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FreeRTOS——静态与动态内存分配

概述
使用动态分配的 RAM 创建 RTOS 对象
使用静态分配的 RAM 创建 RTOS 对象

概述

V9.0.0 之前的 FreeRTOS 版本从特殊的 FreeRTOS 堆分配下面列出的 RTOS 对象使用的内存。FreeRTOS V9.0.0及以上版本提供了应用程序设计者自己提供内存的能力，允许可选地创建以下对象而不需要动态分配内存：

任务
软件计时器
队列
事件组
二进制信号量
计数信号量
互斥量
递归互斥量

使用静态内存分配还是动态内存分配更好，这取决于应用程序，以及应用程序设计者的偏好。这两种方法各有优缺点，并且可以在同一个RTOS应用程序中使用这两种方法。

使用动态分配的 RAM 创建 RTOS 对象

动态创建 RTOS 对象的好处是更加简单，并且有可能最大限度地减少应用程序的最大 RAM 使用量：

创建对象时需要的函数参数较少
内存分配在 RTOS API 函数内自动发生。
应用程序设计者不需要关心内存分配问题。
如果对象被删除，RTOS 对象使用的 RAM 可以重新使用，这可能会减少应用程序的最大 RAM 占用空间。
提供了 RTOS API 函数来返回有关堆使用情况的信息，从而可以优化堆大小。
可以选择最适合应用程序的内存分配方案，heap_1.c 用于安全关键应用程序通常需要的简单性和确定性，heap_4.c 用于碎片维护，heap_5.c 用于将堆拆分到多个 RAM 区域，或者由应用程序设计者自己提供分配方案。

以下 API 函数在configSUPPORT_DYNAMIC_ALLOCATION设置为 1 或未定义时可用，使用动态分配的 RAM 创建 RTOS 对象：

xTaskCreate()
xTimerCreate()
xQueueCreate()
xEventGroupCreate()
xSemaphoreCreateBinary()
xSemaphoreCreateCounting()
xSemaphoreCreateMutex()
xSemaphoreCreateRecursiveMutex()

使用静态分配的 RAM 创建 RTOS 对象

使用静态分配的 RAM 创建 RTOS 对象的好处是为应用程序设计者提供更多控制权：

RTOS 对象可以放置在特定的内存位置。
最大 RAM 占用空间可以在链接时确定，而不是在运行时确定。
应用程序设计者不需要关心如何优雅地处理内存分配失败。
它允许在不允许任何动态内存分配的应用程序中使用RTOS（尽管FreeRTOS的分配方案可以克服大多数反对意见）。

以下 API 函数在configSUPPORT_STATIC_ALLOCATION设置为 1 时可用，允许使用应用程序设计者提供的内存创建 RTOS 对象。为了提供内存，应用程序设计者只需声明一个适当对象类型的变量，然后将变量的地址传递给 RTOS API 函数：

xTaskCreateStatic()
xQueueCreateStatic()
xTimerCreateStatic()
xEventGroupCreateStatic()
xSemaphoreCreateBinaryStatic()
xSemaphoreCreateCountingStatic()
xSemaphoreCreateMutexStatic()
xSemaphoreCreateRecursiveMutexStatic()

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