本文主要介紹了如何創建FreeRTOS的任務，基于STM32F767 Nucleo-144平臺,在CubeIDE下進行開發,結合官方的HAL庫。如果覺得不錯，歡迎關注、分享、收藏、點贊。希望能幫助到大家，如有錯誤敬請指出，謝謝！
文章目錄
- FreeRTOS
- 獲取源碼
- 源碼結構
- CubeMX 整合 RTOS
- 新建RTOS任務
- 總結
FreeRTOS是免費的嵌入式實時系統,可以訪問官網,至少目前是免費,并且社區相當活躍,但是以后會不會被割韭菜就不清楚了,所以感覺還是支持國產比較好,大家可以參考一下RT-Thread；
- FreeRTOS-Kernel:這個倉庫是RTOS最核心的東西,很純凈,包括調度算法,信號量,內存管理等等,它同時作為一個子模塊存在于FreeRTOS倉庫中；
- FreeRTOS:這個倉庫是比較全的源碼,除了核心的部分,還包括對各個芯片平臺的支持以及各個主流IDE的demo,因此如果要移植的話,主要還是下載這個源碼；
但是本文暫不會介紹如何移植RTOS,在遠古時期,因為第三方的支持力度不夠,因此有一些平臺只能自己移植,現在第三方的支持相當于給力,直接拿來用即可.
自動生成的代碼中找到FreeRTOS的源碼如下；
對于相應的文件夾和源碼文件做一下介紹；
CMSIS_RTOS_V2:這是API的版本,對應的還有CMSIS_RTOS_V1；portable:這里主要是移植的時候需要修改的一些文件,針對不同的MCU以及不同的編譯器,需要對這塊進行修改；portmacro.h:定義編譯器相關的數據類型和中斷處理的宏定義;port.c:實現任務的堆棧初始化、systick和任務上下文切換；
MemMang:內存管理的文件,目前主要用heap_1.c,heap_2.c,heap_3.c,heap_4.c,heap_5.c；list.c:雙向鏈表的實現，主要供給內核調度器使用；queue.c: 隊列的實現，主要支持中斷環境和信號量控制；croutine.c:任務使用同一個堆棧，這樣使得減小RAM的使用，但是在使用上會受到相當大的限制；task.c:每個任務都有各自的獨立堆棧，支持完全的搶占式調度；
- 在配置工程的時候或者打開后綴名為
.ioc的cubemx配置文件； - 點擊菜單欄
Pinout&Configuration； - 點擊
Middleware選擇FREERTOS；
具體如下圖所示；
最終生成的文件結構如下圖所示；
這時候已經將FreeRTOS集成到工程中了，*****,簡直不能再方便了；
直接生成的工程中,系統已經創建好了一個任務StartDefaultTask;整體的main.c代碼如下；
#include "main.h"
#include "cmsis_os.h"
/* Definitions for defaultTask */
osThreadId_t defaultTaskHandle;
const osThreadAttr_t defaultTask_attributes = {
.name = "defaultTask",
.priority = (osPriority_t) osPriorityNormal,
.stack_size = 128 * 4
};
void SystemClock_Config(void);
static void MX_GPIO_Init(void);
void StartDefaultTask(void *argument);
int main(void)
{
HAL_Init();
SystemClock_Config();
MX_GPIO_Init();
osKernelInitialize();
defaultTaskHandle = osThreadNew(StartDefaultTask, NULL, &defaultTask_attributes);
/* Start scheduler */
osKernelStart();
/* We should never get here as control is now taken by the scheduler */
while (1)
{
}
}
void SystemClock_Config(void)
{
RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {0};
RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = {0};
/** Configure the main internal regulator output voltage
*/
__HAL_RCC_PWR_CLK_ENABLE();
__HAL_PWR_VOLTAGESCALING_CONFIG(PWR_REGULATOR_VOLTAGE_SCALE3);
/** Initializes the CPU, AHB and APB busses clocks
*/
RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSI;
RCC_OscInitStruct.HSIState = RCC_HSI_ON;
RCC_OscInitStruct.HSICalibrationValue = RCC_HSICALIBRATION_DEFAULT;
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_NONE;
if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK)
{
Error_Handler();
}
/** Initializes the CPU, AHB and APB busses clocks
*/
RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK
|RCC_CLOCKTYPE_PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;
RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_HSI;
RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;
RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;
RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;
if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_0) != HAL_OK)
{
Error_Handler();
}
}
static void MX_GPIO_Init(void)
{
/* GPIO Ports Clock Enable */
__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
}
void StartDefaultTask(void *argument)
{
for(;;)
{
osDelay(1);
}
}
void Error_Handler(void)
{
}
#ifdef USE_FULL_ASSERT
/**
* @brief Reports the name of the source file and the source line number
* where the assert_param error has occurred.
* @param file: pointer to the source file name
* @param line: assert_param error line source number
* @retval None
*/
void assert_failed(uint8_t *file, uint32_t line)
{
}
#endif /* USE_FULL_ASSERT */
這里可以看到整體的流程為兩部分HAL層和OS層；
HAL：
- 硬件初始化
HAL_Init； - 時鐘配置
SystemClock_Config； - BSP初始化
MX_GPIO_Init；
OS：
- 內核初始化
osKernelInitialize； - 創建任務/線程
osThreadNew； - 任務調度
osKernelStart
整體流程圖如下所示；
從OS的設計上來講，`Thread`擁有自己的`id`，并且可以分配`timer` 并且擁有一個類似線程的任務函數或者稱為任務回調函數(可能不太嚴謹,下面統一稱之為任務回調函數),因此這里定義一個FreeRTOS任務需要三點；
osThreadId_t defaultTaskHandle;定義一個變量,后面創建任務會分配一個id作為該任務的唯一標識符/身份證；osThreadAttr_t defaultTask_attributes;作為定義一個任務時的參數,包括任務的優先級,所需要分配的棧空間大小.以及任務的名字等等；具體結構體osThreadAttr_t如下所示；
typedef struct {
const char *name; ///< name of the thread
uint32_t attr_bits; ///< attribute bits
void *cb_mem; ///< memory for control block
uint32_t cb_size; ///< size of provided memory for control block
void *stack_mem; ///< memory for stack
uint32_t stack_size; ///< size of stack
osPriority_t priority; ///< initial thread priority (default: osPriorityNormal)
TZ_ModuleId_t tz_module; ///< TrustZone module identifier
uint32_t reserved; ///< reserved (must be 0)
} osThreadAttr_t;
- 創建任務回調函數,這里有一個生命周期的問題,通常在任務中放一個死循環，以便于任務保持存活，可以被一直調度；
void StartDefaultTask(void *argument)
{
for(;;)
{
osDelay(1);
}
}
最后,調用osThreadNew創建任務；該函數聲明如下所示；
osThreadId_t osThreadNew ( osThreadFunc_t func,
void *argument,
const osThreadAttr_t *attr); 通過cube自動生成了一個FREERTOS工程,簡單分析了一下如何創建一個任務,后續需要在實踐中深入到源碼中學習FreeRTOS；
筆者能力和水平有限，文中難免有錯誤和紕漏之處，請大佬們不吝賜教。
