FreeRTOS学习笔记（二）：深入探索与理解

FreeRTOS移植

一、获取FreeRTOS源码

1.1官网下载

进入官网直接下载

官网：https://www.freertos.org/zh-cn-cmn-s/

1.2 正点原子网盘下载

正点原子资料v10.4.6

例程git ： https://gitee.com/yuan-zhenbin/freertos-code-repository.git

FreeRTOS资料网盘： http://www.openedv.com/docs/book-videos/zdyzshipin/4free/newfreertos.html

二、源码内容

名称	内容
Free RTOS	内核
Free RTOS-PLUS	组件
tools	工具
Github-Free RTOS-Home	Github仓库链接
Quick_Start_Guide	快速入门官方指南
Upgrading-to-FreeRTOS-xxx	升级指定版本文档链接
History	历史更新记录
其他	其他

2.1 FreeRTOS内核

名称	描述
Demo	FreeRTOS演示例程
License	相关许可
Source	**FreeRTOS内核源码
Test	公用以及移植层测试代码

2.1.1 Demo

支持多种芯片架构，多种不同型号芯片

2.1.2 Source

名称	描述
include	包含头文件✔
portable	包含移植文件✔
croutine.c	协程相关文件
event_groups.c	事件相关文件
list.c	列表相关文件✔
queue.c	队列相关文件✔
stream_buffer.c	流式缓冲区相关文件
tasks.c	任务相关文件✔
timer.c	软件定时器相关文件

portable文件夹

建立软件硬件的桥梁，根据硬件和编译器选择文件：这里选择Keil、MemMang、RVDS。

名称	描述
Keil	指向RVDS文件夹
RVDS	不同内核芯片的移植文件
MemMang	内存管理文件

三、FreeRTOS移植

3.1 准备内容

Free RTOS源码

基础工程

3.2 移植步骤

1. 添加FreeRTOS源码

2. 添加FreeRTOS.h

3. 修改SYSTEM文件夹中的sys.c 、 delay.c 、usart.c

4. 修改中断相关文件，Systick中断、 SVC中断、 PendSV中断

5. 添加应用程序，验证是否成功

3.3 进行移植

3.3.1添加RTOS文件

这里选择HAL库内存管理例程作为基础工程

在Middlewares新建FreeRTOS文件夹

将FreeRTOS源码部分拷贝进文件夹

可以选择删除portable中的文件夹，这里只保留Keil、MemMang、RVDS。

3.3.2将文件添加到工程

打开基础工程，新建两个文件分组。Middlewares/FreeRTOS_CORE和Middlewares/FreeRTOS_PORT

CORE添加对应的文件

外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传

PORT添加对应的文件

添加头文件路径，将include和portable中对应的内核版本添加到头文件路径中

3.3.3 添加FreeRTOSConfig.h文件

裁剪不需要的功能，节约内存资源，有三种获取方式

用户自行缩写，

参考官方demo配置

用正点原子官方写好的

拷贝到基础工程文件的User文件夹

3.3.4 修改system文件

修改sys.h

使其支持OS

修改usart.c

Free RTOS没有 µC/OS对于中断的处理机制。删除osintenter和osintexit

删除下列代码

修改delay.c

删除35行到112

添加Free RTOS相关代码

extern void xPortSysTickHandler(void);

修改中断函数

改为

void SysTick_Handler(void)
{
 uint32_t ulPreviousMask;

 HAL_IncTick();
 /* OS 开始跑了,才执行正常的调度处理 */
 if (xTaskGetSchedulerState() != taskSCHEDULER_NOT_STARTED)
 {
 ulPreviousMask = portSET_INTERRUPT_MASK_FROM_ISR();
 {
 /* Increment the RTOS tick. */
 if( xTaskIncrementTick() != pdFALSE )
 {
 /* Pend a context switch. */
 portNVIC_INT_CTRL_REG = portNVIC_PENDSVSET_BIT;
 }
 }
 portCLEAR_INTERRUPT_MASK_FROM_ISR( ulPreviousMask );
 }
}

修改延时初始化函数

改为

void delay_init(uint16_t sysclk)
{
#if SYS_SUPPORT_OS
 uint32_t reload;
#endif
 HAL_SYSTICK_CLKSourceConfig(SYSTICK_CLKSOURCE_HCLK);
 g_fac_us = sysclk;

#if SYS_SUPPORT_OS
 reload = sysclk;
 /* 使用 configTICK_RATE_HZ 计算重装载值
 * configTICK_RATE_HZ 在 FreeRTOSConfig.h 中定义
 */
 reload *= 1000000 / configTICK_RATE_HZ;
 /* 删除不用的 g_fac_ms 相关代码 */
 SysTick->CTRL |= SysTick_CTRL_TICKINT_Msk;
 SysTick->LOAD = reload;
 SysTick->CTRL |= SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;
#endif
}

修改微秒函数

改为

void delay_us(uint32_t nus)
{
 uint32_t ticks;
 uint32_t told, tnow, tcnt = 0;
 uint32_t reload = SysTick->LOAD;
 /* 删除适用于 µC/OS 用于锁定任务调度器的自定义函数 */
 ticks = nus * g_fac_us;
 told = SysTick->VAL;
 while (1)
 {
 tnow = SysTick->VAL;
 if (tnow != told)
 {
 if (tnow < told)
 {
 tcnt += told - tnow;
 }
 else
 {
 tcnt += reload - tnow + told;
 }
 told = tnow;
 if (tcnt >= ticks)
 {
 break;
 }
 }
 }
 /* 删除适用于 µC/OS 用于解锁任务调度器的自定义函数 */
}

修改毫秒函数

改为

void delay_ms(uint16_t nms)
{
 uint32_t i;

 for (i=0; i<nms; i++)
 {
 delay_us(1000);
 }
}

修改头文件

/* 添加公共头文件 (FreeRTOS 需要用到) */
#include "FreeRTOS.h"
#include "task.h"

修改中断相关文件

在stm32f4xx_it.c中将HAL库提供的system,SVC,PendSV进行宏开关

导入sys.h

/* Includes --------------------------------------*/
/* 导入 sys.h 头文件 */
#include "./SYSTEM/SYS/sys.h"

将几个中断更改为条件编译

SVC

/**
 * @brief This function handles SVCall exception.
 * @param None
 * @retval None
 */
/* 加入宏开关 */
#if (!SYS_SUPPORT_OS)
void SVC_Handler(void)
{
}
#endif

PendSV

/**
 * @brief This function handles PendSVC exception.
 * @param None
 * @retval None
 */
/* 加入宏开关 */
#if (!SYS_SUPPORT_OS)
void PendSV_Handler(void)
{
}
#endif

SysTick

#if (!SYS_SUPPORT_OS)
void SysTick_Handler(void)
{
 HAL_IncTick();
}
#endif

最后一步

FreeRTOSconfig.h中，通过该定义找到需要修改的文件，此处为stm32f429xx.h

将4U改为4

编译

还可以做的事

修改工程目标名称

移除USMART调试组件,删除main.c的引用。

添加定时器驱动

结束

烧入程序测试是否成功

作者：维叶莫