FreeRTOS源码分析

目录

1、FreeRTOS目录结构

2、核心文件

3、移植时涉及的文件

4、头文件相关

[4.1 头文件目录](#4.1 头文件目录)

[4.2 头文件](#4.2 头文件)

5、内存管理

6、入口函数

7、数据类型和编程规范

[7.1 数据类型](#7.1 数据类型)

[7.2 变量名](#7.2 变量名)

[7.3 函数名](#7.3 函数名)

[7.4 宏的名](#7.4 宏的名)


1、FreeRTOS目录结构

使用 STM32CubeMX 创建的 FreeRTOS 工程中,FreeRTOS 相关的源码如下:

主要涉及2个目录:

  • Core
    • Inc 目录下的 FreeRTOSConfig.h 是配置文件
    • Src 目录下的 freertos.c 是 STM32CubeMX 创建的默认任务
  • Middlewares\Third_Party\FreeRTOS\Source
    • 根目录下是核心文件,这些文件是通用的
    • portable 目录下是移植时需要实现的文件
      • 目录名为:[compiler]/[architecture]
      • 比如:RVDS/ARM_CM3,这表示 cortexM3 架构在 RVDS 工具上的移植文件

2、核心文件

FreeRTOS的最核心文件只有2个:

  • FreeRTOS/Source/tasks.c
  • FreeRTOS/Source/list.c

其他文件的作用也一起列表如下:

3、移植时涉及的文件

移植FreeRTOS时涉及的文件放在 **FreeRTOS/Source/portable/[compiler]/[architecture]**目录下, 比如:RVDS/ARM_CM3,这表示cortexM3架构在RVDS或Keil工具上的移植文件。

里面包含两个文件:

  • port.c
  • portmacro.h

4、头文件相关

4.1 头文件目录

FreeRTOS需要3个头文件目录:

  • FreeRTOS 本身的头文件: Middlewares\Third_Party\FreeRTOS\Source\include
  • 移植时用到的头文件:Middlewares\Third_Party\FreeRTOS\Source\portable\[compiler]\[architecture]
  • 含有配置文件 FreeRTOSConfig.h 的目录:Core\Inc

4.2 头文件

列表如下:

|------------------|-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------|
| 头文件 | 作用 |
| FreeRTOSConfig.h | FreeRTOS 的配置文件,比如选择调度算法: configUSE_PREEMPTION 每个 demo 都必定含有 FreeRTOSConfig.h 建议去修改 demo 中的 FreeRTOSConfig.h,而不是从头 写一个 |
| FreeRTOS.h | 使用 FreeRTOS API 函数时,必须包含此文件。 在 FreeRTOS.h 之后,再去包含其他头文件,比如:task.h、queue.h、semphr.h、event_group.h |

5、内存管理

文件在 Middlewares\Third_Party\FreeRTOS\Source\portable\MemMang 下,它也是放 在"portable"目录下,表示你可以提供自己的函数。

源码中默认提供了5个文件,对应内存管理的5种方法。

6、入口函数

在 Core\Src\main.c 的 main 函数里,初始化了 FreeRTOS 环境、创建了任务,然后启动调度器。源码如下:

cs 复制代码
 /* Init scheduler */
 osKernelInitialize(); /* 初始化FreeRTOS运行环境 */
 MX_FREERTOS_Init(); /* 创建任务 */
 /* Start scheduler */
 osKernelStart(); /* 启动调度器 */

7、数据类型和编程规范

7.1 数据类型

每个移植的版本都含有自己的portmacro.h头文件,里面定义了2个数据类型:

  • TickType_t:
    • FreeRTOS 配置了一个周期性的时钟中断:Tick Interrupt
    • 每发生一次中断,中断次数累加,这被称为 tick count
    • tick count 这个变量的类型就是 TickType_t
    • TickType_t 可以是 16 位的,也可以是 32 位的
    • FreeRTOSConfig.h 中定义 configUSE_16_BIT_TICKS 时,TickType_t 就是 uint16_t
    • 否则 TickType_t 就是 uint32_t
    • 对于 32 位架构,建议把 TickType_t 配置为 uint32_t
  • BaseType_t:
    • 这是该架构最高效的数据类型
    • 32 位架构中,它就是 uint32_t
    • 16 位架构中,它就是 uint16_t
    • 8 位架构中,它就是 uint8_t
    • BaseType_t通常用简单的返回值的类型,还有逻辑值,比如 pdTRUE/pdFALSE

7.2 变量名

|-----------|-----------------------------------------------------|
| 变量名前缀 | 含义 |
| c | char |
| s | int16_t,short |
| I | int32_t,long |
| x | BaseType_t, 其他非标准的类型:结构体、task handle、queue handle 等 |
| u | unsigned |
| p | 指针 |
| uc | uint8_t,unsigned char |
| pc | char 指针 |

7.3 函数名

函数名的前缀有2部分:返回值类型、在哪个文件定义。

|-------------------|------------------------------------|
| 函数名前缀 | 含义 |
| vTaskPrioritySet | 返回值类型:void 在 task.c 中定义 |
| xQueueReceive | 返回值类型:BaseType_t 在 queue.c 中定义 |
| pvTimerGetTimerID | 返回值类型:pointer to void 在 tmer.c 中定义 |

7.4 宏的名

宏的名字是大小,可以添加小写的前缀。前缀是用来表示:宏在哪个文件中定义。

|----------------------------------|--------------------------|
| 宏的前缀 | 含义:在哪个文件里定义 |
| port (比如 portMAX_DELAY) | portable.h 或 portmacro.h |
| task (比如 taskENTER_CRITICAL()) | task.h |
| pd (比如 pdTRUE) | projdefs.h |
| config (比如 configUSE_PREEMPTION) | FreeRTOSConfig.h |
| err (比如 errQUEUE_FULL) | projdefs.h |

通用的宏定义如下:

|---------|-------|
| | |
| pdTRUE | 1 |
| pdFALSE | 0 |
| pdPASS | 1 |
| pdFAIL | 0 |

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