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note_FreeRTOS

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内存相关(堆和栈 RAM和ROM)

堆heap

一块空闲的内存空间，并且有相应的内存管理函数。(malloc、free) 堆区用于存放程序运行中被动态分布的内存段，可增可减。 在SRAM中

栈stack

在执行c文件的时候，先运行main函数，运行main函数时，首先划分出main函数自己的栈空间，先记录LR(LinkRegister,用于保存函数的返回地址,函数的返回地址就是要执行的下一条语句)的值，还有一些别的信息和局部变量。 在RTOS中，每个任务(任务函数)都有自己对应的栈。每个任务调用的函数，都会保存在该任务的栈中。不同任务的栈互相独立。

  • 临时创建的局部变量存放在栈区。
  • 函数调用时，其入口参数存放在栈区。
  • 函数返回时，其返回值存放在栈区。
  • const定义的局部变量存放在栈区。 可以从堆heap中分配一块空间作为栈stack

RAM:Random Access Memory 随机存取

数据掉电丢失。随机 指的是读取和写入时需要的时间，与数据的位置无关。读取其内部任意位置的数据，需要的时间都是一样的。 放临时数据。内存条 可分为DRAM和SRAM(动态和静态) SRAM 一般只用于 CPU 内部的高速缓存 (Cache)，而外部扩展的内存一般使用 DRAM。SDRAM的S是同步的意思，它属于DRAM

ROM: Read Only Memory 只读

数据掉电不丢失。价格高，容量小。 放人编写的程序。 但后来也发展了可擦除的FLASH、EEPROM等，而且还很常用。ROM这种叫法也算是历史遗留下来的了

各种变量存放的位置

代码区和常量区的内容编译后存储在ROM FLASH中 堆、栈、全局区（.bss段、.data段）都是存放在RAM SRAM中

FreeRTOS基础知识

任务调度

调度器就是使用相关的调度算法来决定当前需要执行哪个任务

  • 抢占式调度：针对优先级不同的任务(FreeRTOS数字越大，优先级越高)image​

    • 高优先级的任务优先执行
    • 高优先级的任务不停止(阻塞)，低优先级的任务就无法执行
    • 被抢占的任务进入就绪状态
    • 优先级相同的任务，每次系统时钟节拍到时切换任务(时间片调度)

  • 时间片调度：针对优先级相同的任务。每一次系统时钟节拍到的时候切换任务image​

    • 同等优先级的任务，轮流、同等地享有相同时间的CPU时间(可以设置)，叫时间片，在FreeRTOS中，一个时间片就等于SysTick中断周期
    • 若Task3在运行过程中(没执行完1个时间片)，Task3阻塞了(系统延时或等待信号量等)此时就绪态中，优先级最高的任务Task2执行。没运行完成的任务3剩余的时间片就丢掉了，不会补充。

  • 协程式调度：当前任务一直执行，同时高优先级的任务无法抢占(官方不会再更新这种方式了)

任务状态

  • 运行态：正在执行的任务，就处于运行态。即CPU被这个任务占用
  • 就绪态：该任务在等待执行，但是优先级更高或者同优先级的任务正在运行，该任务还未被执行。
  • 阻塞态：任务在等待信号量、消息队列、事件标准组、系统延时 时，被称为阻塞态，如果等待的事件到了，就会自动退出阻塞态，准备运行
    • osDelay(ms),是任务进入阻塞状态,不占用cpu多少ms
    • HAL_Delay(ms),是任务占用CPU什么都不做,仅延迟ms
  • 挂起态：类似暂停，调用函数 vTaskSuspend() 进入挂起态，需要调用解挂函数vTaskResume()才可以进入就绪态

仅就绪态才能进入运行态

​image​

除了运行态，其余三种状态都有对应的任务状态列表(类似链表)

  • ​image​
  • 只有在就绪列表的任务才能进行运行态
  • 新创建的任务直接挂载到就绪列表。32位的变量，当某个位，置一时，代表所对应的优先级就绪列表有任务存在
  • 调度器总是在就绪列表的任务中，选择优先级最高的来执行
  • 相同优先级的任务会连接。在同一个就绪列表上

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