freertos任务调度器

### FreeRTOS 任务调度器工作原理

#### 1. 调度机制概述
FreeRTOS 的任务调度基于优先级抢占式调度算法。这意味着高优先级的任务总是能够打断低优先级任务获得 CPU 控制权[^1]。

#### 2. 时间片轮转与滴答中断
为了支持相同优先级下的多任务轮流执行，系统依赖于周期性的滴答定时器(TICK) 中断。每次发生此中断时，都会触发一次新的调度决策过程，检查是否有更高优先级的任务就绪并准备运行[^4]。

#### 3. 初始任务的选择
当首次启动调度器之前，如果存在多个同等级别的任务，则最后被创建的那个将成为首个被执行者；而在不同级别间比较时则遵循上述提到的优先级原则选取最合适的候选对象作为起始点[^5]。

#### 4. 上下文切换机制
上下文切换通过 PendSV 异常处理程序完成。每当需要改变当前正在运行的任务时——无论是因为时间片到期还是由于更紧急的新事件到来——都将设置 PendSV 待处理位以请求操作系统保存现有状态并将控制转移给下一个合适的目标进程[^3]。

#define taskYIELD() portYIELD()
#define portYIELD() \
{ \
    /* 设置PendSV标志位*/\
    portNVIC_INT_CTRL_REG = portNVIC_PENDSVSET_BIT;\
    __dsb(portSY_FULL_READ_WRITE);\
    __isb(portSY_FULL_READ_WRITE);\
}

这段宏定义展示了如何利用硬件特性来高效地发起一次上下文切换操作，确保即使是在临界区也能安全地进行任务间的转换。

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### 配置与使用教程

要启用 FreeRTOS 并配置其基本功能，通常涉及以下几个方面：

- **初始化**：在应用程序入口处调用 `vTaskStartScheduler()` 来启动调度服务。

- **创建任务**：使用 `xTaskCreate` 函数指定新线程的具体参数如名称、堆栈大小以及初始代码位置等信息。

- **管理资源**：借助信号量(semaphore)，互斥锁(mutex)，队列(queue)等功能组件协调各独立单元之间的交互行为。

- **调整策略**：根据实际需求修改默认的最大允许嵌套层数(`configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY`)等相关编译选项以优化性能表现。

对于初学者来说，建议先熟悉官方文档所提供的简单实例项目，在此基础上逐步深入探索更多高级特性和应用场景[^2]。