操作系统的硬件控制功能，通常是通过一些小的函数集合体的形式来提供的。这些函数及调用函数的行为统称为系统调用（system call），也就是应用对操作系统（system）的功能进行调用（call）的意思。在前面的程序中用到了time()及printf()等函数，这些函数内部也都使用了系统调用。这里之所以用“内部”这个词，是因为在Windows操作系统中，提供返回当前日期和时刻，以及在显示器中显示字符串等功能的系统调用的函数名，并不是time()和printf()。系统调用是在time()和printf()函数的内部执行的。大家可能会认为这个方法有些绕，不过这是有原因的。

C语言等高级编程语言并不依存于特定的操作系统。这是因为人们希望不管是Windows还是Linux，都能使用几乎相同的源代码。因此，高级编程语言的机制就是，使用独自的函数名，然后再在编译时将其转换成相应操作系统的系统调用（也有可能是多个系统调用的组合）。也就是说，用高级编程语言编写的应用在编译后，就转换成了利用系统调用的本地代码（图9-6）。



图9-6 高级编程语言的函数调用在编译后变成了系统调用

在高级编程语言中，也存在可以直接调用系统调用的编程语言。不过，利用这种方式做成的应用，移植性①并不友好（也俗称为有恶意行为的应用）。例如，直接调用Windows系统调用的应用，在Linux上显然是无法运行的。

Ps：①移植性指的是同样的程序在不同操作系统下运行时需要花费的时间等，费时越少说明移植性越好。

1.前言

    【1】其实说不上移植笔记，FreeRTOS已经移植至众多平台（MCU），包括MSP430，STM32等，这份笔记完全建立在官方代码的基础之上，简单的说就是修改一些设置从而完成一个呼吸灯实验。

    【2】虽然有官方移植代码，但是官方移植版本为STM32的V2.X库，与现在流行的V3.5有比较大的区别。本笔记也是总结网上几篇学习笔记，主要说明如果使用V3.5库，需要做哪些修改。

    【3】编译软件为IAR EWARM 6.5。

 

    【相关博文】

    【FreeRTOS学习笔记——任务间使用队列同步数据】——如何使用FreeRTOS队列。

    【如何在FreeRTOS下实现低功耗——MSP430F5438平台】——如何通过空任务实现系统低功耗。

 

2.FreeRTOS需要哪些文件

    FreeRTOS的文件结构非常简单，移植或者版本升级替换也非常方便。

    1)与FreeRTOS内核有关的文件数量仅为3个，分别是list.c queue.c tasks.c

    该文件位于FreeRTOS\Source

    2)与内存分配有关的文件共有4个，分别是heap_1.c,heap_2.c,heap_3.c,heap_4.c。4个文件只需选择其中的1个，STM32选择heap_2.c。

    该文件位于FreeRTOS\Source\portable\MemMang

    3)与移植相关的代码包括port.c,portasm.s,portmacro.h。这些代码不但和编译器有关还和平台（MCU）有关。FreeRTOS先以编译器为大类，然后再以平台（MCU）为小类。在这里选择IAR编译器，平台为ARM_CM3。

    该文件位于FreeRTOS\Source\portable\IAR\ARM_CM3

    4)除了上述内容之外，还包括FreeRTOS内核相关的头文件。

    该文件FreeRTOS\Source\include

3.必要的工程设置

    开始之前需要引入V3.5库相关头文件，启动代码和CMSIS库。

    在IAR中设置相关头文件的路径（应根据实际情况修改）

    $PROJ_DIR$\CMSIS

    $PROJ_DIR$\StdPeriph_Driver\inc

    $PROJ_DIR$\User

    $PROJ_DIR$\FreeRTOS\Source\include

    $PROJ_DIR$\FreeRTOS\Source\portable\IAR\ARM_CM3

    当然头文件的路径并不是绝对的，只要明确头文件在哪，设置正确路径即可。

    除了设置C代码的相关头文件之外，还需要设置汇编代码的头文件路径，由于很少设置汇编代码头文件路径，往往初次移植FreeRTOS会在此处遇到一些“困难”。（当然也包括我）

    由于portasm.s需要FreeRTOSConfig.h中的相关宏定义，所以要根据FreeRTOSConfig.h的位置来设置汇编代码的头文件路径，本例中FreeRTOSConfig.h位于User文件夹，所以设置如下图所示。



图1 设置ASM头文件搜索路径

4.修改启动代码

    由于SVC_Handle,PendSV_Handle和SysTick_Handle在portasm.s中被重定义，所以需要在启动代码中修改这些中断向量的名称，并声明这些中断向量为外部函数。这也是初次使用FreeRTOS容易范的错误。具体修改如下所示。



图2 启动代码修改

    请注意，在汇编代码中";"代表注释。EXTERN和C语言的extern含义相同——意为外部函数(变量)。

    EXTERN  __iar_program_start

    EXTERN  SystemInit   

    EXTERN  vPortSVCHandler           ;@

    EXTERN  xPortPendSVHandler        ;@

    EXTERN  xPortSysTickHandler       ;@

    PUBLIC  __vector_table

    声明vPortSVCHandler，xPortPendSVHandler和xPortSysTickHandler为外部函数。

    vPortSVCHandler对应SVC_Handler 

    xPortPendSVHandler对应PendSV_Handle

    xPortSysTickHandle对应SysTick_Handle

    

5.代码实现

    经过了以上修改之后，就可以轻松实现基于FreeRTOS的呼吸灯了。代码如下：

/* Standard includes. */
#include <stdio.h>

/* Scheduler includes. */
#include "FreeRTOS.h"
#include "task.h"
#include "queue.h"

/* Library includes. */
#include "stm32f10x.h"

#define LED0_ON()   GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_0);
#define LED0_OFF()  GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_0);

static void prvSetupHardware( void );
static void vLEDTask( void *pvParameters );
void vLedInit(void);

int main( void )
{
  /* 初始化硬件平台 */
  prvSetupHardware();
  /* 建立任务 */
  xTaskCreate( vLEDTask, ( signed portCHAR * ) "LED", configMINIMAL_STACK_SIZE, NULL, tskIDLE_PRIORITY+3, NULL );
  /* 启动OS */
  vTaskStartScheduler();
  
  return 0;
}
/*-----------------------------------------------------------*/
void vLEDTask( void *pvParameters )
{
  for( ;; )
  {
    LED0_ON();
    vTaskDelay( 100/portTICK_RATE_MS );
    LED0_OFF();
    vTaskDelay( 100/portTICK_RATE_MS );
  }
}

/*-----------------------------------------------------------*/
static void prvSetupHardware( void )
{
  vLedInit();
}
/*-----------------------------------------------------------*/
void vLedInit( void )
{
  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
  RCC_APB2PeriphClockCmd( RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE );
  /*LED0 @ GPIOB.0*/
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
  GPIO_Init( GPIOB, &GPIO_InitStructure );    
}


 

6.总结

    本人觉得FreeRTOS使用比uCOS简单，虽然FreeRTOS资料远没有uCOS多，但是毕竟uCOS是一个收费产品，而FreeRTOS是一个开源的产品。后面还将会整理一些FreeRTOS的范例代码，希望和大家一起推动FreeRTOS的使用。

【代码链接】

【版本信息】IAR 6.5

 

7.参考资料

【在STM32使用3.5函式庫移植FreeRTOS】

【MDK下基于STM32固件库V3.5.0的FreeRTOS移植笔记】

glib库的编译需要多种依赖，其中libmount依赖比较难找，在编译glib需要依赖，所以要先移植libmount

MicroPython移植
1.目标板
stm32f407zgt6


2.下载移植准备
micropython源码

arm交叉编译工具
sudo apt-get install git
sudo apt-get install gcc-arm-none-eabi
mkdir MicroPython
cd MicroPython
git clone https://github.com/micropython/micropython
cd micropython/mpy-cross
make
cd ../ports/stm32/boards
cp -r STM32F4DISC/ myboard
gedit myboard/mpconfigboard.h  					#修改#define MICROPY_HW_BOARD_NAME       "myboard"
cd ..
gedit Makefile	#修改BOARD ?= myboard
make											#自动下载需要的库
编译成功:
LINK build-myboard/firmware.elf
text	   data	    bss	    dec	    hex	filename
325776	     32	  27556	 353364	  56454	build-myboard/firmware.elf
GEN build-myboard/firmware.dfu
GEN build-myboard/firmware.hex

使用jflash烧写build-myboard/firmware.hex到目标板
3.目标板的基本硬件配置
gedit boards/myboard/pins.csv
# 内容改成如下
PC10,PC10
PA15,PA15
PA14,PA14
PA13,PA13
PA12,PA12
PA11,PA11
PA10,PA10
PA9,PA9
PA8,PA8
PC9,PC9
PC8,PC8
PC7,PC7
PC6,PC6
PG8,PG8
PG7,PG7
PG6,PG6
PG5,PG5
PG4,PG4
PF6,PF6
PF8,PF8
PF7,PF7
PF10,PF10
PF9,PF9
PH1,PH1
PH0,PH0
PC1,PC1
PC0,PC0
PC3,PC3
PC2,PC2
PA1,PA1
PA0,PA0
PA3,PA3
PA2,PA2
PA5,PA5
PA4,PA4
PA7,PA7
PA6,PA6
PC5,PC5
PC4,PC4
PB1,PB1
PB0,PB0
PB2,PB2
PF12,PF12
PF11,PF11
PF14,PF14
PF13,PF13
PG0,PG0
PF15,PF15
PE7,PE7
PG1,PG1
PE9,PE9
PE8,PE8
PE11,PE11
PE10,PE10
PE13,PE13
PE12,PE12
PE15,PE15
PE14,PE14
PB11,PB11
PB10,PB10
PB13,PB13
PB12,PB12
PB15,PB15
PB14,PB14
PD9,PD9
PD8,PD8
PD11,PD11
PD10,PD10
PD13,PD13
PD12,PD12
PD15,PD15
PD14,PD14
PG3,PG3
PG2,PG2
LED_GREEN,PF9 
LED_RED,PF10
SW,PA0
USB_DM,PA11
USB_DP,PA12

gedit boards/myboard/mpconfigboardconfig.h
# 内容改成如下:

#define MICROPY_HW_BOARD_NAME       "myboard"
#define MICROPY_HW_MCU_NAME         "STM32F407"

//#define MICROPY_PY_STM              (1)
//#define MICROPY_PY_PYB_LEGACY       (1)
#define MICROPY_HW_ENABLE_INTERNAL_FLASH_STORAGE (1)
#define MICROPY_HW_ENABLE_RTC       (1)
#define MICROPY_HW_ENABLE_RNG       (1)
#define MICROPY_HW_ENABLE_ADC       (1)
#define MICROPY_HW_ENABLE_DAC       (1)
#define MICROPY_HW_ENABLE_DCMI      (0)
#define MICROPY_HW_ENABLE_USB       (1)
#define MICROPY_HW_ENABLE_SERVO     (0)
#define MICROPY_HW_HAS_SWITCH       (1)
#define MICROPY_HW_HAS_FLASH        (1)
#define MICROPY_HW_HAS_LCD          (0)
#define MICROPY_HW_FLASH_FS_LABEL   "pyb_f4_internal_flash"

#define MICROPY_HW_ENABLE_SDCARD    (1)
#define MICROPY_HW_SDMMC_BUS_WIDTH  (4)

//#define MICROPY_HW_HAS_LCD          (1)

// HSE is 8MHz
#define MICROPY_HW_CLK_PLLM (8)
#define MICROPY_HW_CLK_PLLN (336)
#define MICROPY_HW_CLK_PLLP (RCC_PLLP_DIV2)
#define MICROPY_HW_CLK_PLLQ (7)

// UART config
#if 1
// A9 is used for USB VBUS detect, and A10 is used for USB_FS_ID.
// UART1 is also on PB6/7 but PB6 is tied to the Audio SCL line.
// Without board modifications, this makes UART1 unusable on this board.
#define MICROPY_HW_UART1_NAME 	"UART1"
#define MICROPY_HW_UART1_TX     (pin_A9)
#define MICROPY_HW_UART1_RX     (pin_A10)
#endif
#define MICROPY_HW_UART2_NAME 	"UART2"
#define MICROPY_HW_UART2_TX     (pin_A2)
#define MICROPY_HW_UART2_RX     (pin_A3)
#define MICROPY_HW_UART2_RTS    (pin_A1)
#define MICROPY_HW_UART2_CTS    (pin_A0)
#define MICROPY_HW_UART3_NAME 	"UART3"
#define MICROPY_HW_UART3_TX     (pin_D8)
#define MICROPY_HW_UART3_RX     (pin_D9)
#define MICROPY_HW_UART3_RTS    (pin_D12)
#define MICROPY_HW_UART3_CTS    (pin_D11)

// NOTE: A0 also connects to the user switch. To use UART4 you should 
//       set MICROPY_HW_HAS_SWITCH to 0, and also remove SB20 (on the back
//       of the board near the USER switch).
#define MICROPY_HW_UART4_NAME 	"UART4"
#define MICROPY_HW_UART4_TX     (pin_C10)
#define MICROPY_HW_UART4_RX     (pin_A1)


#if 0
#define MICROPY_HW_UART5_NAME 	"UART5"
#define MICROPY_HW_UART5_TX     (pin_C12)
#define MICROPY_HW_UART5_RX     (pin_D2)
#endif
// NOTE: PC7 is connected to MCLK on the Audio chip. This is an input signal
//       so I think as long as you're not using the audio chip then it should
//       be fine to use as a UART pin.
#define MICROPY_HW_UART6_NAME 	"UART6"
#define MICROPY_HW_UART6_TX     (pin_G14)
#define MICROPY_HW_UART6_RX     (pin_G9)

// I2C busses
#define MICROPY_HW_I2C1_NAME "I2C1"
#define MICROPY_HW_I2C1_SCL (pin_B6)
#define MICROPY_HW_I2C1_SDA (pin_B7)
#if 1
#define MICROPY_HW_I2C2_NAME "I2C2"
#define MICROPY_HW_I2C2_SCL (pin_B10)
#define MICROPY_HW_I2C2_SDA (pin_B11)
#endif
// SPI busses
#define MICROPY_HW_SPI1_NAME "SPI1"
#define MICROPY_HW_SPI1_NSS  (pin_A4)
#define MICROPY_HW_SPI1_SCK  (pin_A5)
#define MICROPY_HW_SPI1_MISO (pin_A6)
#define MICROPY_HW_SPI1_MOSI (pin_A7)
#define MICROPY_HW_SPI2_NAME "SPI2"
#define MICROPY_HW_SPI2_NSS  (pin_B12)
#define MICROPY_HW_SPI2_SCK  (pin_B13)
#define MICROPY_HW_SPI2_MISO (pin_C2)
#define MICROPY_HW_SPI2_MOSI (pin_C3)
#define MICROPY_HW_SPI3_NAME "SPI3"
#define MICROPY_HW_SPI3_NSS  (pin_A15)
#define MICROPY_HW_SPI3_SCK  (pin_B3)
#define MICROPY_HW_SPI3_MISO (pin_B4)
#define MICROPY_HW_SPI3_MOSI (pin_B5)
// CAN busses
#define MICROPY_HW_CAN1_TX (pin_B9)
#define MICROPY_HW_CAN1_RX (pin_B8)
#if 0
#define MICROPY_HW_CAN2_TX (pin_B6)
#define MICROPY_HW_CAN2_RX (pin_B12)
#endif
// USRSW is pulled low. Pressing the button makes the input go high.
#define MICROPY_HW_USRSW_PIN        (pin_A0)
#define MICROPY_HW_USRSW_PULL       (GPIO_PULLDOWN)
#define MICROPY_HW_USRSW_EXTI_MODE  (GPIO_MODE_IT_RISING)
#define MICROPY_HW_USRSW_PRESSED    (1)

// LEDs
#define MICROPY_HW_LED1             (pin_F10) // red
#define MICROPY_HW_LED2             (pin_F9) // green 
#define MICROPY_HW_LED_ON(pin)      (mp_hal_pin_low(pin))
#define MICROPY_HW_LED_OFF(pin)     (mp_hal_pin_high(pin))

// USB config
#define MICROPY_HW_USB_FS              (1)
//#define MICROPY_HW_USB_VBUS_DETECT_PIN (pin_A9)
//#define MICROPY_HW_USB_OTG_ID_PIN      (pin_A10)

#if 0
// SDCard
#define MICROPY_HW_SDMMC_D0 (pin_C8)
#define MICROPY_HW_SDMMC_D1 (pin_C9)
#define MICROPY_HW_SDMMC_D2 (pin_C10)
#define MICROPY_HW_SDMMC_D3 (pin_C11)
#define MICROPY_HW_SDMMC_CK (pin_C12)
#define MICROPY_HW_SDMMC_CMD (pin_D2)

// SD card detect switch
#define MICROPY_HW_SDCARD_DETECT_PIN        (pin_A8)
#define MICROPY_HW_SDCARD_DETECT_PULL       (GPIO_PULLUP)
#define MICROPY_HW_SDCARD_DETECT_PRESENT    (GPIO_PIN_RESET)
#endif

重新编译生成hex
4.extmod裁剪
裁剪re,json,zlib等模块可以通过修改mpconfigport.h文件中相关宏实现
5.后续
后续准备移植LCD