注:因为所有的文档放在一起比较卡。

我们创建一个单任务,任务使用的栈和任务控制块是在创建任务的时候FreeRTOS 动态分配的,并不是预先定义好的全局变量。
提问:那这些动态的内存堆是从哪里来?

14.4.1 动态内存空间哪儿来的?

在创建单任务—SRAM 静态内存的例程中,任务控制块和任务栈的内存空间都是从内部的 SRAM 里面分配的,具体分配到哪个地址由编译器决定。现在我们开始使用动态内存,即堆,其实堆也是内存,也属于 SRAM。 FreeRTOS 做法是在 SRAM 里面定义一个大数组,也就是堆内存,供 FreeRTOS 的动态内存分配函数使用,在第一次使用的时候,系统会将定义的堆内存进行初始化,这些代码在 FreeRTOS 提供的内存管理方案中实现 heap_1.c、heap_2.c、 heap_4.c 等,具体的内存管理方案后面详细讲解)

  1. //系统所有总的堆大小
  2. #define configTOTAL_HEAP_SIZE ((size_t)(36*1024))
  3. static uint8_t ucHeap[ configTOTAL_HEAP_SIZE ];
  4. /* 如果这是第一次调用 malloc 那么堆将需要
  5. 初始化, 以设置空闲块列表。 */
  6. if ( pxEnd == NULL )
  7. {
  8. prvHeapInit();
  9. }else
  10. {
  11. mtCOVERAGE_TEST_MARKER();
  12. }
  1. 堆 内 存 的 大 小 为 configTOTAL_HEAP_SIZE , 在FreeRTOSConfig.h 中由我们自己定义, configSUPPORT_DYNAMIC_ALLOCATION 这个宏定义在使用 FreeRTOS 操作系统的时候必须开启。
  2. 从内部 SRAMM 里面定义一个静态数组 ucHeap,大小由configTOTAL_HEAP_SIZE 这个宏决定, 目前定义为 36KB。定义的堆大小不能超过内部SRAM 的总大小。
  3. 如果这是第一次调用 malloc 那么需要将堆进行初始化,以设置空闲块列表,方便以后分配内存,初始化完成之后会取得堆的结束地址,在 MemMang 中的5 个内存分配 heap_x.c 文件中实现

14.4.2 定义任务函数

使用动态内存的时候,任务的主体函数与使用静态内存时是一样。

14.4.3 定义任务栈

使用动态内存的时候,任务栈在任务创建的时候创建,不用跟使用静态内存那样要预先定义好一个全局的静态的栈空间,动态内存就是按需分配内存,随用随取。

14.4.4 定义任务控制块指针

使用动态内存时候,不用跟使用静态内存那样要预先定义好一个全局的静态的任务控制块空间。任务控制块是在任务创建的时候分配内存空间创建,任务创建函数会返回一个指针,用于指向任务控制块,所以要预先为任务栈定义一个任务控制块指针,也是我们常说的任务句柄。

  1. /* 创建任务句柄 */
  2. static TaskHandle_t AppTaskCreate_Handle = NULL;
  3. /* LED任务句柄 */
  4. static TaskHandle_t LED_Task_Handle = NULL;

14.4.5 动态创建任务

  1. /* 创建AppTaskCreate任务 */
  2. xReturn = xTaskCreate((TaskFunction_t )AppTaskCreate, /* 任务入口函数 */
  3. (const char* )"AppTaskCreate", /* 任务名字 */
  4. (uint16_t )512, /* 任务栈大小 */
  5. (void* )NULL, /* 任务入口函数参数 */
  6. (UBaseType_t )1, /* 任务的优先级 */
  7. (TaskHandle_t* )&AppTaskCreate_Handle); /* 任务控制块指针 */
  1. 任务控制块指针,在使用内存的时候,需要给任务初始化函数xTaskCreateStatic()传递预先定义好的任务控制块的指针。在使用动态内存的时候,任务创建函数 xTaskCreate()会返回一个指针指向任务控制块,该任务控制块是 xTaskCreate()函数里面动态分配的一块内存

14.4.6 启动任务

  1. /* 启动任务调度 */
  2. if(pdPASS == xReturn)
  3. vTaskStartScheduler(); /* 启动任务,开启调度 */
  4. else
  5. return -1;

14.4.7 main.c

  1. /* 包含头文件 ----------------------------------------------------------------*//* Includes ------------------------------------------------------------------*/
  2. #include "stm32f10x.h"
  3. /* FreeRTOS头文件 */
  4. #include "FreeRTOS.h"
  5. #include "task.h"
  6. /* 开发板硬件bsp头文件 */
  7. #include "bsp_usart.h"
  8. #include "bsp_led.h"
  9. /* 私有类型定义 --------------------------------------------------------------*/
  10. /* 私有宏定义 ----------------------------------------------------------------*/
  11. /* 私有变量 ------------------------------------------------------------------*/
  12. /*
  13. * 任务句柄是一个指针,用于指向一个任务,当任务创建好之后,它就具有了一个任务句柄
  14. * 以后我们要想操作这个任务都需要通过这个任务句柄,如果是自身的任务操作自己,那么
  15. * 这个句柄可以为NULL。
  16. */
  17. /* 创建任务句柄 */
  18. static TaskHandle_t AppTaskCreate_Handle = NULL;
  19. /* LED任务句柄 */
  20. static TaskHandle_t LED_Task_Handle = NULL;
  21. /* 扩展变量 ------------------------------------------------------------------*/
  22. /* 私有函数原形 --------------------------------------------------------------*/
  23. static void BSP_Init(void);
  24. static void LED_Task(void* parameter);
  25. static void AppTaskCreate(void);
  26. /* 函数体 --------------------------------------------------------------------*/
  27. /**
  28. * 函数功能: 主函数.
  29. * 输入参数: 无
  30. * 返 回 值: 无
  31. * 说 明: 无
  32. */
  33. int main(void)
  34. {
  35. BaseType_t xReturn = pdPASS;
  36. BSP_Init();
  37. /* 创建AppTaskCreate任务 */
  38. xReturn = xTaskCreate((TaskFunction_t )AppTaskCreate, /* 任务入口函数 */
  39. (const char* )"AppTaskCreate", /* 任务名字 */
  40. (uint16_t )512, /* 任务栈大小 */
  41. (void* )NULL, /* 任务入口函数参数 */
  42. (UBaseType_t )1, /* 任务的优先级 */
  43. (TaskHandle_t* )&AppTaskCreate_Handle); /* 任务控制块指针 */
  44. /* 启动任务调度 */
  45. if(pdPASS == xReturn)
  46. vTaskStartScheduler(); /* 启动任务,开启调度 */
  47. else
  48. return -1;
  49. }
  50. /***********************************************************************
  51. * @ 函数名 : AppTaskCreate
  52. * @ 功能说明: 为了方便管理,所有的任务创建函数都放在这个函数里面
  53. * @ 参数 : 无
  54. * @ 返回值 : 无
  55. **********************************************************************/
  56. static void AppTaskCreate(void)
  57. {
  58. BaseType_t xReturn = pdPASS;/* 定义一个创建信息返回值,默认为pdPASS */
  59. taskENTER_CRITICAL(); //进入临界区
  60. /* 创建LED_Task任务 */
  61. xReturn = xTaskCreate((TaskFunction_t )LED_Task, /* 任务入口函数 */
  62. (const char* )"LED_Task", /* 任务名字 */
  63. (uint16_t )512, /* 任务栈大小 */
  64. (void* )NULL, /* 任务入口函数参数 */
  65. (UBaseType_t )2, /* 任务的优先级 */
  66. (TaskHandle_t* )&LED_Task_Handle); /* 任务控制块指针 */
  67. if(pdPASS == xReturn)
  68. printf("创建LED_Task任务成功!\r\n");
  69. vTaskDelete(AppTaskCreate_Handle); //删除AppTaskCreate任务
  70. taskEXIT_CRITICAL(); //退出临界区
  71. }
  72. /**********************************************************************
  73. * @ 函数名 : LED_Task
  74. * @ 功能说明: LED_Task任务主体
  75. * @ 参数 :
  76. * @ 返回值 : 无
  77. ********************************************************************/
  78. static void LED_Task(void* parameter)
  79. {
  80. while (1)
  81. {
  82. LED1_ON;
  83. vTaskDelay(500); /* 延时500个tick */
  84. printf("LED_Task Running,LED1_ON\r\n");
  85. LED1_OFF;
  86. vTaskDelay(500); /* 延时500个tick */
  87. printf("LED_Task Running,LED1_OFF\r\n");
  88. }
  89. }
  90. /***********************************************************************
  91. * @ 函数名 : BSP_Init
  92. * @ 功能说明: 板级外设初始化,所有板子上的初始化均可放在这个函数里面
  93. * @ 参数 :
  94. * @ 返回值 : 无
  95. *********************************************************************/
  96. static void BSP_Init(void)
  97. {
  98. /*
  99. * STM32中断优先级分组为4,即4bit都用来表示抢占优先级,范围为:0~15
  100. * 优先级分组只需要分组一次即可,以后如果有其他的任务需要用到中断,
  101. * 都统一用这个优先级分组,千万不要再分组,切忌。
  102. */
  103. NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_4);
  104. /* LED初始化 */
  105. LED_GPIO_Init();
  106. LED1_ON;
  107. /* 串口初始化 */
  108. USART_Config();
  109. }