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FreeRTOS内核源码原理与实战详解

共计 30 章节

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学习目标 · 课程大纲 · FreeRTOS在嵌入式领域的地位与…

课程导入学习目标

开发环境搭建

基于STM32的FreeRTOS移植 · Keil/IAR/CMake工程配置 · 调试工具（J-Link

开发环境搭建STM32

FreeRTOS架构总览

内核组件（任务 · 队列 · 信号量

FreeRTOS架构总览

链表数据结构

FreeRTOS核心链表（List_… · ListItem_t）的实现 · 链表操作函数（vListInsert

链表数据结构FreeRTOS

任务控制块TCB

任务状态（运行 · 就绪 · 阻塞

TCB任务控制块

任务创建与删除

xTaskCreate/xTaskC… · 任务栈初始化（pxPortIniti… · 任务删除的注意事项与内存回收

任务创建删除

任务调度器启动

vTaskStartSchedule… · SVC/PendSV异常机制 · 启动第一个任务的内部原理（prvSt…

任务调度器启动vTaskStartSc…

任务切换机制

PendSV异常处理函数（xPort… · 上下文切换（保存/恢复寄存器）的汇编…

任务切换机制PendSV

SysTick与时间管理

SysTick配置 · xTaskIncrementTick… · 时间片轮转调度

SysTick时间管理

就绪列表与优先级管理

就绪列表数组（pxReadyTask… · 位图（uxTopReadyPrior… · 任务优先级动态调整

就绪列表优先级管理

阻塞与延时机制

vTaskDelay/vTaskDe… · 任务阻塞在延时列表（xDelayed… · 溢出处理与时间校正

阻塞延时机制

空闲任务与钩子函数

空闲任务（prvIdleTask）的… · 空闲任务钩子（vApplicatio… · 任务清理机制

空闲任务钩子函数

任务通知（Task Notification）

任务通知的轻量级同步机制 · xTaskNotifyGive/ul… · 与信号量的性能对比

TaskNotification

队列机制（上）

队列结构体（Queue_t） · 队列创建（xQueueCreate） · 队列发送（xQueueSend）源码…

队列机制Queue

队列机制（下）

队列接收（xQueueReceive… · 队列锁（xQueueLock） · 多任务并发访问队列的互斥保护

队列机制xQueueReceiv…

信号量（Semaphore）

二值信号量与计数信号量的实现原理 · xSemaphoreCreateBi… · 典型应用场景（中断与任务同步）

Semaphore信号量

互斥量（Mutex）与优先级继承

互斥量实现 · 优先级继承机制（prvRaisePr… · 死锁避免与递归互斥量

事件组（Event Group）

事件组结构体（EventGroup_… · xEventGroupSetBits… · 多事件同步实战（多传感器触发）

软件定时器（Software Timer）

定时器服务任务（prvTimerTa… · 定时器命令队列 · xTimerCreate/xTime…

内存管理（上）

heap_1/heap_2/heap… · 内存块链表（BlockLink_t） · 内存分配与释放源码解析

内存管理heap

内存管理（下）

内存碎片问题 · heap_4的合并算法 · 内存统计（xPortGetFreeH…

内存管理内存碎片问题

FreeRTOS中断安全API（Fr… · 临界区（taskENTER_CRIT… · 中断嵌套与configMAX_SYS…

断管理FreeRTOS

CPU移植层（Port Layer）

以Cortex-M3/M4为例 · portmacro.h · port.c

多核与AMP/SMP支持

FreeRTOS SMP（对称多处理… · 任务调度在多核上的扩展 · 与单核版本的差异

低功耗与Tickless模式

configUSE_TICKLESS… · prvPortSuppressTic… · 低功耗定时器（LPTIM）的应用

Tickless低功耗

调试与性能分析

FreeRTOS+Trace · 任务状态查询（uxTaskGetSy… · 栈溢出检测（configCHECK_…

调试性能分析

实战项目一

基于FreeRTOS的多任务温湿度采… · 涵盖任务划分 · 队列通信

实战项目一FreeRTOS

实战项目二

FreeRTOS+LWIP网络通信（… · 分析任务与中断的配合 · 内存管理

实战项目二FreeRTOS+LWI…

常见问题与陷阱

优先级反转 · 死锁 · 中断中调用非FromISR函数

常见问题陷阱

综合提升与源码优化

FreeRTOS内核裁剪（confi… · 自定义调度策略 · 内核源码的单元测试方法

综合提升源码优化