FreeRTOS下載包中已經(jīng)包含很多演示例程- 每一個(gè)例程都是針對(duì)于:
特定的微控制器;
特定的開(kāi)發(fā)工具(編譯器、調(diào)試器等等);
特定的硬件平臺(tái)(樣機(jī)或評(píng)估板)。
可以在官方網(wǎng)站首頁(yè)左側(cè)的樹(shù)形菜單 ‘Supported Devices’ 中找到這些例程介紹。 可惜的是不可能為所有微控制器、編譯器和評(píng)估板提供演示例程。因此,官方提供的演示例程可能不完全符合你正在使用的開(kāi)發(fā)平臺(tái)。本章描述如何通過(guò)修改或合并官方提供的演示例程,來(lái)滿(mǎn)足自己的開(kāi)發(fā)平臺(tái)需求(包括微處理器和編譯器)。 修改一個(gè)現(xiàn)有的評(píng)估板例程,使之運(yùn)行到另一個(gè)同類(lèi)評(píng)估板上,通常是比較簡(jiǎn)單的,稍微復(fù)雜些的是跨編譯器移植。本文介紹這兩情況下的修改,只是對(duì)相似的平臺(tái)有效。然而,將FreeRTOS移植到一個(gè)全新的平臺(tái)、未支持的處理器架構(gòu),并不是件簡(jiǎn)單的事情。本文不討論如何將FreeRTOS移植到一個(gè)全新平臺(tái)。
1.修改例程使之運(yùn)行到不同評(píng)估板
本節(jié)描述如何通過(guò)修改一個(gè)官方提供的演示例程,使之運(yùn)行到另一個(gè)評(píng)估板,這里兩個(gè)評(píng)估板使用同系列微處理器,使用相同編譯器。在這個(gè)例子中,將運(yùn)行于SAM7S-EK硬件開(kāi)發(fā)板上的IAR SAM7S演示例程,修改使之運(yùn)行到Olimex SAM7-P64開(kāi)發(fā)板。(注:兩塊開(kāi)發(fā)板都是使用ATMEL公司的ARM7微處理器,前者使用AT91SAM7S256,后者使用AT91SAM7S64)
1.1初始編譯
作為修改練習(xí)的起點(diǎn),被修改的演示例程是要能使用的。因此,在未做任何修改之前,首先檢查下載的演示例程能否被正確的編譯。絕大多數(shù)情況下,演示例程編譯后是沒(méi)有任何錯(cuò)誤和警告的。 關(guān)于演示例程所在目錄,參考《FreeRTOS系列第2篇---FreeRTOS入門(mén)指南》一文的第三節(jié)。
LED燈是用來(lái)指示演示例程運(yùn)行的最簡(jiǎn)單方法,因此點(diǎn)亮新硬件平臺(tái)上的LED燈通常是最容易的。 兩個(gè)不同評(píng)估板上的LED連接到相同的IO端口通常是不太可能的,因此,一些小幅度修改是必須的。 在partest.c文件中的vParTestInitialise() 函數(shù)包含IO端口的模式和方向配置。在main.c文件中的prvSetupHardware()函數(shù)包含更多的硬件初始化(比如,使能IO外設(shè)的時(shí)鐘模塊),可能需要根據(jù)不同的使用進(jìn)行一些修改。 根據(jù)目標(biāo)評(píng)估板的硬件,在上面兩個(gè)函數(shù)中做必要的修改,然后寫(xiě)一段簡(jiǎn)單程序,來(lái)檢查硬件LED是否完好。這個(gè)簡(jiǎn)單程序不使用FreeRTOS,只是為了確保硬件LED能夠正常工作。因此,注釋掉之前的main()函數(shù),使用下面的例子代替:
int main( void ) { volatile unsigned long ul; /* 禁止編譯器優(yōu)化此變量 */ /* 初始化LED IO為輸出-注:prvSetupHardware()也可能會(huì)被調(diào)用*/ vParTestInitialise(); /*不斷開(kāi)啟LED */ for( ;; ) { /* 我們暫時(shí)不使用RTOS,這里只是使用一個(gè)非常粗糙的延時(shí)*/ for( ul = 0; ul 《 0xfffff; ul++ ) { } /* 開(kāi)啟4個(gè)LED */ vParTestToggleLED( 0 ); vParTestToggleLED( 1 ); vParTestToggleLED( 2 ); vParTestToggleLED( 3 ); } return 0; }
1.3 RTOS調(diào)度器簡(jiǎn)介
一旦確定硬件LED可以正常工作,就可以恢復(fù)原來(lái)的main()函數(shù)。 作為入門(mén)級(jí)的多任務(wù)應(yīng)用程序應(yīng)該盡量的簡(jiǎn)單,LED閃爍測(cè)試程序常常擔(dān)任這樣的角色,可以堪比經(jīng)典的“Hello Wold”。這個(gè)任務(wù)幾乎在所有演示例程中都能看到,在main()函數(shù)中調(diào)用vStartLEDFlashTasks() (使用協(xié)程版本時(shí)調(diào)用vStartFlashCoRoutines())來(lái)實(shí)現(xiàn)。如果你使用的演示例程main()函數(shù)中并沒(méi)有調(diào)用vStartLEDFlashTasks()(或vStartFlashCoRoutines()),那么需要你將FreeRTOS/Demo/Common/Minimal/Flash.c文件添加到你的工程,并在main()函數(shù)手動(dòng)的增加vStartLEDFlashTasks()函數(shù)。 除了調(diào)用vStartLEDFlashTasks()外,注釋掉所有用于啟動(dòng)一個(gè)或多個(gè)演示任務(wù)的函數(shù)。最后的main()函數(shù)僅調(diào)用三個(gè)函數(shù):prvSetupHardware()、vStartLEDFlashTasks()和vTaskStartScheduler()。例如(基于典型的main()函數(shù)):
int main( void ) { /* 設(shè)置用于演示的微控制器硬件 */ prvSetupHardware(); /* 留下這個(gè)函數(shù) */ vCreateFlashTasks(); /* 所有的其它創(chuàng)建任務(wù)的函數(shù)統(tǒng)統(tǒng)注釋掉 vCreatePollQTasks(); vCreateComTestTasks(); //等等… xTaskCreate( vCheckTask,“check”, STACK_SIZE, NULL, TASK_PRIORITY, NULL ); */ /*啟動(dòng)RTOS調(diào)度器。 */ vTaskStartScheduler(); /* 永遠(yuǎn)不會(huì)執(zhí)行到這里! */ return 0; } 這是一個(gè)非常簡(jiǎn)單的應(yīng)用程序,正確執(zhí)行后,LED0~2(包括2)或分別按照不同的頻率閃爍。
1.4 收尾工作
一旦簡(jiǎn)單的LED閃爍例程正確執(zhí)行后,你可以恢復(fù)之前注釋掉的所有的演示任務(wù)。 以下要點(diǎn)需牢記: 如果你使用的演示例程最初并沒(méi)有調(diào)用vTaskCreateFlashTasks()函數(shù),而是手動(dòng)的增加了這個(gè)函數(shù),那么應(yīng)該再手動(dòng)的刪除掉這個(gè)函數(shù)。主要有兩個(gè)方面的原因:第一是這個(gè)LED閃爍任務(wù)用到的IO可能也被演示例程的其它任務(wù)使用,第二是演示例程可能已經(jīng)占用了所有的RAM,已經(jīng)沒(méi)有空余RAM用來(lái)增加新的任務(wù)。
標(biāo)準(zhǔn)的“通訊測(cè)試(comtest)”(如果演示例程中有的話(huà))任務(wù)使用到微控制器的一個(gè)UART外設(shè)。檢測(cè)硬件是可用的。
有些外設(shè)不進(jìn)行修改就想用于任何不同的硬件或接口是不可能的,比如LCD。
2.合并或修改官方演示工程
本節(jié)主要描述如何修改一個(gè)現(xiàn)存的工程或者按照需求合并兩個(gè)現(xiàn)存的工程。比如,你希望使用GCC編譯器創(chuàng)建一個(gè)STR9演示工程(demo project),并且你下載的FreeRTOS軟件包中并沒(méi)有GCC版本的STR9演示例程,但是FreeRTOS下載包中有IAR版本的STR9演示例程和GCC版本的STR75x演示例程。則可以通過(guò)這兩個(gè)現(xiàn)存的工程來(lái)創(chuàng)建GCC版本的STR9演示工程??梢杂袃煞N方式完成: 使用GCC版本的STR75x演示工程,修改使之符合指定的微處理器(STR9評(píng)估板上的微處理器)。 使用GCC創(chuàng)建一個(gè)新的工程。從IAR版本的STR9演示工程中獲取文件和配置信息,使之符合GCC編譯器需求。
2.1識(shí)別用于特定微控制器的FreeRTOS內(nèi)核文件
對(duì)于一個(gè)特定平臺(tái),大多數(shù)(不是全部)硬件接口代碼包含在一個(gè)叫做FreeRTOS/source/portable/[編譯器]/[微控制器/port.c的文件中,和它對(duì)應(yīng)的頭文件是FreeRTOS/source/portable/[編譯器]/[微控制器]/portmacro.h。 對(duì)于一些編譯器來(lái)說(shuō),port.c和portmacro.h就是所需要的全部硬件接口代碼。另一些還需要一些匯編文件,這些文件叫做portasm.s或者portasm.asm。 最后,僅對(duì)于ARM7 GCC移植,同樣存在一個(gè)類(lèi)似的硬件接口文件:portISR.c,portISR.c是從port.c中分離出來(lái)的,這些代碼必須在ARM模式下編譯,port.c中剩余的代碼既可以在ARM模式下編譯,也可在THUMB模式下編譯。
2.2識(shí)別用于特定編譯器的文件
編譯器可以為嵌入式系統(tǒng)提供某些特定的C語(yǔ)言擴(kuò)展。比如某個(gè)特定關(guān)鍵字可以標(biāo)識(shí)出一個(gè)函數(shù)是中斷處理服務(wù)函數(shù)。 擴(kuò)展的C語(yǔ)言部分,是不屬于標(biāo)準(zhǔn)C語(yǔ)言規(guī)范的。因此,編譯器與編譯器之間是有差別的。FreeRTOS的文件中就包含類(lèi)似的非標(biāo)準(zhǔn)C語(yǔ)言語(yǔ)法,在文件夾FreeRTOS/source/portable中(上文中提到的特定微控制器硬件接口代碼也在這個(gè)文件中)。此外,一些演示例程會(huì)使用到中斷服務(wù)程序,這些中斷服務(wù)程序并不屬于FreeRTOS的一部分,并且如何定義和使用這些中斷服務(wù)程序也是編譯器所特定的。
2.3硬件底層文件
C啟動(dòng)文件和鏈接腳本都屬于處理器和編譯器特定的。不推薦嘗試從無(wú)到有的創(chuàng)建這些文件,應(yīng)該到FreeRTOS演示工程中尋找一個(gè)合適的來(lái)修改。 要特別小心ARM7啟動(dòng)文件。它必須將IRQ中斷服務(wù)程序入口地址配置到快速中斷處理向量表或者普通中斷向量表中。這兩種情況,演示工程都提供了例子。 鏈接腳本必須正確的描述當(dāng)前使用處理器的內(nèi)存映射。
2.4工程設(shè)置
每一個(gè)工程通常都會(huì)定義一些宏,這些預(yù)處理宏定義了一些要被編譯的特定的硬件接口代碼。要包含portmacro.h文件才能識(shí)別這些宏。比如,當(dāng)使用GCC編譯MegaAVR硬件接口代碼時(shí),宏GCC_MEGA_AVR必須被定義;當(dāng)使用IAR編譯MegaAVR硬件接口代碼時(shí),宏IAR_MEGA_AVR必須被定義等等。參考演示例程工程以及FreeRTOS/source/include/portable.h文件可以查找當(dāng)前工程定義了那些宏。如果預(yù)處理宏未定義,那么portmacro.h文件所在目錄的路徑必須被包含到預(yù)處理器的搜索路徑中。 其它的編譯器設(shè)置,比如優(yōu)化選項(xiàng),也是很關(guān)鍵的。可以參考提供的演示工程。 具有IDE的編譯器通常具有目標(biāo)微控制器選項(xiàng)并將它作為工程設(shè)置的一部分,所以新的工程也必須適應(yīng)新的目標(biāo)微控制器,同樣的,如果使用到makefile文件,則makefile文件也必須更新以符合新的目標(biāo)微控制器。
2.5配置系統(tǒng)節(jié)拍時(shí)鐘中斷
調(diào)用函數(shù)prvSetupTimerInterrupt()來(lái)配置系統(tǒng)節(jié)拍中斷,這個(gè)函數(shù)可以在以下路徑的文件中找到: FreeRTOS/source/portable/[compiler]/[microcontroller]/port.c
2.6 RAM和ROM的使用
FreeRTOS內(nèi)存管理一章中描述了FreeRTOS如何使用RAM,并且描述了RAM是如何分配給RTOS內(nèi)核的。 如果你要將演示例程移植到一個(gè)RAM稍小的微處理器上,那么你可能需要減少configTOTAL_HEAP_SIZE的值(位于FreeRTOSConfig.h),并且減少演示例程的任務(wù)個(gè)數(shù)??梢酝ㄟ^(guò)簡(jiǎn)單的注釋掉不需要的任務(wù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。 如果你要將演示例程移植到一個(gè)ROM較小的微處理器中,那么你可能需要減少應(yīng)用例程的文件數(shù)目,他們位于FreeRTOS/Demo/common文件夾目錄下。同時(shí)你還要?jiǎng)h除main函數(shù)中對(duì)他們的調(diào)用函數(shù)。 注:可能你是通過(guò)搜索引擎找到這篇文章,滿(mǎn)懷希望的點(diǎn)進(jìn)來(lái),以為能解決自己移植的所有問(wèn)題,但是看完后卻發(fā)現(xiàn)本文站的角度太高,并不是特別適合對(duì)移植一無(wú)所知的你。
原文標(biāo)題:FreeRTOS系列第3篇---FreeRTOS移植指南
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