超具体的FreeRTOS移植全教程——基于stm32_函数_文件夹

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在移植之前，我们首先要获取到FreeRTOS的官方的源码包。
这里我们供应两个下载链接:

一个是官网：http://www.freertos.org/

超具体的FreeRTOS移植全教程——基于stm32_函数_文件夹超具体的FreeRTOS移植全教程——基于stm32_函数_文件夹智能

其余一个是代码托管网站：https://sourceforge.net/projects/freertos/files/FreeRTOS/

（图片来自网络侵删）

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），只管现在FreeRTOS的版本已经更新到V10.0.1了，但是我们还是选择V9.0.0，由于内核很稳定，并且网上资料很多，由于V10.0.0版本之后是亚马逊收购了FreeRTOS之后才出来的版本，紧张添加了一些云端组件，我们本书所讲的FreeRTOS是实时内核，采取V9.0.0版本足以。

大略先容FreeRTOS

FreeRTOS包含Demo例程和内核源码（比较主要，我们就须要提取该目录下的大部分文件）。
Source文件夹里面包含的是FreeRTOS内核的源代码，我们移植FreeRTOS的时候就须要这部分源代码；Demo 文件夹里面包含了FreeRTOS官方为各个单片机移植好的工程代码，FreeRTOS为了推广自己，会给各种半导体厂商的评估板写好完全的工程程序，这些程序就放在Demo这个目录下，这部分Demo非常有参考代价。

Source文件夹

这里我们再重点剖析下FreeRTOS/ Source文件夹下的文件，①和③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。
须要移植的头文件和C文件放在②portblle这个文件夹。

portblle文件夹，是与编译器干系的文件夹，在不同的编译器中利用不同的支持文件。
①中的KEIL便是我们便是我们利用的编译器，实在KEIL里面的内容跟RVDS里面的内容一样，以是我们只须要③RVDS文件夹里面的内容即可，里面包含了各种处理器干系的文件夹，从文件夹的名字我们就非常熟习了，我们学习的STM32有M0、M3、M4等各种系列，FreeRTOS是一个软件，单片机是一个硬件，FreeRTOS要想运行在一个单片机上面，它们就必须关联在一起。
MemMang文件夹下存放的是跟内存管理干系的源文件。

移植过程

提取源码

首先在我们的STM32裸机工程模板根目录下新建一个文件夹，命名为“FreeRTOS”，并且在FreeRTOS文件夹下新建两个空文件夹，分别命名为“src”与“port”，src文件夹用于保存FreeRTOS中的核心源文件，也便是我们常说的‘.c文件’，port文件夹用于保存内存管理以及处理器架构干系代码，这些代码FreeRTOS官方已经供应给我们的，直策应用即可，在前面已经说了，FreeRTOS是软件，我们的开拓版是硬件，软硬件必须有桥梁来连接，这些与处理器架构干系的代码，可以称之为RTOS硬件接口层，它们位于FreeRTOS/Source/Portable文件夹下。
打开FreeRTOS V9.0.0源码，在“FreeRTOSv9.0.0FreeRTOSSource”目录下找到所有的‘.c文件’，将它们拷贝到我们新建的src文件夹中，打开FreeRTOS V9.0.0源码，在“FreeRTOSv9.0.0FreeRTOSSourceportable”目录下找到“MemMang”文件夹与“RVDS”文件夹，将它们拷贝到我们新建的port文件夹中打开FreeRTOS V9.0.0源码，在“FreeRTOSv9.0.0 FreeRTOSSource”目录下找到“include”文件夹，它是我们须要用到FreeRTOS的一些头文件，将它直接拷贝到我们新建的FreeRTOS文件夹中，完成这一步之后就可以看到我们新建的FreeRTOS文件夹已经有3个文件夹，这3个文件夹就包含FreeRTOS的核心文件，至此，FreeRTOS的源码就提取完成。

添加到工程

添加FreeRTOSConfig.h文件FreeRTOSConfig.h文件是FreeRTOS的工程配置文件，由于FreeRTOS是可以裁剪的实时操作内核，运用于不同的处理器平台，用户可以通过修正这个FreeRTOS内核的配置头文件来裁剪FreeRTOS的功能，以是我们把它拷贝一份放在user这个文件夹下面。
打开FreeRTOSv9.0.0源码，在“FreeRTOSv9.0.0FreeRTOSDemo”文件夹下面找到“CORTEXSTM32F103Keil”这个文件夹，双击打开，在其根目录下找到这个“FreeRTOSConfig.h”文件，然后拷贝到我们工程的user文件夹下即可，等下我们须要对这个文件进行修正。

创建工程分组接下来我们在mdk里面新建FreeRTOS/src和FreeRTOS/port两个组文件夹，个中FreeRTOS/src用于存放src文件夹的内容，FreeRTOS/port用于存放portMemMang文件夹与portRVDSARM_CM3文件夹的内容。
然后我们将工程文件中FreeRTOS的内容添加到工程中去，按照已经新建的分组添加我们的FreeRTOS工程源码。
在FreeRTOS/port分组中添加MemMang文件夹中的文件只需选择个中一个即可，我们选择“heap_4.c”，这是FreeRTOS的一个内存管理源码文件。
添加完成后：

添加头文件路径FreeRTOS的源码已经添加到开拓环境的组文件夹下面，编译的时候须要为这些源文件指定头文件的路径，不然编译会报错。
FreeRTOS的源码里面只有FreeRTOSinclude和FreeRTOSportRVDSARM_CM3这两个文件夹下面有头文件，只须要将这两个头文件的路径在开拓环境里面指定即可。
同时我们还将FreeRTOSConfig.h这个头文件拷贝到了工程根目录下的user文件夹下，以是user的路径也要加到开拓环境里面。

修正FreeRTOSConfig.h

FreeRTOSConfig.h是直接从demo文件夹下面拷贝过来的，该头文件对裁剪全体FreeRTOS所需的功能的宏均做了定义，有些宏定义被使能，有些宏定义被失落能，一开始我们只须要配置最大略的功能即可。
要想为所欲为的配置FreeRTOS的功能，我们必须对这些宏定义的功能有所节制，下面我们先大略的先容下这些宏定义的含义，然后再对这些宏定义进行修正。

#ifndef FREERTOS_CONFIG_H

#define FREERTOS_CONFIG_H

#include \"大众stm32f10x.h\公众

#include \"大众bsp_usart.h\"大众

//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(\"大众Error:%s,%d\r\n\公众,char,int)

#define configASSERT(x) if((x)==0) vAssertCalled(__FILE__,__LINE__)

FreeRTOS根本配置配置选项

/ 置1：RTOS利用抢占式调度器；置0：RTOS利用协作式调度器（韶光片）

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开释CPU后，切换到下一个任务。

任务切换的机遇完备取决于正在运行的任务。

#define configUSE_PREEMPTION 1

//1使能韶光片调度(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实行的任务：

通用方法和特定于硬件的方法（以下简称“分外方法”）。

通用方法：

1.configUSE_PORT_OPTIMISED_TASK_SELECTION 为 0 或者硬件不支持这种分外方法。

2.可以用于所有FreeRTOS支持的硬件

3.完备用C实现，效率略低于分外方法。

4.不逼迫哀求限定最大可用优先级数目

分外方法：

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（一样平常是类似打算前导零[CLZ]指令）。

3.比通用方法更高效

4.一样平常逼迫限定最大可用优先级数目为32

一样平常是硬件打算前导零指令，如果所利用的，MCU没有这些硬件指令的话此宏该当设置为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）中断一贯运行

假设开启低功耗的话可能会导致下载涌现问题，由于程序在就寝中,可用以下办法办理

下载方法：

1.将开拓版正常连接好

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.利用FlyMcu擦除一下芯片，然后进行下载

STMISP -> 打消芯片(z)

#define configUSE_TICKLESS_IDLE 0

写入实际的CPU内核时钟频率，也便是CPU指令实行频率，常日称为Fclk

Fclk为供给CPU内核的时钟旗子暗记，我们所说的cpu主频为 XX MHz，

便是指的这个时钟旗子暗记，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)

//可利用的最大优先级

#define configMAX_PRIORITIES (32)

//空闲任务利用的堆栈大小

#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利用权给其他同优先级的用户任务

#define configIDLE_SHOULD_YIELD 1

//启用行列步队

#define configUSE_QUEUE_SETS 1

//开启任务关照功能，默认开启

#define configUSE_TASK_NOTIFICATIONS 1

//利用互斥旗子暗记量

#define configUSE_MUTEXES 1

//利用递归互斥旗子暗记量

#define configUSE_RECURSIVE_MUTEXES 1

//为1时利用计数旗子暗记量

#define configUSE_COUNTING_SEMAPHORES 1

/ 设置可以注册的旗子暗记量和行列步队个数 /

#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)(361024))

FreeRTOS与钩子函数有关的配置选项

/ 置1：利用空闲钩子（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

对付已经删除的RTOS任务，空闲任务可以开释分配给它们的堆栈内存。

因此必须担保空闲任务可以被CPU实行

利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壅塞的API函数

#define configUSE_IDLE_HOOK 0

/ 置1：利用韶光片钩子（Tick Hook）；置0：忽略韶光片钩子

韶光片钩子是一个函数，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 )

韶光片中断可以周期性的调用

函数必须非常短小，不能大量利用堆栈，

不能调用以”FromISR\"大众或 \"大众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()函数实行的韶光必须很短才行/

#define configUSE_TICK_HOOK 0

//利用内存申请失落败钩子函数

#define configUSE_MALLOC_FAILED_HOOK 0

大于0时启用堆栈溢出检测功能，如果利用此功能

用户必须供应一个栈溢出钩子函数，如果利用的话

此值可以为1或者2，由于有两种栈溢出检测方法 /

#define configCHECK_FOR_STACK_OVERFLOW 0

FreeRTOS与运行韶光和任务状态网络有关的配置选项

//启用运行韶光统计功能

#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，启用协程往后必须添加文件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 1

//软件定时器优先级

#define configTIMER_TASK_PRIORITY (configMAX_PRIORITIES-1)

//软件定时器行列步队长度

#define configTIMER_QUEUE_LENGTH 10

//软件定时器任务堆栈大小

#define configTIMER_TASK_STACK_DEPTH (configMINIMAL_STACK_SIZE2)

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 1

//#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与中断做事函数有关的配置选项

#define xPortPendSVHandler PendSV_Handler

#define vPortSVCHandler SVC_Handler

/ 以下为利用Percepio Tracealyzer须要的东西，不须要时将 configUSE_TRACE_FACILITY 定义为 0 /

#if ( configUSE_TRACE_FACILITY == 1 )

#include \公众trcRecorder.h\"大众

#define INCLUDE_xTaskGetCurrentTaskHandle 1 // 启用一个可选函数（该函数被 Trace源码利用，默认该值为0 表示不用）

#endif

#endif / FREERTOS_CONFIG_H /

修正stm32f10x_it.c

SysTick中断做事函数是一个非常主要的函数，FreeRTOS所有跟韶光干系的事情都在里面处理，SysTick便是FreeRTOS的一个心跳时钟，驱动着FreeRTOS的运行，就像人的心跳一样，如果没有心跳，我们就相称于“去世了”，同样的，FreeRTOS没有了心跳，那么它就会卡去世在某个地方，不能进行任务调度，不能运行任何的东西，因此我们须要实现一个FreeRTOS的心跳时钟，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中断做事函数也实现了：在port.c文件中已经实现xPortSysTickHandler()函数，以是移植的时候只须要我们在stm32f10xit.c文件中实现我们对应（STM32）平台上的SysTickHandler()函数即可。
FreeRTOS为开拓者考虑得特殊多，PendSVHandler()与SVCHandler()这两个很主要的函数都帮我们实现了，在在port.c文件中已经实现xPortPendSVHandler()与vPortSVCHandler()函数，防止我们自己实现不了，那么在stm32f10xit.c中就须要我们注释掉PendSVHandler()与SVC_Handler()这两个函数了。

//void SVC_Handler(void)

//{

//}

//void PendSV_Handler(void)

//{

//}

extern void xPortSysTickHandler(void);

//systick中断做事函数

void SysTick_Handler(void)

{

#if (INCLUDE_xTaskGetSchedulerState == 1 )

if (xTaskGetSchedulerState() != taskSCHEDULER_NOT_STARTED)

{

#endif / INCLUDE_xTaskGetSchedulerState /

xPortSysTickHandler();

#if (INCLUDE_xTaskGetSchedulerState == 1 )

}

#endif / INCLUDE_xTaskGetSchedulerState /

}

创建任务

这里，我们创建一个单任务，任务利用的栈和任务掌握块是在创建任务的时候FreeRTOS动态分配的。
任务必须是一个去世循环，否则任务将通过LR返回，如果LR指向了造孽的内存就会产生HardFault_Handler，而FreeRTOS指向一个去世循环，那么任务返回之后就在去世循环中实行，这样子的任务是不屈安的，以是避免这种情形，任务一样平常都是去世循环并且无返回值的。
并且每个任务循环主体中该当有壅塞任务的函数，否则就会饿去世比它优先级更低的任务！
！
！

/ FreeRTOS头文件 /

#include \"大众FreeRTOS.h\公众

#include \"大众task.h\"大众

/ 开拓板硬件bsp头文件 /

#include \"大众bsp_led.h\"大众

static void AppTaskCreate(void);/ AppTask任务 /

/ 创建任务句柄 /

static TaskHandle_t AppTask_Handle = NULL;

int main(void)

{

BaseType_t xReturn = pdPASS;/ 定义一个创建信息返回值，默认为pdPASS /

/ 开拓板硬件初始化 /