freeRTOS移植(cm3)

1. 下载源码

一 个 是 官 网 : http://www.freertos.org/ , 另 外 一 个 是 代 码 托 管 网 站 :https://sourceforge.net/projects/freertos/files/FreeRTOS/。这里我们演示如何在代码托管网站

里面下载。打开网站链接之后,我们选择 FreeRTOS 的最新版本 V9.0.0(2016 年),内核稳定

2. 目录分析

FreeRTOS/ Source 文件夹下的文件,具体见图 13-6。编号1和 2包含的是 FreeRTOS 的通用的头文件和 C 文件,这两部分的文件试用于各种编译器和处理器,是通用的。需要移植的头文件和 C 文件放在编号3的portblle 这个文件夹。

我们打开 portblle 这个文件夹,可以看到里面很多与编译器相关的文件夹,在不同的编译器中使用不同的支持文件。编号1中的 KEIL 就是我们就是我们使用的编译器,当年打开 KEIL 文件夹的时候,你会看到一句话“See-also-the-RVDS-directory.txt”,其实 KEIL里面的内容跟 RVDS 里面的内容一样,所以我们只需要编号3 RVDS 文件夹里面的内容即可。而编号2 MemMang 文件夹下存放的是跟内存管理相关的,

FreeRTOS 为我们提供了 cortex-m0、m3、m4 和 m7 等内核的单片机的接口文件,里面只有“port.c”与“portmacro.h”两个文件,port.c 文件里面的内容是由 FreeRTOS 官方的技术人员为 Cortex-M3 内核的处理器写的接口文件,里面核心的上下文切换代码是由汇编语言编写而成,portmacro.h 则是 port.c 文件对应的头文件,主要是一些数据类型和宏定义,

MemMang 文件夹下存放的是跟内存管理相关的,总共有五个 heap 文件以及一个 readme 说明文件,这五个 heap 文件在移植的时候必须使用一个,现在是初学,所以我们选用 heap4.c 即可,

3. Demo 文件夹

4. 往裸机工程添加 FreeRTOS 源码



FreeRTOS 文件夹下就是我们提取的 FreeRTOS 的核心代码

5. 拷贝 FreeRTOSConfig.h 文件到 user 文件夹



6. 修改 FreeRTOSConfig.h

/*
    FreeRTOS V9.0.0 - Copyright (C) 2016 Real Time Engineers Ltd.
    All rights reserved

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    ***************************************************************************
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    >>!   distribute a combined work that includes FreeRTOS without being   !<<
    >>!   obliged to provide the source code for proprietary components     !<<
    >>!   outside of the FreeRTOS kernel.                                   !<<
    ***************************************************************************

    FreeRTOS is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY
    WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or FITNESS
    FOR A PARTICULAR PURPOSE.  Full license text is available on the following
    link: http://www.freertos.org/a00114.html

    ***************************************************************************
     *                                                                       *
     *    FreeRTOS provides completely free yet professionally developed,    *
     *    robust, strictly quality controlled, supported, and cross          *
     *    platform software that is more than just the market leader, it     *
     *    is the industry's de facto standard.                               *
     *                                                                       *
     *    Help yourself get started quickly while simultaneously helping     *
     *    to support the FreeRTOS project by purchasing a FreeRTOS           *
     *    tutorial book, reference manual, or both:                          *
     *    http://www.FreeRTOS.org/Documentation                              *
     *                                                                       *
    ***************************************************************************

    http://www.FreeRTOS.org/FAQHelp.html - Having a problem?  Start by reading
    the FAQ page "My application does not run, what could be wrong?".  Have you
    defined configASSERT()?

    http://www.FreeRTOS.org/support - In return for receiving this top quality
    embedded software for free we request you assist our global community by
    participating in the support forum.

    http://www.FreeRTOS.org/training - Investing in training allows your team to
    be as productive as possible as early as possible.  Now you can receive
    FreeRTOS training directly from Richard Barry, CEO of Real Time Engineers
    Ltd, and the world's leading authority on the world's leading RTOS.

    http://www.FreeRTOS.org/plus - A selection of FreeRTOS ecosystem products,
    including FreeRTOS+Trace - an indispensable productivity tool, a DOS
    compatible FAT file system, and our tiny thread aware UDP/IP stack.

    http://www.FreeRTOS.org/labs - Where new FreeRTOS products go to incubate.
    Come and try FreeRTOS+TCP, our new open source TCP/IP stack for FreeRTOS.

    http://www.OpenRTOS.com - Real Time Engineers ltd. license FreeRTOS to High
    Integrity Systems ltd. to sell under the OpenRTOS brand.  Low cost OpenRTOS
    licenses offer ticketed support, indemnification and commercial middleware.

    http://www.SafeRTOS.com - High Integrity Systems also provide a safety
    engineered and independently SIL3 certified version for use in safety and
    mission critical applications that require provable dependability.

*/


#ifndef FREERTOS_CONFIG_H
#define FREERTOS_CONFIG_H

#include "stm32f10x.h"
#include "bsp_usart.h"


//针对不同的编译器调用不同的stdint.h文件
#if defined(__ICCARM__) || defined(__CC_ARM) || defined(__GNUC__)
    #include <stdint.h>
    extern uint32_t SystemCoreClock;
#endif

//断言
#define vAssertCalled(char,int) printf("Error:%s,%d
",char,int)
#define configASSERT(x) if((x)==0) vAssertCalled(__FILE__,__LINE__)

/************************************************************************
 *               FreeRTOS基础配置配置选项 
 *********************************************************************/
/* 置1:RTOS使用抢占式调度器;置0:RTOS使用协作式调度器(时间片)
 * 
 * 注:在多任务管理机制上,操作系统可以分为抢占式和协作式两种。
 * 协作式操作系统是任务主动释放CPU后,切换到下一个任务。
 * 任务切换的时机完全取决于正在运行的任务。
 */
#define configUSE_PREEMPTION					  1

//1使能时间片调度(默认式使能的)
#define configUSE_TIME_SLICING					1		

/* 某些运行FreeRTOS的硬件有两种方法选择下一个要执行的任务:
 * 通用方法和特定于硬件的方法(以下简称“特殊方法”)。
 * 
 * 通用方法:
 *      1.configUSE_PORT_OPTIMISED_TASK_SELECTION 为 0 或者硬件不支持这种特殊方法。
 *      2.可以用于所有FreeRTOS支持的硬件
 *      3.完全用C实现,效率略低于特殊方法。
 *      4.不强制要求限制最大可用优先级数目
 * 特殊方法:
 *      1.必须将configUSE_PORT_OPTIMISED_TASK_SELECTION设置为1。
 *      2.依赖一个或多个特定架构的汇编指令(一般是类似计算前导零[CLZ]指令)。
 *      3.比通用方法更高效
 *      4.一般强制限定最大可用优先级数目为32
 * 一般是硬件计算前导零指令,如果所使用的,MCU没有这些硬件指令的话此宏应该设置为0!
 */
#define configUSE_PORT_OPTIMISED_TASK_SELECTION	        1                       
                                                                        
/* 置1:使能低功耗tickless模式;置0:保持系统节拍(tick)中断一直运行
 * 假设开启低功耗的话可能会导致下载出现问题,因为程序在睡眠中,可用以下办法解决
 * 
 * 下载方法:
 *      1.将开发版正常连接好
 *      2.按住复位按键,点击下载瞬间松开复位按键
 *     
 *      1.通过跳线帽将 BOOT 0 接高电平(3.3V)
 *      2.重新上电,下载
 *    
 * 			1.使用FlyMcu擦除一下芯片,然后进行下载
 *			STMISP -> 清除芯片(z)
 */
#define configUSE_TICKLESS_IDLE													0   

/*
 * 写入实际的CPU内核时钟频率,也就是CPU指令执行频率,通常称为Fclk
 * Fclk为供给CPU内核的时钟信号,我们所说的cpu主频为 XX MHz,
 * 就是指的这个时钟信号,相应的,1/Fclk即为cpu时钟周期;
 */
#define configCPU_CLOCK_HZ						  (SystemCoreClock)

//RTOS系统节拍中断的频率。即一秒中断的次数,每次中断RTOS都会进行任务调度
#define configTICK_RATE_HZ						  (( TickType_t )1000)

//可使用的最大优先级
#define configMAX_PRIORITIES					  (32)

//空闲任务使用的堆栈大小
#define configMINIMAL_STACK_SIZE				((unsigned short)128)
  
//任务名字字符串长度
#define configMAX_TASK_NAME_LEN					(16)

 //系统节拍计数器变量数据类型,1表示为16位无符号整形,0表示为32位无符号整形
#define configUSE_16_BIT_TICKS					0                      

//空闲任务放弃CPU使用权给其他同优先级的用户任务
#define configIDLE_SHOULD_YIELD					1           

//启用队列
#define configUSE_QUEUE_SETS					  0    

//开启任务通知功能,默认开启
#define configUSE_TASK_NOTIFICATIONS    1   

//使用互斥信号量
#define configUSE_MUTEXES						    0    

//使用递归互斥信号量                                            
#define configUSE_RECURSIVE_MUTEXES			0   

//为1时使用计数信号量
#define configUSE_COUNTING_SEMAPHORES		0

/* 设置可以注册的信号量和消息队列个数 */
#define configQUEUE_REGISTRY_SIZE				10                                 
                                                                       
#define configUSE_APPLICATION_TASK_TAG		  0                       
                      

/*****************************************************************
              FreeRTOS与内存申请有关配置选项                                               
*****************************************************************/
//支持动态内存申请
#define configSUPPORT_DYNAMIC_ALLOCATION        1    
//支持静态内存
#define configSUPPORT_STATIC_ALLOCATION					0					
//系统所有总的堆大小
#define configTOTAL_HEAP_SIZE					((size_t)(36*1024))    


/***************************************************************
             FreeRTOS与钩子函数有关的配置选项                                            
**************************************************************/
/* 置1:使用空闲钩子(Idle Hook类似于回调函数);置0:忽略空闲钩子
 * 
 * 空闲任务钩子是一个函数,这个函数由用户来实现,
 * FreeRTOS规定了函数的名字和参数:void vApplicationIdleHook(void ),
 * 这个函数在每个空闲任务周期都会被调用
 * 对于已经删除的RTOS任务,空闲任务可以释放分配给它们的堆栈内存。
 * 因此必须保证空闲任务可以被CPU执行
 * 使用空闲钩子函数设置CPU进入省电模式是很常见的
 * 不可以调用会引起空闲任务阻塞的API函数
 */
#define configUSE_IDLE_HOOK						0      

/* 置1:使用时间片钩子(Tick Hook);置0:忽略时间片钩子
 * 
 * 
 * 时间片钩子是一个函数,这个函数由用户来实现,
 * FreeRTOS规定了函数的名字和参数:void vApplicationTickHook(void )
 * 时间片中断可以周期性的调用
 * 函数必须非常短小,不能大量使用堆栈,
 * 不能调用以”FromISR" 或 "FROM_ISR”结尾的API函数
 */
 /*xTaskIncrementTick函数是在xPortSysTickHandler中断函数中被调用的。因此,vApplicationTickHook()函数执行的时间必须很短才行*/
#define configUSE_TICK_HOOK						0           

//使用内存申请失败钩子函数
#define configUSE_MALLOC_FAILED_HOOK			0 

/*
 * 大于0时启用堆栈溢出检测功能,如果使用此功能 
 * 用户必须提供一个栈溢出钩子函数,如果使用的话
 * 此值可以为1或者2,因为有两种栈溢出检测方法 */
#define configCHECK_FOR_STACK_OVERFLOW			0   


/********************************************************************
          FreeRTOS与运行时间和任务状态收集有关的配置选项   
**********************************************************************/
//启用运行时间统计功能
#define configGENERATE_RUN_TIME_STATS	        0             
 //启用可视化跟踪调试
#define configUSE_TRACE_FACILITY				      0    
/* 与宏configUSE_TRACE_FACILITY同时为1时会编译下面3个函数
 * prvWriteNameToBuffer()
 * vTaskList(),
 * vTaskGetRunTimeStats()
*/
#define configUSE_STATS_FORMATTING_FUNCTIONS	1                       
                                                                        
                                                                        
/********************************************************************
                FreeRTOS与协程有关的配置选项                                                
*********************************************************************/
//启用协程,启用协程以后必须添加文件croutine.c
#define configUSE_CO_ROUTINES 			          0                 
//协程的有效优先级数目
#define configMAX_CO_ROUTINE_PRIORITIES       ( 2 )                   


/***********************************************************************
                FreeRTOS与软件定时器有关的配置选项      
**********************************************************************/
 //启用软件定时器
#define configUSE_TIMERS				            0                              
//软件定时器优先级
#define configTIMER_TASK_PRIORITY		        (configMAX_PRIORITIES-1)        
//软件定时器队列长度
#define configTIMER_QUEUE_LENGTH		        10                               
//软件定时器任务堆栈大小
#define configTIMER_TASK_STACK_DEPTH	      (configMINIMAL_STACK_SIZE*2)    

/************************************************************
            FreeRTOS可选函数配置选项                                                     
************************************************************/
#define INCLUDE_xTaskGetSchedulerState       1                       
#define INCLUDE_vTaskPrioritySet		         1
#define INCLUDE_uxTaskPriorityGet		         1
#define INCLUDE_vTaskDelete				           1
#define INCLUDE_vTaskCleanUpResources	       1
#define INCLUDE_vTaskSuspend			           1
#define INCLUDE_vTaskDelayUntil			         1
#define INCLUDE_vTaskDelay				           1
#define INCLUDE_eTaskGetState			           1
#define INCLUDE_xTimerPendFunctionCall	     0
//#define INCLUDE_xTaskGetCurrentTaskHandle       1
//#define INCLUDE_uxTaskGetStackHighWaterMark     0
//#define INCLUDE_xTaskGetIdleTaskHandle          0


/******************************************************************
            FreeRTOS与中断有关的配置选项                                                 
******************************************************************/
#ifdef __NVIC_PRIO_BITS
	#define configPRIO_BITS       		__NVIC_PRIO_BITS
#else
	#define configPRIO_BITS       		4                  
#endif
//中断最低优先级
#define configLIBRARY_LOWEST_INTERRUPT_PRIORITY			15     

//系统可管理的最高中断优先级
#define configLIBRARY_MAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY	5 

#define configKERNEL_INTERRUPT_PRIORITY 		( configLIBRARY_LOWEST_INTERRUPT_PRIORITY << (8 - configPRIO_BITS) )	/* 240 */

#define configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY 	( configLIBRARY_MAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY << (8 - configPRIO_BITS) )


/****************************************************************
            FreeRTOS与中断服务函数有关的配置选项                         
****************************************************************/
#define xPortPendSVHandler 	PendSV_Handler
#define vPortSVCHandler 	SVC_Handler


/* 以下为使用Percepio Tracealyzer需要的东西,不需要时将 configUSE_TRACE_FACILITY 定义为 0 */
#if ( configUSE_TRACE_FACILITY == 1 )
#include "trcRecorder.h"
#define INCLUDE_xTaskGetCurrentTaskHandle               1   // 启用一个可选函数(该函数被 Trace源码使用,默认该值为0 表示不用)
#endif


#endif /* FREERTOS_CONFIG_H */


7. 修改 stm32f10x_it.c

PendSV_Handler()与 SVC_Handler()这两个很重要的函数都帮我们实现了,在stm32f10x_it.c去掉它:在 port.c 文件中已经实现 xPortPendSVHandler()与 vPortSVCHandler()函 数

FreeRTOS 帮我们实现了 SysTick 的启动的配置:在 port.c 文件中已经实现 vPortSetupTimerInterrupt()函数,并且 FreeRTOS 通用的 SysTick 中断服务函数也实现了:在 port.c 文件中已经实现 xPortSysTickHandler()函数,所以移植的时候只需要我们在 stm32f10x_it.c 文件中实现我们对应(STM32)平台上的 SysTick_Handler()函数即可。


8. 验证

新建main.c,并#include " FreeRTOS.h"和#include " task.h",空函数编译,是否通过

链接:https://pan.baidu.com/s/11LGlHRE9jNJJ2MvGB0U7Zw
提取码:6zgo
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原文地址:https://www.cnblogs.com/guguobao/p/12291775.html