STM32F1+HAL库+FreeTOTS学习2——STM32移植FreeRTOS
- 获取FreeRTOS源码
- 创建工程
- 窥探源码
- 移植
上期我们认识了FreeRTOS，对FreeRTOS有了个初步的认识，这一期我们来上手移植FreeRTOS到STM32上。
获取FreeRTOS源码
- 进入官网：https://www.freertos.org/
- 点击下载FreeRTOS
- 跳转至如下界面，再次点击下载，耐心等待，下载完成解压即可。
创建工程
由于下载的过程有点漫长，所以在下载的过程中，可以先配置工程，这里直接使用CubeMX配置，配置可以参照：夜深人静学32系列6——CubeMX入门，这里不做介绍，只需要修改SYS选项如下即可：
-
设置调试选项和时钟源：
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另外这里建议可以开启一个串口，用于调试：方法参考：夜深人静学32系列11——串口通信 中的CubeMX配置部分即可
-
创建成功后的文件夹如下：
配置完工程之后，我们来开始移植，首先先看看一些源码：
窥探源码
1.解压下载的源码，打开后如下：
下面是文件夹描述：
| 名称 | 描述 |
|---|---|
| FreeRTOS | FreeRTOS内核 |
| FreeRTOS-Plus | FreeRTOS组件 |
| tools | 工具 |
| GitHub-FreeRTOS-Home | FreeRTOS的GitHub仓库连接 |
| Quick_Start_Guide | 快速入门文档链接 |
| 其他 | 不重要 |
其中最重要的是FreeRTOS内核文件，打开后如下：
下面是文件夹描述：
| 名称 | 描述 |
|---|---|
| Demo | 演示例程 |
| License | 相关许可 |
| Source | FreeRTOS的底层实现源码 |
| Test | 公用及移植层测试代码 |
主要用到的是Source和Demo文件夹。下面我们开始移植
移植
- 在创建的工程目录里面创建一个文件夹：FreeRTOS
- 将官方源码中：FreeRTOS->Sourse中的所有文件复制到创建的FreeRTOS文件中，复制完如下：
- 将官方源码中：FreeRTOS->Demo->CORTEX_STM32F103_Keil->中的"FreeRTOSConfig.h"复制到创建的FreeRTOS->include文件夹中，复制完如下：
- 返回上一级目录，打开portable文件，将除以下三个文件夹之外的全部删除：
- 完成以上步骤后打开工程。安装如下操作
- 在低5步的基础上，在新建的group中添加对应的文件，添加完如图
- 添加头文件路径
- 在main.c中包含以下头文件：
/* USER CODE BEGIN Includes */
#include "FreeRTOSConfig.h"
#include "FreeRTOS.h"
#include "task.h"
/* USER CODE END Includes */
- 在stm32f1xx_it.c中声明以下函数，并改写以下代码
/* USER CODE BEGIN EV */
extern void xPortPendSVHandler(void);
extern void xPortSysTickHandler(void);
extern void vPortSVCHandler(void);/* USER CODE END EV */
- 完成以上步骤后，编译后零错误，零警告，安全下车：
11.也有可能编译后有问题，出现以下报错：
应对方法：打开FreeRTOSConfig.h，用以下代码替换掉即可：
#ifndef FREERTOS_CONFIG_H__
#define FREERTOS_CONFIG_H__#include "main.h"
extern uint32_t SystemCoreClock;/* 基础配置项 */
#define configUSE_PREEMPTION 1 /* 1: 抢占式调度器, 0: 协程式调度器, 无默认需定义 */
#define configUSE_PORT_OPTIMISED_TASK_SELECTION 1 /* 1: 使用硬件计算下一个要运行的任务, 0: 使用软件算法计算下一个要运行的任务, 默认: 0 */
#define configUSE_TICKLESS_IDLE 0 /* 1: 使能tickless低功耗模式, 默认: 0 */
#define configCPU_CLOCK_HZ SystemCoreClock /* 定义CPU主频, 单位: Hz, 无默认需定义 */
#define configSYSTICK_CLOCK_HZ (configCPU_CLOCK_HZ / 8)/* 定义SysTick时钟频率，当SysTick时钟频率与内核时钟频率不同时才可以定义, 单位: Hz, 默认: 不定义 */
#define configTICK_RATE_HZ 1000 /* 定义系统时钟节拍频率, 单位: Hz, 无默认需定义 */
#define configMAX_PRIORITIES 32 /* 定义最大优先级数, 最大优先级=configMAX_PRIORITIES-1, 无默认需定义 */
#define configMINIMAL_STACK_SIZE 128 /* 定义空闲任务的栈空间大小, 单位: Word, 无默认需定义 */
#define configMAX_TASK_NAME_LEN 16 /* 定义任务名最大字符数, 默认: 16 */
#define configUSE_16_BIT_TICKS 0 /* 1: 定义系统时钟节拍计数器的数据类型为16位无符号数, 无默认需定义 */
#define configIDLE_SHOULD_YIELD 1 /* 1: 使能在抢占式调度下,同优先级的任务能抢占空闲任务, 默认: 1 */
#define configUSE_TASK_NOTIFICATIONS 1 /* 1: 使能任务间直接的消息传递,包括信号量、事件标志组和消息邮箱, 默认: 1 */
#define configTASK_NOTIFICATION_ARRAY_ENTRIES 1 /* 定义任务通知数组的大小, 默认: 1 */
#define configUSE_MUTEXES 1 /* 1: 使能互斥信号量, 默认: 0 */
#define configUSE_RECURSIVE_MUTEXES 1 /* 1: 使能递归互斥信号量, 默认: 0 */
#define configUSE_COUNTING_SEMAPHORES 1 /* 1: 使能计数信号量, 默认: 0 */
#define configUSE_ALTERNATIVE_API 0 /* 已弃用!!! */
#define configQUEUE_REGISTRY_SIZE 8 /* 定义可以注册的信号量和消息队列的个数, 默认: 0 */
#define configUSE_QUEUE_SETS 1 /* 1: 使能队列集, 默认: 0 */
#define configUSE_TIME_SLICING 1 /* 1: 使能时间片调度, 默认: 1 */
#define configUSE_NEWLIB_REENTRANT 0 /* 1: 任务创建时分配Newlib的重入结构体, 默认: 0 */
#define configENABLE_BACKWARD_COMPATIBILITY 0 /* 1: 使能兼容老版本, 默认: 1 */
#define configNUM_THREAD_LOCAL_STORAGE_POINTERS 0 /* 定义线程本地存储指针的个数, 默认: 0 */
#define configSTACK_DEPTH_TYPE uint16_t /* 定义任务堆栈深度的数据类型, 默认: uint16_t */
#define configMESSAGE_BUFFER_LENGTH_TYPE size_t /* 定义消息缓冲区中消息长度的数据类型, 默认: size_t *//* 内存分配相关定义 */
#define configSUPPORT_STATIC_ALLOCATION 0 /* 1: 支持静态申请内存, 默认: 0 */
#define configSUPPORT_DYNAMIC_ALLOCATION 1 /* 1: 支持动态申请内存, 默认: 1 */
#define configTOTAL_HEAP_SIZE ((size_t)(10 * 1024)) /* FreeRTOS堆中可用的RAM总量, 单位: Byte, 无默认需定义 */
#define configAPPLICATION_ALLOCATED_HEAP 0 /* 1: 用户手动分配FreeRTOS内存堆(ucHeap), 默认: 0 */
#define configSTACK_ALLOCATION_FROM_SEPARATE_HEAP 0 /* 1: 用户自行实现任务创建时使用的内存申请与释放函数, 默认: 0 *//* 钩子函数相关定义 */
#define configUSE_IDLE_HOOK 0 /* 1: 使能空闲任务钩子函数, 无默认需定义 */
#define configUSE_TICK_HOOK 0 /* 1: 使能系统时钟节拍中断钩子函数, 无默认需定义 */
#define configCHECK_FOR_STACK_OVERFLOW 0 /* 1: 使能栈溢出检测方法1, 2: 使能栈溢出检测方法2, 默认: 0 */
#define configUSE_MALLOC_FAILED_HOOK 0 /* 1: 使能动态内存申请失败钩子函数, 默认: 0 */
#define configUSE_DAEMON_TASK_STARTUP_HOOK 0 /* 1: 使能定时器服务任务首次执行前的钩子函数, 默认: 0 *//* 运行时间和任务状态统计相关定义 */
#define configGENERATE_RUN_TIME_STATS 0 /* 1: 使能任务运行时间统计功能, 默认: 0 */
#if configGENERATE_RUN_TIME_STATS
#include "./BSP/TIMER/btim.h"
#define portCONFIGURE_TIMER_FOR_RUN_TIME_STATS() ConfigureTimeForRunTimeStats()
extern uint32_t FreeRTOSRunTimeTicks;
#define portGET_RUN_TIME_COUNTER_VALUE() FreeRTOSRunTimeTicks
#endif
#define configUSE_TRACE_FACILITY 1 /* 1: 使能可视化跟踪调试, 默认: 0 */
#define configUSE_STATS_FORMATTING_FUNCTIONS 1 /* 1: configUSE_TRACE_FACILITY为1时，会编译vTaskList()和vTaskGetRunTimeStats()函数, 默认: 0 *//* 协程相关定义 */
#define configUSE_CO_ROUTINES 0 /* 1: 启用协程, 默认: 0 */
#define configMAX_CO_ROUTINE_PRIORITIES 2 /* 定义协程的最大优先级, 最大优先级=configMAX_CO_ROUTINE_PRIORITIES-1, 无默认configUSE_CO_ROUTINES为1时需定义 *//* 软件定时器相关定义 */
#define configUSE_TIMERS 1 /* 1: 使能软件定时器, 默认: 0 */
#define configTIMER_TASK_PRIORITY ( configMAX_PRIORITIES - 1 ) /* 定义软件定时器任务的优先级, 无默认configUSE_TIMERS为1时需定义 */
#define configTIMER_QUEUE_LENGTH 5 /* 定义软件定时器命令队列的长度, 无默认configUSE_TIMERS为1时需定义 */
#define configTIMER_TASK_STACK_DEPTH ( configMINIMAL_STACK_SIZE * 2) /* 定义软件定时器任务的栈空间大小, 无默认configUSE_TIMERS为1时需定义 *//* 可选函数, 1: 使能 */
#define INCLUDE_vTaskPrioritySet 1 /* 设置任务优先级 */
#define INCLUDE_uxTaskPriorityGet 1 /* 获取任务优先级 */
#define INCLUDE_vTaskDelete 1 /* 删除任务 */
#define INCLUDE_vTaskSuspend 1 /* 挂起任务 */
#define INCLUDE_xResumeFromISR 1 /* 恢复在中断中挂起的任务 */
#define INCLUDE_vTaskDelayUntil 1 /* 任务绝对延时 */
#define INCLUDE_vTaskDelay 1 /* 任务延时 */
#define INCLUDE_xTaskGetSchedulerState 1 /* 获取任务调度器状态 */
#define INCLUDE_xTaskGetCurrentTaskHandle 1 /* 获取当前任务的任务句柄 */
#define INCLUDE_uxTaskGetStackHighWaterMark 1 /* 获取任务堆栈历史剩余最小值 */
#define INCLUDE_xTaskGetIdleTaskHandle 1 /* 获取空闲任务的任务句柄 */
#define INCLUDE_eTaskGetState 1 /* 获取任务状态 */
#define INCLUDE_xEventGroupSetBitFromISR 1 /* 在中断中设置事件标志位 */
#define INCLUDE_xTimerPendFunctionCall 1 /* 将函数的执行挂到定时器服务任务 */
#define INCLUDE_xTaskAbortDelay 1 /* 中断任务延时 */
#define INCLUDE_xTaskGetHandle 1 /* 通过任务名获取任务句柄 */
#define INCLUDE_xTaskResumeFromISR 1 /* 恢复在中断中挂起的任务 *//* 中断嵌套行为配置 */
#ifdef __NVIC_PRIO_BITS#define configPRIO_BITS __NVIC_PRIO_BITS
#else#define configPRIO_BITS 4
#endif#define configLIBRARY_LOWEST_INTERRUPT_PRIORITY 15 /* 中断最低优先级 */
#define configLIBRARY_MAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY 5 /* FreeRTOS可管理的最高中断优先级 */
#define configKERNEL_INTERRUPT_PRIORITY ( configLIBRARY_LOWEST_INTERRUPT_PRIORITY << 4 )
#define configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY ( configLIBRARY_MAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY << 4 )
#define configMAX_API_CALL_INTERRUPT_PRIORITY configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY/* FreeRTOS中断服务函数相关定义 */
//#define xPortPendSVHandler PendSV_Handler
//#define vPortSVCHandler SVC_Handler/* 断言 */
#define vAssertCalled(char, int) printf("Error: %s, %d\r\n", char, int)
#define configASSERT( x ) if( ( x ) == 0 ) vAssertCalled( __FILE__, __LINE__ )/* FreeRTOS MPU 特殊定义 */
//#define configINCLUDE_APPLICATION_DEFINED_PRIVILEGED_FUNCTIONS 0
//#define configTOTAL_MPU_REGIONS 8
//#define configTEX_S_C_B_FLASH 0x07UL
//#define configTEX_S_C_B_SRAM 0x07UL
//#define configENFORCE_SYSTEM_CALLS_FROM_KERNEL_ONLY 1
//#define configALLOW_UNPRIVILEGED_CRITICAL_SECTIONS 1/* ARMv8-M 安全侧端口相关定义。 */
//#define secureconfigMAX_SECURE_CONTEXTS 5#endif /* FREERTOS_CONFIG_H__ */至此，STM32移植FreeRTOS完成，可以开始愉快的编写代码了。
