CMSIS-RTOS2 文档翻译 之 RTX v5 实现（配置 RTX v5）_mutex configuration配置,事件记录

文件 “RTX_Config.h” 定义了 CMSIS-RTOS RTX 的配置参数，并且必须是使用 CMSIS-RTOS RTX 内核的每个项目的一部分。以下部分详细介绍了配置选项：

• 系统配置涵盖全局内存池的系统范围设置，节拍频率，ISR 事件缓冲区和循环线程切换。
• 线程配置提供了几个参数来配置线程管理功能。
• 定时器配置提供了几个参数来配置定时器管理功能。
• 事件标志配置提供了几个参数来配置事件标志功能。
• 互斥锁配置提供了几个参数来配置互斥管理功能。
• 信号量配置提供了几个参数来配置信号量功能。
• 内存池配置提供了几个参数来配置内存池功能。
• 消息队列配置提供了几个参数来配置消息队列功能。

文件 “RTX_Config.c” 包含函数 osRtxIdleThread 和 osRtxErrorNotify 的默认实现。通过将它们重新定义为用户代码的一部分，两种功能都可以简单地被自定义行为覆盖。

配置文件使用配置向导注释。有关详细信息，请参阅包 - 配置向导注释。根据开发工具的不同，注释可能会导致更加用户友好的设置图形表示。以下截图是 μVision 配置向导视图的屏幕截图：

或者可以使用编译器命令行提供配置选项。

例如，可以使用（覆盖）配置将使用的节拍频率定制为 100us

系统配置

系统配置涵盖全局内存池的系统范围设置，节拍频率，ISR 事件缓冲区和循环线程切换。

系统配置选项

全局动态内存

请参阅全局内存池。

循环线程切换

RTX5 可配置为使用循环多任务线程切换。循环法允许几个具有相同优先级的线程的准并行执行。线程并非真正同时执行，而是在可用 CPU 时间分为时间片和 RTX5 为每个线程分配时间片的时间安排。因为时间片通常很短（只有几毫秒），所以看起来好像线程同时执行。

循环线程切换功能如下：

• 当线程切换发生时，节拍将预先加载超时值
• 如果同一个线程仍在执行，则每个系统的节拍数将减少（如果不是零）
• 当记号达到 0 时，表示发生超时。如果另一个线程准备好具有相同的优先级，则系统切换到该线程，并且再次预先加载超时。

换句话说，线程在其时间片的持续时间内执行（除非线程的时间片被放弃）。然后，RTX 切换到下一个处于 READY 状态且具有相同优先级的线程。如果没有其他具有相同优先级的线程准备好运行，则当前正在运行的线程将恢复执行。

注意

当切换到更高优先级的线程时，循环超时值将被重置。

循环多任务使用 #define OS_ROBIN_ENABLE 进行控制。时间片周期使用 #define OS_ROBIN_TIMEOUT 进行配置（在 RTX 定时器节拍中）。

ISR FIFO 队列

RTX 函数（来自中断服务例程的调用）在从中断处理程序调用时将请求类型和可选参数存储到 ISR FIFO 队列缓冲区，稍后在中断处理程序退出后处理。

在 IRQ 处理程序完成其执行以处理存储到 FIFO 队列缓冲区的请求后，调度程序立即被激活。此缓冲区所需的大小取决于在中断处理程序中调用的函数的数量。osRtxErrorNotify 会导致队列大小不足，错误代码为 osRtxErrorISRQueueOverflow 。

事件记录

RTX5 完全支持事件记录器注释。在本节中，您可以启用或禁用 RTX5 不同元素的事件记录。这导致调试连接上的数据流量减少。

应该使用此设置禁止为完整的事件系列生成消息。要仅为某个 API 调用禁用事件，请使用 rtx_evrt.h 头文件中提供的 #define ，并将它们手动添加到RTX_Config.h 文件中：

内存事件
EVR_RTX_MEMORY_INIT_DISABLE, EVR_RTX_MEMORY_ALLOC_DISABLE, EVR_RTX_MEMORY_FREE_DISABLE, EVR_RTX_MEMORY_BLOCK_INIT_DISABLE, EVR_RTX_MEMORY_BLOCK_ALLOC_DISABLE, EVR_RTX_MEMORY_BLOCK_FREE_DISABLE

内核事件
EVR_RTX_KERNEL_ERROR_DISABLE, EVR_RTX_KERNEL_INITIALIZE_DISABLE, EVR_RTX_KERNEL_INITIALIZE_COMPLETED_DISABLE, EVR_RTX_KERNEL_GET_INFO_DISABLE, EVR_RTX_KERNEL_INFO_RETRIEVED_DISABLE, EVR_RTX_KERNEL_GET_STATE_DISABLE, EVR_RTX_KERNEL_START_DISABLE, EVR_RTX_KERNEL_STARTED_DISABLE, EVR_RTX_KERNEL_LOCK_DISABLE, EVR_RTX_KERNEL_LOCKED_DISABLE, EVR_RTX_KERNEL_UNLOCK_DISABLE, EVR_RTX_KERNEL_UNLOCKED_DISABLE, EVR_RTX_KERNEL_RESTORE_LOCK_DISABLE, EVR_RTX_KERNEL_LOCK_RESTORED_DISABLE, EVR_RTX_KERNEL_SUSPEND_DISABLE, EVR_RTX_KERNEL_SUSPENDED_DISABLE, EVR_RTX_KERNEL_RESUME_DISABLE, EVR_RTX_KERNEL_RESUMED_DISABLE, EVR_RTX_KERNEL_GET_TICK_COUNT_DISABLE, EVR_RTX_KERNEL_GET_TICK_FREQ_DISABLE, EVR_RTX_KERNEL_GET_SYS_TIMER_COUNT_DISABLE, EVR_RTX_KERNEL_GET_SYS_TIMER_FREQ_DISABLE

线程事件
EVR_RTX_THREAD_ERROR_DISABLE, EVR_RTX_THREAD_NEW_DISABLE, EVR_RTX_THREAD_CREATED_DISABLE, EVR_RTX_THREAD_GET_NAME_DISABLE, EVR_RTX_THREAD_GET_ID_DISABLE, EVR_RTX_THREAD_GET_STATE_DISABLE, EVR_RTX_THREAD_GET_STACK_SIZE_DISABLE, EVR_RTX_THREAD_GET_STACK_SPACE_DISABLE, EVR_RTX_THREAD_SET_PRIORITY_DISABLE, EVR_RTX_THREAD_GET_PRIORITY_DISABLE, EVR_RTX_THREAD_YIELD_DISABLE, EVR_RTX_THREAD_SUSPEND_DISABLE, EVR_RTX_THREAD_SUSPENDED_DISABLE, EVR_RTX_THREAD_RESUME_DISABLE, EVR_RTX_THREAD_RESUMED_DISABLE, EVR_RTX_THREAD_DETACH_DISABLE, EVR_RTX_THREAD_DETACHED_DISABLE, EVR_RTX_THREAD_JOIN_DISABLE, EVR_RTX_THREAD_JOIN_PENDING_DISABLE, EVR_RTX_THREAD_JOINED_DISABLE, EVR_RTX_THREAD_BLOCKED_DISABLE, EVR_RTX_THREAD_UNBLOCKED_DISABLE, EVR_RTX_THREAD_PREEMPTED_DISABLE, EVR_RTX_THREAD_SWITCHED_DISABLE, EVR_RTX_THREAD_EXIT_DISABLE, EVR_RTX_THREAD_TERMINATE_DISABLE, EVR_RTX_THREAD_DESTROYED_DISABLE, EVR_RTX_THREAD_GET_COUNT_DISABLE, EVR_RTX_THREAD_ENUMERATE_DISABLE

线程标志事件
EVR_RTX_THREAD_FLAGS_SET_DISABLE, EVR_RTX_THREAD_FLAGS_SET_DONE_DISABLE, EVR_RTX_THREAD_FLAGS_CLEAR_DISABLE, EVR_RTX_THREAD_FLAGS_CLEAR_DONE_DISABLE, EVR_RTX_THREAD_FLAGS_GET_DISABLE, EVR_RTX_THREAD_FLAGS_WAIT_DISABLE, EVR_RTX_THREAD_FLAGS_WAIT_PENDING_DISABLE, EVR_RTX_THREAD_FLAGS_WAIT_TIMEOUT_DISABLE, EVR_RTX_THREAD_FLAGS_WAIT_COMPLETED_DISABLE, EVR_RTX_THREAD_FLAGS_WAIT_NOT_COMPLETED_DISABLE

通用等待事件
EVR_RTX_THREAD_DELAY_DISABLE, EVR_RTX_THREAD_DELAY_UNTIL_DISABLE, EVR_RTX_THREAD_DELAY_COMPLETED_DISABLE

定时器事件
EVR_RTX_TIMER_ERROR_DISABLE, EVR_RTX_TIMER_CALLBACK_DISABLE, EVR_RTX_TIMER_NEW_DISABLE, EVR_RTX_TIMER_CREATED_DISABLE, EVR_RTX_TIMER_GET_NAME_DISABLE, EVR_RTX_TIMER_START_DISABLE, EVR_RTX_TIMER_STARTED_DISABLE, EVR_RTX_TIMER_STOP_DISABLE, EVR_RTX_TIMER_STOPPED_DISABLE, EVR_RTX_TIMER_IS_RUNNING_DISABLE, EVR_RTX_TIMER_DELETE_DISABLE, EVR_RTX_TIMER_DESTROYED_DISABLE

事件标志事件
EVR_RTX_EVENT_FLAGS_ERROR_DISABLE, EVR_RTX_EVENT_FLAGS_NEW_DISABLE, EVR_RTX_EVENT_FLAGS_CREATED_DISABLE, EVR_RTX_EVENT_FLAGS_GET_NAME_DISABLE, EVR_RTX_EVENT_FLAGS_SET_DISABLE, EVR_RTX_EVENT_FLAGS_SET_DONE_DISABLE, EVR_RTX_EVENT_FLAGS_CLEAR_DISABLE, EVR_RTX_EVENT_FLAGS_CLEAR_DONE_DISABLE, EVR_RTX_EVENT_FLAGS_GET_DISABLE, EVR_RTX_EVENT_FLAGS_WAIT_DISABLE, EVR_RTX_EVENT_FLAGS_WAIT_PENDING_DISABLE, EVR_RTX_EVENT_FLAGS_WAIT_TIMEOUT_DISABLE, EVR_RTX_EVENT_FLAGS_WAIT_COMPLETED_DISABLE, EVR_RTX_EVENT_FLAGS_WAIT_NOT_COMPLETED_DISABLE, EVR_RTX_EVENT_FLAGS_DELETE_DISABLE, EVR_RTX_EVENT_FLAGS_DESTROYED_DISABLE

互斥锁事件
EVR_RTX_MUTEX_ERROR_DISABLE, EVR_RTX_MUTEX_NEW_DISABLE, EVR_RTX_MUTEX_CREATED_DISABLE, EVR_RTX_MUTEX_GET_NAME_DISABLE, EVR_RTX_MUTEX_ACQUIRE_DISABLE, EVR_RTX_MUTEX_ACQUIRE_PENDING_DISABLE, EVR_RTX_MUTEX_ACQUIRE_TIMEOUT_DISABLE, EVR_RTX_MUTEX_ACQUIRED_DISABLE, EVR_RTX_MUTEX_NOT_ACQUIRED_DISABLE, EVR_RTX_MUTEX_RELEASE_DISABLE, EVR_RTX_MUTEX_RELEASED_DISABLE, EVR_RTX_MUTEX_GET_OWNER_DISABLE, EVR_RTX_MUTEX_DELETE_DISABLE, EVR_RTX_MUTEX_DESTROYED_DISABLE

信号量事件
EVR_RTX_SEMAPHORE_ERROR_DISABLE, EVR_RTX_SEMAPHORE_NEW_DISABLE, EVR_RTX_SEMAPHORE_CREATED_DISABLE, EVR_RTX_SEMAPHORE_GET_NAME_DISABLE, EVR_RTX_SEMAPHORE_ACQUIRE_DISABLE, EVR_RTX_SEMAPHORE_ACQUIRE_PENDING_DISABLE, EVR_RTX_SEMAPHORE_ACQUIRE_TIMEOUT_DISABLE, EVR_RTX_SEMAPHORE_ACQUIRED_DISABLE, EVR_RTX_SEMAPHORE_NOT_ACQUIRED_DISABLE, EVR_RTX_SEMAPHORE_RELEASE_DISABLE, EVR_RTX_SEMAPHORE_RELEASED_DISABLE, EVR_RTX_SEMAPHORE_GET_COUNT_DISABLE, EVR_RTX_SEMAPHORE_DELETE_DISABLE, EVR_RTX_SEMAPHORE_DESTROYED_DISABLE

内存池事件
EVR_RTX_MEMORY_POOL_ERROR_DISABLE, EVR_RTX_MEMORY_POOL_NEW_DISABLE, EVR_RTX_MEMORY_POOL_CREATED_DISABLE, EVR_RTX_MEMORY_POOL_GET_NAME_DISABLE, EVR_RTX_MEMORY_POOL_ALLOC_DISABLE, EVR_RTX_MEMORY_POOL_ALLOC_PENDING_DISABLE, EVR_RTX_MEMORY_POOL_ALLOC_TIMEOUT_DISABLE, EVR_RTX_MEMORY_POOL_ALLOCATED_DISABLE, EVR_RTX_MEMORY_POOL_ALLOC_FAILED_DISABLE, EVR_RTX_MEMORY_POOL_FREE_DISABLE, EVR_RTX_MEMORY_POOL_DEALLOCATED_DISABLE, EVR_RTX_MEMORY_POOL_FREE_FAILED_DISABLE, EVR_RTX_MEMORY_POOL_GET_CAPACITY_DISABLE, EVR_RTX_MEMORY_POOL_GET_BLOCK_SZIE_DISABLE, EVR_RTX_MEMORY_POOL_GET_COUNT_DISABLE, EVR_RTX_MEMORY_POOL_GET_SPACE_DISABLE, EVR_RTX_MEMORY_POOL_DELETE_DISABLE, EVR_RTX_MEMORY_POOL_DESTROYED_DISABLE

消息队列事件
EVR_RTX_MESSAGE_QUEUE_ERROR_DISABLE, EVR_RTX_MESSAGE_QUEUE_NEW_DISABLE, EVR_RTX_MESSAGE_QUEUE_CREATED_DISABLE, EVR_RTX_MESSAGE_QUEUE_GET_NAME_DISABLE, EVR_RTX_MESSAGE_QUEUE_PUT_DISABLE, EVR_RTX_MESSAGE_QUEUE_PUT_PENDING_DISABLE, EVR_RTX_MESSAGE_QUEUE_PUT_TIMEOUT_DISABLE, EVR_RTX_MESSAGE_QUEUE_INSERT_PENDING_DISABLE, EVR_RTX_MESSAGE_QUEUE_INSERTED_DISABLE, EVR_RTX_MESSAGE_QUEUE_NOT_INSERTED_DISABLE, EVR_RTX_MESSAGE_QUEUE_GET_DISABLE, EVR_RTX_MESSAGE_QUEUE_GET_PENDING_DISABLE, EVR_RTX_MESSAGE_QUEUE_GET_TIMEOUT_DISABLE, EVR_RTX_MESSAGE_QUEUE_RETRIEVED_DISABLE, EVR_RTX_MESSAGE_QUEUE_NOT_RETRIEVED_DISABLE, EVR_RTX_MESSAGE_QUEUE_GET_CAPACITY_DISABLE, EVR_RTX_MESSAGE_QUEUE_GET_MSG_SIZE_DISABLE, EVR_RTX_MESSAGE_QUEUE_GET_COUNT_DISABLE, EVR_RTX_MESSAGE_QUEUE_GET_SPACE_DISABLE, EVR_RTX_MESSAGE_QUEUE_RESET_DISABLE, EVR_RTX_MESSAGE_QUEUE_RESET_DONE_DISABLE, EVR_RTX_MESSAGE_QUEUE_DELETE_DISABLE, EVR_RTX_MESSAGE_QUEUE_DESTROYED_DISABLE

对象内存使用计数器

对象内存使用计数器有助于评估每个对象类型的最大内存池需求，就像线程的堆栈水印一样。初始设置从所有对象类型的全局内存池开始。在启用对象内存使用计数器的情况下连续运行应用程序，有助于为每种对象类型引入特定于对象的内存池。通常，这对于需要功能安全认证的应用程序是必需的，因为在这种情况下不允许全局内存池。

线程配置

RTX5 提供了几个参数来配置线程管理功能。

线程配置选项

线程数和堆栈空间的配置

RTX5 内核为每个线程使用一个单独的堆栈空间，并提供两种方法来定义堆栈要求：

• 静态分配: 当 osThreadAttr_t::stack_mem 和 osThreadAttr_t::stack_size 指定用于线程堆栈的内存区域时。注意: 所提供的堆栈内存必须是64 位对齐的，即通过使用 uint64_t 进行声明。
• 动态分配: 当 osThreadAttr_t 为 NULL 或 osThreadAttr_t::stack_mem 为 NULL 时，系统将从以下位置分配堆栈内存：
  • 当启用 “对象特定的内存分配” 并且 “具有默认堆栈大小的用户线程数” 不为 0 且 osThreadAttr_t::stack_size 为 0（或 osThreadAttr_t 为 NULL）时，特定于对象的内存池（默认堆栈大小）。
  • 启用 “对象特定内存分配” 并且 “用户的总堆栈大小...” 不为 0 且 osThreadAttr_t::stack_size 不为 0 时，特定于对象的内存池（用户提供的堆栈大小）。
  • 当 “对象特定的内存分配” 被禁用或者（osThreadAttr_t::stack_size 不是 0 并且 “用户...的总栈大小” 是 0）或（osThreadAttr_t::stack_size 是 0）和 “用户线程数与默认堆栈大小“ 为 0）。

osThreadAttr_t 是 osThreadNew 函数的参数。

注意

在 RTX 内核由 osKernelStart（）函数启动之前，使用在 startup_device.s 中定义的主栈。主栈也用于：

• 用户应用程序使用 SVC 调用以线程模式调用 RTX 函数。
• 中断/异常处理程序。

堆栈溢出检查

RTX5 实现了一个软件堆栈溢出检查，可以捕获堆栈溢出。堆栈用于返回地址和自动变量。大量使用或不正确的堆栈配置可能会导致堆栈溢出。软件堆栈溢出检查由定义的 OS_STACK_CHECK 控制。

如果检测到堆栈溢出，则会调用错误代码为 osRtxErrorStackUnderflow 的函数 osRtxErrorNotify 。默认情况下，这个函数被实现为一个无限循环，并且实际上会停止代码执行。

堆栈使用水印

创建线程时，RTX5 使用水印模式（0xCC）初始化线程堆栈。这允许调试器确定每个线程的最大堆栈使用情况。它通常在开发过程中使用，但从最终应用程序中删除。使用定义 OS_STACK_WATERMARK 来控制堆栈使用水印。

启用此选项会显着增加 osThreadNew 的执行时间（取决于线程堆栈大小）。

线程执行的处理器模式

RTX5 允许以非特权或特权处理器模式执行线程。处理器模式由定义的 OS_PRIVILEGE_MODE 控制。

在非特权处理器模式下，应用软件：

• 对 MSR 和 MRS 指令的访问受限，并且不能使用 CPS 指令。
• 不能访问系统定时器，NVIC 或系统控制块。
• 可能限制了对内存或外设的访问。

在特权处理器模式下，应用程序软件可以使用所有指令，并可以访问所有资源。

定时器配置

RTX5 提供了几个参数来配置定时器管理功能。

定时器配置选项

对象特定的内存分配

请参阅对象特定的内存池。

用户定时器线程

RTX5 函数 osRtxTimerThread 在时间段到期时执行回调函数。完整的 RTOS 系统中定时器子系统的优先级从 osRtxTimerThread 的优先级继承。这由 OS_TIMER_THREAD_PRIO 进行配置。回调函数堆栈由 osRtxTimerThread 提供。OS_TIMER_THREAD_STACK_SIZE 必须满足堆栈使用率最高的回调函数的堆栈要求。

事件标志配置

RTX5 提供了几个参数来配置事件标志功能。

事件配置选项

对象特定的内存分配

当使用对象特定的内存时，所有事件对象的池大小由 OS_EVFLAGS_NUM 指定。请参阅对象特定的内存池。

互斥锁配置

RTX5 提供了几个参数来配置互斥管理功能。

互斥锁配置选项

特定于对象的内存分配

当使用对象特定的内存时，所有互斥锁对象的池大小由 OS_MUTEX_NUM 指定。请参阅对象特定的内存池。

信号量配置

RTX5 提供了几个参数来配置信号量功能。

信号量配置选项

对象特定的内存分配

使用对象特定的内存时，所有信号量对象的池大小由 OS_SEMAPHORE_NUM 指定。请参阅对象特定的内存池。

内存池配置

RTX5 提供了几个参数来配置内存池功能。

内存池配置选项

对象特定的内存分配

当使用特定于对象的内存时，所有 MemoryPool 对象的池数由 OS_MEMPOOL_NUM 指定。为所有池保留的总存储大小在 OS_MEMPOOL_DATA_SIZE 中配置。请参阅对象特定的内存池。

消息队列配置

RTX5 提供了几个参数来配置消息队列功能。

消息队列配置选项

对象特定的内存分配

使用对象特定内存时，所有消息队列对象的队列数由 OS_MSGQUEUE_NUM 指定。为所有队列保留的总存储容量在 OS_MSGQUEUE_DATA_SIZE 中配置。请参阅对象特定的内存池。