FreeRTOS源码分析

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

4.2 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

7.2 变量名

7.3 函数名

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：

 /* 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