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FreeRTOS移植及配置

在程序中，移植了正點(diǎn)原子的基于STM32的FreeRTOS程序，編寫了自己的內(nèi)存管理程序malloc.c，程序主要結(jié)構(gòu)如下：

FreeRTOS_CORE中是FreeRTOS的核心文件，包括與協(xié)程有關(guān)的croutine.c，與事件組有關(guān)的event_groups.c，與列表有關(guān)的list.c，與隊(duì)列有關(guān)的queue.c，與任務(wù)有關(guān)的tasks.c，與定時(shí)器時(shí)鐘有關(guān)的timers.c。

FreeRTOS_PORTABLE中是與FreeRTOS內(nèi)存管理有關(guān)的文件，包括port.c和heap_4.c，port.c中主要包含一些與中斷有關(guān)的函數(shù)，heap_4.c上一篇文章有詳細(xì)介紹，與內(nèi)存分配釋放有關(guān)。

在FreeRTOSConfig.h文件中，對FreeRTOS的很多參數(shù)進(jìn)行了配置，用戶可以修改其中的文件對程序參量進(jìn)行配置并對程序功能進(jìn)行選擇使用。

先聲明了一個(gè)斷言，方便提示用戶，當(dāng)程序出錯(cuò)時(shí)在FreeRTOS的那個(gè)程序哪一行出錯(cuò)。

//斷言

#define vAssertCalled(char,int) printf('Error:%s,%drn',char,int)

#define configASSERT(x) if((x)==0) vAssertCalled(__FILE__,__LINE__)

然后是與任務(wù)調(diào)度算法相關(guān)的配置選項(xiàng)，主要的是configUSE_PREEMPTION和configUSE_TIME_SLICING，不過一般都開啟，置1就行。

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/*                                           調(diào)度算法配置選項(xiàng)                                                  */

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#define configUSE_PREEMPTION          1                       //1使用搶占式內(nèi)核，0使用協(xié)程

#define configUSE_TIME_SLICING          1            //1使能時(shí)間片調(diào)度(默認(rèn)是使能的)，同等優(yōu)先級是否交替執(zhí)行

#define configUSE_PORT_OPTIMISED_TASK_SELECTION  1                       //1啟用特殊方法(使用硬件方法)來選擇下一個(gè)要運(yùn)行的任務(wù)

                                                                        //一般是硬件計(jì)算前導(dǎo)零指令，如果所使用的

                                                                        //MCU沒有這些硬件指令的話此宏應(yīng)該設(shè)置為0！

#define configUSE_TICKLESS_IDLE          0                       //1啟用低功耗tickless模式

然后是基礎(chǔ)配置選項(xiàng)，重要的幾個(gè)是configUSE_QUEUE_SETS、configCPU_CLOCK_HZ、configTICK_RATE_HZ、configMAX_TASK_NAME_LEN、configUSE_16_BIT_TICKS，其他保持默認(rèn)，configCPU_CLOCK_HZ要改成我們單片機(jī)的時(shí)鐘頻率，這里使用了代碼定義的量SystemCoreClock，configTICK_RATE_HZ時(shí)鐘節(jié)拍頻率設(shè)置為1000，也就是周期為1ms，任務(wù)名字字符串長度configMAX_TASK_NAME_LEN如果你創(chuàng)建任務(wù)時(shí)的命名很長，需要改一下，configUSE_16_BIT_TICKS使用的時(shí)鐘位數(shù)，需要和單片機(jī)一致，STM32為32位，這里需要將這個(gè)宏定義為0。

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/*                                        FreeRTOS基礎(chǔ)配置配置選項(xiàng)                                               */

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#define configUSE_QUEUE_SETS          1                       //為1時(shí)啟用隊(duì)列

#define configCPU_CLOCK_HZ            (SystemCoreClock)       //CPU頻率

#define configTICK_RATE_HZ            (1000)                  //時(shí)鐘節(jié)拍頻率，這里設(shè)置為1000，周期就是1ms

#define configMAX_PRIORITIES          (32)                    //可使用的最大優(yōu)先級

#define configMINIMAL_STACK_SIZE        ((unsigned short)130)   //空閑任務(wù)使用的堆棧大小

#define configMAX_TASK_NAME_LEN          (20)                    //任務(wù)名字字符串長度

#define configUSE_16_BIT_TICKS          0                       //系統(tǒng)節(jié)拍計(jì)數(shù)器變量數(shù)據(jù)類型，

                                                                        //1表示為16位無符號整形，0表示為32位無符號整形

#define configIDLE_SHOULD_YIELD          1                       //為1時(shí)空閑任務(wù)放棄CPU使用權(quán)給其他同優(yōu)先級的用戶任務(wù)

#define configUSE_TASK_NOTIFICATIONS            1                       //為1時(shí)開啟任務(wù)通知功能，默認(rèn)開啟

#define configUSE_MUTEXES            1                       //為1時(shí)使用互斥信號量

#define configQUEUE_REGISTRY_SIZE        8                       //不為0時(shí)表示啟用隊(duì)列記錄，具體的值是可以

                                                                        //記錄的隊(duì)列和信號量最大數(shù)目。

#define configCHECK_FOR_STACK_OVERFLOW      0                       //大于0時(shí)啟用堆棧溢出檢測功能，如果使用此功能

                                                                        //用戶必須提供一個(gè)棧溢出鉤子函數(shù)，如果使用的話

                                                                        //此值可以為1或者2，因?yàn)橛袃煞N棧溢出檢測方法。

#define configUSE_RECURSIVE_MUTEXES        1                       //為1時(shí)使用遞歸互斥信號量

#define configUSE_MALLOC_FAILED_HOOK      0                       //1使用內(nèi)存申請失敗鉤子函數(shù)

#define configUSE_APPLICATION_TASK_TAG      0                       //1為每個(gè)任務(wù)分配一個(gè)“標(biāo)簽”值，標(biāo)簽鉤子函數(shù)

#define configUSE_COUNTING_SEMAPHORES      1                       //為1時(shí)使用計(jì)數(shù)信號量

然后是與內(nèi)存申請有關(guān)配置選項(xiàng)，一般保持默認(rèn)就行，系統(tǒng)總堆大小可能需要微調(diào)。

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#define configSUPPORT_DYNAMIC_ALLOCATION        1                       //支持動(dòng)態(tài)內(nèi)存申請

#define configTOTAL_HEAP_SIZE          ((size_t)(20*1024))     //系統(tǒng)所有總的堆大小

然后是與鉤子函數(shù)有關(guān)的配置選項(xiàng)，我們不需要使用鉤子函數(shù)，也不建議初學(xué)者用，因?yàn)榭臻e任務(wù)的鉤子函數(shù)需要寫的很高效率盡量不阻塞。

#define configUSE_IDLE_HOOK            0                       //1，使用空閑鉤子；0，不使用

#define configUSE_TICK_HOOK            0                       //1，使用時(shí)間片鉤子；0，不使用

與運(yùn)行時(shí)間和任務(wù)狀態(tài)收集有關(guān)的配置選項(xiàng) ，這部分主要與調(diào)試代碼有關(guān)，測一下代碼運(yùn)行時(shí)間，觀察效率等。

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/*                                FreeRTOS與運(yùn)行時(shí)間和任務(wù)狀態(tài)收集有關(guān)的配置選項(xiàng)                                 */

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#define configGENERATE_RUN_TIME_STATS                  0                               //為1時(shí)啟用運(yùn)行時(shí)間統(tǒng)計(jì)功能

#define portCONFIGURE_TIMER_FOR_RUN_TIME_STATS()        ConfigureTimeForRunTimeStats()  //定時(shí)器3提供時(shí)間統(tǒng)計(jì)的時(shí)基，頻率為10K，即周期為100us

#define portGET_RUN_TIME_COUNTER_VALUE()            FreeRTOSRunTimeTicks          //獲取時(shí)間統(tǒng)計(jì)時(shí)間值

#define configUSE_TRACE_FACILITY                1                       //為1啟用可視化跟蹤調(diào)試

#define configUSE_STATS_FORMATTING_FUNCTIONS          1                       //與宏configUSE_TRACE_FACILITY同時(shí)為1時(shí)會(huì)編譯下面3個(gè)函數(shù)

與協(xié)程有關(guān)的配置選項(xiàng)，保持默認(rèn)，我們用不到協(xié)程。

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/*                                FreeRTOS與協(xié)程有關(guān)的配置選項(xiàng)                                                  */

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#define configUSE_CO_ROUTINES               0                       //為1時(shí)啟用協(xié)程，啟用協(xié)程以后必須添加文件croutine.c

#define configMAX_CO_ROUTINE_PRIORITIES         ( 2 )                   //協(xié)程的有效優(yōu)先級數(shù)目