F1C100S/F1C200S 移植FreeRTOS全过程 GCC 版本

nlive · 2024-10-25 11:40:04

原始工程使用f1c100s/f1c200s 裸机程序，参见 https://whycan.com/t_11525.html

工程构建：make
操作系统：windows

FreeRTOS没有ARM9的例子，ARM7和ARM9内核很相似，主要参考ARM7_LPC2000 移植。

FreeRTOS源码下载：
哇酷下载：RTOS-KernelV11.1.0.zip
github下载：https://github.com/FreeRTOS/FreeRTOS-Kernel/releases

一、文件目录结构搭建

1.解压重命名为FreeRTOS ，新建文件夹port

2.复制 FreeRTOS/portable/GCC/ARM7_LPC2000 下 port.c portISR.c portmacro.h 到 port目录下

3.复制FreeRTOS/portable/MemMang 到FreeRTOS/MemMang

4.复制 FreeRTOS/examples/template_configuration/FreeRTOSConfig.h 到 include目录下

5. 删除examples portable 文件夹。完成后的目录结构如下

移植过程：

添加FreeRTOS 中断，修改工程文件 vectors.S，定义宏 USE_FREERTOS ，修改 _software_interrupt 和 _irq 两个中断，

/*任务切换*/ 
_software_interrupt: 
#if defined (USE_FREERTOS)
    .word vPortYieldProcessor
#else
    .word software_interrupt
#endif

/*系统嘀嗒心跳*/ 
_irq:
#if defined (USE_FREERTOS) 
    .word vFreeRTOS_ISR
#else
    .word irq
#endif

port.c 和 portISR.c ，添加定时器初始化和定时器中断切换任务功能

port.c 添加头文件

#include "f1c100s_timer.h"
#include "f1c100s_intc.h"

定时器time0初始化：

/*
 * Setup the timer 0 to generate the tick interrupts at the required frequency.
 */
static void prvSetupTimerInterrupt(void)
{
    extern void vTickISR(void); 
 
    tim_init(TIM0, TIM_MODE_CONT, TIM_SRC_HOSC, TIM_PSC_1);
    tim_set_period(TIM0, 24000000UL/1000UL);//1ms中断
    tim_int_enable(TIM0); 
    intc_set_irq_handler(IRQ_TIMER0, vTickISR); 
    intc_enable_irq(IRQ_TIMER0); 
    tim_start(TIM0);
}

portISR.c 接管所有的中断，添加上下文切换保存和恢复，添加naked属性，禁用编译器上下文管理

/*__attribute__((naked)) 很关键 不加调度
 *使用naked属性可以告诉编译器不生成函数的prologue和epilogue代码，
 *这样任务切换函数可以自行管理寄存器的入栈和恢复，从而简化上下文管理*/
void vFreeRTOS_ISR(void) __attribute__((naked));
void vFreeRTOS_ISR(void)
{
    extern void irq_handler(void);
    /* Save the context of the interrupted task. */
    portSAVE_CONTEXT();
    /* irq all*/
    irq_handler();
    /* Restore the context of the new task. */
    portRESTORE_CONTEXT();
}

portISR.c 系统嘀嗒中断

#ifndef write32
#define write32(x, y) (*((volatile uint32_t *)(x)) = y)
#endif
#include "task.h"
void vTickISR(void)
{
    /* Increment the RTOS tick count, then look for the highest priority
     * task that is ready to run. */
    if (xTaskIncrementTick() != pdFALSE)
    {
        vTaskSwitchContext();
    }
    /* Ready for the next interrupt. */
    write32((0x01C20C00) + 0x04, (1 << 0));
}

portISR.c 添加堆栈溢出回调

#include "stdio.h"
void vApplicationStackOverflowHook(TaskHandle_t xTask,
                                   char *pcTaskName)
{
    printf("statck over flow:%s",pcTaskName);
}

FreeRTOSConfig.h 修改heap大小和位宽

#define configTOTAL_HEAP_SIZE                        512*1024
#define configTICK_TYPE_WIDTH_IN_BITS              TICK_TYPE_WIDTH_32_BITS

makefile 添加 CFLAGS+=-DUSE_FREERTOS
至此移植完成。

gcc和xfel：
usb下载工具 xfel 和USB驱动下载： xfel-v1.3.2
gcc：arm-none-eab-gcc-10.3
make rm工具在工程目录下

完整移植好的FreeRTOS 11.1工程下载：F1C200S_FreeRTOS.zip

编译: arm-none-eabi-gcc 和xfel添加到环境变量，打开cmd命令行，进入 F1C200S_FreeRTOS 目录下

make all
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