（二）移植FreeRTOS到STM32中

一、概念

（1）任务（线程）：根据功能的不同，将一个系统分割成一个个独立且无法返回的函数，这个函数就被称为任务
（2）任务栈：静态创建的任务保存在栈中
（3）TCB：任务控制块，保存了一个任务节点
（4）任务就绪列表：初始化的一个列表数组，每个数组元素的列表可以保存多个任务列表项
（5）任务调度器：实现任务切换，从就绪列表中找到任务优先级最高的任务执行
（6）临界段：执行的时候不能被中断的代码段，实际就是中断的开关控制
（7）空闲任务：在CPU空闲时才会运行的任务
（8）阻塞延时：任务调用此延时函数后，任务会被剥离CPU使用权，然后进入阻塞状态，直到延时结束，任务重新获取CPU使用权才可以继续运行
（9）时间片：同一优先级下的多个任务，轮流享有CPU使用权，享有CPU的时间叫做时间片
（10）free rtos官网

二、移植

（1）一级文件夹介绍

FreeRTOS：freertos系统文件夹
FreeRTOS-Plus：第三方组件
（2）二级文件夹

Demo：官方例程
License：放置开源协议文件
Source：系统源码文件（重要）
（3）三级文件夹

include：头文件
portable：硬件接口文件
.c：源文件
（4）在STM32项目下创建freertos文件夹，然后在文件夹下创建inc、src、port文件夹
（5）将FreeRTOS源码目录下的FreeRTOS/Source/include文件夹下的.h头文件全部复制到STM32项目的freertos/inc文件夹下
（6）将FreeRTOS源码目录下的FreeRTOS/Source文件夹下的.c源文件全部复制到STM32项目的freertos/src文件夹下
（7）将FreeRTOS源码目录下的FreeRTOS/Source/portable文件夹下的MemMang和RVDS文件夹复制到STM32项目的freertos/port文件夹下，其中MemMang文件夹下是不同的内存管理文件，一般选择heap_4.c文件，RVDS/ARM_CM3文件夹下存放的是单片机m3内核，不同单片机根据不同内核进行选择
（8）打开STM32项目，创建分组，将freertos的.c源文件添加进项目中，.h头文件路径添加到魔术棒中
（9）复制freertos源码的Demo文件夹下找到对应的单片机和编译器文件夹，将下边的FreeRTOSConfig.h文件复制到项目的头文件文件夹中
（10）FreeRTOSConfig.h配置文件

#ifndef FREERTOS_CONFIG_H
#define FREERTOS_CONFIG_H

/**
 *                                            基础配置
 */

#define configUSE_PREEMPTION		1                                   //1使用抢占式调度器 0使用协作式调度器（时间片）
#define configUSE_TIME_SLICING      1                                   //使能时间片调度
#define configUSE_PORT_OPTIMISED_TASK_SELECTION     1                   //任务选择方法，0通用方法 1优化方法，一般为计算前导零[CLZ]指令
#define configUSE_TICKLESS_IDLE     0                                   //1进入低功耗模式，下载代码可能会出错，0保持系统节拍（tick）中断一直运行
#define configCPU_CLOCK_HZ			( ( unsigned long ) 72000000 )     //定义系统时钟
#define configTICK_RATE_HZ			( ( TickType_t ) 1000 )             //系统节拍中断频率，即1s中断的次数
#define configMAX_PRIORITIES		( 32 )                              //可使用的最大优先级
#define configMINIMAL_STACK_SIZE	( ( unsigned short ) 128 )         //空闲任务栈大小
#define configMAX_TASK_NAME_LEN		( 16 )                              //任务名字最大长度
#define configUSE_16_BIT_TICKS		0                                   //系统节拍计数器变量数据类型，1表示16位无符号整型，0表示32位无符号整型
#define configIDLE_SHOULD_YIELD		1                                   //1表示空闲任务会放弃CPU使用权给其他同优先级的任务
#define configUSE_QUEUE_SETS        0                                   //1表示使能队列集合
#define configUSE_TASK_NOTIFICATIONS                1                   //1表示使能任务通知功能
#define configUSE_MUTEXES           0                                   //互斥信号量使能标志
#define configUSE_RECURSIVE_MUTEXES 0                                   //使用递归互斥信号量
#define configUSE_COUNTING_SEMAPHORES               0                   //1表示使用计数信号量
#define configQUEUE_REGISTRY_SIZE   10                                  //可以注册的信号量消息队列个数
#define configUSE_APPLICATION_TASK_TAG              0

/*
 *                                             内存申请相关配置
 */

#define configSUPPORT_DYNAMIC_ALLOCATION            1                   //支持动态内存申请
#define configSUPPORT_STATIC_ALLOCATION             0                   //支持静态内存
#define configTOTAL_HEAP_SIZE		( ( size_t ) ( 17 * 1024 ) )        //系统所有总的堆大小


/*
 *                                              钩子函数相关的配置
 */

#define configUSE_IDLE_HOOK			0                                   //1使用空闲钩子 0忽略空闲钩子 freertos规定了函数名，需要用户自己实现void vApplicationIdleHook(void)
#define configUSE_TICK_HOOK			0                                   //1使用时间片钩子 0忽略时间片钩子 freertos规定了函数名，需要用户自己实现void vApplicationTickHook(void)
#define configUSE_MALLOC_FAILED_HOOK                0                   //1使用内存申请失败钩子函数
#define configCHECK_FOR_STACK_OVERFLOW              0                   //1/2表示使用堆栈溢出检测功能 要使用此功能用户需要提供一个栈溢出钩子函数

/*
 *                                          运行时间和任务状态收集的配置
 */

#define configGENERATE_RUN_TIME_STATS               0                   //运行时间统计功能
#define configUSE_TRACE_FACILITY	0                                   //可视化跟踪调试功能
#define configUSE_STATS_FORMATTING_FUNCTIONS        0

/*
 *                                                  协程有关的配置
 */
 
#define configUSE_CO_ROUTINES       0                                   //协程启用状态位，启动协程必须添加croutine.c文件
#define configMAX_CO_ROUTINE_PRIORITIES              (2)                //协程的有效优先级数目

/*
 *                                               软件定时器相关配置
 */

#define configUSE_TIMERS             0                                  //软件定时器启动标志位
#define configTIMER_TASK_PRIORITY    (configMAX_PRIORITIES-1)           //软件定时器优先级
#define configTIMER_QUEUE_LENGTH     (10)                               //软件定时器队列长度
#define configTIMER_TASK_STACK_DEPTH (configMINIMAL_STACK_SIZE*2)       //软件定时器的任务堆栈大小

/*
 *                                           可选配置，是否编译对应的函数
 */

#define INCLUDE_xTaskGetSchedulerState  1                               //获取调度器状态
#define INCLUDE_vTaskPrioritySet		1                               //修改任务优先级
#define INCLUDE_uxTaskPriorityGet		1                               //获取任务优先级
#define INCLUDE_vTaskDelete				1                               //任务删除
#define INCLUDE_vTaskCleanUpResources	1                               //清除资源
#define INCLUDE_vTaskSuspend			1                               //挂起任务
#define INCLUDE_vTaskDelayUntil			1                               //绝对延时
#define INCLUDE_vTaskDelay				1                               //阻塞延时
#define INCLUDE_eTaskGetState           1                               //获取任务状态
#define INCLUDE_xTimerPendFunctionCall  0

/*
 *                                           中断相关配置
 */
 
#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
//系统可管理的最高中断优先级
#define configLIBRARY_MAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY    5
/* This is the raw value as per the Cortex-M3 NVIC.  Values can be 255*/
#define configKERNEL_INTERRUPT_PRIORITY 		255
/* !!!! configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY must not be set to zero !!!!*/
#define configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY 	191 /* equivalent to 0xb0, or priority 11. */


/* This is the value being used as per the ST library which permits 16
priority values, 0 to 15.  This must correspond to the
configKERNEL_INTERRUPT_PRIORITY setting.  Here 15 corresponds to the lowest
NVIC value of 255. */
#define configLIBRARY_KERNEL_INTERRUPT_PRIORITY	15

#define xPortPendSVHandler  PendSV_Handler      //挂起中断，进行任务切换
#define vPortSVCHandler     SVC_Handler         //实现跳转到第一个任务的中断

#endif /* FREERTOS_CONFIG_H */

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113

（11）打开stm32f103x_it.c文件，注释掉已经实现的中断函数PendSV_Handler和SVC_Handler，修改SysTick_Handler内容为以下

extern void xPortSysTickHandler(void);
void SysTick_Handler(void)
{
    #if (INCLUDE_xTaskGetSchedulerState == 1)
        if( xTaskGetSchedulerState() != taskSCHEDULER_NOT_SATRTED)
        {
    #endif
            xPortSysTickHandler();
    #if (INCLUDE_xTaskGetSchedulerState == 1)
        }
    #endif
}
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12