 1

　　//#define INCLUDE_xTaskGetCurrentTaskHandle 1

　　//#define INCLUDE_uxTaskGetStackHighWaterMark 0

　　//#define INCLUDE_xTaskGetIdleTaskHandle 0

　　/******************************************************************

　　FreeRTOS与中断有关的配置选项

　　******************************************************************/

　　#ifdef __NVIC_PRIO_BITS

　　#define configPRIO_BITS __NVIC_PRIO_BITS

　　#else

　　#define configPRIO_BITS 4

　　#endif

　　//中断最低优先级

　　#define configLIBRARY_LOWEST_INTERRUPT_PRIORITY 15

　　//系统可管理的最高中断优先级

　　#define configLIBRARY_MAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY 5

　　#define configKERNEL_INTERRUPT_PRIORITY （ configLIBRARY_LOWEST_INTERRUPT_PRIORITY 《《 （8 - configPRIO_BITS） ） /* 240 */

　　#define configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY （ configLIBRARY_MAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY 《《 （8 - configPRIO_BITS） ）

　　/****************************************************************

　　FreeRTOS与中断服务函数有关的配置选项

　　****************************************************************/

　　#define xPortPendSVHandler PendSV_Handler

　　#define vPortSVCHandler SVC_Handler

　　/* 以下为使用Percepio Tracealyzer需要的东西，不需要时将 configUSE_TRACE_FACILITY 定义为 0 */

　　#if （ configUSE_TRACE_FACILITY == 1 ）

　　#include “trcRecorder.h”

　　#define INCLUDE_xTaskGetCurrentTaskHandle 1 // 启用一个可选函数（该函数被 Trace源码使用，默认该值为0 表示不用）

　　#endif

　　#endif /* FREERTOS_CONFIG_H */

　　修改stm32f10x_it.c

　　SysTick中断服务函数是一个非常重要的函数，FreeRTOS所有跟时间相关的事情都在里面处理，SysTick就是FreeRTOS的一个心跳时钟，驱动着FreeRTOS的运行，就像人的心跳一样，假如没有心跳，我们就相当于“死了”，同样的，FreeRTOS没有了心跳，那么它就会卡死在某个地方，不能进行任务调度，不能运行任何的东西，因此我们需要实现一个FreeRTOS的心跳时钟，FreeRTOS帮我们实现了SysTick的启动的配置：在port.c文件中已经实现vPortSetupTimerInterrupt（）函数，并且FreeRTOS通用的SysTick中断服务函数也实现了：在port.c文件中已经实现xPortSysTickHandler（）函数，所以移植的时候只需要我们在stm32f10x_it.c文件中实现我们对应（STM32）平台上的SysTick_Handler（）函数即可。FreeRTOS为开发者考虑得特别多，PendSV_Handler（）与SVC_Handler（）这两个很重要的函数都帮我们实现了，在在port.c文件中已经实现xPortPendSVHandler（）与vPortSVCHandler（）函数，防止我们自己实现不了，那么在stm32f10x_it.c中就需要我们注释掉PendSV_Handler（）与SVC_Handler（）这两个函数了。

　　//void SVC_Handler（void）

　　//{

　　//}

　　//void PendSV_Handler（void）

　　//{

　　//}

　　extern void xPortSysTickHandler（void）;

　　//systick中断服务函数

　　void SysTick_Handler（void）

　　{

　　#if （INCLUDE_xTaskGetSchedulerState == 1 ）

　　if （xTaskGetSchedulerState（） ！= taskSCHEDULER_NOT_STARTED）

　　{

　　#endif /* INCLUDE_xTaskGetSchedulerState */

　　xPortSysTickHandler（）;

　　#if （INCLUDE_xTaskGetSchedulerState == 1 ）

　　}

　　#endif /* INCLUDE_xTaskGetSchedulerState */

　　}

　　创建任务

　　这里，我们创建一个单任务，任务使用的栈和任务控制块是在创建任务的时候FreeRTOS动态分配的。

　　任务必须是一个死循环，否则任务将通过LR返回，如果LR指向了非法的内存就会产生HardFault_Handler，而FreeRTOS指向一个死循环，那么任务返回之后就在死循环中执行，这样子的任务是不安全的，所以避免这种情况，任务一般都是死循环并且无返回值的。

　　并且每个任务循环主体中应该有阻塞任务的函数，否则就会饿死比它优先级更低的任务！！！

　　/* FreeRTOS头文件 */

　　#include “FreeRTOS.h”

　　#include “task.h”

　　/* 开发板硬件bsp头文件 */

　　#include “bsp_led.h”

　　static void AppTaskCreate（void）;/* AppTask任务 */

　　/* 创建任务句柄 */

　　static TaskHandle_t AppTask_Handle = NULL;

　　int main（void）

　　{

　　BaseType_t xReturn = pdPASS;/* 定义一个创建信息返回值，默认为pdPASS */

　　/* 开发板硬件初始化 */

　　BSP_Init（）;

　　/* 创建AppTaskCreate任务 */

　　xReturn = xTaskCreate（（TaskFunction_t ）AppTask， /* 任务入口函数 */

　　（const char* ）“AppTask”，/* 任务名字 */

　　（uint16_t ）512， /* 任务栈大小 */

　　（void* ）NULL，/* 任务入口函数参数 */

　　（UBaseType_t ）1， /* 任务的优先级 */

　　（TaskHandle_t* ）&AppTask_Handle）;/* 任务控制块指针 */

　　/* 启动任务调度 */

　　if（pdPASS == xReturn）

　　vTaskStartScheduler（）; /* 启动任务，开启调度 */

　　else

　　return -1;

　　while（1）; /* 正常不会执行到这里 */

　　}

　　static void AppTask（void* parameter）

　　{

　　while （1）

　　{

　　LED1_ON;

　　vTaskDelay（500）; /* 延时500个tick */

　　LED1_OFF;

　　vTaskDelay（500）; /* 延时500个tick */

　　}

　　}

　　freertos任务调度原理

　　本章教程为大家将介绍 FreeRTOS 操作系统支持的任务调度方式：抢占式，时间片和合作式，这部分算是 FreeRTOS 操作系统的核心了。 对于初学者来说，要一下子就能够理解这些比较困难，需要多花些时间把这些基本概念搞清楚，然后阅读下源码，深入理解实现方法。

　　关于合作式调度器的特别说明

　　FreeRTOS 支持的调度方式

　　FreeRTOS 操作系统支持三种调度方式：抢占式调度，时间片调度和合作式调度。 实际应用主要是抢占式调度和时间片调度，合作式调度用到的很少。抢占式调度每个任务都有不同的优先级，任务会一直运行直到被高优先级任务抢占或者遇到阻塞式的 API 函数，比如 vTaskDelay。时间片调度每个任务都有相同的优先级，任务会运行固定的时间片个数或者遇到阻塞式的 API 函数，比如vTaskDelay，才会执行同优先级任务之间的任务切换。

　　什么是调度器

　　简单的说，调度器就是使用相关的调度算法来决定当前需要执行的任务。所有的调度器有一个共同的特性：

　　调度器可以区分就绪态任务和挂起任务（由于延迟，信号量等待，邮箱等待，事件组等待等原因而使得任务被挂起）。

　　调度器可以选择就绪态中的一个任务，然后激活它（通过执行这个任务）。 当前正在执行的任务是运行态的任务。

　　不同调度器之间最大的区别就是如何分配就绪态任务间的完成时间。

　　嵌入式实时操作系统的核心就是调度器和任务切换，调度器的核心就是调度算法。任务切换的实现在不同的嵌入式实时操作系统中区别不大，基本相同的硬件内核架构，任务切换也是相似的。调度算法就有些区别了。下面我们主要了解一下抢占式调度器和时间片调度器。

　　抢占式调度器基本概念

　　在实际的应用中，不同的任务需要不同的响应时间。例如，我们在一个应用中需要使用电机，键盘和LCD 显示。电机比键盘和 LCD 需要更快速的响应，如果我们使用合作式调度器或者时间片调度，那么电机将无法得到及时的响应，这时抢占式调度是必须的。

　　如果使用了抢占式调度，最高优先级的任务一旦就绪，总能得到 CPU 的控制权。 比如，当一个运行着的任务被其它高优先级的任务抢占，当前任务的 CPU 使用权就被剥夺了，或者说被挂起了，那个高优先级的任务立刻得到了 CPU 的控制权并运行。 又比如，如果中断服务程序使一个高优先级的任务进入就绪态，中断完成时，被中断的低优先级任务被挂起，优先级高的那个任务开始运行。

　　使用抢占式调度器，使得最高优先级的任务什么时候可以得到 CPU 的控制权并运行是可知的，同时使得任务级响应时间得以最优化。

　　总的来说，学习抢占式调度要掌握的最关键一点是：每个任务都被分配了不同的优先级，抢占式调度器会获得就绪列表中优先级最高的任务，并运行这个任务。

　　FreeRTOS 抢占式调度器的实现

　　如果用户在 FreeRTOS 的配置文件 FreeRTOSConfig.h 中禁止使用时间片调度， 那么每个任务必须配置不同的优先级。当 FreeRTOS 多任务启动执行后，基本会按照如下的方式去执行：

　　首先执行的最高优先级的任务 Task1， Task1 会一直运行直到遇到系统阻塞式的 API 函数，比如延迟，事件标志等待，信号量等待，Task1 任务会被挂起，也就是释放 CPU 的执行权，让低优先级的任务得到执行。

　　FreeRTOS 操作系统继续执行任务就绪列表中下一个最高优先级的任务 Task2，Task2 执行过程中有两种情况：

　　Task1由于延迟时间到， 接收到信号量消息等方面的原因， 使得 Task1从挂起状态恢复到就绪态，在抢占式调度器的作用下，Task2 的执行会被 Task1 抢占。

　　Task2 会一直运行直到遇到系统阻塞式的 API 函数，比如延迟，事件标志等待，信号量等待， Task2任务会被挂起，继而执行就绪列表中下一个最高优先级的任务。

　　如果用户创建了多个任务并且采用抢占式调度器的话，基本都是按照上面两条来执行。 根据抢占式调度器，当前的任务要么被高优先级任务抢占，要么通过调用阻塞式 API 来释放 CPU 使用权让低优先级任务执行，没有用户任务执行时就执行空闲任务。

　　运行条件：

　　这里仅对抢占式调度进行说明。

　　创建 3 个任务 Task1，Task2 和 Task3。

　　Task1 的优先级为 1，Task2 的优先级为 2，Task3 的优先级为 3。 FreeRTOS 操作系统是设置的数值越小任务优先级越低，故 Task3 的优先级最高，Task1 的优先级最低。

　　此框图是 FreeRTOS 操作系统运行过程中的一部分。

　　运行过程描述如下：

　　此时任务 Task1 在运行中，运行过程中由于 Task2 就绪，在抢占式调度器的作用下任务 Task2 抢占Task1 的执行。 Task2 进入到运行态，Task1 由运行态进入到就绪态。

　　任务 Task2 在运行中，运行过程中由于 Task3 就绪，在抢占式调度器的作用下任务 Task3 抢占 Task2的执行。 Task3 进入到运行态，Task2 由运行态进入到就绪态。

　　任务 Task3 运行过程中调用了阻塞式 API 函数，比如 vTaskDelay，任务 Task3 被挂起，在抢占式调度器的作用下查找到下一个要执行的最高优先级任务是 Task2，任务 Task2 由就绪态进入到运行态。

　　任务 Task2 在运行中，运行过程中由于 Task3 再次就绪，在抢占式调度器的作用下任务 Task3 抢占Task2 的执行。 Task3 进入到运行态，Task2 由运行态进入到就绪态。

　　上面就是一个简单的不同优先级任务通过抢占式调度进行任务调度和任务切换的过程。

　　时间片调度器基本概念

　　在小型的嵌入式 RTOS 中，最常用的的时间片调度算法就是 Round-robin 调度算法。这种调度算法可以用于抢占式或者合作式的多任务中。另外，时间片调度适合用于不要求任务实时响应的情况。

　　实现 Round-robin 调度算法需要给同优先级的任务分配一个专门的列表，用于记录当前就绪的任务，并为每个任务分配一个时间片（也就是需要运行的时间长度，时间片用完了就进行任务切换）。

　　FreeRTOS 时间片调度器的实现在 FreeRTOS 操作系统中只有同优先级任务才会使用时间片调度，另外还需要用户在FreeRTOSConfig.h 文件中使能宏定义：

　　#define configUSE_TIME_SLICING 1默认情况下，此宏定义已经在 FreeRTOS.h 文件里面使能了，用户可以不用在 FreeRTOSConfig.h 文件中再单独使能。

　　下面我们通过如下的框图来说明一下时间片调度在 FreeRTOS 中的运行过程，让大家有一个形象的认识。

　　运行条件：

　　这里仅对时间片调度进行说明。

　　创建 4 个同优先级任务 Task1，Task2，Task3 和 Task4。

　　每个任务分配的时间片大小是 5 个系统时钟节拍。

　　运行过程描述如下：

　　先运行任务 Task1，运行够 5 个系统时钟节拍后，通过时间片调度切换到任务 Task2。

　　任务 Task2 运行够 5 个系统时钟节拍后，通过时间片调度切换到任务 Task3。

　　任务 Task3 在运行期间调用了阻塞式 API 函数，调用函数时，虽然 5 个系统时钟节拍的时间片大小还没有用完，此时依然会通过时间片调度切换到下一个任务 Task4。 （注意，没有用完的时间片不会再使用，下次任务 Task3 得到执行还是按照 5 个系统时钟节拍运行）

　　任务 Task4 运行够 5 个系统时钟节拍后，通过时间片调度切换到任务 Task1。

　　上面就是一个简单的同优先级任务通过时间片调度进行任务调度和任务切换的过程。

　　Summary：

　　时间片调度和抢占式调度我们一般都是开启了的，这样优先级相同时，使用时间片调度，优先级不同时，使用抢占式调度。默认情况下，在freertos.h中使能了时间片调度：

　　而抢占式调度需要我们用户自己开启，一般在freertosconfig.h中使能：

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