FreeRTOS资源
Homepage：https://www.freertos.org/
Github：https://github.com/FreeRTOS/FreeRTOS
Git：git clone [email protected]:FreeRTOS/FreeRTOS.git --recurse-submodules
FreeRTOS示例
在FreeRTOS中，多个用户任务可以包装成Task，并行运行。一个典型的FreeRTOS程序如下例：
int main(void)
{
/* Board initialization */
BSP_Init();
/* Create FreeRTOS Task1 */
xTaskCreate((TaskFunction_t)Task1, /* Task entry function */
(const char* )"Task1", /* Task name */
(uint16_t )512, /* Task stack size */
(void* )NULL, /* Task entry parameter */
(UBaseType_t )1, /* Task priority */
(TaskHandle_t* )&onTaskCreated); /* Task created event handler */
/* Create FreeRTOS Task2 */
xTaskCreate((TaskFunction_t)Task2, /* Task entry function */
(const char* )"Task2", /* Task name */
(uint16_t )512, /* Task stack size */
(void* )NULL, /* Task entry parameter */
(UBaseType_t )2, /* Task priority */
(TaskHandle_t* )&onTaskCreated); /* Task created event handler */
/* FreeRTOS main loop */
vTaskStartScheduler();
/* Untouched code normally */
while(1);
}
Task的实质是一段循环运行的函数代码。比如下例的两个Task实现了不同闪动频率的两个LED灯。
void Task1(void *pvParameters)
{
for(;;)
{
LED0(ON);
vTaskDelay(300);
LED0(OFF);
vTaskDelay(300);
}
}
void Task2(void *pvParameters)
{
for(;;)
{
LED0(ON);
vTaskDelay(500);
LED0(OFF);
vTaskDelay(500);
}
}
FreeRTOS的核心目标
FreeRTOS的目标就是将多个这样的函数代码，采用一定的方式拆解成更小的片段，分时穿插运行，造成并行运行的假象。如下图所示：
+----------+----------+----------+----------+
Task 1: | Slice 1A | Slice 1B | Slice 1C | Slice 1D |
+----------+----------+----------+----------+
+----------+----------+----------+
Task 2: | Slice 2A | Slice 2B | Slice 2C |
+----------+----------+----------+
+----++----++----++----++----++----++----++----++----++----+
Runtime*: | 1A || 2A || 1B || 1C || 2B || 1D || 1A || 2C || 2A || 1B | ...
+----++----++----++----++----++----++----++----++----++----+
*: runtime中的顺序只是某一种可能性
为实现这样的目标，FreeRTOS需要解决下面的这些问题：
- 如何将一个完整的任务函数分拆成若干个代码段？
- 如何保持任务切换前后能正确运行？
- 如何调度代码段？
以上分析同样适用于其他的RTOS。这些问题实际上在桌面操作系统中已经有答案。RTOS实际上是对完整操作系统进行了不同程度的精简，以满足嵌入式系统有限的系统资源。不同的RTOS实质上大同小异，只在实现细节上有一些细微差别，特别是API的封装方式和代码工具包的支持上各有千秋。
内存管理
操作系统的另一个核心任务是进行内存管理。特别是桌面操作系统要保证多任务的安全性，会用虚拟内存区隔不同的任务空间。但嵌入式系统很少提供内存管理模块，嵌入式操作系统通常也并不会管理虚拟内存。
FreeRTOS也是如此，所有的Task都运行在同一个地址空间下，更像是线程，不是进程。
在内存管理方面，FreeRTOS只提供了一些Heap模块，方便用户动态申请内存。