FreeRTOS 基础系列文章

 基本对象
  FreeRTOS——任务
  FreeRTOS——队列
  FreeRTOS——信号量
  FreeRTOS——互斥量
  FreeRTOS——任务通知
  FreeRTOS——流和消息缓冲区
  FreeRTOS——软件定时器
  FreeRTOS——事件组

 内存管理
  FreeRTOS——静态与动态内存分配
  FreeRTOS——堆内存管理
  FreeRTOS——栈溢出保护

 代码组织
  FreeRTOS——源代码组织
  FreeRTOS——创建新的项目
  FreeRTOS——配置文件

概述

V9.0.0 之前的 FreeRTOS 版本从特殊的 FreeRTOS 堆分配下面列出的 RTOS 对象使用的内存。FreeRTOS V9.0.0及以上版本提供了应用程序设计者自己提供内存的能力，允许可选地创建以下对象而不需要动态分配内存：

• 任务
• 软件计时器
• 队列
• 事件组
• 二进制信号量
• 计数信号量
• 互斥量
• 递归互斥量

使用静态内存分配还是动态内存分配更好，这取决于应用程序，以及应用程序设计者的偏好。这两种方法各有优缺点，并且可以在同一个RTOS应用程序中使用这两种方法。

使用动态分配的 RAM 创建 RTOS 对象

动态创建 RTOS 对象的好处是更加简单，并且有可能最大限度地减少应用程序的最大 RAM 使用量：

• 创建对象时需要的函数参数较少
• 内存分配在 RTOS API 函数内自动发生。
• 应用程序设计者不需要关心内存分配问题。
• 如果对象被删除，RTOS 对象使用的 RAM 可以重新使用，这可能会减少应用程序的最大 RAM 占用空间。
• 提供了 RTOS API 函数来返回有关堆使用情况的信息，从而可以优化堆大小。
• 可以选择最适合应用程序的内存分配方案，heap_1.c 用于安全关键应用程序通常需要的简单性和确定性，heap_4.c 用于碎片维护，heap_5.c 用于将堆拆分到多个 RAM 区域，或者由应用程序设计者自己提供分配方案。

以下 API 函数在configSUPPORT_DYNAMIC_ALLOCATION设置为 1 或未定义时可用 ，使用动态分配的 RAM 创建 RTOS 对象：

• xTaskCreate()
• xTimerCreate()
• xQueueCreate()
• xEventGroupCreate()
• xSemaphoreCreateBinary()
• xSemaphoreCreateCounting()
• xSemaphoreCreateMutex()
• xSemaphoreCreateRecursiveMutex()

使用静态分配的 RAM 创建 RTOS 对象

使用静态分配的 RAM 创建 RTOS 对象的好处是为应用程序设计者提供更多控制权：

• RTOS 对象可以放置在特定的内存位置。
• 最大 RAM 占用空间可以在链接时确定，而不是在运行时确定。
• 应用程序设计者不需要关心如何优雅地处理内存分配失败。
• 它允许在不允许任何动态内存分配的应用程序中使用RTOS（尽管FreeRTOS的分配方案可以克服大多数反对意见）。

以下 API 函数在configSUPPORT_STATIC_ALLOCATION设置为 1 时可用 ，允许使用应用程序设计者提供的内存创建 RTOS 对象。为了提供内存，应用程序设计者只需声明一个适当对象类型的变量，然后将变量的地址传递给 RTOS API 函数：

• xTaskCreateStatic()
• xQueueCreateStatic()
• xTimerCreateStatic()
• xEventGroupCreateStatic()
• xSemaphoreCreateBinaryStatic()
• xSemaphoreCreateCountingStatic()
• xSemaphoreCreateMutexStatic()
• xSemaphoreCreateRecursiveMutexStatic()