目录
一.FreeRTOS任务挂起与恢复的API函数
二.任务挂起和恢复的基本操作
1.任务挂起:
2.任务恢复:
三.任务挂起与恢复的实现步骤
任务挂起的实现
任务恢复的实现
在实时操作系统FreeRTOS中，任务的挂起与恢复是一项重要的控制功能。任务挂起相当于暂停任务的执行，直到条件满足才恢复继续运行。这种机制在任务的调度和系统资源管理上起到了关键作用。本篇文章将通过FreeRTOS提供的任务挂起和恢复API函数及相关实验来深入理解这一机制。
一.FreeRTOS任务挂起与恢复的API函数
在FreeRTOS中，以下几个API函数用于实现任务的挂起和恢复：
vTaskSuspend(TaskHandle_txTaskToSuspend):挂起指定任务。
vTaskResume(TaskHandle_txTaskToResume):恢复指定任务。
xTaskResumeFromISR(TaskHandle_txTaskToResume):在中断服务例程（ISR）中恢复任务。
特别注意：如果API函数名称中包含"FromISR"后缀，它只能用于中断服务中调用。例如，xTaskResumeFromISR用于在中断中恢复被挂起的任务。挂起任务时需要将宏INCLUDE_vTaskSuspend配置为1，表示启用该功能。
二.任务挂起和恢复的基本操作
1.任务挂起:
使用vTaskSuspend()函数来挂起任务。无论任务的优先级高低，被挂起后便停止执行，直到通过恢复函数vTaskResume()使其继续执行。
当传入的任务句柄参数为NULL时，表示挂起当前运行的任务自身。
void task3( void * pvParameters )
{uint8_t key = 0;while(1){key = key_scan(0);if(key == KEY0_PRES){printf("挂起task1\r\n");vTaskSuspend(task1_handler);} else if(key == KEY_UP){printf("挂起task3\r\n");vTaskSuspend(task1_handler);}vTaskDelay(10);}
}2.任务恢复:
调用vTaskResume()函数恢复被挂起的任务。值得注意的是，无论任务被vTaskSuspend()挂起多少次，vTaskResume()只需调用一次便可恢复该任务继续运行。
xTaskResumeFromISR()用于在中断服务中恢复被挂起的任务。在任务恢复时，需要检查任务的优先级以判断是否需要进行任务切换。
void task3( void * pvParameters )
{uint8_t key = 0;while(1){key = key_scan(0);if(key == KEY1_PRES){printf("在任务中恢复task1\r\n");vTaskResume(task1_handler);}vTaskDelay(10);}
}三.任务挂起与恢复的实现步骤
任务挂起的实现
1.确保INCLUDE_vTaskSuspend宏定义为1
-功能选择性启用：如果INCLUDE_vTaskSuspend未定义或定义为0，则编译时FreeRTOS不会包含与任务挂起和恢复相关的代码逻辑。这种选择性的编译配置可以减少代码体积，节省内存资源。这对于嵌入式系统尤其重要，因为这些系统的存储和内存通常有限。
-API功能可用性：如果未定义为1，那么vTaskSuspend()和vTaskResume()函数将不会被包含，任何试图调用这些函数的代码都会在编译时报错。定义宏为1才能确保这些API函数能够被正常调用。
-系统效率优化：通过使用宏开关，FreeRTOS可以根据不同项目需求来裁剪无关的功能模块，从而优化系统运行效率。这样可以减轻调度器的负担，使任务切换和资源管理更加高效。
2.通过任务句柄获取任务控制块（TCB）
任务控制块（TCB）是FreeRTOS中存储任务状态的核心数据结构。通过任务句柄可以直接访问到任务的TCB，从而执行挂起操作。具体步骤如下：
-获取TCB：任务句柄在创建任务时生成，指向该任务的TCB结构。调用vTaskSuspend()时，如果传入的句柄为某个任务的句柄，则会对该任务执行挂起操作。
-挂起当前任务：如果传入的句柄为NULL，则表示挂起当前运行的任务。此时FreeRTOS会自动找到当前任务的TCB，并执行后续的挂起操作。
3.将待挂起的任务从状态列表和事件列表中移除，并插入挂起任务列表
挂起任务涉及将任务从调度器的管理列表中移出并转入挂起列表，以防其继续参与系统的任务调度。具体操作如下：
-移出状态列表：在FreeRTOS中，所有任务根据状态（就绪、阻塞、延时等）被组织在不同的状态列表中。当任务被挂起时，需要将它从这些状态列表中移除，以避免调度器将其视为可调度任务。
-移出事件列表：任务可能因等待事件（如信号量、消息队列等）而被阻塞。挂起操作需要将任务从任何事件等待列表中移出，以确保它不再响应这些事件。
-插入挂起列表：将任务添加到挂起列表中，以便在任务恢复时能够方便地从该列表中移回到就绪列表。
4.若挂起的是当前任务且调度器正在运行，则需要一次任务切换
挂起当前任务时，如果调度器处于运行状态，则需要立即进行任务切换，以确保系统有其他任务可以运行：
-判断调度器状态：首先，FreeRTOS会检查调度器是否正在运行。如果调度器暂停，则挂起当前任务不会触发任务切换；若调度器正在运行，则系统必须在挂起当前任务后立即切换到优先级最高的可运行任务。
-任务切换：一旦确认需要切换任务，FreeRTOS会查找下一个优先级最高的就绪任务，并将其切换到执行状态。这确保了系统不会因为挂起当前任务而停滞，保证实时性。
这一任务切换机制在FreeRTOS中称为“上下文切换”，它确保调度器始终运行优先级最高的任务。
任务恢复的实现
1.确保宏INCLUDE_vTaskSuspend定义为1，恢复的任务不能是当前运行任务
在执行任务恢复时，首先需要确认以下两点：
-启用挂起和恢复功能：INCLUDE_vTaskSuspend宏必须定义为1。它决定了FreeRTOS是否包含和启用任务挂起和恢复功能。如果该宏未定义，编译时将不包含与恢复功能相关的代码，导致恢复API不可用。
-不能恢复当前运行任务：如果试图恢复当前运行的任务，会导致任务行为异常，因为当前任务本身已经处于就绪状态且正在执行。恢复操作应仅作用于挂起状态的任务，因此调用恢复函数时需确保目标任务并非当前任务。
2.检查恢复的任务是否在挂起列表中，若是，则将其移除并添加到就绪列表
任务恢复时，首先需要验证该任务是否确实处于挂起状态：
-挂起列表检查：FreeRTOS将所有挂起任务保存在挂起列表中。当调用恢复函数时，系统会先查找目标任务是否在该列表中，以确保仅对实际被挂起的任务执行恢复操作。
-从挂起列表移除：如果目标任务确实在挂起列表中，则将其移出挂起列表，表示该任务将重新进入调度器的管理，能够再次参与任务调度。
-添加到就绪列表：被移出挂起列表后，目标任务会被添加到就绪列表。就绪列表中包含所有可以立即调度的任务。此时，恢复的任务可以根据其优先级重新参与任务调度。
3.比较恢复任务的优先级与当前任务的优先级，若高于当前任务则触发任务切换
任务恢复后，需要判断是否立即切换到该任务：
-优先级比较：FreeRTOS在恢复任务后会将其优先级与当前任务进行比较。如果恢复的任务优先级高于当前运行的任务，则系统会触发任务切换，以立即执行优先级更高的任务。
-任务切换：如果优先级比较结果需要切换，则系统会触发上下文切换，将CPU控制权交给恢复的高优先级任务。这种任务切换确保了系统始终执行优先级最高的任务，以满足实时性的要求。
通过这些步骤，FreeRTOS实现了对任务恢复的完整操作，确保任务能有效地从挂起状态回到正常调度，且不会影响当前任务的执行逻辑。
通过上述的API解析和实验步骤，相信大家对FreeRTOS任务的挂起与恢复有了更深入的理解。这些操作在嵌入式系统中灵活地管理任务的执行，为实时调度提供了强有力的支持。
