Mã nguồn ví dụ#

git clone https://github.com/esp8266vn/esp-rtos-basic-task.git

Makefile#

Cấu trúc của Makefile trong ví dụ này cũng tương tự Makefile cho dự án phức tạp sử dụng NONOS-SDK. Tuy nhiên, để sử dụng cho RTOS SDK thì một số biến trong Makefile cần thay đổi như sau:

# Đường dẫn tới RTOS-SDK
SDK_BASE    ?= C:/Espressif/ESP8266_RTOS_SDK
...
# Thư viện sử dụng 
SDK_LIBS = gcc hal phy pp net80211 wpa crypto main freertos lwip minic smartconfig
...
# Thư mục đưa vào include
SDK_INC = extra_include include include/espressif include/json include/udhcp include/lwip include/lwip/lwip include/lwip/ipv4 include/lwip/ipv6
...
# Cờ khi biên dịch C
CFLAGS = -g -save-temps -std=gnu90 -Os -Wpointer-arith -Wundef -Werror \
         -Wl,-EL -fno-inline-functions -nostdlib -mlongcalls -mtext-section-literals \
         -mno-serialize-volatile -D__ets__ -DICACHE_FLASH -DBUID_TIME=\"$(DATETIME)\" 
...
# Comment-out dòng này:
# ifeq ("$(USE_OPENSDK)","yes")
# CFLAGS        += -DUSE_OPENSDK
# else
# CFLAGS        += -D_STDINT_H
# endif

Cấu trúc chương trình user_main.c#

Chương trình có nhiệm vụ tạo ra 2 task riêng biệt, một dùng để nháy LED có chu kỳ 200 ticks, task còn lại để in thông tin ra UART0 với chu kỳ 1000 ticks.

Muốn vậy, trước hết phải tạo ra 2 hàm con, tuân theo tiền khai báo kiểu TaskFunction_t có dạng void vTaskCode( void * pvParameters ) cho task LED và UART:

void task_led(void *pvParameters)
{
    for(;;){
        vTaskDelay(100);
        GPIO_OUTPUT_SET(LED_GPIO, led_state);
        led_state ^=1;
    }
}

void task_printf(void *pvParameters)
{
    for(;;){
        printf("task_printf\n");
        vTaskDelay(500);
    }
}

Trong hàm user_init() của ESP8266, sau khi khởi tạo các giá trị cần thiết cho UART và chân GPIO Ouput để nháy LED, sử dụng hàm xTaskCreate trong FreeRTOS để tạo task thực thi 2 hàm con này, cú pháp xTaskCreate:

BaseType_t xTaskCreate(    TaskFunction_t pvTaskCode,
                            const char * const pcName,
                            unsigned short usStackDepth,
                            void *pvParameters,
                            UBaseType_t uxPriority,
                            TaskHandle_t *pxCreatedTask
                          );

Trong đó:

• pvTaskCode: trỏ đến hàm con cần thực hiện khi tạo task
• pcName: chuỗi mô tả tên của task này
• usStackDepth: độ lớn của con trỏ ngăn xếp, chọn sao cho lớn hơn độ lớn của con trỏ ngăn xếp khi thực hiện hàm con, ví dụ như khi hàm con gọi càng nhiều hàm khác bên trong lồng nhau, khi đó độ lớn này càng tăng.
• pvParameters: trỏ đến tham số cần truyền vào hàm con khi task khởi tạo.
• uxPriority: mức độ ưu tiên của task.
• pxCreatedTask: trỏ đến biến kiểu TaskHandle_t, biến sẽ được gán sau khi gọi xTaskCreate thành công, xem như ID để phân biệt các task với nhau, và được sử dụng cho nhiều mục đích, ví dụ như xóa task (dùng hàm vTaskDelete( TaskHandle_t xTask )) Sử dụng xTaskCreate để tạo task LED và UART như sau:

xTaskCreate(task_led, "task_led", 256, NULL, 2, NULL);
xTaskCreate(task_printf, "task_printf", 256, NULL, 2, NULL);

Biên dịch và chạy chương trình#

make clean
make
make flash

Nâng cao một chút#

• In vài thông tin cơ bản về portTICK_RATE_MS và configMAX_PRIORITIES
• Ví dụ về vTaskDelete() cho task_printf

git checkout task_delete
make clean
make
make flash

Giới thiệu về tác vụ (task) trong FreeRTOS#

Các trạng thái (states) của task#

Có 4 trạng thái: Running, Ready, Blocked và Suspended

• Running: là trạng thái task đang được MCU thực thi thực sự, vì thế trong một thời điểm chỉ có duy nhất một task ở trạng thái running.
• Ready: là trạng thái task đã sẵn sàng để thực thi (không bị blocked hoặc suspended) nhưng đang không được MCU thực thi bởi vì MCU đang thực thi một task khác.
• Blocked: task đang bị blocked nếu nó đang đợi sự kiện (event) bên ngoài hoặc sự kiện thời gian. Ví dụ: khi task gọi hàm vTaskDelay() thì nó sẽ bị blocked cho đến khi hết thời gian delay (sự kiện thời gian). Hoặc task có thể bị blocked để đợi một hàng đợi (queue), semaphore, notification… nào đó. Thông thường, task bị blocked trong khoảng thòi gian quá hạn timeout cho trước, vì thế task sẽ luôn được unblocked (nếu có sự kiện bên ngoài) hoặc timeout nếu hết thời gian chờ.
• Suspended: Cũng giống như trạng thái blocked nhưng không có thời gian timeout, vì vậy chỉ có thể enter hoặc exit khỏi trạng thái suspended bởi hàm gọi từ bên ngoài tương ứng là vTaskSuspend() và xTaskResume()

Các mức ưu tiên (priorities) của task#

Mỗi task được tạo ra với mức ưu tiên được gán từ 0 đến giá trị (configMAX_PRIORITIES - 1), với configMAX_PRIORITIES là giá trị được định nghĩa trong FreeRTOSConfig.h (với bản RTOS-SDK v1.4 đang sử dụng, configMAX_PRIORITIES là 15)

Task đang ở trạng thái ready có ưu tiên cao hơn sẽ được chọn để thực thi (chuyển sang running) trong mỗi lần tick

Nếu các task có cùng mức ưu tiên? Trong trường hợp RTOS sẽ chia đều ra xử lý (do giá trị configUSE_TIME_SLICING đã được định nghĩa là 1 trong bản RTOS-SDK này)