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freertos学习笔记一之基础介绍

· 更新于

freertos

22.02.10

1，freertos编码规则

FreeRTOS 核心源码文件的编写遵循 MISRA 代码规则

不支持 C 语言的新标准 C99 和 C11 的一些特性和语法，但是源码中有用到头文件 stdint.h（这个文件是 C99 标准才 引入的）

MISRA (The Motor Industry Software Reliability Association 汽车工业软件可靠性联会) 是位于英国的一个跨国汽车工业协会

这个组织最出名的成果是所谓的 MISRA C
Coding Standard，这一标准中包括了 127 条 C 语言编码标准，通常认为，如果能够完全遵守这些标
准，那你的 C 代码是易读、可靠、可移植和易于维护的。现在很多嵌入式开发者都以 MISRA C 来衡量
自己的编码风格，比如 uC/OS-II 就宣传 99%遵守 MISRA 标准

2，FreeRTOS 的命名规则

变量

  • uint32_t 定义的变量都加上前缀 ul。u 代表 unsigned 无符号，l 代表 long 长整型。
  • uint16_t 定义的变量都加上前缀 us。u 代表 unsigned 无符号，s 代表 short 短整型。
  • uint8_t 定义的变量都加上前缀 uc。u 代表 unsigned 无符号，c 代表 char 字符型。
  • stdint.h 文件中未定义的变量类型，在定义变量时需要加上前缀 x，比如 BaseType_t 和 TickType_t 定义的变量。
  • stdint.h 文件中未定义的无符号变量类型，在定义变量时要加上前缀 u，比如 UBaseType_t 定义 的变量要加上前缀 ux。
  • size_t 定义的变量也要加上前缀 ux。
  • 枚举变量会加上前缀 e。
  • 指针变量会加上前缀 p，比如 uint16_t 定义的指针变量会加上前缀 pus。
  • 根据 MISRA 代码规则，char 定义的变量只能用于 ASCII 字符，前缀使用 c。
  • 根据 MISRA 代码规则，char *定义的指针变量只能用于 ASCII 字符串，前缀使用 pc。

函数

  • 加上了 static 声明的函数，定义时要加上前缀 prv，这个是单词 private 的缩写。
  • 带有返回值的函数，根据返回值的数据类型，加上相应的前缀，如果没有返回值，即 void 类型 ，函数的前缀加上字母 v。
  • 根据文件名，文件中相应的函数定义时也将文件名加到函数命名中，比如 tasks.c 文件中函数 vTaskDelete，函数中的 task 就是文件名中的 task。

宏定义

  • 根据宏定义所在的文件，文件中的宏定义声明时也将文件名加到宏定义中，比如宏定义 configUSE_PREEMPTION 是定义在文件 FreeRTOSConfig.h 里面。宏定义中的 config 就是文 件名中的 config。另外注意，前缀要小写。
  • 除了前缀，其余部分全部大写，同时用下划线分开。
  • char 型变量无符号数和有符号数的切换方法

3，FreeRTOS 中数据类型

FreeRTOS 使用的数据类型主要分为 stdint.h 文件中定义的和自己定义的两种。

四种类型：

  • TickType_t

如果用户使能了宏定义 configUSE_16_BIT_TICKS，那么 TickType_t 定义的就是 16 位无符号数，如 果没有使能，那么 TickType_t 定义的就是 32 位无符号数。对于 32 位架构的处理器，一定要禁止此 宏定义，即设置此宏定义数值为 0 即可。

  • BaseType_t

对于 32 位架构，BaseType_t 定义的是 32 位有符号数，对 于 16 位架构，BaseType_t 定义的是 16 位有符号数。如果是char，则应该设置有符合型。因为有函数返回值是用负数表错误类型。

  • UBaseType_t

是 BaseType_t 类型的无符号版本。

  • StackType_t

栈变量数据类型定义，这个数量类型由系统架构决定，对于 16 位系统架构，StackType_t 定义的是 16 位变量，对于 32 位系统架构，StackType_t 定义的是 32 位变量。

4，配置信息config

本条信息源自https://www.freertos.org/a00110.html

`#ifndef FREERTOS_CONFIG_H #define FREERTOS_CONFIG_H  /* Here is a good place to include header files that are required across your application. */ #include "something.h"  #define configUSE_PREEMPTION                    1 #define configUSE_PORT_OPTIMISED_TASK_SELECTION 0 #define configUSE_TICKLESS_IDLE                 0 #define configCPU_CLOCK_HZ                      60000000 #define configSYSTICK_CLOCK_HZ                  1000000 #define configTICK_RATE_HZ                      250 #define configMAX_PRIORITIES                    5 #define configMINIMAL_STACK_SIZE                128 #define configMAX_TASK_NAME_LEN                 16 #define configUSE_16_BIT_TICKS                  0 #define configIDLE_SHOULD_YIELD                 1 #define configUSE_TASK_NOTIFICATIONS            1 #define configTASK_NOTIFICATION_ARRAY_ENTRIES   3 #define configUSE_MUTEXES                       0 #define configUSE_RECURSIVE_MUTEXES             0 #define configUSE_COUNTING_SEMAPHORES           0 #define configUSE_ALTERNATIVE_API               0 /* Deprecated! */ #define configQUEUE_REGISTRY_SIZE               10 #define configUSE_QUEUE_SETS                    0 #define configUSE_TIME_SLICING                  0 #define configUSE_NEWLIB_REENTRANT              0 #define configENABLE_BACKWARD_COMPATIBILITY     0 #define configNUM_THREAD_LOCAL_STORAGE_POINTERS 5 #define configSTACK_DEPTH_TYPE                  uint16_t #define configMESSAGE_BUFFER_LENGTH_TYPE        size_t  /* Memory allocation related definitions. */ #define configSUPPORT_STATIC_ALLOCATION             1 #define configSUPPORT_DYNAMIC_ALLOCATION            1 #define configTOTAL_HEAP_SIZE                       10240 #define configAPPLICATION_ALLOCATED_HEAP            1 #define configSTACK_ALLOCATION_FROM_SEPARATE_HEAP   1  /* Hook function related definitions. */ #define configUSE_IDLE_HOOK                     0 #define configUSE_TICK_HOOK                     0 #define configCHECK_FOR_STACK_OVERFLOW          0 #define configUSE_MALLOC_FAILED_HOOK            0 #define configUSE_DAEMON_TASK_STARTUP_HOOK      0  /* Run time and task stats gathering related definitions. */ #define configGENERATE_RUN_TIME_STATS           0 #define configUSE_TRACE_FACILITY                0 #define configUSE_STATS_FORMATTING_FUNCTIONS    0  /* Co-routine related definitions. */ #define configUSE_CO_ROUTINES                   0 #define configMAX_CO_ROUTINE_PRIORITIES         1  /* Software timer related definitions. */ #define configUSE_TIMERS                        1 #define configTIMER_TASK_PRIORITY               3 #define configTIMER_QUEUE_LENGTH                10 #define configTIMER_TASK_STACK_DEPTH            configMINIMAL_STACK_SIZE  /* Interrupt nesting behaviour configuration. */ #define configKERNEL_INTERRUPT_PRIORITY         [dependent of processor] #define configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY    [dependent on processor and application] #define configMAX_API_CALL_INTERRUPT_PRIORITY   [dependent on processor and application]  /* Define to trap errors during development. */ #define configASSERT( ( x ) ) if( ( x ) == 0 ) vAssertCalled( __FILE__, __LINE__ )  /* FreeRTOS MPU specific definitions. */ #define configINCLUDE_APPLICATION_DEFINED_PRIVILEGED_FUNCTIONS 0 #define configTOTAL_MPU_REGIONS                                8 /* Default value. */ #define configTEX_S_C_B_FLASH                                  0x07UL /* Default value. */ #define configTEX_S_C_B_SRAM                                   0x07UL /* Default value. */ #define configENFORCE_SYSTEM_CALLS_FROM_KERNEL_ONLY            1 #define configALLOW_UNPRIVILEGED_CRITICAL_SECTIONS             1  /* ARMv8-M secure side port related definitions. */ #define secureconfigMAX_SECURE_CONTEXTS         5  /* Optional functions - most linkers will remove unused functions anyway. */ #define INCLUDE_vTaskPrioritySet                1 #define INCLUDE_uxTaskPriorityGet               1 #define INCLUDE_vTaskDelete                     1 #define INCLUDE_vTaskSuspend                    1 #define INCLUDE_xResumeFromISR                  1 #define INCLUDE_vTaskDelayUntil                 1 #define INCLUDE_vTaskDelay                      1 #define INCLUDE_xTaskGetSchedulerState          1 #define INCLUDE_xTaskGetCurrentTaskHandle       1 #define INCLUDE_uxTaskGetStackHighWaterMark     0 #define INCLUDE_xTaskGetIdleTaskHandle          0 #define INCLUDE_eTaskGetState                   0 #define INCLUDE_xEventGroupSetBitFromISR        1 #define INCLUDE_xTimerPendFunctionCall          0 #define INCLUDE_xTaskAbortDelay                 0 #define INCLUDE_xTaskGetHandle                  0 #define INCLUDE_xTaskResumeFromISR              1  /* A header file that defines trace macro can be included here. */  #endif /* FREERTOS_CONFIG_H */`

5，freertos调试方法

任务栈的使用情况以及各个任务的 CPU 使用率：

vTaskList((char *)&pcWriteBuffer);

vTaskGetRunTimeStats((char *)&pcWriteBuffer);

`static void vTaskTaskUserIF(void *pvParameters) { 	uint8_t pcWriteBuffer[500];     while(1)     {        if(KEY1_StateRead()==KEY_DOWN)        { 					printf("=================================================\r\n"); 					printf("任务名      任务状态 优先级   剩余栈 任务序号\r\n"); 					vTaskList((char *)&pcWriteBuffer); 					printf("%s\r\n", pcWriteBuffer);           					printf("\r\n任务名       运行计数         使用率\r\n"); 					vTaskGetRunTimeStats((char *)&pcWriteBuffer); 					printf("%s\r\n", pcWriteBuffer);        }        vTaskDelay(20); 		} 		 }    ================================================= 任务名      任务状态 优先级   剩余栈 任务序号 vTaskUserIF    	R	1	320	1 IDLE           	R	0	114	5 vTaskLED1      	B	2	490	2 vTaskLED3      	B	4	490	4 vTaskLED2      	B	3	490	3   任务名       运行计数         使用率 vTaskUserIF    	23752		2% IDLE           	911753		97% vTaskLED1      	106		<1% vTaskLED3      	11		<1% vTaskLED2      	110		<1%`

任务的剩余栈的单位是 word，即 4 字节（Byte）。1Byte=8bit

6,freertos任务管理

是让初学者从裸机的，单任务编程过渡到带 OS 的，多任务编程上来，搞清楚了这一点， 那么 FreeRTOS 学习就算入门了。