电子说
虽然现在的单片机系统,CPU的资源并不是那么紧缺了,也有丰富的内存空间,但是我们还是要积极地实现内存管理,这可以帮我们减少内存资源的占用,优化程序,提高效率。
而任务调度算法,则是帮助我们合理安排实时系统中各个任务的逻辑顺序,保证各个任务按照某种规则协调有效地进行。
1
内存管理
FreeRTOS 中内存管理的接口函数为:pvPortMalloc 、 vPortFree ,对应于 C 库的 malloc 、 free。
源码中提供了5种内存管理的方法。
1.heap_1
它只实现了pvPortMalloc,没有实现vPortFree。
它的实现过程就是,先定义一个大数组(堆)-A,当用户创建任务时B图中的蓝色区域被占用,创建更多任务时,如图所示。
2.heap_2
Heap_2 使用 最佳匹配算法 (best fifit) 来分配内存,它支持vPortFree释放内存
Heap_2 不会合并相邻的空闲内存,所以 Heap_2 会导致严重的 " 碎片化 " 问题。
但是,如果申请、分配内存时大小总是相同的,这类场景下 Heap_2 没有碎片化的问题。所以它适用于:频繁地创建、删除任务,但是任务的栈大小都是相同的( 创建任务时,需要分配 TCB 和栈, TCB 总是一样的) 。
3.heap_3
Heap_3 使用标准 C 库里的 malloc 、 free 函数,所以堆大小由链接器的配置决定,配置项confifigTOTAL_HEAP_SIZE 不再起作用。
4.heap_4
Heap_4 使用首次适应算法 (fifirst fifit) 来分配内存。它还会把相邻的空闲内存合并为一个更大的空闲内存, 这有助于较少内存的碎片问题。
Heap_4 会把相邻空闲内存合并为一个大的空闲内存,可以较少内存的碎片化问题。适用于这种场景:频繁地分配、释放不同大小的内存。
5.heap_5
Heap_5 分配内存、释放内存的算法跟 Heap_4 是一样的。相比于 Heap_4 , Heap_5 并不局限于管理一个大数组:它可以管理多块、分隔开的内存。
在嵌入式系统中,内存的地址可能并不连续,这种场景下可以使用 Heap_5 ,但需要进行初始化:确定这些内存块在哪、多大。
内存分配失败时的钩子函数:
在 FreeRTOSConfifig.h 中,把宏 confifigUSE_MALLOC_FAILED_HOOK 定义为1,可以开启使用一个钩子函数vApplicationMallocFailedHook,当pvPortMalloc失败后,可以在这个钩子函数中做一些事情。
void * pvPortMalloc( size_t xWantedSize )vPortDefineHeapRegions
{
......
#if ( configUSE_MALLOC_FAILED_HOOK == 1 )
{
if( pvReturn == NULL )
{
extern void vApplicationMallocFailedHook( void );
vApplicationMallocFailedHook();
}
}
#endif
return pvReturn;
}
2
任务调度
所谓调度算法就是怎么确定哪个就绪态的任务可以切换为运行状态。
通过配置文件 FreeRTOSConfifig.h 的两个配置宏来配置调度算法:confifigUSE_PREEMPTION、confifigUSE_TIME_SLICING 。
3
总结
关于内存管理及任务调度写这些,后面会进行常用的任务--通讯方式堆栈、队列等的介绍。
全部0条评论
快来发表一下你的评论吧 !