[FreeRTOS学习] 内核配置

FreeRTOS 的内核是高度可定制的,可以通过FreeRTOSConfig.h 配置,如果没有在配置文件中指定某个选项,那么RTOS内核会使用默认值。
如下配置文件:

#ifndef FREERTOS_CONFIG_H  
#define FREERTOS_CONFIG_H  
   
/*Here is a good place to include header files that are required across 
yourapplication. */  
#include "something.h"  
   
#define configUSE_PREEMPTION                    1  
#define configUSE_PORT_OPTIMISED_TASK_SELECTION 0  
#define configUSE_TICKLESS_IDLE                 0  
#define configCPU_CLOCK_HZ                      60000000  
#define configTICK_RATE_HZ                      250  
#define configMAX_PRIORITIES                    5  
#define configMINIMAL_STACK_SIZE                128  
#define configTOTAL_HEAP_SIZE                   10240  
#define configMAX_TASK_NAME_LEN                 16  
#define configUSE_16_BIT_TICKS                  0  
#define configIDLE_SHOULD_YIELD                 1  
#define configUSE_TASK_NOTIFICATIONS            1  
#define configUSE_MUTEXES                       0  
#define configUSE_RECURSIVE_MUTEXES             0  
#define configUSE_COUNTING_SEMAPHORES           0  
#define configUSE_ALTERNATIVE_API               0/* Deprecated! */  
#define configQUEUE_REGISTRY_SIZE               10  
#define configUSE_QUEUE_SETS                    0  
#define configUSE_TIME_SLICING                  0  
#define configUSE_NEWLIB_REENTRANT              0  
#define configENABLE_BACKWARD_COMPATIBILITY     0  
#define configNUM_THREAD_LOCAL_STORAGE_POINTERS 5  
   
/*Hook function related definitions. */  
#define configUSE_IDLE_HOOK                     0  
#define configUSE_TICK_HOOK                     0  
#define configCHECK_FOR_STACK_OVERFLOW          0  
#define configUSE_MALLOC_FAILED_HOOK            0  
   
/*Run time and task stats gathering related definitions. */  
#define configGENERATE_RUN_TIME_STATS           0  
#define configUSE_TRACE_FACILITY                0  
#define configUSE_STATS_FORMATTING_FUNCTIONS    0  
   
/*Co-routine related definitions. */  
#define configUSE_CO_ROUTINES                   0  
#define configMAX_CO_ROUTINE_PRIORITIES         1  
   
/*Software timer related definitions. */  
#define configUSE_TIMERS                        1  
#define configTIMER_TASK_PRIORITY               3  
#define configTIMER_QUEUE_LENGTH                10  
#define configTIMER_TASK_STACK_DEPTH            configMINIMAL_STACK_SIZE  
   
/*Interrupt nesting behaviour configuration. */  
#define configKERNEL_INTERRUPT_PRIORITY        [dependent of processor]  
#define configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY   [dependent on processor and application]  
#define configMAX_API_CALL_INTERRUPT_PRIORITY  [dependent on processor and application]  
   
/*Define to trap errors during development. */  
#define configASSERT( ( x ) )     if( ( x ) == 0) vAssertCalled( __FILE__, __LINE__ )  
   
/*FreeRTOS MPU specific definitions. */  
#define configINCLUDE_APPLICATION_DEFINED_PRIVILEGED_FUNCTIONS 0  
   
/*Optional functions - most linkers will remove unused functions anyway. */  
#define INCLUDE_vTaskPrioritySet                1  
#define INCLUDE_uxTaskPriorityGet               1  
#define INCLUDE_vTaskDelete                     1  
#define INCLUDE_vTaskSuspend                    1  
#define INCLUDE_xResumeFromISR                  1  
#define INCLUDE_vTaskDelayUntil                 1  
#define INCLUDE_vTaskDelay                      1  
#define INCLUDE_xTaskGetSchedulerState          1  
#define INCLUDE_xTaskGetCurrentTaskHandle       1  
#define INCLUDE_uxTaskGetStackHighWaterMark     0  
#define INCLUDE_xTaskGetIdleTaskHandle          0  
#define INCLUDE_xTimerGetTimerDaemonTaskHandle  0  
#define INCLUDE_pcTaskGetTaskName               0  
#define INCLUDE_eTaskGetState                   0  
#define INCLUDE_xEventGroupSetBitFromISR        1  
#define INCLUDE_xTimerPendFunctionCall          0  
   
/* Aheader file that defines trace macro can be included here. */  
   
#end if/* FREERTOS_CONFIG_H*/
  1. configUSE_PREEMPTION(抢占)
  • 1 : 抢占式调度机,0 : 表示协作式调度机(时间片)
  • 抢占式表示操作系统完全决定进程调度方案,操作系统可以剥夺耗时长的进程的时间片,提供给其它进程;
  • 协作式表示下一个进程被调度的前提是当前进程主动放弃时间片;
  1. configUSE_PORT_OPTIMISED_TASK_SELECTION
  • 1 : 特定于硬件的方法, 0 : 通用方法
  • configUSE_IDLE_HOOK

    • RTOS 开始工作后,为保证至少又一个任务在运行,空闲任务会被制动创建,对于已经被删除的任务,空闲任务会释放分配给它的堆栈空间,因此,在应用中应该注意,使用vTaskDelete()函数时要确保空闲任务获得一定的处理器时间。除此之外,空闲任务没有其它特殊功能,因此可以任意的剥夺空闲任务的处理器时间
    • 0 忽略空闲钩子。
    • 1 使用空闲钩子。
  • configUSE_TICK_HOOK

    • 0 保持系统节拍(tick)中断一直运行
    • 1 使能低功耗tickless模式
  • configCPU_CLOCK_HZ

    • cpu内核时钟频率
  • configTICK_RATE_HZ

    • TickType_t (uint32_t)
    • RTOS x系统时钟中断频率, 每次中断RTOS都会进行任务调度。
    • 统节拍中断用来测量时间,因此,越高的测量频率意味着可测到越高的分辨率时间。但是,高的系统节拍中断频率也意味着RTOS内核占用更多的CPU时间,因此会降低效率。RTOS演示例程都是使用系统节拍中断频率为1000HZ,这是为了测试RTOS内核,比实际使用的要高。(实际使用时不用这么高的系统节拍中断频率)多个任务可以共享一个优先级,RTOS调度器为相同优先级的任务分享CPU时间,在每一个RTOS 系统节拍中断到来时进行任务切换。高的系统节拍中断频率会降低分配给每一个任务的“时间片”持续时间。
  • configMAX_PRIORITIES ( 5 )

    • 应用程序有效的优先级数目
    • 在RTOS内核中,每个有效优先级都会消耗一定量的RAM,因此这个值不要超过你的应用实际需要的优先级数目.
  • configMINIMAL_STACK_SIZE ( ( unsigned short ) 128 )

    • 空闲任务使用的最小 堆栈空间
    • 值应该大于或等于128,堆栈大小不是以字节为单位而是以字为单位的,比如在32位架构下,栈大小为100表示栈内存占用400字节的空间
  • configTOTAL_HEAP_SIZE ( ( size_t ) ( 17 * 1024 ) )

    • RTOS内核总计可用的有效的RAM大小
  • configMAX_TASK_NAME_LEN ( 16 )

    • 任务描述信息的字符串的最大长度
  • configUSE_TRACE_FACILITY 0

    • 设置成1表示启动可视化跟踪调试,会激活一些附加的结构体成员和函数。
  • configUSE_16_BIT_TICKS 0

    • 定义系统节拍计数器的数据类型(portTickType),为1表示使用 uint16_t 的数据类型,否则使用 uint32_t 的数据类型。
  • configIDLE_SHOULD_YIELD 1

    • 0 将阻止空闲任务为用户任务让出CPU
    • 1 当有用户任务时及时让出cpu
  • configUSE_CO_ROUTINES 0

    • 0 不使用协程
    • 1 使用协程
    • 协程:(Co-routines)主要用于资源发非常受限的嵌入式系统(RAM非常少),通常不会用于32位微处理器。在当前嵌入式硬件环境下,不建议使用协程,FreeRTOS的开发者早已经停止开发协程。
  • configMAX_CO_ROUTINE_PRIORITIES ( 2 )

    • 应用程序协程(Co-routines)的有效优先级数目,任何数目的协程都可以共享一个优先级。使用协程可以单独的分配给任务优先级。见configMAX_PRIORITIES。

以“INCLUDE”起始的宏允许用户不编译那些应用程序不需要的实时内核组件(函数),这可以确保在你的嵌入式系统中RTOS占用最少的ROM和RAM。

  1. INCLUDE_vTaskPrioritySet 1
  • INCLUDE_uxTaskPriorityGet 1
  • INCLUDE_vTaskDelete 1
  • INCLUDE_vTaskCleanUpResources 0
  • INCLUDE_vTaskSuspend 1
  • INCLUDE_vTaskDelayUntil 1
  • INCLUDE_vTaskDelay 1

Cortex-M中断优先级数值越大代表的优先级反而越小
下面是关于这两个宏的理解:

  • configKERNEL_INTERRUPT_PRIORITY 255
  • configLIBRARY_KERNEL_INTERRUPT_PRIORITY 15

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