术语

GCC

GCC ： GNU C Compiler .顾名思义，GUN C 编译器。自从面世以后逐渐发展，现在不仅支持C语言，还支持很多语言，如C++、Ada、Java等。因此GCC得意思被定义为GUN Compiler Collection,即GNU 编译器套件。其中GNU是一个自由软件组织。

Measure comlexity of C source

分析C编程函数的复杂程度的计算方法。

MISRA coding standard guidelines

MISRA: THE Motor Industry Software reliability Assosition 汽车工业软件可靠性联会。位于英国的也有一个跨国汽车工业协会。其成员包括了大部分欧美汽车生产商。
这个标准包括了127条C语言编码标准。代码编写遵循度越高，代码越容易维护和管理。

堆（heap）和堆栈(stack)

FreeRTOS port 端口

定义：每种支持的编译器和处理器组合被认为是一个端口。FreeRTOS 自持很多种编译器和处理器。
每个端口使用一个定时器来生成定期的滴答中断。许多端口使用其他中断来管理执行任务切换。RTOS端口所需的中断由提供的RTOS端口源文件提供服务。

Thread

线程： 运算调度的最小单位。

钩子函数（hook结尾）

作用：定义一些操作，函数名称确定，只需要补全函数体。钩子函数由事件触发。函数指针指向钩子函数，调用钩子函数的过程，称为挂钩子。

C语言宏定义中##符

作用：连接。
示例1：

示例2：如果使用osThreadDef(first,1,1,1,1),那么就生成了 os_thread_def_first

hard and soft real-time requirements 硬、软实时需求

软实时需求： 即使违反了时间要求，也不会导致系统失效，例如按键的响应太慢会导致系统不响应按键，但是不会导致系统没用。
硬实时需求： 违反了时间要求，会导致系统的失败。例如驾驶员气囊系统，碰撞传感器响应太慢对导致很大的问题。

one core one thread

一个核在任何时间智能执行一个线程。核通过线程的优先级来判断当前该执行哪一个任务。硬实时需求分配较高优先级，软实时需求分配较低优先级。在FreeRTOS中，把thread 通常称为task,避免线程的概念和其他领域中的概念混淆。

FreeRTOS 的适用场景、特点

适用于较为复杂的系统，任务优先级确保程序的满足处理期限。
特点：

Very flexible task priority assignment 灵活的任务优先级设置
Flexible, fast and light weight task notification mechanism 灵活、快速、轻量级的任务通知机制
Queues 队列
Binary semaphores 二进制信量
Counting semaphores 计数信量
mutexes 互斥信量
Recursive Mutexes 递归信量
Software timers 软件定时器
event groups 时间组
Tick hook functions 时间钩子函数
Idle hook functions 空闲钩子函数
Stack overflow checking 堆栈溢出检查
Trace recording 跟踪记录
Task run-time statistics gathering 任务运行时间攻击
Full interrupt nesting model (for some architectures) 完整的终端嵌套模型
A tick-less capability for extreme low power applications 没有时间的极低功耗
Software managed interrupt stack when appropriate (this can help save RAM) 软件管理中断堆栈

FreeRTOSConfig.h 配置文件

根据需要修改其中的参数。

task.c and list

所有的FreeRTOS 接口中共有的文件。

queue.c 队列文件

提供队列和信服务。几乎总是需要这个文件。

timers.c

提供软件定时器功能。

event_groups.c

提供事件组功能。

croutine.c

co-routine 协程，适用于较小的核，用的较少。官方已经不打算更新了。

heap memory management 堆内存管理

低于FreeRTOS 9.0的版本必须使用heap memory manager。或者是打开了 configSUPPORT_DYNAMIC_ALLOCATION 。使用的是heap_1 to heap_5 文件。

数据类型

针对端口类型，有两个指定的数据类型定义文件，分别为 TickType_t 和 BaseType_t .
TickType_t ：滴答时间计时。根据MCU 位数定义，16或32位。
BaseType_t：基本数据类型，通常和MCU的位数一致。

变量名

注意前缀。会指明变量的标准类型或非标准类型。以及指针类型。

函数名

注意前缀，前缀有两层，一层是返回值，一层是文件地址。
private function 前缀是prv.

宏定义

宏定义名大写字母，前缀小写字母，指明文件位置。
注意：semaphore API 信接口几乎是用宏来定义的，但是使用函数的命名规则来写的。

动态内存分配

内核对象： tasks queue 、semaphore and event group.
对象不是在创建时分配的，在运行时动态分配的。创建对象时分配RAM 空间，删除对象时删除RAM空间。这样的目的是减少RAM的使用空间。
使用函数： malloc() 、free(). 缺点是占用代码空间大，不适用于小型的MCU 。在FreeRTOS 中用 pvPortMalloc() 、vPortFree()代替。
函数位置 heap_1 ~ heap_5。

heap_1: 只能创建任务
heap_2: 能够删除任务，填空式重新创建任务。是不确定性的，但是速度比标准库要快。
heap_3: 使用malloc()、free()标准函数。通过挂起调度器来保证分配安全。
heap_4: 静态声明。合并空闲块避免碎片，适合重复分配和释放RAM。是不确定性的，但是速度比标准库要快。可以定义堆的起始地址。
heap_5: 和heap_4算法类似。不限于单个静态arry 分配内存，可以从多个单独的内存空间分配内存。vPortDefineHeapRegions（）必须实现声明。需要创建起始地址和 RAM 大小。

堆相关函数

当函数被调用时，返回堆字节数量。可以用来优化堆的大小。

返回最小未分配的堆的字节数。作用：指示距离空间消耗完毕有多接近。

钩子函数，解决堆分配失败的的问题，指明接下来怎么做。

注意事项

[Cortex-M users: Information on installing interrupt handers is provided in the “The application I created compiles, but does not run” FAQ]
翻译：[Cortex-M用户：“我创建的应用程序已编译但无法运行”常见问题解答中提供了有关安装中断处理程序的信息。
解决问题址：https://www.freertos.org/FAQHelp.html

Task management 任务管理★

任务特点及任务运行状态

0、不退出，无限循环。
1、断点恢复执行。
2、任务切入、切出的名词：switch in switch out .只有任务调度器才能执行切换动作。
3、空闲任务自动创建当 scheduler 开始，保证任何时刻都有一个任务可以执行。

任务选择

优先级影响系统行为

任务状态

task 应用方法

创建 task 实例

1、函数原型

任务创建失败的原因： 堆存储空间不够。
2、task 创建位置：main(); 或者另一个task 中。

使用任务参数

使用任务函数的意义：能够有效的提取、总结函数的核心功能，将一系列操作归类为一类操作。

创建、改变任务的优先级

优先级的设置方法: 有两种，任务开始阶段创建（设定优先级参数uxPriorty），或者调用vTaskPrioritySet(); 函数。
相关函数：

注意：函数名 pxTask 设置为 null 后，返回的是该 task 的优先级。

相关参数：configMAX_PRIORITIES : 定义的最大优先级数。
优先级和数字：小数字代表低优先级，0为最低优先级。（0 – configMAX_PRIORITIES – 1）.
任务调度方法： genetic method architecture optimized method 两种。注意优先级数不要设置太高，否则会浪费RAM。种方法选择的依据/p>

Time Measurement and the Tick interrupt 时间测量和滴答中断

time slicing 时间片： 针对 task 优先级相同的场景。每个任务对应一个时间片，时间片开始时进入运行状态，时间片结束时推出运行状态。
时间片原理： 使用滴答中断实现周期性中断。
相关参数：

configTICK_RATE_HZ ，滴答频率。两个滴答中断之间的时间称为滴答周期（tick period）。不建议直接用滴答来指定时间。使用 pdMS_TO_TICKS() 来指定时间比较好。
tick count 滴答计数：记录自程序运行以来的滴答中断数。

任务延迟

1、使用软件计数延时是粗糙的做法，效率低下。
2、建议的方法：vTaskDelay(). 该函数将函数blocked指定的时间来将函数延迟。注意：事先需要将 INCLUDE_vTaskDelay 设置为1.

该函数的参数是需要延迟的时间，以Ticks 为最小单位。如果需要以ms为单位，那么就结合 pdMS_TO_TICKS() 宏来转换为ms. 如 vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(100)), 就制定了100ms的延时。

该函数式精准延时函数。可以指定起始点。

Idle task 应用方法

意义： 1、保证时刻有一个任务处于可执行状态。2、测量备用处理能力。3、降低功耗（有一定效果）。
特点：优先级最低。
参数：

configIDLE_SHOULD_YIELD ：
configUSE_IDLE_HOOK ：设置为1，才可以使用idle hook function.

应用限制：
– idle task hook function 不能被挂起。
– 删除任务后，idle task hook function 应尽快被调用，清理资源。

删除任务

意义：可以删除自身或者其他任务。被删除的任务不再存在，不能再进入Running state.
相关参数： INCLUDE_vTaskDelete ：设置为1 ，才可以使用删除函数。

相关函数：
注意：idle task 的清除作用。

配置调度算法

Round Robin Scheduling： 相关任务同优先级循环切换，共享处理时间。
Prioritized Pre-emptive Scheduling with Time Slicing 基于时间片的优先级调度算法：
Prioritized Pre-emptive Scheduling (without Time Slicing) 无时间片优先抢占调用： 难度大，有经验的高手使用。
Co-operative Scheduling 合作调度： 只有当前运行任务进入block状态或者使用 taskYIELD() 函数强制推迟才会切换任务。任务不会被抢占，所以无法使用时间片。参数配置如下。

queue management 队列管理

queue 提供了 task to task task to interrupt interrupt to interrupt 的通信机制。

如何创建队列以及队列的信息

QUEUE 的 length 和 size : length 是 items 大小。size 是队列里可以存储的 Item 的数量。

作用：FIFO buffer.
应用手段：直接复制队列内容到另一个队列。或者使用队列的指针。

特点：

Access by mutiple task 多任务读写：可以被多个任务读写。
Block on Queue Reads 读阻塞：可以阻塞 task 读取，并且可以指定读阻塞时间。多 task 的读取顺序取决于queue 的优先级，或者同优先级下的等待时间
Blocking on queue writes 读阻塞。可以阻塞 task 写入，并且可以指定写阻塞时间。多 task 的写的优先级取决于 task 的优先级或者同优先级下等待的时间。
队列编组。队列可以编组， task 可以等待一组queue 的数据。

使用队列

1、创建一个队列.
先创建，再使用。通过 handle 引用，类型是 QueueHandle_t。

2、发送队列

3、接收队列
注意：有ISR版本

4、查询队列
注意：有ISR版本

处理大型或可变类型的数据

1、处理办法： 使用结构体指针，将数据源 和数据编制为结构体，实现多种数据源、数据类型的传递。

注意指针的拥有者。不要同时修改内存。
指向的RAM仍然有效。（不是很明白）。不要轻易尝试使用被分配过的RAM。

queue sets 队列集

实现步骤

创建queue
创建queue set
添加queue 到 queue set

使用步骤

选取queue从queue set; 使用这个函数，xQueueSelectFromSet(); 如果返回值不是NULL，说明queue里有数据了，返回值就是该queue 的句柄。
读取queue

mailbox 邮箱

邮箱指代 length = 1 的 queue。一种特殊用法。
主要有两种情况：

使用queue 实现两个 task 之间传递数据；
使用queue 存储数据，发送方始终重复写，接收方读取数据但是不删除queue 中的数据。

相关函数

software Timer management 软件定时器

定义： 周期性的调用函数，执行函数被称为 callback 函数。实现依靠 FreeRTOS 核，不需要硬件定时器支持。除非callback 函数在执行，否则不会消耗时间。只能在创建的函数中运行。
相关配置：

timer.c
congfigUSE_TIMERS = 1;

software timer callback functions 软件定时器函数

callback函数应用要求：

保持短小；
不能进入 Blocked 状态。不要调用FreeRTOS API函数，避免进入Block 状态。

函数原型

attribute and states 属性和状态

period of software timer： creat – executing ,创建到执行时间。
one shot and auto-reload timer 单发和自动重装定时器： 单发只能执行一次，自动重装会周期运行。

状态： dormant 休眠、 running 两种。

软件定时器的内容

The RTOS Daemon (Timer Service) Task： callback 函数在此运行。自动创建。禁止调用API 函数的原因是会导致 deamon 函数进入BLOCKED 状态。

configTIMER_TASK_PRIORITY:优先级
configTIMER_TASK_STACK_DEPTH：堆栈大小

The Timer Command Queue： 作用是传递命令。command 传递从timer task to daemon task ，自动创建，长度参数 configTIMER_QUEUE_LENGTH 。conmand 可以使用 time stamp 时间戳，设定传递时间。

软件定时器和任务的特点对比

RTOS demon task 守护程序任务

The timer command queue 定时器命令队列

one shot timer 和 periodic timer 的不同

如何去创建、开始、复位和修改软件定时器

创建步骤：
1、声明 TimerHandle_t 型变量。
2、使用函数创建定时器。

相关函数：

The Timer ID 标签