• 【GD32F427开发板试用】IAR 环境移植freertos


    本篇文章来自极术社区与兆易创新组织的GD32F427开发板评测活动,更多开发板试用活动请关注极术社区网站。作者:andeyqi

    freertos移植适配

    社区之前已经有同学移植适配freertos,在GD32F427上跑了起来,之前的帖子是在MDK环境下适配的,本地的开发环境为IAR,准备在IAR环境下在板子上跑freertos,freertos 的内核文件相对很少,而且官方的代码下已经支持了CORTEX-M4架构,我们基本不用修改什么就能把官方的代码适配到GD32F427的板子上。
    我们先简答看下freertos的代码目录结构(芯片架构相关的我们只关注IAR cortex-m4):

    FreeRTOS\Source\
    |-- croutine.c
    |-- event_groups.c
    |-- list.c
    |-- queue.c
    |-- readme.txt
    |-- stream_buffer.c
    |-- tasks.c
    `-- timers.c
    |-- include
    |   |-- FreeRTOS.h
    |   |-- StackMacros.h
    |   |-- atomic.h
    |   |-- croutine.h
    |   |-- deprecated_definitions.h
    |   |-- event_groups.h
    |   |-- list.h
    |   |-- message_buffer.h
    |   |-- mpu_prototypes.h
    |   |-- mpu_wrappers.h
    |   |-- portable.h
    |   |-- projdefs.h
    |   |-- queue.h
    |   |-- semphr.h
    |   |-- stack_macros.h
    |   |-- stdint.readme
    |   |-- stream_buffer.h
    |   |-- task.h
    |   `-- timers.h
    |-- portable
    |   |-- IAR
    |   |   |-- ARM_CM4F
    |   |   |   |-- port.c
    |   |   |   |-- portasm.s
    |   |   |   `-- portmacro.h
    |   |-- MemMang
    |   |   |-- ReadMe.url
    |   |   |-- heap_1.c
    |   |   |-- heap_2.c
    |   |   |-- heap_3.c
    |   |   |-- heap_4.c
    |   |   `-- heap_5.c
    
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    从上面的代码目录树看代码代码量还是不到的,一共需要的.c .s 文件一共10个文件左右,因为操作系统依赖的portable相关的代码官方的代码结构里已经有了,理论上把这些文件组织到工程内部编译通过操作系统就移植完成了。
    MemMang 目录下freertos 创建任务及资源需要动态malloc 内存,需要支持内存管理的接口,根据实际的情况选择一个就行,本次移植使用的是heap_4.c文件。

    移植过程

    1. 从freertos 下载官方最新源码(FreeRTOSv202112.00),加入上述源码文件及include路径加入工程。

    [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(img-veuU2spe-1670224270009)(https://pic3.zhimg.com/80/v2-d1cd669084a0320fe55d1e9b44b34c3e_1440w.webp)]

    2.加入上述文件后编译会报如下error:
    Error\[2\]: Failed to open #include file 'FreeRTOSConfig.h' C:\\Users\\Administrator\\Desktop\\GD32F427-VSTART\\GD32F4xx\_Demo\_Suites\_V2.6.1\\GD32427V\_START\_Demo\_Suites\\Projects\\02\_GPIO\_Key\_Polling\_mode\\FreeRTOSv202112.00\\FreeRTOS\\Source\\portable\\IAR\\ARM_CM4F\\portasm.s 29
    freertos 内核是根据这个config文件进行配置的,我们从freertos的demo路径下选取个M4的开发板配置文件放进去,本次选取的是ST的F407的config文件(\FreeRTOSv202112.00\FreeRTOS\Demo\CORTEX_M4F_STM32F407ZG-SK)

    3.添加完上述文件后继续 build 会发现会报如下的linkerror,因为freertos 和GD32 的固件库定义了这几个中段处理函数发生重复定义了,我们删除GD32固件库中的定义及freertos 依赖的回调hook函数,这些回调hook函数暂时我们用不到,直接从FreeRTOSConfig.h 中注释掉对应的hook.
    删除gd32f4xx_it.c 中的
    void PendSV_Handler(void)
    void SysTick_Handler(void)
    void SysTick_Handler(void)

    并将从FreeRTOSConfig.h 中如下宏定义修改为0

    #define configUSE_IDLE_HOOK                0
    #define configUSE_TICK_HOOK                0
    #define configCHECK_FOR_STACK_OVERFLOW    0
    #define configUSE_MALLOC_FAILED_HOOK    0
    
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    4.至此已经可以编译通过,我们就可以创建任务来验证,freertos 能否正常运行了,因为freertos 源码中会根据配置的systick 时钟周期来配置systick 我们在main 函数里可以删除systick_config()的配置。
    ` /configure systick/

    systick_config();`
    
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    5.修改测试代码创建两个任务1s周期打印,并将之前裸机环境的shell 做人一个任务在freertos中运行。

    #include "gd32f4xx.h"
    #include "systick.h"
    #include 
    #include 
    #include "littleshell.h"
    #include "FreeRTOS.h"
    #include "task.h"
    
    
    #define START_TASK_PRIO        1
    #define START_STK_SIZE         128  
    TaskHandle_t StartTask_Handler;
    void start_task(void *pvParameters);
    
    #define TASK1_TASK_PRIO        2
    #define TASK1_STK_SIZE         128  
    TaskHandle_t Task1Task_Handler;
    void start_task1(void *pvParameters);
    
    
    #define SHELL_TASK_PRIO        2
    #define SHELL_STK_SIZE         256  
    TaskHandle_t SHELLTask_Handler;
    
    void start_task(void *pvParameters)
    {
        while(1)
        {
            printf("I am task2\r\n" );
            vTaskDelay(1000);
        }
    
    }
    
    
    void start_task1(void *pvParameters)
    {
        while(1)
        {
            printf("I am task1\r\n" );
            vTaskDelay(1000);
        }
    }
    
    int main(void)
    {
        /* configure systick */
        systick_config();
    
        /* enable the LEDs GPIO clock */
        rcu_periph_clock_enable(RCU_GPIOC);
    
        /* configure LED1 GPIO port */
        gpio_mode_set(GPIOC, GPIO_MODE_OUTPUT, GPIO_PUPD_NONE, GPIO_PIN_6);
        gpio_output_options_set(GPIOC, GPIO_OTYPE_PP, GPIO_OSPEED_50MHZ, GPIO_PIN_6);
        /* reset LED1 GPIO pin */
        gpio_bit_reset(GPIOC, GPIO_PIN_6);
        
        /* enable GPIO clock */
        rcu_periph_clock_enable(RCU_GPIOB);
    
        /* enable USART clock */
        rcu_periph_clock_enable(RCU_USART0);
    
        /* configure USART0 TX as alternate function push-pull */
        gpio_mode_set(GPIOB, GPIO_MODE_AF, GPIO_PUPD_PULLUP, GPIO_PIN_6);
        gpio_output_options_set(GPIOB, GPIO_OTYPE_PP, GPIO_OSPEED_25MHZ, GPIO_PIN_6);
    
        /* configure USART0 RX as alternate function push-pull */
        gpio_mode_set(GPIOB, GPIO_MODE_AF, GPIO_PUPD_PULLUP, GPIO_PIN_7);
        gpio_output_options_set(GPIOB, GPIO_OTYPE_PP, GPIO_OSPEED_25MHZ, GPIO_PIN_7);
        
        /* configure the USART0 TX pin and USART0 RX pin */
        gpio_af_set(GPIOB, GPIO_AF_7, GPIO_PIN_6);
        gpio_af_set(GPIOB, GPIO_AF_7, GPIO_PIN_7);
    
    
    
        /* USART configure */
        usart_deinit(USART0);
        usart_baudrate_set(USART0, 115200U);
        usart_parity_config(USART0,USART_PM_NONE);
        usart_word_length_set(USART0,USART_WL_8BIT);
        usart_stop_bit_set(USART0,USART_STB_1BIT);
        usart_receive_config(USART0, USART_RECEIVE_ENABLE);
        usart_transmit_config(USART0, USART_TRANSMIT_ENABLE);
        
        usart_enable(USART0);
    
        xTaskCreate((TaskFunction_t )start_task,           
                    (const char*    )"start_task",        
                    (uint16_t       )START_STK_SIZE,      
                    (void*          )NULL,                  
                    (UBaseType_t    )START_TASK_PRIO,      
                    (TaskHandle_t*  )&StartTask_Handler); 
        
        xTaskCreate((TaskFunction_t )start_task1,           
                    (const char*    )"start_task",        
                    (uint16_t       )TASK1_STK_SIZE,      
                    (void*          )NULL,                  
                    (UBaseType_t    )TASK1_TASK_PRIO,      
                    (TaskHandle_t*  )&Task1Task_Handler); 
        
        xTaskCreate((TaskFunction_t )littleshell_main_entry,           
                    (const char*    )"SHELLt_task",        
                    (uint16_t       )SHELL_STK_SIZE,      
                    (void*          )NULL,                  
                    (UBaseType_t    )SHELL_TASK_PRIO,      
                    (TaskHandle_t*  )&SHELLTask_Handler); 
    
        vTaskStartScheduler(); 
        //(void)littleshell_main_entry(NULL);
    }
    
    
    /* retarget the C library printf function to the USART */
    int fputc(int ch, FILE *f)
    {
        usart_data_transmit(USART0, (uint8_t)ch);
        while(RESET == usart_flag_get(USART0, USART_FLAG_TBE));
        return ch;
    }
    
    uint8_t uartgetchar(uint8_t * pdata)
    {
        if(SET == usart_flag_get(USART0, USART_FLAG_RBNE))
        {
            *pdata = usart_data_receive(USART0);
        return 1;
        }
        else
            return 0;
    }
    
    unsigned int led(char argc,char ** argv)
    {
        if(argc != 2)
            return 0;
    
        if(strcmp("on",argv[1]) == 0)
        {
            /* turn on LED1 */
            gpio_bit_set(GPIOC, GPIO_PIN_6);
        }
        else if(strcmp("off",argv[1]) == 0)
        {
            gpio_bit_reset(GPIOC, GPIO_PIN_6);
        }
        
        return 1;
    }
    LTSH_FUNCTION_EXPORT(led,"test led on/off");
    
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    shell 的实现可以参考如下上一篇帖子:
    https://aijishu.com/a/1060000000367387

    试验验证

    将上述代码下载到板子运行,串口上周期的打印如下信息而且shell 也可以正常响应,说明任务已经正常的调度起来了,而且从log打印的时间戳查看也是每隔1s打印说明调度的周期配置的也是正确的。
    代码地址如下:
    https://github.com/andeyqi/GD32F427-VSTART

    [2022-11-19 15:47:34.699] GD32#I am task1
    [2022-11-19 15:47:34.715] I am task2
    [2022-11-19 15:47:34.871] 
    [2022-11-19 15:47:34.871] GD32#
    [2022-11-19 15:47:35.043] GD32#
    [2022-11-19 15:47:35.230] GD32#
    [2022-11-19 15:47:35.402] GD32#
    [2022-11-19 15:47:35.574] GD32#I am task1
    [2022-11-19 15:47:35.699] I am task2
    [2022-11-19 15:47:35.761] 
    [2022-11-19 15:47:35.761] GD32#
    [2022-11-19 15:47:35.917] GD32#
    [2022-11-19 15:47:36.089] GD32#
    [2022-11-19 15:47:36.261] GD32#
    [2022-11-19 15:47:36.417] GD32#
    [2022-11-19 15:47:36.574] GD32#I am task1
    [2022-11-19 15:47:36.714] I am task2
    [2022-11-19 15:47:36.745] 
    [2022-11-19 15:47:36.745] GD32#
    [2022-11-19 15:47:36.902] GD32#
    [2022-11-19 15:47:37.073] GD32#
    [2022-11-19 15:47:37.245] GD32#
    [2022-11-19 15:47:37.433] GD32#
    [2022-11-19 15:47:37.605] GD32#I am task1
    [2022-11-19 15:47:37.698] I am task2
    [2022-11-19 15:47:37.792] 
    [2022-11-19 15:47:37.792] GD32#
    
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