1、FreeRTOS的學(xué)習(xí)

1.1、FreeRTOS的源碼下載

學(xué)習(xí)一個操作系統(tǒng)前，首先要下載對應(yīng)的源碼，用于研究和學(xué)習(xí)。FreeRTOS的源碼下載鏈接如下：

https://sourceforge.net/projects/freertos/files/FreeRTOS/

頁面圖示如下：

下載之后的文件為：FreeRTOSv202012.00-LTS.exe.qbl

1.2、FreeRTOS在線API指南

FreeRTOS提供了在線的API接口的指南，這對于開發(fā)和學(xué)習(xí)都是非常的友好的，在線API指南的網(wǎng)址為：

http://web.ist.utl.pt/~ist11993/FRTOS-API/index.html

在線指南的示意圖如下：

1.3、在線應(yīng)用指南

除了在線的API應(yīng)用指南之外，還有一個在線的開發(fā)指導(dǎo)手冊，是非常好用的一份手冊：

https://www.freertos.org/RTOS.html

圖示如下：

2、FreeRTOS移植到MCU上

0.基于STM32F103的移植，其它系列MCU類似。

硬件平臺： STM32F103ZET6 ；

軟件平臺：MDK529

FreeTROS版本：FreeRTOS Kernel V10.4.3

1.在工程目錄下新建FreeRTOS文件夾，該文件夾用于存放FreeRTOS相關(guān)的文件。

2.在FreeRTOSv10.2.1FreeRTOSSource路徑下找到FreeRTOS的源碼，將其拷貝到工程中的FreeRTOS文件夾中。

其中頭文件和源碼源文件是全部要用到的，不做任何刪除。

portable文件夾是和硬件平臺，軟件開發(fā)環(huán)境相關(guān)的文件。FreeRTOS為了讓用戶移植簡單，幫用戶做了很多工作。打開portable文件夾如下：

3.打開工程，在工程中添加一個專用來存放FreeRTOS的Group

將FreeRTOS的源文件，內(nèi)存管理文件，硬件接口文件統(tǒng)統(tǒng)添加到這個FreeRTOS這個Group中

內(nèi)存管理文件在FreeRTOSportableMemMang文件夾下，F(xiàn)reeRTOS提供了五種內(nèi)存管理方案，對于移植來說，隨便選一種方案都是可以的。但是heap_4有內(nèi)存碎片管理的功能，對內(nèi)存碎片可以自動監(jiān)控和收集，所以選擇這個內(nèi)存管理會更好。

port.c文件在FreeRTOSportableRVDS路徑下找到與自己使用的MCU內(nèi)核的文件夾：

4.添加頭文件路徑，需要添加兩個路徑。

5.編譯

便已完成之后，提示打不開FreeRTOSConfig.h這個文件。這是因為FreeRTOS源碼中并沒有提供這個文件。

這種情況下有兩種辦法：

第一、自己動手寫一個（哈哈，個人覺得這個對一般人來說不現(xiàn)實）；

第二、找一個可以直接用的。

仔細找找會發(fā)現(xiàn)，其實官方在很多平臺下都移植了FreeRTOS。去官方的demo中找，F(xiàn)reeRTOSv10.2.1FreeRTOSDemo路徑下存放的全是官方移植的demo。在此路徑下找到CORTEX_STM32F103_Keil文件夾，此文件夾是官方基于STM32F103和MDK平臺移植的demo。（其他平臺參考該方式類似的查找）

在此文件夾下找到FreeRTOSConfig.h文件。

將其拷貝到源碼的頭文件中。重新進行編譯。

這種情況下，只要使能一個有關(guān)的宏定義為1即可以，在FreeRTOSConfig.h文件中將宏INCLUDE_xTaskGetCurrentTaskHandle定義為1，使能該函數(shù)，重新編譯一下，應(yīng)該就不會報錯了。

6.添加三個宏定義

首先我們需要對FreeRTOS的幾個很重要的問題要有一個認識：

<1> FreeRTOS觸發(fā)第一個任務(wù)是在SVC_Handler中斷中進行的；
<2> 切換任務(wù)是在PendSV_Handler中斷中進行的；
<3> 系統(tǒng)節(jié)拍中斷是在SysTick_Handler中進行的。

在我們自己移植的項目中，官方的文件中對3個函數(shù)的定義是沒有的，需要我們自己進行一些修改。

在官方的提供的文件中，實現(xiàn)了另外3個相關(guān)的函數(shù)，名字分別是：

vPortSVCHandler
xPortPendSVHandler
xPortSysTickHandler。

所以，我們只需要根據(jù)自己所用的MCU環(huán)境進行相應(yīng)的替換即可以對應(yīng)上了。在FreeRTOSConfig.h頭文件中做一下宏定義就可以了。注意要將自己的原來3個空函數(shù)注釋掉。

這三個宏定義非常重要!!!

#define xPortPendSVHandler       PendSV_Handler
#define vPortSVCHandler           SVC_Handler
#define xPortSysTickHandler        SysTick_Handler

其中，xPortSysTickHandler是系統(tǒng)滴答定時器中斷，用于給FreeRTOS提供運行的心跳節(jié)拍的，代碼示意如下：

void xPortSysTickHandler( void )
{
    /* The SysTick runs at the lowest interrupt priority, so when this interrupt
     * executes all interrupts must be unmasked.  There is therefore no need to
     * save and then restore the interrupt mask value as its value is already
     * known - therefore the slightly faster vPortRaiseBASEPRI() function is used
     * in place of portSET_INTERRUPT_MASK_FROM_ISR(). */
    vPortRaiseBASEPRI();
    {
        /* Increment the RTOS tick. */
        if( xTaskIncrementTick() != pdFALSE )
        {
            /* A context switch is required.  Context switching is performed in
             * the PendSV interrupt.  Pend the PendSV interrupt. */
            portNVIC_INT_CTRL_REG = portNVIC_PENDSVSET_BIT;
        }
    }


    vPortClearBASEPRIFromISR();
}