在 FreeRTOS 中，守護任務（Daemon Task）是一個特殊的系統任務，主要用于管理軟件定時器和其他后臺操作。以下是關于 FreeRTOS 守護任務的詳細信息：

守護任務的作用

1. 軟件定時器管理：

   • 當啟用 configUSE_TIMERS 時，FreeRTOS 會創建一個守護任務（默認名稱為 prvTimerTask），用于管理所有軟件定時器的生命周期和事件調度。
   • 守護任務會檢查定時器列表，找出即將到期的定時器，并調用其回調函數。
   • 定時器的回調函數在守護任務的上下文中執行，而不是在中斷上下文中，這有助于避免中斷服務例程（ISR）中的復雜邏輯。

2. 中斷延遲處理：

   • 守護任務可以處理從 ISR 中發送的延遲函數調用請求。例如，xTimerPendFunctionCallFromISR() 允許在 ISR 中將函數調用委托給守護任務，從而避免在 ISR 中執行復雜邏輯或調用非中斷安全的 API。

3. 資源管理：

   • 守護任務還協助處理動態內存分配錯誤（如調用 vApplicationMallocFailedHook）和任務棧溢出檢測（觸發 vApplicationStackOverflowHook）。

守護任務的配置

• 啟用定時器守護任務：
  • 在 FreeRTOSConfig.h 中設置 configUSE_TIMERS 為 1。
  • 定義守護任務的優先級（configTIMER_TASK_PRIORITY）、棧深度（configTIMER_TASK_STACK_DEPTH）和命令隊列長度（configTIMER_QUEUE_LENGTH）。

守護任務的工作流程

1. 維護定時器隊列：守護任務維護一個按觸發時間排序的定時器隊列。
2. 檢查定時器到期：守護任務定期檢查隊列中下一個定時器是否到期，并調用其回調函數。
3. 處理命令：守護任務處理來自其他任務或 ISR 的命令，如啟動、停止或重置定時器。

示例代碼

以下是一個簡單的示例，展示如何使用軟件定時器和守護任務：

#include "FreeRTOS.h"
#include "timers.h"// 定時器回調函數
void vTimerCallback(TimerHandle_t xTimer) {// 定時器到期時執行的代碼printf("Timer expired\n");
}int main(void) {// 創建定時器TimerHandle_t xTimer = xTimerCreate("MyTimer",               // 定時器名稱pdMS_TO_TICKS(1000),     // 周期（1秒）pdTRUE,                  // 自動重載（周期性）NULL,                    // 用戶參數vTimerCallback           // 回調函數);// 啟動定時器xTimerStart(xTimer, 0);// 啟動調度器vTaskStartScheduler();// 如果調度器啟動成功，不會執行到這里for (;;);
}

在這個示例中，vTimerCallback 是定時器到期時調用的回調函數，它在守護任務的上下文中執行。

注意事項

• 守護任務優先級：守護任務的優先級應適當設置，以確保及時處理定時器事件，但又不會影響高優先級任務的執行。
• 回調函數執行時間：定時器回調函數應盡可能短，避免長時間阻塞守護任務。

通過合理配置和使用守護任務，FreeRTOS 能夠有效地管理軟件定時器和其他后臺操作，提高系統的實時性和可靠性。