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FreeRTOS内核应用开发学习手记
移植
1、解压并添加官方源码到工程中，包括：
FreeRTOS\Source\*.c
FreeRTOS\Source\include\*.h
FreeRTOS\Source\portable\MemMang\heap_4.c
FreeRTOS\Source\portable\RVDS\ARM_CM4F\*
FreeRTOS\Demo\CORTEX_STM32F103_Keil\FreeRTOSConfig.h
2、修改FreeRTOSConfig.h：
#include "stm32f103.h"
改为你的，如
#include "stm32f4xx.h"
3、注释原工程中：
void SVC_Handler(void) {}
void PendSV_Handler(void) {}
4、修改SysTick中断服务函数
extern void xPortSysTickHandler(void);
//systick中断服务函数
void SysTick_Handler(void)
{
TimingDelay_Decrement();
#if (INCLUDE_xTaskGetSchedulerState == 1 )
if (xTaskGetSchedulerState() != taskSCHEDULER_NOT_STARTED)
{
#endif /* INCLUDE_xTaskGetSchedulerState */
xPortSysTickHandler();
#if (INCLUDE_xTaskGetSchedulerState == 1 )
}
#endif /* INCLUDE_xTaskGetSchedulerState */
}
5、完成
任务状态迁移
任务创建与删除
BaseType_t xReturn = pdPASS; // 返回值
TaskHandle_t testHandle = NULL; // 任务句柄
xReturn = xTaskCreate((TaskFunction_t) TaskTest, // 任务入口函数
(const char*) "TaskTest"), // 任务名字
(uint16_t) 512, // 任务栈大小
(void*) NULL, // 任务入口函数参数
(UBaseType_t)3, // 任务优先级
(TaskHandle_t*)&testHandle); // 控制块指针
if(xReturn == pdPASS){
vTaskStartScheduler(); // 启动任务调度
}
vTaskDelete(testHandle); // 删除指定任务
vTaskDelete(NULL); // 删除任务自身
任务挂起与恢复
// 挂起任务
vTaskSuspend(taskHandle);
// 挂起全部任务
vTaskSuspendAll();
// 恢复任务
vTaskResume(taskHandle);
// 恢复全部任务
vTaskResumeAll();
// 从中断恢复任务
BaseType_t xYieldRequired = xTaskResumeFromISR(taskHandle);
if(xYieldRequired == pdTRUE){
portYIELD_FROM_ISR(); // 执行上下文切换
}
任务延时
/***********************相对延时**************************/
// 相对延时，延时100个tick，不排除调用前后任务被抢占
vTaskDelay(100);
/* ...code... */
/***********************绝对延时*************************/
// 绝对延时，固定频率运行
static portTickType previousWakeTime; // 保存上一次时间，系统自动更新
const portTickType timeIncrement = pdMS_TO_TICKS(100); // 延时时间
previousWakeTime = xTaskGetTickCount(); // 当前系统时间
while(1){
vTaskDelayUntil(&previousWakeTime, timeIncrement); // 间隔100个tick
/* ...code... */
}
消息队列
configSUPPORT_DYNAMIC_ALLOCATION = 1
/************************创建队列***********************/
#define QUEUE_LEN 4 // 队列长度，最大消息数
#define QUEUE_SIZE 4 // 每个消息的大小（字节）
BaseType_t xReturn = pdPASS; // 返回值
QueueHandle_t queueHandle = NULL; // 队列句柄
taskENTER_CRITICAL(); // 进入临界区
queueHandle = xQueueCreate((UBaseType_t) QUEUE_LEN, // 长度
(UBaseType_t) QUEUE_SIZE); // 大小
if(NULL != queueHandle){
printf("创建成功\r\n"); // 创建成功
}
taskEXIT_CRITICAL(); // 退出临界区
/*********************任务中发到队尾***********************/
vQueueDelete(queueHandle); // 删除队列
uint32_t sendData = 1; // 待发送内容
xReturn = xQueueSend(queueHandle, // 队列句柄
&sendData, // 发送内容
0); // 等待时间
if(pdPASS == xReturn){ // 发送成功
printf("发送成功\r\n");
}
/*********************中断中发到队尾**********************/
BaseType_t xHigherPriorityTaskWoken = pdFALSE; // 从中断发送队列消息
xQueueSendFromISR(queueHandle,&sendData,&xHigherPriorityTaskWoken);
if(xHigherPriorityTaskWoken){
taskYIELD_FROM_ISR(); // 上下文切换
}
/**********************其他发到队首***********************/
xQueueSendToFront(...); // 发到队首
xQueueSendToFrontFromISR(...); // 中断中发到队首
/*********************任务中接收消息**********************/
uint32_t getData; // 待接收内容
xReturn = xQueueRecevie(queueHandle, // 队列句柄(会删除队列消息)
&getData, // 接收内容
portMAX_DELAY); // 等待时间，一直等
if(pdTRUE == xReturn){ // 获取成功
print("接收到:%d\r\n", getData);
}
xQueuePeek(...) // 获取队列消息，但不删除队列中的内容，用法一样
/********************中断中接收消息**********************/
BaseType_t xTaskWokenByReceive = pdFALSE;
xQueueReceiveFromISR(queueHandle, &getData, xTaskWokenByReceive);
if(xTaskWokenByReceive != pdFALSE){
taskYIELD(); // 上下文切换
}
信号量
信号量可以由其他任务删除，互斥量只能由当前任务删除。
互斥量可减小“优先级翻转”现象的影响。
configUSE_MUTEXES = 1
configUSE_RECURSIVE_MUTEXES = 1
configQUEUE_REGISTRY_SIZE = 10
/********************二值信号量**********************/
SemaphoreHandle_t semaphoreHandle = NULL; // 信号量句柄
semaphoreHandle = xSemaphoreCreateBinary(); // 创建二值信号量
if(semaphoreHandle != NULL){ // 创建成功
print("创建成功\r\n");
}
/********************计数信号量**********************/
semaphoreHandle = xSemaphoreCreateCounting(5, // 最大技术到5
5); // 初始当前计数值为5
if(semaphoreHandle != NULL){ // 创建成功
print("创建成功\r\n");
}
/********************互斥信号量**********************/
semaphoreHandle = xSemaphoreCreateMutex(); // 创建单次互斥量
if(semaphoreHandle != NULL){ // 创建成功
print("创建成功\r\n");
}
semaphoreHandle = xSemaphoreCreateRecursiveMutex(); // 创建递归互斥量
if(semaphoreHandle != NULL){ // 创建成功
print("创建成功\r\n");
}
/********************删除信号量**********************/
vSemaphoreDelete(semaphoreHandle);
/******************任务中释放信号量*******************/
xReturn = xSemaphoreGive(semaphoreHandle);
if(pdTRUE == xReturn){
print("释放成功\r\n");
}
xSemaphoreGiveRecursive(...); // 释放递归互斥量，其他一样
/******************中断中释放信号量*******************/
BaseType_t pxHigherPriorityTaskWoken;
xSemaphoreGiveFromISR(semaphoreHandle, &pxHigherPriorityTaskWoken);
portYIELD_FROM_ISR(pxHigherPriorityTaskWoken); // 上下文切换
/*****************任务中获取信号量********************/
xReturn = xSemaphoreTake(semaphoreHandle, // 信号量句柄
portMAX_DELAY) // 等待时间，一直等
if(pdTRUE == xReturn){
print("获取成功\r\n");
}
xSemaphoreTakeRecursive(...); // 获取递归互斥量，其他一样
/*****************中断中获取信号量********************/
很少用到
事件
configUSE_16_BIT_TICKS = 0
/*****************任务中创建事件*********************/
EventGroupHandle_t eventHandle = NULL; // 事件句柄
eventHandle = xEventGroupCreate(); // 创建事件
if(NULL != eventHandle){ // 创建成功
print("创建成功\r\n");
}
xEventGroupDelete(eventHandle); // 删除事件
#define BIT0 (0x01 << 0) //
#define BIT1 (0x01 << 1) //
/*****************任务中设置事件********************/
EventBits_t rReturn; // 返回值，返回的置位前的值
rReturn = xEventGroupSetBits(eventHandle, // 事件句柄
BIT0 | BIT1); // 置位事件组
/*****************中断中设置事件********************/
BaseType_t xHigherPriorityTaskWoken = pdFALSE;
BaseType_t xResult;
xResult = xEventGroupSetBitsFromISR(eventHandle,
BIT0 | BIT1,
&xHigherPriorityTaskWoken);
if(pdFAIL != xResult){
portYIELD_FROM_ISR(xHigherPriorityTaskWoken);
}
/*****************任务中等待事件********************/
EventBits_t rReturn;
rReturn = xEventGroupWaitBits(eventHandle, // 事件句柄
BIT0|BIT1, // 事件组
pdTRUE, // 退出时清除事件
pdTRUE, // 等待所有事件
portMAX_DELAY) // 超时等待时间
if((rReturn&(BIT0|BIT1)) == (BIT0|BIT1)){ // 两个事件都到达
print("BIT0和BIT1都到达\r\n");
}
/*****************任务中清除事件********************/
EventBits_t uxBits; // 返回值，返回的清除前的值
uxBits = xEventGroupClearBits(eventHandle, BITO|BIT1);
软件定时器
configUSE_TIMERS = 1
configTIMER_TASK_PRIORITY = (configMAX_PRIORITIES-1)
configTIMER_QUEUE_LENGTH = 10
/*****************任务中创建定时器********************/
TimerHandle_t swtmrHandle = NULL; // 定时器句柄
BaseType_t xReturn;
void SwtFun(void* parameter){} // 自定义回调函数
swtmrHandle = xTimerCreate((const char*)"time1", // 定时器名字
(TickType_t)1000, // 周期1000tick
(UBaseType_t)pdTRUE, // 循环模式
(void*)1, // 唯一ID
(TimerCallbackFunction_t)SwtFun);//回调函数
/*****************任务中启动定时器********************/
if(NULL != swtmrHandle){ // 创建成功
xTimerStart(swtmrHandle, // 启动定时器
0); // 等待时间0
}
xReturn = vTimerStop(swtmrHandle, 0); // 停止软件定时器
xReturn = xTimerDelete(swtmrHandle, 0); // 删除软件定时器
/*****************中断中启动定时器********************/
BaseType_t xHigherPriorityTaskWoken = pdFALSE;
xReturn = xTimerStartFromISR(swtmrHandle,&xHigherPriorityTaskWoken);
if(pdPASS == xReturn){
print("启动成功\r\n");
}
if(xHigherPriorityTaskWoken){
// 上下文切换
}
xReturn = vTimerStopFromISR(swtmrHandle, &xHigherPriorityTaskWoken);
if(pdPASS == xReturn){
print("停止成功\r\n");
}
if(xHigherPriorityTaskWoken){
// 上下文切换
}
任务通知
configUSE_TASK_NOTIFICATIONS = 1
// 发送通知部分
/*****************xTaskNotifyGive()********************/
TaskHandle_t taskHandle;
xTaskNotifyGive(taskHandle); // 向taskHandle发送通知
ulTaskNotifyTake(pdTRUE, // 退出时清空任务计数
portMAX_DELAY); // 阻塞等待通知
/*************vTaskNotifyGiveFromISR()*****************/
BaseType_t xHigherPriorityTaskWoken = pdFALSE;
vTaskNotifyGiveFromISR(taskHandle, &xHigherPriorityTaskWoken);
portYIELD_FROM_ISR(xHigherPriorityTaskWoken); // 上下文切换
/******************xTaskNotify()***********************/
xTaskNotify(taskHandle, 0, eNoAction);
“eAction取值：eNoAction、eSetBits、eIncrement、eSetValueWithOverwrite、eSetValueWithoutOverwrite”
/***************xTaskNotifyFromISR()*******************/
xTaskNotifyFromISR(taskHandle, 0, eNoAction, &xHigherPriTaskWoken);
portYIELD_FROM_ISR(xHigherPriorityTaskWoken); // 上下文切换
/***************xTaskNotifyAndQuery()******************/
uint32_t ulPreviousValue; // 存对象任务的上一个任务通知值，为NULL则不用回传
xTaskNotifyAndQuery(taskHandle, 0, eSetBits, &ulPreviousValue)
/************xTaskNotifyAndQueryFromISR()**************/
xTaskNotifyAndQueryFromISR(taskHandle,
0,
eSetBits,
&ulPreviousValue,
&xHigherPriorityTaskWoken);
portYIELD_FROM_ISR(xHigherPriorityTaskWoken); // 上下文切换
// 获取通知部分
/****************ulTaskNotifyTake()*******************/
uint32_t res; // 返回任务的当前通知值（减1或清0之前的值）
res = ulTaskNotifyTake(pdTRUE, // 退出时清零（pdFALSE则减一）
portMAX_DELAY); // 等待时间
/****************xTaskNotifyWait()********************/
uint32_t ulNotifiedValue; // 存接收到的任务通知值，为NULL则不需要
BaseType_t res;
res = xTaskNotifyWait(0x00, // 使用通知前，任务通知值的哪些位清0
ULONG_MAX, // 结束本函数前，接收到的通知值的哪些位清0
&ulNotifiedValue, // 保存接收到的任务通知值
portMAX_DELAY); // 等待时间
if((ulNotifiedValue & 0x01) != 0){
/* 位0被置1 */
}
内存管理
/****************heap_4.c*******************/
//系统所有总的堆大小
#define configTOTAL_HEAP_SIZE ((size_t)(36*1024))
uint32_t g_memsize = xPortGetFreeHeapSize(); // 获取剩余内存
uint8_t* ptr = pvPortMalloc(1024); // 申请1024字节内存
if(NULL != ptr) { // 获取成功
printf("\r\n");
}
vPortFree(ptr); // 释放内存
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