从 freeRTOS 运行应用程序

Question

我目前正在为我公司正在开发的消费电子产品开发操作系统。我已经决定将 freeRTOS 作为我们操作系统的主干，并且正在努力在操作系统中实现硬件功能。但是，我遇到了一个关于从 freeRTOS 中运行 3rd-party 应用程序的问题。

最初我认为一个任务是一个应用程序，基本上你有“myapplication.c”和“myapplication.h”包含你所有的应用程序必要的功能，代码将驻留在任务中的for(;;)循环中（充当主要的while循环）。然后，当用户决定运行该应用程序时，函数指针将传递给队列，然后我的 app_launcher 任务使用该队列来使用 3rd 方任务或应用程序创建新任务。

然而，这种方法的问题是操作系统已经被编译并驻留在微控制器上，并且应用程序可以根据用户认为合适的方式安装和删除......所以显然应用程序需要从操作系统编译和执行.在标准的 unix 机器上，我会使用 fork 之类的东西来选择可执行文件并为其提供自己的进程。但是我在 freeRTOS 中找不到类似的功能。我的另一个想法是使用脚本语言来开发应用程序，但我再次不确定如何启动这些应用程序...

所以问题是，我如何让 freeRTOS 运行来自 3 方开发人员的尚未融入操作系统的应用程序？

Answer 1

FreeRTOS（以及大多数 RTOS）不像通用操作系统 (GPOS) 那样工作，它们通常不是为动态加载和执行任意用户提供的应用程序而设计的。在大多数情况下，您使用 RTOS 是因为您需要硬实时响应，而第三方代码的执行可能会损害这一点。

大多数 RTOS（包括 FreeRTOS）不再是静态链接库，您的整个嵌入式应用程序都与 RTOS 静态链接并作为单个多线程程序执行。

同样，许多 RTOS（如 FreeRTOS）并不是与 GPOS（如 Linux）相同意义上的操作系统。通常，可用的 RTOS 服务是实时调度程序、进程间通信 (IPC)、线程同步和计时器。文件系统和网络堆栈等中间件要么是可选扩展，要么必须从第三方代码集成。

FreeRTOS 试图实现您的目标时遇到的一个问题是，“任务”类似于“线程”，而不是 GPOS 进程模型意义上的“进程”。一个任务通常与其他任务在相同的内存空间中运行，任务之间没有内存保护。任务不是单独的程序，而是单个应用程序中的线程。

如果您的目标没有 MMU，那么内存保护在任何情况下都可能会受到限制，但您可能仍希望第三方应用程序在概念上独立于操作系统。如果您的处理器没有 MMU，那么运行任意第三方动态加载的代码可能会影响系统完整性、安全性和安全性。即使使用 MMU，FreeRTOS 等简单的 RTOS 内核也不会使用它。

具有实时调度的操作系统，可以作为单独的进程动态加载和运行应用程序代码，包括：

• Windows Embedded Compact (formerly Windows CE)
• QNX Neutrino
• OS-9

此外，VxWorks 能够加载部分链接的目标代码并将其动态链接到已加载的代码。这在流程模型中不一样，但更类似于动态链接库。在这种情况下值得一提的是，VxWorks shell 可以通过名称调用任何具有外部链接的函数。因此，您可以加载实现函数的目标文件，然后运行该函数。原则上，您可以在 FreeRTOS 上实现相同的功能，但这并非易事。 shell 是一回事，但动态加载和链接需要目标驻留应用程序符号表。

如果您不需要硬实时（或者您的实时要求是“软”）并且您的目标有足够的资源，那么部署Linux 或uClinux 可能会更好。嵌入式系统。

如果您的最终用户需要运行的代码与您的设备用途密切相关，而不是本质上的“通用”，那么允许最终用户运行代码的另一种可能性是集成脚本语言解释器，例如Lua。在这种情况下，您只需从文件系统加载脚本并将其传递给脚本解释器。对于更通用的要求，Java VM 可能是可能的。

Answer 2

根据要求，这是我发现的解决问题的方法。问题是从 freeRTOS 启动其他应用程序。这是通过利用 newlib 库中的“System()”函数完成的。因此，我可以将应用程序放在闪存中，直到需要它，然后使用提供的 newlib 函数启动它。这也允许我动态启动程序，无需对应用程序的代码或名称进行硬编码，我只需要向 System() 提供一个字符串，指向应用程序在内存中的位置。