GD32F303移植FreeRTOS

GD32F303移植FreeRTOS

一、移植环境
系统：WIN7
MDK：keil v5.26
开发板：GD32F303C-EVAL
固件库：V1.0.2
FreeRTOS版本：V10.4.0
二、复制FreeRTOS到工程文件中
1> FreeRTOS简要介绍
FreeRTSO下载链接：https://www.freertos.org/a00104.html

将下载的文件解压，内容如下：FreeRTOS就是我们需要移植用到的，里面包含了官方移植的demo和内核文件，FreeRTOS-Plus里面包含了一些第三方的组件。

FreeRTOS文件夹内容如下：Demo文件夹下是官方在开发板移植好的demo，可以参考，Source文件夹下就是我们需要移植的内核文件。

Source文件夹内容如下：

2> 在准备好的工程下创建一个FreeRTOS文件夹下，将1>提到的Source文件中所有的内容复制到这个文件夹下：

删除上图中红框中的内容,如下：

在当前目录下新建一个文件夹src，将红框中的内容剪切到src文件夹下，如下图：

进入到portable文件夹下，只保留下图三个文件夹，其余全部删除，如下图：

其中keil文件夹下没有可以用的内容，MemMang下是官方给的5种内存管理的方法，没有好坏之分，都有优缺点，根据需要选一种方式即可。
三、添加FreeRTOS文件到工程
1> 添加src下的文件到工程

2> 添加portable/MemMang/heap_4文件到工程

3> 添加portable/RVDS/ARM_CM4F/port文件到工程，因为GD32F303内核是Cortex-M4F内核。

4> 添加相应的头文件路径

5>编译一下，提示如下错误

缺少FreeRTOSConfig.h这个头文件，我们在FreeRTOS源码中复制一个将这个路径下的（FreeRTOS\FreeRTOS\Demo\CORTEX_STM32F103_Keil）FreeRTOSConfig.h文件复制到工程中，并且添加到工程中，如下图：

6>再次编译，提示如下错误：

其实就是缺少一个宏定义，这里可以在FreeRTOSConfig.h中定义一个

再次编译发现没有错误了。
7>写一个简单的LED任务测试一下，如下图：

#include "gd32f30x.h"
#include "led.h"
#include "systick.h"
#include <stdio.h>

#include "FreeRTOS.h"
#include "task.h"

#define LED1_TASK_PRIO    ( tskIDLE_PRIORITY + 2 )

void LED1_task(void * pvParameters);

int main(void)
{
	/* 设置优先级分组为4,16个优先级全是抢占优先级 */
    nvic_priority_group_set(NVIC_PRIGROUP_PRE4_SUB0);
	
	GW_LedInit(LED1);
	GW_LedInit(LED2);
	xTaskCreate(LED1_task, "LED1", configMINIMAL_STACK_SIZE, NULL, LED1_TASK_PRIO, NULL);
	/* start scheduler */
    vTaskStartScheduler();
    while(1){
    }
}
void LED1_task(void * pvParameters)
{  
    for( ;; ){
        /* toggle LED2 each 500ms */
        GW_LedToggle(LED1);
        vTaskDelay(300);
    }
}

下载到开发板，发现并没有LED运行，仿真调试发现，MCU进入了硬件中断，如下图：

这里我们仔细看一下，FreeRTOSConfig.h这个文件的配置，源码如下：

#ifndef FREERTOS_CONFIG_H
#define FREERTOS_CONFIG_H

/*-----------------------------------------------------------
 * Application specific definitions.
 *
 * These definitions should be adjusted for your particular hardware and
 * application requirements.
 *
 * THESE PARAMETERS ARE DESCRIBED WITHIN THE 'CONFIGURATION' SECTION OF THE
 * FreeRTOS API DOCUMENTATION AVAILABLE ON THE FreeRTOS.org WEB SITE. 
 *
 * See http://www.freertos.org/a00110.html
 *----------------------------------------------------------*/

#define configUSE_PREEMPTION		1
#define configUSE_IDLE_HOOK			0
#define configUSE_TICK_HOOK			0
#define configCPU_CLOCK_HZ			( ( unsigned long ) 72000000 )	
#define configTICK_RATE_HZ			( ( TickType_t ) 1000 )
#define configMAX_PRIORITIES		( 5 )
#define configMINIMAL_STACK_SIZE	( ( unsigned short ) 128 )
#define configTOTAL_HEAP_SIZE		( ( size_t ) ( 17 * 1024 ) )
#define configMAX_TASK_NAME_LEN		( 16 )
#define configUSE_TRACE_FACILITY	0
#define configUSE_16_BIT_TICKS		0
#define configIDLE_SHOULD_YIELD		1

由上面代码可以看出，这里系统时钟是需要更改的，configCPU_CLOCK_HZ这个是系统时钟，GD32F303是120Mhz的主频；configTOTAL_HEAP_SIZE设置堆得大小，这里设置了17KB的大小，而在启动代码里，堆设置了1KB，栈的大小也是设置的1KB，***注意：这三者的总和不能超过MCU自身的RAM大小。***如下图：

这里，我们将启动文件里的堆改成0x00000200(0.5KB)，configTOTAL_HEAP_SIZE也更改成20KB，更改如下：

#ifndef FREERTOS_CONFIG_H
#define FREERTOS_CONFIG_H

#include "gd32f30x.h"
/*-----------------------------------------------------------
 * Application specific definitions.
 *
 * These definitions should be adjusted for your particular hardware and
 * application requirements.
 *
 * THESE PARAMETERS ARE DESCRIBED WITHIN THE 'CONFIGURATION' SECTION OF THE
 * FreeRTOS API DOCUMENTATION AVAILABLE ON THE FreeRTOS.org WEB SITE. 
 *
 * See http://www.freertos.org/a00110.html
 *----------------------------------------------------------*/
extern uint32_t SystemCoreClock;

#define configUSE_PREEMPTION		1
#define configUSE_IDLE_HOOK			0
#define configUSE_TICK_HOOK			0
#define configCPU_CLOCK_HZ			( ( unsigned long ) SystemCoreClock )	
#define configTICK_RATE_HZ			( ( TickType_t ) 1000 )
#define configMAX_PRIORITIES		( 5 )
#define configMINIMAL_STACK_SIZE	( ( unsigned short ) 128 )
#define configTOTAL_HEAP_SIZE		( ( size_t ) ( 20 * 1024 ) )
#define configMAX_TASK_NAME_LEN		( 16 )
#define configUSE_TRACE_FACILITY	0
#define configUSE_16_BIT_TICKS		0
#define configIDLE_SHOULD_YIELD		1

接下来编译进行下载，发现依旧会进入硬件中断，这就可能让人很崩溃了，这里需要了解一下FreeRTOS在Cortex内核中如何实现任务切换的机制，这里可以参考SVC & PendSV这篇博客，总的来说，既然想实现任务切换，就需要重新写这两个函数，之后在查看一下内核文件port.c，发现这里已经帮我们写好了，那就简单了，我们将gd32f30x_it.c文件里这两个中断函数给删掉，如下：

这里再次进行仿真下载调试，本以为可以万事大吉了，却还是被显示狠狠打脸了，仿真发现，程序死在了下面的循环中：

如上图，程序死在了SVC_Handler中断这，而我们上一步是把这个函数给删了，因为在上一步操作时，我们分析，内核文件port.c中帮我们重新写了这个函数，我们找到这个对应的函数如下：

呵呵，这就尴尬了，官方写的这个函数名称和启动文件中的中断入口函数名称不一致，既然如此，只能让这两个函数名联系到一起才行，我们在FreeRTOS.h中添加如下代码：

#define vPortSVCHandler SVC_Handler
#define xPortPendSVHandler PendSV_Handler

这下总应该可以了吧，下载编译，发现灯点亮了，心里那个开心啊，可是下一秒哭的心都有了，创建的任务是灯闪烁，现在灯只是点亮了并没有闪烁。仿真调试，发现如下：

看到这个现象，心情放松了一下，和之前现象类似，那我们接着去port.c文件去找一下，果真被我找到了：如下：

那仿照之前的操作，在FreeRTOSConfig.h中添加：

#define xPortSysTickHandler SysTick_Handler

LED终于亮了，至此，FreeRTOS最基本的移植完成。

工程下载链接：GD32F303_FreeRTOS10400