https://github.com/STMicroelectronics/stm32-mw-cmsis-rtos-tx
CMSIS-RTOS v2(简称 CMSIS-RTOS2)为基于 Arm Cortex 处理器的设备提供了通用的实时操作系统接口。它为需要实时操作系统功能的软件组件提供了标准化 API,从而为用户和软件行业带来显著优势:
CMSIS-RTOS2 提供了许多应用所需的基础功能。
1、统一的 CMSIS-RTOS2 功能集降低了学习成本,简化了软件组件的共享流程。
2、基于 CMSIS-RTOS2 的中间件组件可兼容不同实时操作系统,适配更便捷。
3、标准化的 CMSIS-RTOS2 项目模板可随开源可用的 CMSIS-RTOS2 实现一同分发。
本 CMSIS-RTOS v2 封装层基于 ThreadX 实时操作系统的 API,对 CMSIS-RTOS v2 接口进行了实现。当前版本支持的功能如下:
CMSIS-RTOS v2 设计
内核初始化与启动
在 ThreadX RTOS 中,仅通过一个接口(tx_kernel_enter)启动内核。该函数将执行以下步骤:
_tx_initialize_low_level:调用底层初始化函数,处理所有处理器相关的初始化事务。
_tx_initialize_high_level:调用高层初始化函数,初始化所有 ThreadX 组件及应用程序的初始化函数。
tx_application_define:调用应用程序提供的初始化函数,并将首个可用内存地址传递给它。
_tx_thread_schedule:进入调度循环,开始执行线程。
对于 ARM CMSIS 方案,必须将内核初始化与内核启动分离,以便用户在此期间创建线程、定时器、信号量等。为此,我们将 CMSIS-RTOS2 封装层设计如下:
osKernelInitialize:通过调用 _tx_initialize_kernel_setup 函数,完成底层和高层的初始化。
osKernelGetState:将调用应用程序提供的初始化函数来启动内核。
动态内存管理
CMSIS-RTOS v2 的 API(如 osThreadNew)使用户在实现应用程序时可以选择:
传递已声明或在应用层分配的块内存及栈地址;
由底层(封装层或 RTOS)分配内存。
动态内存分配方案的总体思路是使用两个 ThreadX BytePool:
HeapBytePool:用于线程、定时器、互斥锁、信号量、事件标志和消息队列对象的块内存分配。
StackBytePool:用于线程和消息队列的栈内存分配。
为此,我们添加了以下三个内部函数:
MemInit 创建 HeapBytePool 和 StackBytePool
MemAlloc 为对象块或栈分配所需内存
MemFree 释放对象块或栈的内存
注意事项:
HeapBytePool 和 StackBytePool 的大小由用户通过宏定义 RTOS2_BYTE_POOL_HEAP_SIZE 和 RTOS2_BYTE_POOL_STACK_SIZE 分别指定。
HeapBytePool 和 StackBytePool 的最小大小由 ThreadX 宏定义 TX_BYTE_POOL_MIN 决定。
HeapBytePool 和 StackBytePool 从 ThreadX 变量 _tx_initialize_unused_memory 定义的第一个空闲内存区域中分配。
静态内存管理
CMSIS-RTOS v2 使用户在实现应用程序时能够静态分配内存。实际上,静态缓冲区将基于用户定义的 RTOS2_BYTE_POOL_HEAP_SIZE 和 RTOS2_BYTE_POOL_STACK_SIZE 进行创建和分配。HeapBytePool 和 StackBytePool 的最小大小由 ThreadX 宏定义 TX_BYTE_POOL_MIN 决定。
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