FreeRTOS操作系统的配置示例解析
目录
- 1. FreeRTOSConfig.h 文件
- 2. “INCLUDE_” 开始的宏
- 3.“config”开始的宏
FreeRTOS 的系统配置文件为 FreeRTOSConfig.h,在此配置文件中可以完成 FreeRTOS 的裁剪和配置。
1. FreeRTOSConfig.h 文件
FreeRTOS 的配置基本是通过在 FreeRTOSConfig.h 中使用“#define”这样的语句来定义宏定义实现的。在 FreeRTOS 的官方 demo 中,每个工程都有一个 FreeRTOSConfig.h 文件,我们在使用的时候可以参考这个文件,甚至直接复制粘贴使用。
2. “INCLUDE_” 开始的宏
使用“INCLUDE_”开头的宏用来表示使能或除能 FreeRTOS 中相应的 API 函数,作用就是用来配置 FreeRTOS 中的可选 API 函数的。比如当宏 INCLUDE_vTaskPrioritySet 设置为 0 的时候表示不能使用函数 vTaskPrioritySet(),当设置为 1 的时候就表示可以使用函数vTaskPrioritySet()。这个功能其实就是条件编译,条件编译的好处就是节省空间,不需要的功能就不用编译,这样就可以根据实际需求来减少系统占用的 ROM 和 RAM 大小,根据自己所使用的 MCU 来调整系统消耗,降低成本。
3.“config”开始的宏
“config”开始的宏和“INCLUDE_”开始的宏一样,都是用来完成 FreeRTOS 的配置和裁剪的。
想要充分理解FreeRTOSConfig.h文件中的宏定义,必须要对FreeRTOS的代码有一定的了解,所以此处就不把宏定义一个一个列出来了,仅仅附上我自己用并注释好的FreeRTOSConfig.h文件
#ifndef FREERTOS_CONFIG_H #define FREERTOS_CONFIG_H //针对不同的编译器调用不同的stdint.h文件 //并确保stdint只被编译器使用,不被汇编器使用 #if defined(__ICCARM__) || defined(__CC_ARM) || defined(__GNUC__) #include <stdint.h> extern uint32_t SystemCoreClock; #endif /***********************************************************************************************************************/ /* FreeRTOS基础配置配置选项 */ /**********************************************************************************************************************/ //#define configOVERRIDE_DEFAULT_TICK_CONFIGURATION 1 //使用非systick中断作为调度时钟 #define configUSE_PREEMPTION 1 //置1:RTOS使用抢占式调度器;置0:RTOS使用协作式调度器(时间片) /* 注: * 在多任务管理机制上,操作系统可以分为抢占式和协作式两种。 * 抢占式:根据任务的优先级,优先级高的任务就绪后,获取CPU的使用权。 * 协作式:任务主动释放CPU后,切换到下一个任务。 */ #define configUSE_TIME_SLICING 1 //1:使能时间片调度(默认是使能的) /* 注: * 为了实现时间片轮转调度,系统把所有就绪进程按先入先出的原则排成一个队列。新来的进程加到就绪队列末尾。 * 每当执行进程调度时,进程调度程序总是选出就绪队列的队首进程,让它在CPU上运行一个时间片的时间。 * 当进程用完分给它的时间片后,系统的计时器发出时钟中断,调度程序便停止该进程的运行,把它放入就绪队列的末尾; * 然后,把CPU分给就绪队列的队首进程,同样也让它运行一个时间片,如此往复。 */ #define configUSE_PORT_OPTIMISED_TASK_SELECTION 1 //1:使用特殊方法选择下一个要执行的任务(硬件支持) /* 注: * 某些运行FreeRTOS的硬件有两种方法选择下一个要执行的任务:通用方法和特定于硬件的方法(以下简称“特殊方法”)。 * 通用方法: * 1.configUSE_PORT_OPTIMISED_TASK_SELECTION 为 0 或者硬件不支持这种特殊方法。 * 2.可以用于所有FreeRTOS支持的硬件 * 3.完全用C实现,效率略低于特殊方法。 * 4.不强制要求限制最大可用优先级数目 * 特殊方法: * 1.必须将configUSE_PORT_OPTIMISED_TASK_SELECTION设置为1。 * 2.依赖一个或多个特定架构的汇编指令(一般是类似计算前导零[CLZ]指令)。 * 3.比通用方法更高效 * 4.一般强制限定最大可用优先级数目为32 * 一般是硬件计算前导零指令,如果所使用的,MCU没有这些硬件指令的话此宏应该设置为0! */ #define configUSE_TICKLESS_IDLE 0 //0:不启用低功耗tickless模式 /* 注: * 置1:使能低功耗tickless模式;置0:保持系统节拍(tick)中断一直运行 * * 假设开启低功耗的话可能会导致下载出现问题,因为程序在睡眠中,可用以下办法解决 * 下载方法: * 1.将开发版正常连接好 * 2.按住复位按键,点击下载瞬间松开复位按键 * * 1.通过跳线帽将 BOOT 0 接高电平(3.3V) * 2.重新上电,下载 * * 1.使用FlyMcu擦除一下芯片,然后进行下载 * STMISP -> 清除芯片(z) */ #define configUSE_QUEUE_SETS 1 //1:启用队列集合 /* 注: * 队列集合:用于对多个队列以及信号量进行“监听”, * 只要其中不管哪一个有消息到来,都可以让任务退出阻塞状态。 */ #define configCPU_CLOCK_HZ (SystemCoreClock) //CPU频率 /* 注: * 写入实际的CPU内核时钟频率,也就是CPU指令执行频率,通常称为Fclk * Fclk为供给CPU内核的时钟信号,我们所说的cpu主频为 XX MHz, * 就是指的这个时钟信号,相应的,1/Fclk即为cpu时钟周期; */ #define configTICK_RATE_HZ (( TickType_t )1000) //时钟节拍频率1000HZ,周期就是1ms /* 注: * RTOS系统节拍中断的频率。 * 即一秒中断的次数,每次中断RTOS都会进行任务调度 */ #define configMAX_PRIORITIES (32) //可使用的最大优先级 /* 注: * 设置任务优先级时,数字越小,优先级越高 */ #define configMINIMAL_STACK_SIZE ((unsigned short)128) //空闲任务使用的堆栈大小 /* 注: * 空闲任务就是CPU无事可做的时候,操作系统为了不让CPU闲着,强行让它做的一个任务 * 空闲任务是FreeRTOS不可缺少的任务,因为FreeRTOS设计要求必须至少有一个任务处于运行状态。 */ #define configMAX_TASK_NAME_LEN (16) //任务名字字符串的长度 #define configUSE_16_BIT_TICKS 0 //系统节拍计数器变量的数据类型, //1表示为16位无符号整形,0表示为32位无符号整形 #define configIDLE_SHOULD_YIELD 1 //1:空闲任务放弃CPU使用权给其他同优先级的用户任务 #define configUSE_TASK_NOTIFICATIONS 1 //1:开启任务通知功能,默认开启 #define configUSE_MUTEXES 1 //1:使用互斥信号量 #define configQUEUE_REGISTRY_SIZE 8 //设置可以注册的信号量和消息队列个数 #define configCHECK_FOR_STACK_OVERFLOW 0 //不使用堆栈溢出检测功能 /* 注: * 大于0时启用堆栈溢出检测功能,如果使用此功能 * 用户必须提供一个栈溢出钩子函数,如果使用的话 * 此值可以为1或者2,因为有两种栈溢出检测方法 */ #define configUSE_RECURSIVE_MUTEXES 1 //1:使用递归互斥信号量 #define configUSE_COUNTING_SEMAPHORES 1 //1:使用计数信号量 #define configUSE_APPLICATION_TASK_TAG 0 //不可为任务分配标签(默认不可) /***************************************************************** FreeRTOS与内存申请有关配置选项 *****************************************************************/ #define configSUPPORT_DYNAMIC_ALLOCATION 1 //支持动态内存申请 #define configTOTAL_HEAP_SIZE ((size_t)(32*1024)) //系统所有总的堆大小 /*************************************************************** FreeRTOS与钩子函数有关的配置选项 **************************************************************/ #define configUSE_IDLE_HOOK 0 //置1:使用空闲钩子;置0:忽略空闲钩子 /* 注: * 空闲任务钩子是一个函数,这个函数由用户来实现, * FreeRTOS规定了函数的名字和参数:void vApplicationIdleHook(void ), * 这个函数在每个空闲任务周期都会被调用 * 对于已经删除的RTOS任务,空闲任务可以释放分配给它们的堆栈内存。 * 因此必须保证空闲任务可以被CPU执行 * 使用空闲钩子函数设置CPU进入省电模式是很常见的 * 不可以调用 会引起空闲任务阻塞 的API函数 */ #define configUSE_TICK_HOOK 0 //置1:使用时间片钩子;置0:忽略时间片钩子 /* 注: * 时间片钩子是一个函数,这个函数由用户来实现, * FreeRTOS规定了函数的名字和参数:void vApplicationTickHook(void ) * 时间片中断可以周期性的调用 * 函数必须非常短小,不能大量使用堆栈, * 不能调用以”FromISR" 或 "FROM_ISR”结尾的API函数 */ /*xTaskIncrementTick函数是在xPortSysTickHandler中断函数中被调用的。因此,vApplicationTickHook()函数执行的时间必须很短才行*/ //使用内存申请失败钩子函数 #define configUSE_MALLOC_FAILED_HOOK 0 //不使用内存申请失败钩子函数 /******************************************************************** FreeRTOS与运行时间和任务状态收集有关的配置选项 **********************************************************************/ #define configGENERATE_RUN_TIME_STATS 0 //不启用运行时间统计功能(一般调试的使用用) #define configUSE_TRACE_FACILITY 1 //启用可视化跟踪调试 #define configUSE_STATS_FORMATTING_FUNCTIONS 1 /* 与宏configUSE_TRACE_FACILITY同时为1时会编译下面3个函数 * prvWriteNameToBuffer() * vTaskList(), * vTaskGetRunTimeStats() */ /******************************************************************** FreeRTOS与协程有关的配置选项 *********************************************************************/ #define configUSE_CO_ROUTINES 0 //1:启用协程,启用协程以后必须添加文件croutine.c #define configMAX_CO_ROUTINE_PRIORITIES ( 2 ) //协程的有效优先级数目 /*********************************************************************** FreeRTOS与软件定时器有关的配置选项 **********************************************************************/ #define configUSE_TIMERS 1 //1:启用软件定时器 #define configTIMER_TASK_PRIORITY ( 2 ) //设置软件定时器优先级 #define configTIMER_QUEUE_LENGTH 10 //软件定时器队列长度 #define configTIMER_TASK_STACK_DEPTH (configMINIMAL_STACK_SIZE*2) //软件定时器任务堆栈大小 /************************************************************ FreeRTOS可选函数配置选项 ************************************************************/ #define INCLUDE_xTaskGetSchedulerState 1 #define INCLUDE_vTaskPrioritySet 1 #define INCLUDE_uxTaskPriorityGet 1 #define INCLUDE_vTaskDelete 1 #define INCLUDE_vTaskCleanUpResources 1 #define INCLUDE_vTaskSuspend 1 #define INCLUDE_vTaskDelayUntil 1 #define INCLUDE_vTaskDelay 1 #define INCLUDE_eTaskGetState 1 #define INCLUDE_xTimerPendFunctionCall 1 #define INCLUDE_uxTaskGetStackHighWaterMark 1 #define INCLUDE_xTaskGetHandle 1 /****************************************************************** FreeRTOS与中断有关的配置选项 ******************************************************************/ #ifdef __NVIC_PRIO_BITS #define configPRIO_BITS __NVIC_PRIO_BITS #else #define configPRIO_BITS 4 #endif //由于STM32是4位的中断优先级控制,所以此处为4(不同的MCU不同) #define configLIBRARY_LOWEST_INTERRUPT_PRIORITY 15 //中断最低优先级 //4位优先级全部分组给主优先级,所以总共有16位优先级配置:0-15--优先级最低的为15 //不同的MCU不同 #define configKERNEL_INTERRUPT_PRIORITY ( configLIBRARY_LOWEST_INTERRUPT_PRIORITY << (8 - configPRIO_BITS) ) /* 240 */ //设置内核中断优先级,这个宏是用来设置PendSV和滴答定时器的中断优先级的,port.c中使用到 //此处的左移四位的原因是:STM32采用的是从MSB开始的高四位作为优先级配置 //其实这个宏定义可以简化成:#define configKERNEL_INTERRUPT_PRIORITY 0xF0 #define configLIBRARY_MAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY 5 //设置系统可管理的最大优先级 //这个就是 BASEPRI 寄存器说的那个阈值优先级,这里我设置为了 5。 //也就是高于 5 的优先级(优先级数小于 5)不归 FreeRTOS 管理! //这个是给人看的,下面一个宏是给系统看的 #define configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY ( configLIBRARY_MAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY << (8 - configPRIO_BITS) ) //此处需要左移四位的原因:同上 //低于此优先级的中断可以安全的调用 FreeRTOS 的 API 函数,高于此优先级的中断 FreeRTOS 是不能禁止的, //中断服务函数也不能调用 FreeRTOS 的 API 函数! //也就是:#define configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY 0x50 /* * 以上配置的结果就是: * 优先级为0-4的中断 不会被FreeRTOS禁止,不会因为执行FreeRTOS内核而延时,中断不可调用FreeRTOS的API函数 * 优先级为5-15的中断 能够被FreeRTOS禁止,可以调用以 FromISR 结尾的FreeRTOS API函数,并且它们可以中断嵌套 * 所以:不掉用任何FreeRTOS API的中断可以使用所有的中断优先级,并且它们可以中断嵌套 * 那些对实时性要求严格的任务就可以使用0-4的优先级,比如四轴飞行器中的壁障检测 */ /**************************************************************** FreeRTOS与中断服务函数有关的配置选项 ****************************************************************/ #define xPortPendSVHandler PendSV_Handler #define vPortSVCHandler SVC_Handler //#define xPortSysTickHandler SysTickHandler 自行在delay.c函数中实现 #endif /* FREERTOS_CONFIG_H */
以上就是FreeRTOS操作系统的配置示例解析的详细内容,更多关于FreeRTOS操作系统配置的资料请关注我们其它相关文章!
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