【STM32 FreeRTOS】FreeRTOS的移植

news2024/9/24 11:26:29

其实这篇文章不侧重移植，因为我们会使用CubeMX配置，那样会自动移植FreeRTOS。

关于FreeRTOS，可以参考官网：FreeRTOS - Quick start guide

在这里插入图片描述
当我们在CubeMX中配置了CMSIS_V2后尝试编译的时候会有一个弹窗。
第一个问题就是强烈建议不要使用Systick作为HAL的时基。

默认情况下，我们会选用Systick（滴答定时器）作为HAL的时基，这个时基有什么用呢？我们看HAL库源码就会发现，在配置时钟树函数中会调用滴答计时器的初始化函数，初始化函数中配置的是1ms一个中断，并且在中断服务函数中在累加一个全局变量，这个变量就是在进行中断计数。

__weak HAL_StatusTypeDef HAL_InitTick(uint32_t TickPriority)
{
  /* Configure the SysTick to have interrupt in 1ms time basis*/
  if (HAL_SYSTICK_Config(SystemCoreClock / (1000U / uwTickFreq)) > 0U)
  {
    return HAL_ERROR;
  }

  /* Configure the SysTick IRQ priority */
  if (TickPriority < (1UL << __NVIC_PRIO_BITS))
  {
    HAL_NVIC_SetPriority(SysTick_IRQn, TickPriority, 0U);
    uwTickPrio = TickPriority;
  }
  else
  {
    return HAL_ERROR;
  }

  /* Return function status */
  return HAL_OK;
}

/**
  * @brief This function handles System tick timer.
  */
void SysTick_Handler(void)
{
  /* USER CODE BEGIN SysTick_IRQn 0 */

  /* USER CODE END SysTick_IRQn 0 */
  HAL_IncTick();
  /* USER CODE BEGIN SysTick_IRQn 1 */

  /* USER CODE END SysTick_IRQn 1 */
}

__weak void HAL_IncTick(void)
{
  uwTick += uwTickFreq;
}

HAL_Delay（）函数就是在此基础上实现的，他是一种轮询计数的方式实现delay。

__weak void HAL_Delay(uint32_t Delay)
{
  uint32_t tickstart = HAL_GetTick();
  uint32_t wait = Delay;

  /* Add a freq to guarantee minimum wait */
  if (wait < HAL_MAX_DELAY)
  {
    wait += (uint32_t)(uwTickFreq);
  }

  while((HAL_GetTick() - tickstart) < wait)
  {
  }
}

或者在封装的外设驱动函数中的超时判断，也是使用的Systick。那么为什么加入RTOS后，就不建议我们使用了呢？
RTOS会强制将Systick的中断优先级设置为最低，RTOS还会使用Systick中断服务函数进行任务调度，如果这个时候有一个中断优先级较高（高于Systick中断）的中断服务函数中调用了HAL_Delay()，那么意味着会卡死，因为HAL_Delay()函数中也会等待Systick中断进行计算，但是现在还在执行更高优先级的中断。所以这样是有风险的。。。
但是其实我们是不建议在中断服务函数中进行延迟操作的。但是出于软件健壮的考虑，我们的HAL时基可以使用其他定时器来实现。
在这里插入图片描述
我们现在使用TIM4来作为时基。同样的，在时钟树配置后就会初始化TIM4作为时基。

/**
  * @brief  Period elapsed callback in non blocking mode
  * @note   This function is called  when TIM4 interrupt took place, inside
  * HAL_TIM_IRQHandler(). It makes a direct call to HAL_IncTick() to increment
  * a global variable "uwTick" used as application time base.
  * @param  htim : TIM handle
  * @retval None
  */
void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim)
{
  /* USER CODE BEGIN Callback 0 */

  /* USER CODE END Callback 0 */
  if (htim->Instance == TIM4) {
    HAL_IncTick();
  }
  /* USER CODE BEGIN Callback 1 */

  /* USER CODE END Callback 1 */
}

然后，我们也会发现SysTick_Handler函数在cmsis_os2.c文件中定义了。

/*
  SysTick handler implementation that also clears overflow flag.
*/
void SysTick_Handler (void) {
  /* Clear overflow flag */
  SysTick->CTRL;

  if (xTaskGetSchedulerState() != taskSCHEDULER_NOT_STARTED) {
    /* Call tick handler */
    xPortSysTickHandler();
  }
}