FreeRTOS | 原理介绍和资源get(第十四天)

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01、FreeRTOS是什么？

>>> FreeRTOS 是由 Real Time Engineers Ltd 出品，是一款市场领先的 RTOS。现在已经支持 35 种处理器架构。     Free即免费的，RTOS全称是 Real Time Operating System，中文就是实时操作系统。注意，RTOS不是指某一个确定的系统，而是指一类系统。比如 μCOS，FreeRTOS，RTX，RT-Thread等这些都是 RTOS 类操作系统。     操作系统允许多个任务同时运行，这个叫做多任务。实际上，一个处理器核心在某一时刻只能运行一个任务。操作系统中任务调度器的责任就是决定在某一时刻究竟运行哪个任务。任务调度在各个任务之间的切换非常快，就给人们造成了同一时刻有多个任务同时运行的错觉。     某些操作系统给每个任务分配同样的运行时间，时间到了就轮到下一个任务，比如Unix 操作系统。FreeRTOS 操作系统则是由用户给每个任务分配一个任务优先级，任务调度器就可以根据此优先级来决定下一刻应该运行哪个任务。FreeRTOS是RTOS系统的一种，FreeRTOS十分的小巧，可以在资源有限的微控制器中运行，当然，FreeRTOS 不仅局限于在微控制器中使用。但从文件数量上来看 FreeRTOS 要比μC/OS-II和μC/OS-III小的多。FreeRTOS 最大的优势就是开源免费，商业使用的话不需要用户公开源代码，也不存在任何版权问题，是当前小型嵌入式操作系统市场使用率最高的。

02、获取资源

>>>官网 https://www.freertos.org/ api函数 https://www.freertos.org/a00106.html 文档下载 https://www.freertos.org/Documentation/RTOS_book.html

03、FreeRTOS 的特点

>>>lFreeRTOS是一个可裁剪的小型 RTOS 系统，其特点包括： lFreeRTOS 的内核支持抢占式，合作式和时间片调度。 l提供了一个用于低功耗的 Tickless 模式。 l系统的组件在创建时可以选择动态或者静态的 RAM，比如任务、消息队列、信号量、软件定时器等等。 lFreeRTOS-MPU 支持 Corex-M 系列中的 MPU 单元，如 STM32F429。 lFreeRTOS 系统简单、小巧、易用，通常情况下内核占用 4k ~ 9k 字节的空间。 l高可移植性，代码主要 C 语言编写。 l高效的软件定时器。 l强大的跟踪执行功能。 l堆栈溢出检测功能。 l任务数量不限。 l任务优先级不限。

04、选择FreeRTOS原因

>>>对比了许多RTOS，最终选择FreeRTOS，原因是多方面的： lFreeRTOS是免费的，学习RTOS操作系统的话，μC/OS是首选，但要做产品的话，免费的FreeRTOS操作系统就是个不错的选择。 l许多半导体厂商产品的 SDK(Software Development Kit—软件开发工具包)包就使用 FreeRTOS 作为其操作系统，尤其是 WiFi、蓝牙这些带协议栈的芯片或模块。 l简单，因为FreeRTOS的文件数量很少。 lSafeRTOS便是基于FreeRTOS而来，前者是经过安全认证的RTOS，因此对于FreeRTOS的安全性也有了信心。 l大量开发者使用，并保持高速增长趋势。2011、2012、2013、2014、2015、2017年（暂时没有2016年的数据）、2019年（暂时没有2018年的数据）的EEtimes杂志嵌入式系统市场报告显示，FreeRTOS在RTOS内核使用榜和RTOS内核计划使用榜上都名列前茅。更多的人使用可以促进发现BUG，增强稳定性。

l文档齐全。在FreeRTOS官方网站上，可以找到所有你需要的资料。 l免费、开放源码。完全可以免费用于商业产品，开放源码更便于学习操作系统原理、从全局掌握FreeRTOS运行机理、以及对操作系统进行深度裁剪以适应自己的硬件。 l2017年底，FreeRTOS作者加入亚马逊，担任首席工程师，FreeRTOS也由亚马逊管理。同时修改了用户许可证，FreeRTOS变得更加开放和自由。背靠亚马逊，相信未来FreeRTOS会更加稳定可靠。此外，以前价格不菲的《实时内核指南》和《参考手册》也免费开放下载，这使得学习更加容易。

05、FreeRTOS代码规范

>>> FreeRTOS 核心源码文件的编写遵循 MISRA 代码规则，同时支持各种编译器。但考虑到有些编译器的性能还比较弱，不支持 C 语言的新标准 C99 和 C11 的一些特性和语法，所以 FreeRTOS 的源码中就没有引入 C99 和 C11 的新特性，但是有一个例外，源码中有用到头文件 stdint.h（这个文件是C99标准才引入的）。

06、FreeRTOS代码结构

>>>

其内核代码文件就这几个，非常简洁:

07、FreeRTOS代码规范

>>>4.2.1 变量 变量有严格的前缀标识变量类型属性： c – char 字符型变量 s – short 短型变量 l – long  长整型变量 x – portBASE_TYPE 在 portmacro.h 中定义，便于移植的数据类型转定义 #define portBASE_TYPE long u – unsigned 无符号整型 p -  pointer 指针 举例：

//x表示portBASE_TYPE, u 表示无符号型​PRIVILEGED_DATA static volatile TickType_t xTickCount = ( TickType_t ) configINITIAL_TICK_COUNT;​PRIVILEGED_DATA static volatile UBaseType_t uxTopReadyPriority = tskIDLE_PRIORITY; ​​//比如在list.h 中​struct xLIST_ITEM{    configLIST_VOLATILE TickType_t xItemValue;     struct xLIST_ITEM * configLIST_VOLATILE pxNext;     struct xLIST_ITEM * configLIST_VOLATILE pxPrevious;     void * pvOwner;      //指针以p打头  struct xLIST * configLIST_VOLATILE pxContainer; ​};​对于C语言的基本数据类型，做了可移植转定义：#define portCHAR          char​#define portFLOAT         float​#define portDOUBLE        double​#define portLONG          long​#define portSHORT         short​#define portSTACK_TYPE    uint32_t#define portBASE_TYPE     long​

>>>4.2.2 函数 前缀： v ：void 无返回类型 x ：返回portBASE_TYPE prv ：私有函数，模块内使用

//ux 表示无符号portBASE_TYPE 返回值​//List表示该函数所属文件​//Remove函数名​UBaseType_t uxListRemove( ListItem_t * const pxItemToRemove ) PRIVILEGED_FUNCTION;​​//又比如prv 表示模块内函数​static TickType_t prvGetNextExpireTime( BaseType_t * const pxListWasEmpty ) PRIVILEGED_FUNCTION;​

>>>4.2.3 宏 定义宏所属文件，也即在哪个文件内定义的： port：比如portable.h中portMAX_DELAY task：比如task.h中task_ENTER_CRITICAL pd ：例如projdefs.h中定义的pdTRUE config：例如 FreeRTOSConfig.h中定义的configUSE_PREEMPTION err：例如 projdefs.h中定义的errQUEUE_FULL 至于这么严格的代码规范是否值得推崇，提高阅读性。但是在实际开发中这个见仁见智，有些企业比较喜欢Linux代码风格，对于过于复杂的代码规范，会继续原有的代码风格。

总结

>>>内容较多请耐心看完，对你受益无穷。更多内容还请点击下方。 持续更新中

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