實(shí)現(xiàn)

FreeRTOS像隊(duì)列一樣來(lái)實(shí)現(xiàn)一個(gè)N元素的信號(hào)燈，這樣就可以控制N個(gè)項(xiàng)。它沒(méi)有去存儲(chǔ)隊(duì)列每項(xiàng)的任何實(shí)際數(shù)據(jù)；信號(hào)燈只關(guān)心有多少在隊(duì)列的uxMessagesWaiting字段中被跟蹤的隊(duì)列記錄，目前正被占用。當(dāng)FreeRTOS的頭文件semphr.h調(diào)用它的時(shí)候，它正在做“純同步”。因此這個(gè)隊(duì)列有一個(gè)零字節(jié)的項(xiàng) (uxItemSize == 0)。每個(gè)信號(hào)燈uxMessagesWaiting字段遞增或遞減；沒(méi)有項(xiàng)或數(shù)據(jù)的復(fù)制是需要的。

同信號(hào)燈一樣，互斥也被實(shí)現(xiàn)為一個(gè)隊(duì)列，不過(guò)有幾個(gè)xQUEUE結(jié)構(gòu)字段被用#defines重載：

/* Effectively make a union out of the xQUEUE structure. */
#define uxQueueType pcHead
#define pxMutexHolder pcTail

當(dāng)互斥沒(méi)有在隊(duì)列中存儲(chǔ)任何數(shù)據(jù)時(shí)，它不需要任何內(nèi)部存儲(chǔ)器，同樣pcHead和pcTail字段也不需要。FreeRTOS設(shè)置uxQueueType字段（實(shí)際上的pcHead字段）為0來(lái)表明，這個(gè)隊(duì)列正在被一個(gè)互斥使用。FreeRTOS使用重載的pcTail字段來(lái)實(shí)現(xiàn)互斥的優(yōu)先級(jí)繼承。

萬(wàn)一你不熟悉優(yōu)先級(jí)繼承，我將再次引用Michael Barr的話來(lái)定義它，這次是來(lái)自他的文章，“優(yōu)先級(jí)倒置”：

[Priority inheritance] mandates that a lower-priority task inherit the priority of any higher-priority task pending on a resource they share. This priority change should take place as soon as the high-priority task begins to pend; it should end when the resource is released.

[優(yōu)先級(jí)繼承]要求低優(yōu)先級(jí)任務(wù)繼承任何高優(yōu)先級(jí)任務(wù)的優(yōu)先級(jí)，取決于它們共享的資源。這個(gè)優(yōu)先級(jí)的改變應(yīng)當(dāng)在高優(yōu)先級(jí)任務(wù)一開(kāi)始掛起時(shí)就發(fā)生；資源被釋放時(shí)就結(jié)束。

FreeRTOS使用pxMutexHolder字段（實(shí)際上是#define重載的pcTail字段）來(lái)實(shí)現(xiàn)優(yōu)先級(jí)繼承。FreeRTOS記錄在pxMutexHolder字段里包含一個(gè)互斥的任務(wù)。當(dāng)一個(gè)高優(yōu)先級(jí)任務(wù)正在等待一個(gè)由低優(yōu)先級(jí)任務(wù)取得的互斥，F(xiàn)reeRTOS“更新”低優(yōu)先級(jí)任務(wù)到高優(yōu)先級(jí)任務(wù)的優(yōu)先級(jí)，直至這個(gè)互斥再次可用。

3.7. 結(jié)論

我們完成了對(duì)FreeRTOS架構(gòu)的一覽。希望你現(xiàn)在對(duì)于FreeRTOS的任務(wù)是如何執(zhí)行以及通信有一個(gè)好的感覺(jué)。如果之前你從未了解過(guò)操作系統(tǒng)的內(nèi)在，我希望現(xiàn)在你對(duì)于它們是如何工作的有一個(gè)基本的思路。

顯然，本章沒(méi)有覆蓋FreeRTOS架構(gòu)的全部。值得注意的是，我沒(méi)有提到的內(nèi)存分配，中斷服務(wù)，調(diào)試，或MPU支持。本章也沒(méi)有討論如何設(shè)置或使用FreeRTOS。Richard Barry已經(jīng)寫(xiě)了一本極好的書(shū)，使用FreeRTOS實(shí)時(shí)內(nèi)核：實(shí)用指南，這本書(shū)就是講這些內(nèi)容的；如果你要使用FreeRTOS的話，我強(qiáng)烈推薦它。