【FreeRTOS学习】（1）在项目中添加FreeRTOS
【FreeRTOS学习】（1）在项目中添加FreeRTOS
- 一、FreeRTOS简介
- 二、在项目中添加FreeRTOS
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- 1. 下载FreeRTOS源码
- 2. 添加需要的文件
- 3. 添加 FreeRTOSConfig.h 配置文件
- 4. 编译验证
一、FreeRTOS简介
FreeRTOS（Free Real-Time Operating System）是一个常用的实时操作系统内核，具有高可用性、可裁剪性、可移植性和可扩展性等特性。它是一个基于事件驱动的，用于嵌入式系统的实时操作系统，广泛应用于航空、航天、工业自动化、医疗设备、智能家居、汽车电子等领域。FreeRTOS提供了任务管理、时间管理、内存管理、中断处理、软件定时器和通信机制等功能。其内核非常小巧，仅需几KB的内存和一些最基本的处理器资源即可运行。同时FreeRTOS还提供多种语言接口，并且支持多种处理器架构，如ARM、AVR、PIC、MIPS等，因此备受广大嵌入式软件开发人员的欢迎。
二、在项目中添加FreeRTOS
FreeRTOS提供的对开发者的支持还是很多的，官网 也有中文版的开发文档，可以查阅API函数、内核机制，实在有问题解决不了还有一个官方的论坛，可以注册一个账号在上面提问。
1. 下载FreeRTOS源码
官网有最新版和最新长期支持版（LTS），如果是为了学习建议直接下最新版，源码里提供一些demo项目可以参考。
- 官方下载页面：
- Github 上获取源码
FreeRTOS-Plus是一些其他协议（如物联网相关）的扩展，最基础的实时操作系统内核只需要FreeRTOS就可以了。
可以自行下载压缩包或 git clone 。
2. 添加需要的文件
- 文件构成
下载好后解压后的文件构成是这样的：
其实也很好分辨，目录下的 .c 文件就是通用的源文件；include文件夹内是头文件；portable文件夹内是一些跟不同编译器、处理器架构相关和动态内存分配的源文件和头文件。 - 在项目添加所需要的文件
这里假设已经会如何新建一个对应处理器的（Keil / IAR / GCC）项目。
那么要做的其实就是（1）添加需要的代码文件并添加到项目中（2）在项目include项中添加所需头文件的路径。
比如以我使用的 IAR 作为 IDE 开发环境，首先在项目中新建一个FreeRTOS文件夹，再在其中创建src、inc、port三个文件夹：
demo和license无关紧要，只是一些对应处理器的demo项目和许可证相关。
将FreeRTOS内核下的所有.c文件复制到 项目路径/FreeRTOS/src 下。
将FreeRTOS内核下/include/ 的所有.h文件复制到 项目路径/FreeRTOS/src 下。
将portable/MemMang文件夹整个复制到 项目路径/FreeRTOS/port 下，它里面是几个关于堆（即动态分配内存）的.c文件，使用过程按需选择一个添加到项目中就可以，一般选择heap_4，具体区别建议点击里面的ReadMe网页查看；
选取portable中对应编译器和处理器架构，比如我的是 ./portable/IAR/ARM_CM4F 其中有一个汇编文件一个.c，一个.h，将这些文件复制到 项目路径/FreeRTOS/port/IAR/ARM_CM4F 下。
完成后，在IDE项目中添加源文件和在选项（Options）添加对应头文件路径：
注意：MemMang 中只用选择其中 一个！！（一般是4）
需要注意的是刚刚那个portasm.s由于它里面有一句 #include，所有汇编文件的pre include 路径也要添加相关的（起码FreeRTOS相关的都要添加）。就是Options的C/C++ Compiler和Assembler选项都要添加。
3. 添加 FreeRTOSConfig.h 配置文件
完成上面的步骤后，可以尝试编译一下，会报一个找不到 FreeRTOSConfig.h 的错误，因为 FreeRTOSConfig.h 这个文件根据官方来说是需要用户自己创建的，算作用户文件，不算内核，它是一个配置文件，define一些宏来选择相应的功能。
那我们就创建一个 FreeRTOSConfig.h 到 user group 下，这里给一个有注释的模板，以后再有需要可以用这个改，不过如果你是Keil/GCC需要修改一两行。
#ifndef FREERTOS_CONFIG_H
#define FREERTOS_CONFIG_H
/*-----------------------------------------------------------
* Application specific definitions.
* 可以在下面这个网站查看对应选项的官方解释，此文件的注释只做参考
* See http://www.freertos.org/a00110.html
*----------------------------------------------------------*/
//#include "gd32f30x.h"
/* 这个是踩过的坑，因为汇编也要用到FreeRTOSConfig.h文件，所以有些关键字
* 如 enum 就会报 bad instruction 的错误，所以最好还是直接把如
* SystemCoreClock 这样的宏的值直接粘贴过来用，像我下面那样，就不要再包含
* gd32f30x.h 了。*/
/* Ensure stdint is only used by the compiler, and not the assembler. */
//这个地方__ICCARM__表示是IAR的编译器，若是Keil或GCC要改成__CC_ARM、__GNUC__
#if defined __ICCARM__
#include 还差最后一步了， SVC_Handler 和 PendSV_Handler 会有重复的问题，对于gd32的芯片来说，这是因为在 gd32f30x_it.c 已经有这俩函数了（虽然是空的），而 FreeRTOS 需要用到这两个函数，前者是中断系统调用，后者是嵌套中断时用的（或者说选取中断级别高的进入），有兴趣可以去 portasm.s 查看汇编代码，FreeRTOS 都帮我们实现好了。因此这里的直接注释掉就好，然后再在这里实现SysTick_Handler函数，就大功告成了，这个函数是系统时钟中断。
/*!
\brief this function handles SVC exception
\param[in] none
\param[out] none
\retval none
*/
/*void SVC_Handler(void)
{
}*/
/*!
\brief this function handles PendSV exception
\param[in] none
\param[out] none
\retval none
*/
/*void PendSV_Handler(void)
{
}*/
/*!
\brief this function handles SysTick exception
\param[in] none
\param[out] none
\retval none
*/
//其实主要还是调用 FreeRTOS 提供的系统时钟中断函数，只不过加了一个判断调度器是否启动的宏
extern void xPortSysTickHandler(void);
void SysTick_Handler(void)
{
#if (INCLUDE_xTaskGetSchedulerState == 1 )
if (xTaskGetSchedulerState() != taskSCHEDULER_NOT_STARTED) {
#endif /* INCLUDE_xTaskGetSchedulerState */
xPortSysTickHandler();
#if (INCLUDE_xTaskGetSchedulerState == 1 )
}
#endif /* INCLUDE_xTaskGetSchedulerState */
}
有兴趣可以看看源码怎么操作的，不过本文只聊怎么通过编译。
4. 编译验证
在main.c添加一些代码然后编译一下：
没有意外的话应该就成功了。。。
#include "FreeRTOS.h"
#include "task.h"
int main()
{
while (1);
}
