空闲任务是 FreeRTOS 必不可少的一个任务，其他 RTOS 类系统也有空闲任务，比如 uC/OS。看名字就知道，空闲任务是处理器空闲的时候去运行的一个任务，当系统中没有其他就绪任务的时候空闲任务就会开始运行，空闲任务最重要的作用就是让处理器在无事可做的时候找点事做，防止处理器无聊，因此，空闲任务的优先级肯定是最低的。当然了，实际上肯定不会这么浪费宝贵的处理器资源， FreeRTOS 空闲任务中也会执行一些其他的处理。

  • 空闲任务详解
  • 空闲任务钩子函数详解

空闲任务简介

当 FreeRTOS 的调度器启动以后就会自动的创建一个空闲任务，这样就可以确保至少有一任务可以运行。但是这个空闲任务使用最低优先级，如果应用中有其他高优先级任务处于就绪态的话这个空闲任务就不会跟高优先级的任务抢占 CPU 资源。空闲任务还有另外一个重要的职责，如果某个任务要调用函数 vTaskDelete()删除自身，那么这个任务的任务控制块 TCB 和任务堆栈等这些由 FreeRTOS 系统自动分配的内存需要在空闲任务中释放掉，如果删除的是别的任务那么相应的内存就会被直接释放掉，不需要在空闲任务中释放。因此，一定要给空闲任务执行的机会！除此以外空闲任务就没有什么特别重要的功能了，所以可以根据实际情况减少空闲任务使用 CPU 的时间(比如，当 CPU 运行空闲任务的时候使处理器进入低功耗模式)。

用户可以创建与空闲任务优先级相同的应用任务，当宏 configIDLE_SHOULD_YIELD 为 1的话应用任务就可以使用空闲任务的时间片，也就是说空闲任务会让出时间片给同优先级的应用任务，这种机制要求FreeRTOS 使用抢占式内核。

空闲任务的创建

当调用函数 vTaskStartScheduler()启动任务调度器的时候此函数就会自动创建空闲任务

空闲任务函数

空闲任务的任务函数为 prvIdleTask()，但是实际上是找不到这个函数的，因为它是通过宏定义来实现的，在文件 portmacro.h 中有如下宏定义：

1
#define portTASK_FUNCTION( vFunction, pvParameters ) void vFunction( void *pvParameters )

空闲任务钩子函数详解

###钩子函数

FreeRTOS 中有多个钩子函数，钩子函数类似回调函数，当某个功能(函数)执行的时候就会调用钩子函数，至于钩子函数的具体内容那就由用户来编写。如果不需要使用钩子函数的话就什么也不用管，钩子函数是一个可选功能，可以通过宏定义来选择使用哪个钩子函数。

函数 描述
configUSE_IDLE_HOOK 空闲任务钩子函数，空闲任务会调用此钩子函数。
configUSE_TICK_HOOK 时间片钩子函数， xTaskIncrementTick()会调用此钩子函数。此钩子函数最终会被节拍中断服务函数用，对于 STM32 来说就是滴答定时器中断服务函数。
configUSE_MALLOC_FAILED_HOOK 内存申请失败钩子函数，当使用函数
pvPortMalloc()申请内存失败的时候就会调用此钩子函数。
configUSE_DAEMON_TASK_STARTUP_HOOK 守护(Daemon)任务启动钩子函数，守护任务也就是定时器服务任务.

钩子函数的使用方法基本相同，用户使能相应的钩子函数，然后自行根据实际需求编写钩子函数的内容，

空闲任务钩子函数

在每个空闲任务运行周期都会调用空闲任务钩子函数，如果想在空闲任务优先级下处理某个任务有两种选择：

  • 在空闲任务钩子函数中处理任务。
    不管什么时候都要保证系统中至少有一个任务可以运行，因此绝对不能在空闲任务钩子函数中调用任何可以阻塞空闲任务的 API 函数，比如 vTaskDelay()，或者其他带有阻塞时间的信号量或队列操作函数。

  • 创建一个与空闲任务优先级相同的任务。
    创建一个任务是最好的解决方法，但是这种方法会消耗更多的 RAM。

要使用空闲任务钩子函数首先要在 FreeRTOSConfig.h 中将宏 configUSE_IDLE_HOOK 改为 1，然后编写空闲任务钩子函数 vApplicationIdleHook()。通常在空闲任务钩子函数中将处理器设置为低功耗模式来节省电能，为了与 FreeRTOS 自带的 Tickless 模式做区分，这里我暂且将这种低功耗的实现方法称之为通用低功耗模式(因为几乎所有的 RTOS 系统都可以使用这种方法实现低功耗)。