上节我们简单了解了FreeRTOS相关理论现在我们开始正式的实操我们先介绍如何在CubeMX里面创建FreeRTOS工程1.、在 SYS 选项里将 Debug 设为 Serial Wire 并且将 Timebase Source 设为 TIM4 其它定时器也行。Timebase Source 为什么不能设置为 SysTick ? 裸机的时钟源默认是 SysTick但是开启 FreeRTOS 后FreeRTOS会占用 SysTick 用来生成1ms 定时用于任务调度所以需要为其他总线提供另外的时钟源。2、将RCC里的HSE设置为Crystal/Ceramic Resonator 晶振源3.、选择 FREERTOS 选项并将 Interface 改为 CMSIS_V2 。FreeRTOS 各配置选项卡的解释Events事件相关的创建Task and Queues 任务与队列的创建Timers and Semaphores 定时器和信号量的创建Mutexes 互斥量的创建FreeRTOS Heap Usage 用于查看堆使用情况Config parameters 内核参数设置用户根据自己的实际应用来裁剪定制FreeRTOS 内核Include parameters FreeRTOS 部分函数的使能User Constants 相关宏的定义可以自建一些常量在工程中使用Advanced settings高级设置接着我们就可以开始创建第一个多任务程序在上节我们了解到了任务其实就是在内存里分配一块堆然后在堆里面分配栈即创建任务任务通常都含有while1死循环在FreeRTOS里面任务的原型如下voidStartDefaultTask(void*argument){while1{//代码逻辑}}下面示例如何创建任务voidMyTask(void*argument){while(1){Led_Test();}}xTaskCreate(MyTask,MyFirstTask,128,NULL,osPriorityNormal,NULL);上面的我们从理论那节都已经有很清晰的了解了吧ARM架构从上图我们可以看到CPU在对内存进行一些程序操作那那些操作的变量保存在CPU哪里呢我们深入CPU内部看看可以看到CPU在对内存进行读写操作时会涉及到四条汇编指令就是我们的程序这些汇编指令保存在Flash上CPU从Flash得到指令然后去对内存执行可以看到CPU上有16个寄存器这些寄存器就是暂时保留对内存读写操作过程的值那这些寄存器只有暂存数据的作用吗往下看可以看到R13保存栈地址,R14,R15写入到要跳转的地址跳转后执行程序还有其它的作用而R14我们之前介绍过汇编指令下面是通过程序来了解汇编指令在程序的运行机器码就是就是对应的汇编指令如下图MOV 是指将右边值赋给左边注意这里PUSH是指将1rr1r0寄存器该栈的值内存写入到寄存器中CPU所以1r寄存器的值是返回地址。这里的LDRD是指从栈的sp开始的第4个字节和第8个字节的位置内存值分别写入到r0和r1寄存器中CPUFreeRTOS源码可以看到我们选择配置FreeRTOS并生成文件时会有上图中关于FreeRTOS的源代码这是入口函数其中MX_FREERTOS_Init函数里面就包含了我们在Task.c里面的任务函数数据类型内存管理这是堆相关的配置第一个是选择动态分配/静态分配第二个是配置堆的大小第三个是选择堆的配置文件这四种配置文件区别如下平时我们用到的配置文件都是4和5下面我来说说它们的区别如上图文件1只从内存中分配堆却不能释放也没有相关的头部来存储堆的信息文件2能从内存中分配堆和头部不过假设这块内存已经满了而且我把buf1和buf2都释放了然后我要重新分配一块120字节大小的堆会发现分配不了因为buf为100字节大小buf为50字节大小所以这120字节大小都分配不进去所以这就是文件2的缺点不能解决碎片问题即不能将这两块堆合并文件4就是在文件二的基础上解决了碎片问题文件5可以看到除了能在RAM剩余内存中可以分配堆在EXT_RAM中也能分配堆所以文件5就能管理这两块堆通过链表空闲链表头指向第一个堆再指向第二个堆我们需要告诉链表头有多少块离散的堆函数如下不过在程序中我们主要使用这两个函数就行了//分配一块内存void*pvPortMaalloc(size_txWantedSize)//释放一块内存voidvPortFree(void*pv)
上节我们简单了解了FreeRTOS相关理论现在我们开始正式的实操我们先介绍如何在CubeMX里面创建FreeRTOS工程1.、在 SYS 选项里将 Debug 设为 Serial Wire 并且将 Timebase Source 设为 TIM4 其它定时器也行。Timebase Source 为什么不能设置为 SysTick ? 裸机的时钟源默认是 SysTick但是开启 FreeRTOS 后FreeRTOS会占用 SysTick 用来生成1ms 定时用于任务调度所以需要为其他总线提供另外的时钟源。2、将RCC里的HSE设置为Crystal/Ceramic Resonator 晶振源3.、选择 FREERTOS 选项并将 Interface 改为 CMSIS_V2 。FreeRTOS 各配置选项卡的解释Events事件相关的创建Task and Queues 任务与队列的创建Timers and Semaphores 定时器和信号量的创建Mutexes 互斥量的创建FreeRTOS Heap Usage 用于查看堆使用情况Config parameters 内核参数设置用户根据自己的实际应用来裁剪定制FreeRTOS 内核Include parameters FreeRTOS 部分函数的使能User Constants 相关宏的定义可以自建一些常量在工程中使用Advanced settings高级设置接着我们就可以开始创建第一个多任务程序在上节我们了解到了任务其实就是在内存里分配一块堆然后在堆里面分配栈即创建任务任务通常都含有while1死循环在FreeRTOS里面任务的原型如下voidStartDefaultTask(void*argument){while1{//代码逻辑}}下面示例如何创建任务voidMyTask(void*argument){while(1){Led_Test();}}xTaskCreate(MyTask,MyFirstTask,128,NULL,osPriorityNormal,NULL);上面的我们从理论那节都已经有很清晰的了解了吧ARM架构从上图我们可以看到CPU在对内存进行一些程序操作那那些操作的变量保存在CPU哪里呢我们深入CPU内部看看可以看到CPU在对内存进行读写操作时会涉及到四条汇编指令就是我们的程序这些汇编指令保存在Flash上CPU从Flash得到指令然后去对内存执行可以看到CPU上有16个寄存器这些寄存器就是暂时保留对内存读写操作过程的值那这些寄存器只有暂存数据的作用吗往下看可以看到R13保存栈地址,R14,R15写入到要跳转的地址跳转后执行程序还有其它的作用而R14我们之前介绍过汇编指令下面是通过程序来了解汇编指令在程序的运行机器码就是就是对应的汇编指令如下图MOV 是指将右边值赋给左边注意这里PUSH是指将1rr1r0寄存器该栈的值内存写入到寄存器中CPU所以1r寄存器的值是返回地址。这里的LDRD是指从栈的sp开始的第4个字节和第8个字节的位置内存值分别写入到r0和r1寄存器中CPUFreeRTOS源码可以看到我们选择配置FreeRTOS并生成文件时会有上图中关于FreeRTOS的源代码这是入口函数其中MX_FREERTOS_Init函数里面就包含了我们在Task.c里面的任务函数数据类型内存管理这是堆相关的配置第一个是选择动态分配/静态分配第二个是配置堆的大小第三个是选择堆的配置文件这四种配置文件区别如下平时我们用到的配置文件都是4和5下面我来说说它们的区别如上图文件1只从内存中分配堆却不能释放也没有相关的头部来存储堆的信息文件2能从内存中分配堆和头部不过假设这块内存已经满了而且我把buf1和buf2都释放了然后我要重新分配一块120字节大小的堆会发现分配不了因为buf为100字节大小buf为50字节大小所以这120字节大小都分配不进去所以这就是文件2的缺点不能解决碎片问题即不能将这两块堆合并文件4就是在文件二的基础上解决了碎片问题文件5可以看到除了能在RAM剩余内存中可以分配堆在EXT_RAM中也能分配堆所以文件5就能管理这两块堆通过链表空闲链表头指向第一个堆再指向第二个堆我们需要告诉链表头有多少块离散的堆函数如下不过在程序中我们主要使用这两个函数就行了//分配一块内存void*pvPortMaalloc(size_txWantedSize)//释放一块内存voidvPortFree(void*pv)
