从零开始掌握FreeRTOS（1）移植到STM32

目录

提前准备

源码文件移植

修改 stm32f10x_it.c

修改 FreeRTOS.h

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        本章思维导图。

提前准备

        学习 FreeRTOS 的第一步就是有一份最工程能够跑在 STM32 上。本篇将记录本人从0搭建一个最基础的移植工程Demo。

        要完成这份 Demo，首先我们需要预先准备以下东西：

        1. 一个能在单片机上运行的裸机工程，不需要什么功能，能够进行验证就行。

        2. 获取一份 FreeRTOS 源码。

        我们可以通过官网获取最新的源码：

FreeRTOS™ - FreeRTOS™

        此处我用的版本为 FreeRTOSv10.0.1，文件如下：

【免费】FreeRTOS源码v10.0.1资源-CSDN文库

源码文件移植

        将源码包打开之后，其内内容如下：

        FreeRTOS-Plus 下是一些第三方产品，一般没什么用，而且只能模拟仿真。

        我们进入 FreeRTOS 目录下，可以看到如下内容：

       如果使用 FreeRTOS做产品的话，就需要读一下 License 下的文件，也没啥用处。

        这里面的重点就是 Source 文件夹，里面就是我们需要移植的源码。

        进入 Source 目录下，我们可以看到以下内容。

        除了 portable 文件夹外，其余所有东西都是通用于所有编译器和处理器的；而 portable 下是针对不同编译器的支持文件，如下图。

        在该目录下，我们需要框出来的这几个文件夹。Keli 代表我们使用的编译器。

        MemMang 下的内容负责内存管理。进入 MemMang 目录下，是5个 heap文件 和一个说明文档。

        这5个 heap文件 在移植时至少要使用一个。FreeRTOS在创建内核对象的时候使用动态分配内存来为其分配空间，这5个 heap文件 分别代表不同的分配方式，不同的算法会导致不同的效率与结果，我们先默认用第4个。

        RVDS 目录下保存着 STM32 不同系列的接口文件。

        所谓接口文件，我的理解就是硬件和软件之间连接的桥梁。接口文件采用 汇编 和 C 共同编写，将一些功能封装成接口来供开发者调用，节省开发成本。

        因为我们使用的芯片是 ARM_CM3 内核，所以进入该文件夹下。

        这两个文件就是 FreeRTOS 对接口的定义和封装。

        Demo 文件夹里面是 FreeRTOS 官方为各个款型的单片机准备的示例工程，这些工程还根据不同 IDE 进行了适配。

        前面讲了我们需要准备一个最基础的裸机工程做基础来移植 FreeRTOS。

        我在我的工程目录下新建了一个文件夹，为了方便识别起名为 FreeRTOS 。为方便管理，将\FreeRTOS\Source 下的源文件放到新建的 src 目录下，include 文件夹直接复制过来，最后再将\FreeRTOS\Source\portable 下的 RVDS 和 MemMang 搬过来。最终结果如下图：

        

        到此为止，一份 FreeRTOS 源码就打包好了。下一步，就是让裸机工程融入吸收源码。

        接下来我们需要一个配置文件来适配 FreeRTOS 。这里我们就要参考 Demo里的文件了。

        进入 \FreeRTOS\Demo\CORTEX_STM32F103_Keil 目录下，我们可以看到FreeRTOSConfig.h ，把它扔到裸机工程的 user 文件夹下。之后我们会对这个文件进行调整。

        下一步就是在工程里将 FreeRTOS 相关内容加进去。下图是我添加的效果。

         RVDS 和 MemMang 里的东西我直接放在 FreeRTOS 下了，想分组分的细些也可以改一下。添加完之后还要添加头文件路径。

        FreeRTOSConfig.h 同样在完成上述操作后，我们需要对其进行一些改动。

修改 stm32f10x_it.c

        对于单片机来讲，时钟是至关重要的部分，没有时钟，什么都得玩完。在 FreeRTOS 中已经为我们实现了 SysTick 的配置，包括 PendSV_Handler()与 SVC_Handler() 两个中断函数。这三者都在 port.c 中进行了定义，所以我们需要对 stm32f10x_it.c 进行改动来适配。

        具体改动内容如下：

#include "stm32f10x_it.h"
#include "FreeRTOS.h"
#include "task.h" /*
void SVC_Handler(void)
{
}
*//*
void PendSV_Handler(void)
{
}
*/extern void xPortSysTickHandler(void);void SysTick_Handler(void)
{xPortSysTickHandler();
}

        在上述代码中做了三件事：

        1. 添加 FreeRTOS 相关头文件；

        2. 注释掉 PendSV_Handler()与 SVC_Handler() ，因为它们已经在 port.c 中实现了；

        3. 将 SysTick_Handler() 也替换成 FreeRTOS 定义好的内容。

修改 FreeRTOS.h

        我们还需要在 FreeRTOS.h 中找到 INCLUDE_xTaskGetCurrentTaskHandle，这个宏的作用是使能获取当前正在执行的任务的任务句柄，什么是任务句柄会在后面的内容介绍。找到之后做如下修改。

#ifndef INCLUDE_xTaskGetCurrentTaskHandle#define INCLUDE_xTaskGetCurrentTaskHandle 1

        完成上述步骤之后，将头文件路径添加完成，进行编译。编译无报错无警告，完成移植。