内容纲要

任务延时函数

函数 vTaskDelay()

函数 vTaskDelay()用于对任务进行延时，延时的时间单位为系统时钟节拍，如需使用子函数，需要的 FreeRTOSConfig.h 文件中将配置项 INCLUDE_vTaskDelay 配置为 1。此函数在 task.c 文件中有定义，具体的代码如下所示：

void vTaskDelay( const TickType_t xTicksToDelay )
{
 BaseType_t xAlreadyYielded = pdFALSE;
    /* 只有在延时时间大于 0 的时候，
 * 才需要进行任务阻塞，
 * 否则相当于强制进行任务切换，而不阻塞任务
 */
 if( xTicksToDelay > ( TickType_t ) 0U )
 {
 configASSERT( uxSchedulerSuspended == 0 );
 /* 挂起任务调度器 */
 vTaskSuspendAll();
 {
 /* 用于调试，不用理会 */
 traceTASK_DELAY();

 /* 将任务添加到阻塞态任务列表中 */
 prvAddCurrentTaskToDelayedList( xTicksToDelay, pdFALSE );
 }
 /* 恢复任务调度器运行，
 * 调用此函数会返回是否需要进行任务切换
 */
 xAlreadyYielded = xTaskResumeAll();
 }
 else
 {
 mtCOVERAGE_TEST_MARKER();
 }

 /* 根据标志进行任务切换 */
 if( xAlreadyYielded == pdFALSE )
 {
 portYIELD_WITHIN_API();
 }
 else
 {
 mtCOVERAGE_TEST_MARKER();
 }
}

注意事项

使用函数 vTaskDelay()进行任务延时时，被延时的任务为调用该函数的任务，及调用该函数时，系统中正在运行的任务，此函数无法指定将其他任务进行任务延时。
函数 vTaskDelay()传入的参数 xTicksToDelay 是任务被延时的具体延时时间，时间的单位为系统时钟节拍，这里要特别注意，很多 FreeRTOS 的初学者可能会一会此函数延时的时间单位为微妙、毫秒、秒等物理时间单位，当时 FreeRTOS 是以系统时钟节拍作为计量的时间单位的，而系统时钟节拍对应的物理时间长短于 FreeRTOSConfig.h 文件中的配置项configTICK_RATE_HZ 有关，配置项 configTICK_RATE_HZ 是用于配置系统时钟节拍的频率的，本教程的所有配套例程，将此配置项配置成了 1000，即系统时钟节拍的频率为 1000，换算过来，一个系统时钟节拍就是 1 毫秒。
在使用此函数进行任务延时时，如果传入的参数为 0，那表明不进行任务延时，而是强制进行一次任务切换。
在使用此函数进行任务延时时，会调用函数 prvAddCurrentTaskToDelayedList()将被延时的任务添加到阻塞态任务列表中进行延时，系统会在每一次 SysTick 中断发生时，处理阻塞态任务列表，更详细地请参考第 12.1.3 小节《FreeRTOS 系统时钟节拍处理》。其中函数 prvAddCurrentTaskToDelayedList()在 task.c 文件中有定义，具体的代码如下所示：

static void prvAddCurrentTaskToDelayedList(
 TickType_t xTicksToWait, /* 阻塞时间 */
 const BaseType_t xCanBlockIndefinitely)/* 是否无期限阻塞(阻塞时间为最大值) */
{
 TickType_t xTimeToWake;
 const TickType_t xConstTickCount = xTickCount;

 /* 此宏用于开启任务延时中断功能 */
#if ( INCLUDE_xTaskAbortDelay == 1 )
{
 /* 如果开启了任务延时中断功能
 * 那么将任务的延时中断标志复位设置为假
 * 当任务延时被中断时，再将其设置为真
 */
 pxCurrentTCB->ucDelayAborted = pdFALSE;
}
#endif

 /* 将当前任务从所在任务列表中移除
 * 当前任务为调用了会触发阻塞的 API 函数的任务
 * 当前任务的状态一定时就绪态
 */
 if( uxListRemove( &( pxCurrentTCB->xStateListItem ) ) ==
 ( UBaseType_t ) 0 )
 {
 /* 如果将当前任务从所在就绪态任务列表中移除后，
 * 原本所在就绪态任务列表中每有其他任务
 * 那么将任务优先级记录中该任务的优先级清除
 */
 portRESET_READY_PRIORITY( pxCurrentTCB->uxPriority,
 uxTopReadyPriority );
 }
 else
 {
     mtCOVERAGE_TEST_MARKER();
 }

 /* 此宏用于启用任务挂起功能 */
#if ( INCLUDE_vTaskSuspend == 1 )
{
 /* 如果阻塞的时间为最大值并且允许任务被无期限阻塞
 * 入参 xCanBlockIndefinitely 用于定义，
 * 在入参 xTicksToWait 为最大值的情况下，
 * 是否将任务无期限阻塞，即将任务挂起
 */
 if( ( xTicksToWait == portMAX_DELAY ) &&
 ( xCanBlockIndefinitely != pdFALSE ) )
 {
 /* 将任务添加到挂起态任务列表中挂起，
 * 即将任务无期限阻塞
 */
 listINSERT_END( &xSuspendedTaskList,
 &( pxCurrentTCB->xStateListItem ) );
 }
 else
 {
 /* 计算任务在未来被取消阻塞时，
 * 系统时钟节拍计数器的值，
 * 计算出来的值可能会出现溢出的情况，
 * 但系统会有相应的处理机制，即两个阻塞态任务列表
 */
 xTimeToWake = xConstTickCount + xTicksToWait;

 /* 设置任务的状态列表项的值为计算出来的值
 * 那么在 SysTick 中断服务函数中处理阻塞态任务列表时，
 * 就可以通过这个值，判断任务时候阻塞超时
 */
 listSET_LIST_ITEM_VALUE( &( pxCurrentTCB->xStateListItem ),
 xTimeToWake );

 /* 如果计算出来的值溢出 */
 if( xTimeToWake < xConstTickCount )
 {
 /* 将任务添加到阻塞超时时间溢出列表 */
 vListInsert( pxOverflowDelayedTaskList,
 &( pxCurrentTCB->xStateListItem ) );
 }
     else
 {
 /* 将任务添加到阻塞态任务列表 */
 vListInsert( pxDelayedTaskList, &( pxCurrentTCB->xStateListItem ) );

 /* 全局变量 xNextTaskUnblockTime 用于保存
 * 系统中最近要发生超时的系统节拍计数器的值
 */
 if( xTimeToWake < xNextTaskUnblockTime )
 {
 /* 有新的任务阻塞，因此要更新 xNextTaskUnblockTime */
 xNextTaskUnblockTime = xTimeToWake;
 }
 else
 {
 mtCOVERAGE_TEST_MARKER();
 }
 }
 }
}
#else
{
 /* 计算任务在未来被取消阻塞时，
 * 系统时钟节拍计数器的值，
 * 计算出来的值可能会出现溢出的情况，
 * 但系统会有相应的处理机制，即两个阻塞态任务列表
 */
 xTimeToWake = xConstTickCount + xTicksToWait;

 /* 设置任务的状态列表项的值为计算出来的值
 * 那么在 SysTick 中断服务函数中处理阻塞态任务列表时，
 * 就可以通过这个值，判断任务时候阻塞超时
 */
 listSET_LIST_ITEM_VALUE( &( pxCurrentTCB->xStateListItem ), xTimeToWake );

 /* 如果计算出来的值溢出 */
 if( xTimeToWake < xConstTickCount )
 {
 /* 将任务添加到阻塞超时时间溢出列表 */
 vListInsert( pxOverflowDelayedTaskList,
 &( pxCurrentTCB->xStateListItem ) );
 }
 else
     {
 /* 将任务添加到阻塞态任务列表 */
 vListInsert( pxDelayedTaskList, &( pxCurrentTCB->xStateListItem ) );

 /* 全局变量 xNextTaskUnblockTime 用于保存
 * 系统中最近要发生超时的系统节拍计数器的值
 */
 if( xTimeToWake < xNextTaskUnblockTime )
 {
 /* 有新的任务阻塞，因此要更新 xNextTaskUnblockTime */
 xNextTaskUnblockTime = xTimeToWake;
 }
 else
 {
 mtCOVERAGE_TEST_MARKER();
 }
 }

 /* 不使用任务挂起功能，就不使用这个入参 */
 ( void ) xCanBlockIndefinitely;
}
#endif
}

函数 prvAddCurrentTaskToDelayedList()是将任务当前任务添加到阻塞态任务列表中，其中入参 xTicksToWait 就是要任务被阻塞的时间，入参 xCanBlockIndefinitely 为当 xTicksToWait 为最大值时，是否运行将任务无期限阻塞，即将任务挂起，当然，能够这样做的前提是，在 FreeRTOSConfig.h 文件中开启了挂起任务功能。
此函数在将任务添加到阻塞态任务列表中后，还会更新全局变量 xNextTaskUnblockTime，全局变量 xNextTaskUnblockTime 用于记录系统中的所有阻塞态任务中未来最近一个阻塞超时任务的阻塞超时时系统时钟节拍计数器的值，因此，在往阻塞态任务列表添加任务后，就需要更新这个全局变量，因为，新添加的阻塞态任务可能是未来系统中最早阻塞超时的阻塞任务。

函数 vTaskDelayUntil()

函数 vTaskDelayUntil()用于以一个绝对的时间阻塞任务，适用于需要按照一定频率运行的任务，函数 vTaskDelayUntil()实际上是一个宏，在 task.h 文件中有定义，具体的代码如下所示：

#define vTaskDelayUntil( pxPreviousWakeTime, xTimeIncrement ) \
{ \
 ( void ) xTaskDelayUntil( pxPreviousWakeTime, xTimeIncrement ); \
}

从上面的代码可以看出，宏 vTaskDelayUntil()实际上就是函数 xTaskDelayUntil()，函数 xTaskDelayUntil()在 task.c 文件中有定义，具体的代码如下所示：

BaseType_t xTaskDelayUntil(
 TickType_t * const pxPreviousWakeTime, /* 上一次阻塞超时时间 */
 const TickType_t xTimeIncrement) /* 延时的时间 */
{
 TickType_t xTimeToWake;
 BaseType_t xAlreadyYielded, xShouldDelay = pdFALSE;

 configASSERT( pxPreviousWakeTime );
 configASSERT( ( xTimeIncrement > 0U ) );
 configASSERT( uxSchedulerSuspended == 0 );

 /* 挂起任务调度器 */
 vTaskSuspendAll();
 {
 const TickType_t xConstTickCount = xTickCount;

 /* 计算任务下一次阻塞超时的时间，
 * 这个阻塞超时时间是相对于上一次阻塞超时的时间的
 */
 xTimeToWake = *pxPreviousWakeTime + xTimeIncrement;

 /* 如果在上一次阻塞超时后，
 * 系统时钟节拍计数器溢出过
 */
 if( xConstTickCount < *pxPreviousWakeTime )
 {
 /* 只有在下一次阻塞超时时间也溢出，
 * 并且下一次阻塞超时时间大于系统时钟节拍计数器的值时，
 * 需要做相应的溢出处理，否则就好像没有溢出
 */
 if( ( xTimeToWake < *pxPreviousWakeTime ) &&
 ( xTimeToWake > xConstTickCount ) )
 {
 /* 标记因为溢出，需要做相应的处理 */
 xShouldDelay = pdTRUE;
 }
 else
 {
 mtCOVERAGE_TEST_MARKER();
 }
 }
 else
 {
 /* 系统时钟节拍计数器没有溢出，
 * 但是下一次阻塞超时时间溢出了，
 * 并且下一次阻塞超时时间大于系统时钟节拍计数器的值时，
 * 需要做相应的溢出处理
 */
 if( ( xTimeToWake < *pxPreviousWakeTime ) ||
 ( xTimeToWake > xConstTickCount ) )
 {
 /* 标记因为溢出，需要做相应的溢出处理 */
 xShouldDelay = pdTRUE;
 }
 else
 {
 mtCOVERAGE_TEST_MARKER();
 }
 }

 /* 更新上一次阻塞超时时间为下一次阻塞超时时间 */
 *pxPreviousWakeTime = xTimeToWake;

 /* 根据标记，做相应的溢出处理 */
 if( xShouldDelay != pdFALSE )
 {
 /* 用于调试，不用理会 */
 traceTASK_DELAY_UNTIL( xTimeToWake );

 /* 将任务添加到阻塞态任务列表中 */
 prvAddCurrentTaskToDelayedList( xTimeToWake - xConstTickCount,
 pdFALSE );
 }
 else
 {
 mtCOVERAGE_TEST_MARKER();
 }
 }
 /* 恢复任务调度器运行，
 * 调用此函数会返回是否需要进行任务切换
 */
 xAlreadyYielded = xTaskResumeAll();

 /* 根据标志进行任务切换 */
 if( xAlreadyYielded == pdFALSE )
 {
 portYIELD_WITHIN_API();
 }
    else
 {
 mtCOVERAGE_TEST_MARKER();
 }

 return xShouldDelay;
}

从上面的代码可以看出，函数 xTaskDelayUntil()对任务进行延时的操作，是相对于任务上一次阻塞超时的时间，而不是相对于系统当前的时钟节拍计数器的值，因此，函数能够更准确地以一定的频率进行任务延时，更加适用于需要按照一定频率运行的任务。

函数 xTaskAbortDelay()

函数 xTaskAbortDelay()用于终止处于阻塞态任务的阻塞，此函数在 task.c 文件中有定于，具体的代码如下所示：

BaseType_t xTaskAbortDelay( TaskHandle_t xTask )
{
 TCB_t * pxTCB = xTask;
 BaseType_t xReturn;

 configASSERT( pxTCB );

 /* 挂起任务调度器 */
 vTaskSuspendAll();
 {
 /* 被中断阻塞时的任务一定处于阻塞状态 */
 if( eTaskGetState( xTask ) == eBlocked )
 {
 xReturn = pdPASS;

 /* 将任务从所在任务列表（阻塞态任务列表）中移除 */
 ( void ) uxListRemove( &( pxTCB->xStateListItem ) );

 /* 进入临界区 */
 taskENTER_CRITICAL();
 {
 /* 阻塞任务因为等待时间而被阻塞
 * 因为要中断任务阻塞，
 * 因此将任务从所在事件列表中移除
 */
 if( listLIST_ITEM_CONTAINER( &( pxTCB->xEventListItem ) ) !=
 NULL )
 {
 /* 将任务从所在事件列表中移除 */
     ( void ) uxListRemove( &( pxTCB->xEventListItem ) );

 /* 标记任务阻塞被中断 */
 pxTCB->ucDelayAborted = pdTRUE;
 }
 else
 {
 mtCOVERAGE_TEST_MARKER();
 }
 }
 /* 退出临界区 */
 taskEXIT_CRITICAL();

 /* 将任务添加到就绪态任务列表中 */
 prvAddTaskToReadyList( pxTCB );

 /* 此宏用于启用抢占式调度 */
#if ( configUSE_PREEMPTION == 1 )
{
 /* 如果启用了抢占式调度，
 * 就需要判断刚添加到就绪态任务列表中的任务
 * 是否为系统中优先级最高的就绪态任务，
 * 如果是，就绪要进行任务切换
 */
 if( pxTCB->uxPriority > pxCurrentTCB->uxPriority )
 {
 /* 标记需要进行任务切换 */
 xYieldPending = pdTRUE;
 }
 else
 {
 mtCOVERAGE_TEST_MARKER();
 }
}
#endif
 }
 else
 {
 /* 待取消阻塞的任务不处于阻塞态
 * 返回错误
 */
 xReturn = pdFAIL;
 }
     }
 /* 恢复任务调度器 */
 ( void ) xTaskResumeAll();

 return xReturn;
}

注意事项

函数 xTaskAbortDelay()会将阻塞任务从阻塞态任务列表中移除，并将任务添加到就绪态任务列表中。
因为有任务添加到就绪态任务列表中，因此需要的启用抢占式调度的情况下，判断刚添加就绪态任务列表中的任务是否为系统中优先级最高的任务，如果是的话，就需要进行任务切换，这就是抢占式调度的抢占机制。
任务被阻塞可能不仅仅因为是被延时，还有可能是在等待某个事件的发生，如果任务是因为等待事件而被阻塞，那么中断阻塞的时候，需要将任务从所在事件列表中移除。

任务延时函数

任务延时函数

函数 vTaskDelay()

注意事项

函数 vTaskDelayUntil()

函数 xTaskAbortDelay()

注意事项

其他任务相关API

信号量

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