FreeRTOS初体验

1.写在前面

  实时系统（RTOS）种类五花八门，除了老牌RTOS如UCOS、vxWorks、FreeRTOS，及国内的RT-Thread、阿里AliOS、华为LiteOS等；也涌现出新兴的RTOS，或者GitHub上不缺乏开源爱好者编写的实时内核。对于RTOS的选择也是比较纠结，特别是对于未接触过操作系统的学习者。但一般情况下，如果进入公司，公司都会选择比较成熟稳定的RTOS，或者基于历史原因的还依然使用老牌RTOS。鄙人本着“支持国产”原则，一直使用的是RT-Thread实时系统，并且该RTOS确实是发展越来越好，提供的组件越来越丰富。最近基于公司考虑，后期很有可能使用上FreeRTOS。在此之前，对于FreeRTOS也只是停留了解、查阅源码阶段，所以，开始尝鲜FreeRTOS并使用。

  RT-Thread确实是一个很好的“启蒙RTOS”，所以对于FreeRTOS的使用，就是依葫芦画瓢了，使用起来除了函数命名风格不一样，大部分“套路”都是一样的。

2.FreeRTOS介绍

  FreeRTOS是一个迷你的实时操作系统内核。其最大的特点就是“小”，占用资源小，支持8位、16位、32位MCU平台。“麻雀虽小五脏俱全”，FreeRTOS提供了操作系统基本的功能和组件，包括：任务管理、时间管理、信号量、消息队列、内存管理、记录功能、软件定时器、协程等。此外，FreeRTOS还有一个最大的优势就是如其名，就是免费，在产品上使用也不需担心付费问题。

3.源码获取

3.1 获取源码

  FreeRTOS源代码开源公开，可以在官网获取。官方网站：https://www.freertos.org/

3.2 源码目录结构

  下载的源码是打包成一个可行文件（.exe），比较新颖，节约空间。执行成功后生成源码文件夹，其中有两个源码目录文件。

—FreeRTOS               包含FreeRTOS实时内核源文件和演示例程
—FreeRTOS-Plus          包含FreeRTOS+组件和演示例程

  FreeRTOS目录下是我们关注的，其中的“Demo”目录包含了各类MCU平台的演示例程。作者已经移植好了常用MCU平台，省去了底层移植（汇编、启动文件等底层），降低了使用难度；而且还支持不同编译器，如Keil、IAR等。

  FreeRTOS
      |- Demo     包含演示例程工程
      |- Source   包含实时内核源文件

3.3 选择例程

  STM32最常用的了，毅然选择STM32+Keil的Demo工程。

4.实现一个基本任务

4.1 任务回调函数
  嵌入式中的“hello word！非”流水灯”莫属。那么就用FreeRTOS实现一个“流水灯”任务。演示例程中，创建了两个任务，分别是“Check”和“LCD”，现创建一个“LED”任务执行函数（任务回调函数）。LED控制IO初始化和IO翻转不多赘述，任务函数体实现如下。

static void led_ctrl_task( void *pvParameters )
{/*流水灯*/
    for( ;; )
	{
		led_ctrl(3,1);
		led_ctrl(1,0);
		vTaskDelay(mainCHECK_DELAY);	/*500ms延时（释放CPU资源）*/
		led_ctrl(1,1);
		led_ctrl(2,0);
		vTaskDelay(mainCHECK_DELAY);
		led_ctrl(2,1);
		led_ctrl(3,0);
		vTaskDelay(mainCHECK_DELAY);
	}
}

4.2 创建线程（任务）
  创建任务，调用“xTaskCreate”函数。关于任务创建函数，一类RTOS或者通用操作系统的思维都是类似的，不外乎就几个入口参数。诸如：

— 线程回调函数，如上述LED任务
— 线程名称，如“LED”
— 线程堆栈大小，根据线程资源设置
— 线程用户参数，如无可设置为NULL
— 线程优先级

  FreeRTOS创建一个LED流水灯任务。

xTaskCreate( led_ctrl_task, "LED", mainCHECK_TASK_STACK_SIZE, NULL, mainCHECK_TASK_PRIORITY, NULL );

至此，FreeRTOS实现一个基本的任务。


5.总结

[1].操作系统思维都是通用的，特别是使用技巧，选择一款经典的操作系统作为学习途径，再学习其他操作系统时，则是举一反三的过程。

[2].操作系统大部分时候充当工具载体，更多是应用编程思想、线程（任务）管理、资源分配、问题定位等。从事系统底层驱动开发的则另当别论。