FreeRTOS 初步认识Word格式.docx
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枚举变量以
e
其他类型（如结构体）以
x
指针有一个额外的前缀
p,
例如short类型的指针前缀为
ps
无符号类型的变量有一个额外的前缀
u,
例如无符号short类型的变量前缀为
us
函数
文件内部函数以prv为前缀
API函数以其返回值类型为前缀，按照前面对变量的定义
函数的名字以其所在的文件名开头。
如vTaskDelete函数在Task.c文件中定义
数据类型
数据类型并不直接在RTOS内核内部引用。
相反，每个平台都有其自身的定义方式。
例如，char类型定义为portCHAR，short类型定义为portSHORT等。
范例程序源代码使用的就是这种符号，但这并不是必须的，你可以在你的程序中使用任何你喜欢的符号。
此外，有两种额外的类型要为每种平台定义。
分别是：
portTickType
可配置为16位的无符号类型或32位的无符号类型。
参考API文档中的定制部分获取详细信息。
portBASE_TYPE
为特定体系定义的最有效率的数据类型。
如果portBASE_TYPE定义为char则必须要特别小心的保证用来作为函数返回值的signedchar可以为负数，用于指示错误。
2.FreeRTOS内核支持优先级调度算法，每个任务可根据重要程度的不同被赋予一定的优先级，CPU总是让处于就绪态的、优先级最高的任务先运行。
FreeRT0S内核同时支持轮换调度算法，系统允许不同的任务使用相同的优先级，在没有更高优先级任务就绪的情况下，同一优先级的任务共享CPU的使用时间。
3.freertos既可以配置为可抢占内核也可以配置为不可抢占内核。
当FreeRTOS被设置为可剥夺型内核时，处于就绪态的高优先级任务能剥夺低优先级任务的CPU使用权，这样可保证系统满足实时性的要求；
当FreeRTOS被设置为不可剥夺型内核时，处于就绪态的高优先级任务只有等当前运行任务主动释放CPU的使用权后才能获得运行，这样可提高CPU的运行效率。
4.任务管理
系统为每个任务分配一个TCB结构
typedefstructtskTaskControlBlock
{
volatileportSTACK_TYPE*pxTopOfStack;
//指向堆栈顶
xListItemxGenericListItem;
//通过它将任务连入就绪链表或者延时链表或者挂起链表中，
xListItem包含其TCB指针
xListItemxEventListItem;
//通过它把任务连入事件等待链表
unsignedportBASE_TYPEuxPriority;
//优先级
portSTACK_TYPE*pxStack;
//指向堆栈起始位置
signedportCHARpcTaskName[configMAX_TASK_NAME_LEN];
。
省略一些次要结构
}tskTCB;
系统的全局变量：
staticxListpxReadyTasksLists[configMAX_PRIORITIES];
就绪队列
staticxListxDelayedTaskList1;
staticxListxDelayedTaskList2;
两个延时任务队列
staticxList*volatilepxDelayedTaskList;
staticxList*volatilepxOverflowDelayedTaskList;
两个延时队列的指针，应该是可互换的。
staticxListxPendingReadyList;
staticvolatilexListxTasksWaitingTermination;
等待结束队列
staticvolatileunsignedportBASE_TYPEuxTasksDeleted=（unsignedportBASE_TYPE）0;
结束队列中的个数？
？
staticxListxSuspendedTaskList;
挂起队列
staticvolatileunsignedportBASE_TYPEuxCurrentNumberOfTasks；
记录了当前系统任务的数目
staticvolatileportTickTypexTickCount;
是自启动以来系统运行的ticks数
staticunsignedportBASE_TYPEuxTopUsedPriority；
记录当前系统中被使用的最高优先级，
staticvolatileunsignedportBASE_TYPEuxTopReadyPriority；
记录当前系统中处于就绪状态的最高优先级。
staticvolatilesignedportBASE_TYPExSchedulerRunning;
表示当前调度器是否在运行，也即内核是否启动了
任务建立和删除，挂起和唤醒
5.时间管理
操作系统总是需要个时钟节拍的，这个需要硬件支持。
freertos同样需要一个timetick产生器，通常是用处理器的硬件定时器来实现这个功能。
（时间片轮转调度中和延时时间控制？
）
它周期性的产生定时中断，所谓的时钟节拍管理的核心就是这个定时中断的服务程序。
freertos的时钟节拍isr中除去保存现场，灰度现场这些事情外，核心的工作就是调用vTaskIncrementTick（）函数。
vTaskIncrementTick（）函数主要做两件事情：
维护系统时间（以tick为单位，多少个节拍）；
处理那些延时的任务，如果延时到期，则唤醒任务。
任务可用的延时函数：
vTaskDelay（）;
vTaskDelayUntil（）;
特别之处在于vTaskDelayUntil（）是一个周期性任务可以利用它可以保证一个固定的（确定的）常数执行频率，而vTaskDelay（）无法保证。
6.任务间的通信（详见“FreeRTOS任务间通讯”）
1）当然可以用全局变量的形式通信，但是不安全。
2）队列（xQueueHandle）是FreeRTOS中通信所需的主要数据结构。
3）信号量（xSemaphoreHandle）,有二进制信号量，计数信号量和互斥信号量，其都是以队列为基础结构建立。
二进制信号量可以用于中断和任务间的同步。
也就是说希望任务随外部中断而执行。
即外设给出“数据已就绪”信号，系统中断，任务收到此中断信号接收数据。
互斥一般用于都共享资源或数据结构的保护。
因为任务调度不能保证数据不被破坏。
当一个任务需要访问资源，它必须先获得
（'
take'
）
令牌；
当访问结束后，它必须释放令牌
-允许其他任务能够访问这个资源。
（对此还有待进一步实验研究）。
7.系统配置
freeRTOS
配置在：
FREERTOS_CONFIG.H
里面，条目如下：
/*
是否配置成抢先先多任务内核，是1的时候，优先级高的任务优先执行。
为0任务就没有优先级之说，用时间片轮流执行
*/
#defineconfigUSE_PREEMPTION1
/*IDLE任务的HOOK函数，用于OS功能扩展，需要你自己编相应函数，名字是voidvApplicationIdleHook（void）*/
#defineconfigUSE_IDLE_HOOK0
/*SYSTEMTICK的HOOK函数，用于OS功能扩展，需要你自己编相应函数，名字是
voidvApplicationTickHook（void）*/
#defineconfigUSE_TICK_HOOK0
系统CPU频率，单位是Hz*/
#defineconfigCPU_CLOCK_HZ58982400
系统SYSTEMTICK每秒钟的发生次数，数值越大系统反应越快，但是CPU用在任务切换的开销就越多
#defineconfigTICK_RATE_HZ250
系统任务优先级数。
5
说明任务有5级优先度。
这个数目越大耗费RAM越多
#defineconfigMAX_PRIORITIES5
系统最小堆栈尺寸，注意128不是128字节，而是128个入栈。
比如ARM32位，128个入栈就是512字节
#defineconfigMINIMAL_STACK_SIZE128
系统可用内存。
一般设成除了操作系统和你的程序所用RAM外的最大RAM。
比如20KRAM你用了2K，系统用了3K，剩下15就是最大HEAP
尺寸。
你可以先设小然后看编译结果往大里加*/
#defineconfigTOTAL_HEAP_SIZE10240
任务的PC名字最大长度，因为函数名编译完了就不见了，所以追踪时不知道哪个名字。
16表示16个char*/
#defineconfigMAX_TASK_NAME_LEN16
是否设定成追踪，由PC端TraceCon.exe记录，也可以转到系统显示屏上
#defineconfigUSE_TRACE_FACILITY0
就是SYSTEMTICK的长度，16是16位，如果是16位以下CPU，一般选1；
如果是32位系统，一般选0*/
#defineconfigUSE_16_BIT_TICKS0
简单理解以下就是和IDLETASK同样优先级的任务执行情况。
建议设成1，对系统影响不大
#defineconfigIDLE_SHOULD_YIELD1
是否用MUTEXES。
MUTEXES是任务间通讯的一种方式，特别是用于任务共享资源的应用，比如打印机，任务A用的时候就排斥别的任务应用，用完了别的任务才可以应用
#defineconfigUSE_MUTEXES0
确定是否用递归式的MUTEXES*/
#defineconfigUSE_RECURSIVE_MUTEXES0
是否用计数式的SEMAPHORES，SEMAPHORES也是任务间通讯的一种方式
#defineconfigUSE_COUNTING_SEMAPHORES0
是否应用可切换式的API。
同一功能API有多个，有全功能但是需求资源和时间较多的，此项使能后就可以用较简单的API，节省资源和时间，但是应用限制较多
#defineconfigUSE_ALTERNATIVE_API0
此项用于DEBUG，来看是否有栈溢出，需要你自己编相应检查函数voidvApplicationStackOverflowHook（xTaskHandle*pxTask,signedportCHAR*pcTaskName）*/
#defineconfigCHECK_FOR_STACK_OVERFLOW0
用于DEBUG，登记SEMAPHORESQ和QUEUE的最大个数，需要在任务用应用函数vQueueAddToRegistry（）和vQueueUnregisterQueue（）*/
#defineconfigQUEUE_REGISTRY_SIZE10
设定可以改变任务优先度
#defineINCLUDE_vTaskPrioritySet1
设定可以查询任务优先度
#defineINCLUDE_uxTaskPriorityGet1
设定可以删除任务
#defineINCLUDE_vTaskDelete1
据说是可以回收删除任务后的资源（RAM等）*/
#defineINCLUDE_vTaskCleanUpResources0
设置可以把任务挂起
#defineINCLUDE_vTaskSuspend1
设置可以从中断恢复（比如系统睡眠，由中断唤醒
#defineINCLUDE_vResumeFromISR1
设置任务延迟的绝对时间，比如现在4：
30，延迟到5：
00。
时间都是绝对时间
#defineINCLUDE_vTaskDelayUntil1
设置任务延时，比如延迟30分钟，相对的时间，现在什么时间，不需要知道
#defineINCLUDE_vTaskDelay1
设置取得当前任务分配器的状态
#defineINCLUDE_xTaskGetSchedulerState1
设置当前任务是由哪个任务开启的
#defineINCLUDE_xTaskGetCurrentTaskHandle1
是否使能这一函数，还数的目的是返回任务执行后任务堆栈的最小未用数量，同样是为防止堆栈溢出
#defineINCLUDE_uxTaskGetStackHighWaterMark0
是用用协程。
协程公用堆栈，节省RAM，但是没有任务优先级高，也无法和任务通讯
#defineconfigUSE_CO_ROUTINES0
所有协程的最大优先级数，协程优先级永远低于任务。
就是系统先执行任务，所有任务执行完了才执行协程。
#defineconfigMAX_CO_ROUTINE_PRIORITIES1
系统内核的中断优先级，中断优先级越低，越不会影响其他中断。
一般设成最低
#defineconfigKERNEL_INTERRUPT_PRIORITY[dependentofprocessor]
系统SVC中断优先级，这两项都在在M3和PIC32上应用
#defineconfigMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY[dependentonprocessorandapplication]
#endif/*FREERTOS_CONFIG_H*/
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