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嵌入式八股RTOS与Linux---前言篇

article 2025/3/18 14:36:41

前言

Linux与RTOS是校招八股的时候很喜欢考察的知识,在这里并没有把两个操作系统完全的独立开去讲,放在一起对比或许可能加深印象。我们讲Linux的内核有五部分组成:进程调度、内存管理、文件系统、网络接口、进程间通信,所以我也将从这五方面出发 + 中断管理去对比和RTOS的不同。本篇只是一个开始的介绍。

RTOS是什么?和前后台程序的区别是什么?

前后台程序: 前台就是中断后台就是while循环。整个系统的结构简单，但是对时间敏感的任务相应较差。比如在中断响应结束后想要快速执行某项任务也得等while循环到
实时操作系统:是一种专门设计用于实时应用程序的操作系统。实时应用程序需要在特定的时间约束内对事件作出快速响应，因此RTOS旨在提供可靠、可预测的系统响应性能
实时操作系统的特点就是:确定性:(能在确定时间完成指定任务) / 可预测性 / 高可靠性

如何移植FreeRTOS?

sysTickHandler PendSVHandler 与 SVCHandler 的移植
sysTickHandler : 任务调度延时任务处理
PendSVHandler : 任务切换堆栈的保存
SVCHandler : FreeRTOS中用来进入第一个任务
选择一种内存管理算法
后面会细讲
FreeRTOSConfig.h的配置
使能什么调度原理
CPU的时钟频率
sysTickHandler调用的频率
受FreeRTOS管理中断的

RTOS的启动流程

4.1首先是裸机上电后的启动流程
- step1 给SP指针和PC指针赋值 PC指针指向Rest_Handler
  cortex-M3规定起始地址必须存放堆顶指针第二个地址是复位中断向量入口地址,因为启动的时候会从0x00000000取出值传给SP指针 0x00000004的值赋给PC指针
  - SP指针的值是怎么出现在bin文件开头?
    来自startup.s中这样定义的段,这个段会在链接过程放在bin文件的开头
  - ResetHandler是谁写的
    也在startup.s中
- step2:执行Rest_Handler
  - 2.1 执行SystemInit
    初始化时钟这个核心外设
  - 2.2 执行__main函数
    主要是用来初始化程序运行必要的堆/栈环境把bin文件中的DATA段搬到内存,清空ZI段,最终跳转main函数–这是直接用汇编写的
4.2main函数创建开始任务开启任务调度函数vTaskStartScheduler();
4.3vTaskStartScheduler()做了什么事情?
- 创建空闲任务线程
- 创建定时器服务任务线程
- 设置PendSV 和 sysTick优先级为最低
- 初始化一些全局变量,设置调度器状态为Ture
- 初始化时钟节拍计数器、初始化临界区嵌套计数器,如果ARM内核支持FPU,还会使能FPU
- 启动第一个任务–通过使能SVC异常
- 通过SVCHandler跳转第一个任务