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
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
- 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。
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
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();`
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 <stdio.h>
#include <string.h>
#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");
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#