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ref: 野火 《FreeRTOS 内核实现与应用开发实战—基于STM32》
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FreeRTOS
FreeRTOS文件夹\FreeRTOSv202112.00\FreeRTOS\Source的文件拷贝进去portable中删剩下Keil, MemMang, RVDS|--FreeRTOS_CORE
|--croutine.c
|--event_groups.c
|--list.c
|--queue.c
|--tasks.c
|--timers.c
|--FreeRTOS_PORTABLE
|--port.c
|--heap_4.c
\FreeRTOS\include和\FreeRTOS\portable\RVDS\ARM_CM3\FreeRTOSv202112.00\FreeRTOS\Demo\CORTEX_STM32F103_Keil中找到文件FreeRTOSConfig.h,拷贝到工程目录的\FreeRTOS\include中见portmacro.h
FreeRTOSConfig.h: configUSE_16_BIT_TICKS=1 为16位FreeRTOSConfig.h: configUSE_16_BIT_TICKS=01 为32位前缀:类型
前缀:哪个头文件定义
通过节点将离散的数据链接到一起,组成一个表,常规操作:插入&删除, 通常人为规定一个根节点(生产者),还有个节点计数器.
含有n个节点,前一节点有一个箭头指向后一节点,首尾相连. 节点是自定义类型的数据结构,本身含一个结点指针, 指向后一节点, 还携带一些私有信息(单个数据,数组,指针,结构体等).
通常在节点中只包含一个用于指向下一个节点的指针,通过链表存储的数据内嵌一个节点
两个节点指针,分别指向前后两个节点
链表&数组
链表节点数据结构定义
struct xLIST_ITEM
{
TickType_t xItemValue; // 辅助值:帮节点做顺序排列
struct xLIST_ITEM * pxNext; // 指向链表下一个节点
struct xLIST_ITEM * pxPrevious; // 指向链表前一个节点
void * pvOwner; // 指向拥有该节点的内核对象(TCB)
void * pvContainer; // 指向该节点所在链表
};
typedef struct xLIST_ITEM ListItem_t; // 节点数据类型重定义
TaskHandle_t Task1_Handle; // 任务句柄
#define TASK1_STACK_SIZE 128 // 任务栈大小
StackType_t Task1Stack[TASK1_STACK_SIZE]; // 任务栈
TCB_t Task1TCB; // 任务控制块
Task1_Handle = xTaskCreateStatic( (TaskFunction_t)Task1_Entry, /* 任务入口 */
(char *)"Task1", /* 任务名称，字符串形式 */
(uint32_t)TASK1_STACK_SIZE , /* 任务栈大小，单位为字 */
(void *) NULL, /* 任务形参 */
(UBaseType_t) 2, /* 任务优先级，数值越大，优先级越高 */
(StackType_t *)Task1Stack, /* 任务栈起始地址 */
(TCB_t *)&Task1TCB );
FreeRTOSConfig.h决定SysTick的中断周期
#define configCPU_CLOCK_HZ ( ( unsigned long ) 25000000 )
#define configTICK_RATE_HZ ( ( TickType_t ) 1000 )
vTaskDelay( 1 );
pxReadyTasksLists[configMAX_PRIORITIES]数组存储就绪任务的TCB(的xStateListItem节点), 数组下标越小, 任务优先级越低pxCurrenTCB: 全局TCB指针, 任务切换时指向优先级最高的就绪任务TCBtaskSELECT_HIGHEST_PRIORITY_TASKtaskSELECT_HIGHEST_PRIORITY_TASK() // 寻找优先级最高的就绪任务 (更新`uxTopReadyPriority`和`pxCurrentTCB`的值)
taskRESET_READY_PRIORITY( uxPriority ) // 将变量uxTopReadyPriority某个位清0
// 实现任务延时列表后, 任务非就绪时, 清零uxTopReadyPriority对应位, 将任务从就绪列表删除
xNextTaskUnblockTimexNextTaskUnblockTime = 时基计数器值xTickCount + 任务延时xTickToDelay
比较xTickCount xNextTaskUnblockTimeFreeRTOSConfig.h#include "stm32f10x.h" //
#include "bsp_usart.h" // 断言操作需要打印
#define xPortPendSVHandler PendSV_Handler // 中断服务函数配置相关
#define vPortSVCHandler SVC_Handler
stm32f10x_it.c//systick 中断服务函数
void SysTick_Handler(void)
{
#if (INCLUDE_xTaskGetSchedulerState == 1 )
if (xTaskGetSchedulerState() != taskSCHEDULER_NOT_STARTED) {
#endif /* INCLUDE_xTaskGetSchedulerState */
xPortSysTickHandler();
#if (INCLUDE_xTaskGetSchedulerState == 1 )
}
#endif /* INCLUDE_xTaskGetSchedulerState */
}
vTaskSuspend()将处于任何状态的任务挂起, 挂起后无cpu使用权, 不参与调度, 用vTaskResume()解除
vTaskSuspend()任务挂起函数vTaskResume()任务恢复函数xTaskResumeFromISR()恢复被挂起的任务(中断)vTaskSuspendAll()挂起调度器, 相当于挂起所有任务xTaskResumeAll()恢复调度器, 用多少次挂起要用多少次恢复vTaskDelete()任务删除函数vTaskDelay()相对任务延时函数, 不适用于周期性执行任务的场合vTaskDelayUntil()绝对延时函数, 实现固定频率定期执行任务xTicksToWait, 若队列空, 任务保持阻塞态以等待队列数据有效
xQueueCreate()创建消息队列 分配RAM:队列状态+存储区域vQueueDelete()消息队列删除函数xQueueSend()向队列尾部发送一个队列消息(不能被中断调用)xQueueSendFromISR()中断向队列尾部发消息xQueueSendToFront()向队列队首发一个消息xQueueSendToFrontFromISR()中断向队列队首发一个消息xQueueGenericSend()通用消息队列发送函数xQueueGenericSendFromISR()中断通用消息队列发送xQueueReceive()接收消息, 将消息从队列删除xQueueReceiveFromISR()中断接收消息, 将消息从队列删除, 无阻塞xQueuePeed()接收消息, 不删除消息xQueuePeedFromISR()中断接收消息, 不删除消息, 无阻塞xQueueGenericReceive()通用任务从队列读取消息
semphr.h 结构体与消息队列结构体一致uxMessagesWaiting有效信号量个数
uxLength队列长度
xSemaphoreCreateBinary()创建二值信号量(空), 要先释放才能获取xSemaphoreCreateCounting()创建计数信号量vSemaphoreDelete()删除一个信号量xSemaphoreTake()任务获取信号量xSemaphoreTakeFromISR()任务获取信号量xSemaphoreGive()任务释放信号量xSemaphoreGiveFromISR()中断释放信号量
xSemaphoreCreateMutex()创建互斥量prvInitialiseMutex()初始化互斥量xSemaphoreCreateRecursiveMutex()创建递归互斥量vSemaphoreDelete()删除互斥量xSemaphoreTake()获取互斥量xSemaphoreTakeRecursive()获取递归互斥量, 需先创建xSemaphoreGive()释放互斥量xSemaphoreGiveRecursive()释放递归互斥量EventBits_t类型变量(少量RAM保存事件组状态)
EventBits_t24位表示事件: 0:未发生 1:已发生 共24种事件类型xEventGroupCreate()创建事件vEventGroupDelete()删除事件xEventGroupSetBits()置位事件组, 阻塞于该位的任务被解锁xEventGroupSetBitsFromISR()中断置位事件组, 阻塞于该位的任务被解锁xEventGroupWaitBits()阻塞等待事件, 获取事件是否已经发生xEventGroupClearBits()清除事件组指定的位xEventGroupClearBitsFromISR()中断清除事件组指定的位
xTimerCreate()创建软件定时器xTimerStart()启动软件定时器xTimerStartFromISR()中断启动软件定时器xTimerStop()停止一个已启动的软件定时器xTimerStopFromISR()中断停止一个已启动的软件定时器xTimerDelete()删除软件定时器函数xTaskGenericNotify()发送任务通知函数vTaskNotifyGiveFromISR()中断发送任务通知函数xTaskNotify()直接向另一个任务发送一个事件xTaskNotifyFromISR()中断直接向另一个任务发送一个事件ulTaskNotifyTake()获取任务通知, 配合Give()xTaskNotifyWait()等待通知heap_1.cheap_2.cheap_4.c内存堆为一个大数组ucHeap[configTOTAL_HEAP_SIZE]heap_3.c封装了c标准库的malloc(), free(), 可安全地在嵌入式系统执行heap_5.c允许用户使用多个非连续内存堆空间, 每个堆起始地址,大小由用户定义heap_1.c
pvPortMalloc()申请一块用户指定大小的内存空间, 系统管理的空间满足需求则成功heap_2.c
malloc()pvPortMalloc()最佳匹配算法管理内存, 先从内存块空闲链表头开始遍历, 查找符合用户申请大小的内存块, 申请成功后判断当前内存是否剩余, 完善该内存块信息, 插入内存块空闲链表
vPortFree()传入要释放的内存地址, 自动索引到对应链表节点, 取出信息, 插入空闲内存块链表
heap_3.c
malloc()功能和free()函数, 有保护功能heap_4.c
malloc()heap_5.c
vPortDefineHeapRegions()实现系统管理的内存初始化
vTaskGetRunTimeStats()获取任务相关信息vTaskList()获取CPU使用率信息