内存、中断管理
内存管理
内存管理简介：
动态：由系统自动分配；静态：由用户自己分配
标准C库中的malloc()和free()也可以实现动态内存管理，但是也有限制：
- 这些函数在小型嵌入式系统中并不总是可用的，小型嵌入式设备中的RAM不足
- 它们的实现可能非常大，占据了相当大的一块代码空间
- 它们几乎都不是安全的
- 它们并不是确定的，每次调用这些函数执行的时间可能都不一样
- 它们有可能产生碎片
- 这两个函数会使得链接器配置得复杂
freertos提供的内存管理函数：
pvPortMalloc()来代替malloc(),vPortFree()函数来替代free()。
内存碎片：
经过许多内存的申请释放之后，内存空间中有许多小的内存块，申请不到。
freeRTOS中的内存堆都为ucHeap[]，大小都为configTOTAL_HEAP_SIZE
freeRTOS中heap1，2，4内存堆的实现是定义了一个大的数组，由编译器决定。heap3封装了malloc和free，具有保护功能，能安全地在嵌入式系统中使用，需要哟过户自定义内存堆。heap5允许用户使用多个不连续的内存堆，由用户指定。这五种内存管理方式有相同的内存申请和释放函数，初始化和获取当前未分配内存堆大小，获取未分配内存堆历史最小值函数如下：
内存分配方法
heap1：
内存初始化：一般8字节对齐，管理内存开始指针从能被8整除的地址开始。
内存申请：也需要进行8字节对齐，例如需要申请30字节，操作系统会分配32字节内存，实现字节对齐。
内存释放：pvFree()，heap1没有内存释放，因为不会产生内存碎片。
特点：适合系统从开始到关闭只申请内存一直使用不释放的场景
heap2：
特点：适合应用在系统每次申请删除的内存块大小一样的，应用需要调用pvPortMalloc()和vPortFree()来申请释放，而不是调用其他API间接调用。应用中的任务、队列、信号量等具有不可预料性，每次所需内存大小不同，会导致内存碎片（heap4里有解决），效率远比c标准库中的malloc和free高。
heap3：
特点：简单封装了C库中的malloc和free，操作内存前挂起调度器，完成后再恢复，具有保护功能。需要链接器设置一个堆，由编译器提供，具有不确定性，很可能增大内核大小。
heap4：
特性：提供了内存块合并算法，不会像heap2那样产生严重的内存碎片，比较常用。
heap5：
特性：与第四种采用相同的内存合并算法，允许使用不连续的内存块。
中断管理
临界段保护：临界段是一段在执行的时候不能被中断的代码段。在FreeRTOS里面，这个临界段最常出现的就是对全局变量的操作。
被打断的情况：系统调用，外部中断。
关中断：在portmacro.h中定义，分不带返回值和带返回值两种，不带返回值的关中断函数不能嵌套，不能在中断里面使用。
带返回值的关中断函数可以嵌套和在中断里使用，带From_ISR
开中断：
临界段
临界段代码也叫做临界区，是指那些必须完整运行，不能被打断的代码段，比如有的外设的初始化需要严格的时序，初始化过程中不能被打断。
从上到下：
- 进入临界段（任务级）
- 退出临界段（任务级）
- 进入（中断级）
- 退出（中断级）
函数实现：进入函数后挂起中断，全局变量++（记录临界段嵌套的数据），然后执行，等所有临界段都退出之后才恢复中断。中断保护：优先级低于BASEPRI的中断无法响应，用户可以自定义配置系统可管理的最高中断优先级的宏定义。
CPU利用率
配置文件：开启两个宏，定义两个宏，声明CPU_RunTime变量，注释掉两个头文件。
原文地址：https://blog.csdn.net/m0_50683929/article/details/133763605
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