FreeRTOS——静态与动态内存分配


介绍
【FreeRTOS——静态与动态内存分配】V9.0.0之前的FreeRTOS版本从特殊的FreeRTOS堆中分配下面列出的RTOS对象使用的内存 。FreeRTOS V9.0.0及更高版本使应用程序编写者可以自己提供内存 , 从而可以选择创建以下对象 , 而无需动态分配任何内存:

  • Tasks
  • Software Timers
  • Queues
  • Event Groups
  • Binary Semaphores
  • Counting Semaphores
  • Recursive Semaphores
  • Mutexes
使用静态还是动态内存分配是更可取的 , 取决于应用程序以及应用程序编写者的偏好 。两种方法都有优点和缺点 , 并且两种方法都可以在同一RTOS应用程序中使用 。
位于FreeRTOS主下载目录的FreeRTOS / Source / WIN32-MSVC-Static-Allocation-Only目录中的简单Win32示例演示了如何创建FreeRTOS应用程序而无需在项目中包含任何FreeRTOS堆实现 。
使用动态分配的RAM创建RTOS对象
动态创建RTOS对象的好处是更加简单 , 并有可能最大程度地减少应用程序的最大RAM使用量:
  • 创建对象时 , 需要较少的功能参数 。
  • 内存分配在RTOS API函数内自动进行 。
  • 应用程序编写者不必自己担心分配内存 。
  • 如果删除了RTOS对象使用的RAM , 则可以重新使用该对象 , 从而有可能减少应用程序的最大RAM占用空间 。
  • 提供RTOS API函数以返回有关堆使用情况的信息 , 从而可以优化堆大小 。
  • 可以选择使用的内存分配方案来最佳地适合应用程序 , 例如 , 对于安全性至关重要的应用程序来说 , heap_1.c为简化和确定性通常是必需的;heap_4.c为碎片保护; heap_5.c在多个RAM区域中拆分堆;或者应用程序编写者自己提供的一种分配方案 。
如果configSUPPORT_DYNAMIC_ALLOCATION设置为1或未定义 , 以下API函数将使用动态分配的RAM创建RTOS对象:
  • xTaskCreate()
  • xQueueCreate()
  • xTimerCreate()
  • xEventGroupCreate()
  • xSemaphoreCreateBinary()
  • xSemaphoreCreateCounting()
  • xSemaphoreCreateMutex()
  • xSemaphoreCreateRecursiveMutex()
使用静态分配的RAM创建RTOS对象
使用静态分配的RAM创建RTOS对象的好处是为应用程序编写器提供了更多控制权:
  • 可以将RTOS对象放置在特定的内存位置 。
  • 可以在链接时而不是运行时确定最大的RAM占用空间 。
  • 应用程序编写者无需关心内存分配失败的适当处理 。
  • 它允许RTOS用于根本不允许任何动态内存分配的应用程序(尽管FreeRTOS包括可以克服大多数反对意见的分配方案) 。
下列API函数(如果configSUPPORT_STATIC_ALLOCATION设置为1时可用)允许使用应用程序编写器提供的内存创建RTOS对象 。 为了提供内存 , 应用程序编写者只需要声明一个适当对象类型的变量 , 然后将变量的地址传递给RTOS API函数即可 。 提供了StaticAllocation.c标准的演示/测试任务来演示如何使用这些功能:
  • xTaskCreateStatic()
  • xQueueCreateStatic()
  • xTimerCreateStatic()
  • xEventGroupCreateStatic()
  • xSemaphoreCreateBinaryStatic()
  • xSemaphoreCreateCountingStatic()
  • xSemaphoreCreateMutexStatic()
  • xSemaphoreCreateRecursiveMutexStatic()