HC32L021C8UB 移植 FreeRTOS

目录文件裁剪

源文件

FreeRTOS项目必须至少包含以下源文件（[compiler] 和 [architecture] 分别是用于创建移植的编译器和移植运行的架构）：

FreeRTOS/Source/tasks.c
FreeRTOS/Source/queue.c
FreeRTOS/Source/list.c
FreeRTOS/Source/portable/[compiler]/[architecture]/port.c
FreeRTOS/Source/portable/MemMang/heap_x.c 其中 "x" 可以是 1、2、3、4 或 5。

如果包含 port.c 文件的目录也包含程序集语言文件，那么也必须使用程序集语言文件。

可选源文件

如果需要软件定时器功能，请在项目中添加 FreeRTOS/Source/timers.c。
如果需要事件组功能，请在项目中添加 FreeRTOS/Source/event_groups.c。
如果需要流缓冲区或消息缓冲区功能，请在项目中添加 FreeRTOS/Source/stream_buffer.c。
如果需要协程功能，请在项目中添加 FreeRTOS/Source/croutine.c（请注意，协程已弃用，不推荐用于新设计）。

头文件

以下目录必须位于编译器的 include 路径中（必须告知编译器在这些目录中搜索头文件）：

FreeRTOS/Source/include
FreeRTOS/Source/portable/[compiler]/[architecture]。
无论哪个目录包含要使用的 FreeRTOSConfig.h 文件，请参阅下文"配置文件"段落。

根据移植的不同，也可能需要将相同的目录放在汇编器的 include 路径中。

配置文件

每个项目还需要一个名为 FreeRTOSConfig.h 的文件。 FreeRTOSConfig.h 它为正在构建的应用程序量身定制 RTOS 内核。因此，它是取决于应用程序的，而不是 RTOS，并且应位于应用程序目录中，而不是 RTOS 内核源代码目录中。

如果您的项目包含 heap_1、heap_2、heap_4 或 heap_5，则 FreeRTOSConfig.h 的 configTOTAL_HEAP_SIZE 定义将决定 FreeRTOS 堆的大小。如果 configTOTAL_HEAP_SIZE 设置得太高，则您的应用程序将无法建立连接。

FreeRTOSConfig.h 中的 configMINIMAL_STACK_SIZE 定义设定了闲置任务使用的堆栈大小。如果 configMINIMAL_STACK_SIZE 设置得太低，则空闲任务将造成栈溢出。建议您找到使用相同微控制架构的 FreeRTOS 官方演示，复制其中的 configMINIMAL_STACK_SIZE 设置。FreeRTOS 演示项目存储在 FreeRTOS/Demo 目录的子目录中。请注意，一些演示项目的时间距离现在比较久，因此不包含所有可用的配置选项。

开始裁剪移植

把FreeRTOS配置模板FreeRTOS-Kernel\examples\template_configuration\FreeRTOSConfig.h拷贝到FreeRTOS-Kernel\include下。
保留选中的文件和文件夹其他的都没用删掉。
使用FreeRTOS-Kernel\portable\GCC\ARM_CM0替换FreeRTOS-Kernel\portable\RVDS\ARM_CM0 然后保留选中的文件夹其他删掉。
FreeRTOS-Kernel\portable目录下保留刚才替换的文件夹其他删掉。
'

工程添加

工程是直接使用HC模板，直接在模板上添加。

heap_1------ 最简单，不允许释放内存。
heap_2------ 允许释放内存，但不会合并相邻的空闲块。
heap_3------ 简单包装了标准 malloc() 和 free()，以保证线程安全。
heap_4------ 合并相邻的空闲块以避免碎片化。包含绝对地址放置选项。
heap_5------ 如同 heap_4，能够跨越多个不相邻内存区域的堆。

注意：

heap_1 不太有用，因为 FreeRTOS 添加了静态分配支持。
heap_2 现在被视为旧版，因为较新的 heap_4 实现是首选。

详细请点击查看FreeRTOS 堆内存管理

FreeRTOSConfig.h

复制代码

#ifndef FREERTOS_CONFIG_H
#define FREERTOS_CONFIG_H

/* *************************************************************************
 *                          1. 系统基础配置
 * ************************************************************************/
/* 芯片内核时钟频率 - HC32L021 主频配置为 48MHz */
#define configCPU_CLOCK_HZ              ( ( unsigned long ) 48000000 )
/* 系统时钟节拍频率 (1000Hz = 1ms中断一次)，是RTOS的时间基准 */
#define configTICK_RATE_HZ              1000 
/* 最大任务优先级数，数字越大优先级越高 (Cortex-M0+推荐5~8级) */
#define configMAX_PRIORITIES            5
/* 空闲任务最小堆栈大小 (单位：字，1字=4字节)，M0+小资源芯片精简配置 */
#define configMINIMAL_STACK_SIZE        64 
/* 任务名称最大字符串长度，精简内核可减小内存占用 */
#define configMAX_TASK_NAME_LEN         8
/* 系统节拍计数器位数，32位适合长时间运行，无溢出风险 */
#define configTICK_TYPE_WIDTH_IN_BITS   TICK_TYPE_WIDTH_32_BITS
/* 空闲任务是否主动让出CPU：1=开启，提高其他同优先级任务响应速度 */
#define configIDLE_SHOULD_YIELD         1

/* *************************************************************************
 *                          2. 调度器配置
 * ************************************************************************/
/* 1=抢占式调度(高优先级任务打断低优先级)，0=协作式调度，FreeRTOS默认开启 */
#define configUSE_PREEMPTION            1
/* 时间片调度：0=关闭，同优先级任务不会轮流执行，适合小资源MCU */
#define configUSE_TIME_SLICING          0
/* 优化任务选择算法：Cortex-M0+不支持硬件优化，必须关闭 */
#define configUSE_PORT_OPTIMISED_TASK_SELECTION 0
/* 低功耗tickless模式：0=关闭，适合普通应用；低功耗项目可开启 */
#define configUSE_TICKLESS_IDLE         0

/* *************************************************************************
 *                          3. 内存管理配置
 * ************************************************************************/
/* 静态内存分配：0=关闭，不使用静态创建任务/队列，简化开发 */
#define configSUPPORT_STATIC_ALLOCATION   0
/* 动态内存分配：1=开启，使用FreeRTOS内存堆创建任务/队列，推荐新手使用 */
#define configSUPPORT_DYNAMIC_ALLOCATION  1
/* 动态内存堆总大小 (单位：字节)，HC32L021小RAM，精简配置1.5KB */
#define configTOTAL_HEAP_SIZE             1536
/* 用户自定义内存堆：0=关闭，使用FreeRTOS自带内存管理 */
#define configAPPLICATION_ALLOCATED_HEAP  0

/* *************************************************************************
 *                          4. 中断优先级配置 (Cortex-M0+核心)
 * ************************************************************************/
/* 内核中断优先级 (PendSV/SysTick)，设为最低优先级0，不影响业务中断 */
#define configKERNEL_INTERRUPT_PRIORITY          0
/* 系统调用最高中断优先级，Cortex-M0+仅支持4级优先级，0=最低 */
#define configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY     0
/* API调用最高中断优先级，同上述配置，保持一致避免异常 */
#define configMAX_API_CALL_INTERRUPT_PRIORITY    0

/* *************************************************************************
 *                          5. 钩子函数(回调函数)配置
 * ************************************************************************/
/* 空闲任务钩子：0=关闭，空闲时执行自定义函数，用于低功耗 */
#define configUSE_IDLE_HOOK                   0
/* 时钟节拍钩子：1=开启，每1ms执行一次自定义函数 */
#define configUSE_TICK_HOOK                   1
/* 内存分配失败钩子：1=开启，内存不足时触发，方便调试 */
#define configUSE_MALLOC_FAILED_HOOK          1
/* 堆栈溢出检测：1=开启，任务堆栈溢出时触发，调试必备 */
#define configCHECK_FOR_STACK_OVERFLOW        1

/* *************************************************************************
 *                          6. 内核可选功能裁剪
 * ************************************************************************/
/* 软件定时器：0=关闭，小资源MCU无需使用 */
#define configUSE_TIMERS                0
/* 事件组：0=关闭，精简内核 */
#define configUSE_EVENT_GROUPS          0
/* 流缓冲区：0=关闭，串口/大量数据传输才使用 */
#define configUSE_STREAM_BUFFERS        0
/* 协程：0=关闭，FreeRTOS废弃功能 */
#define configUSE_CO_ROUTINES           0

/* *************************************************************************
 *                          7. 硬件外设适配 (HC32L021专用)
 * ************************************************************************/
/* MPU内存保护单元：0=关闭，HC32L021无MPU硬件，必须关闭！ */
#define configENABLE_MPU                 0
/* MPU包装函数：0=关闭，无MPU无需使用 */
#define configUSE_MPU_WRAPPERS_V1        0
/* FPU浮点单元：0=关闭，Cortex-M0+无硬件浮点 */
#define configENABLE_FPU                 0
/* TrustZone安全扩展：0=关闭，普通MCU无此功能 */
#define configENABLE_TRUSTZONE           0
/* 仅安全模式运行：0=关闭，无TrustZone无需配置 */
#define configRUN_FREERTOS_SECURE_ONLY   0
/* MVE向量扩展：0=关闭，芯片不支持 */
#define configENABLE_MVE                 0
/* 中断处理安装检查：0=关闭，适配GCC端口，解决链接报错 */
#define configCHECK_HANDLER_INSTALLATION 0

/* *************************************************************************
 *                          8. 任务通信/同步功能
 * ************************************************************************/
/* 任务通知：1=开启，轻量级任务同步，替代信号量/队列 */
#define configUSE_TASK_NOTIFICATIONS       1
/* 互斥锁：1=开启，解决多任务资源竞争 */
#define configUSE_MUTEXES                  1
/* 递归互斥锁：0=关闭，精简内核 */
#define configUSE_RECURSIVE_MUTEXES        0
/* 计数信号量：1=开启，用于资源计数、同步 */
#define configUSE_COUNTING_SEMAPHORES      1
/* 队列集：0=关闭，精简内核 */
#define configUSE_QUEUE_SETS               0

/* *************************************************************************
 *                          9. 断言函数(调试专用)
 * ************************************************************************/
/* 断言宏：参数不成立时，关闭中断并死循环，快速定位程序BUG */
#define configASSERT( x )         \
    if( ( x ) == 0 )              \
    {                             \
        taskDISABLE_INTERRUPTS(); \
        for( ; ; )                \
        ;                         \
    }

/* *************************************************************************
 *                          10. 可选API函数使能
 * ************************************************************************/
#define INCLUDE_vTaskPrioritySet               1  /* 启用 设置任务优先级 API */
#define INCLUDE_uxTaskPriorityGet              1  /* 启用 获取任务优先级 API */
#define INCLUDE_vTaskDelete                    1  /* 启用 删除任务 API */
#define INCLUDE_vTaskSuspend                   1  /* 启用 挂起任务 API */
#define INCLUDE_xResumeFromISR                 1  /* 启用 中断中恢复任务 API */
#define INCLUDE_vTaskDelayUntil                1  /* 启用 绝对延时 API */
#define INCLUDE_vTaskDelay                     1  /* 启用 相对延时 API */
#define INCLUDE_xTaskGetSchedulerState         0  /* 关闭 获取调度器状态 API */
#define INCLUDE_xTaskGetCurrentTaskHandle      0  /* 关闭 获取当前任务句柄 API */

#endif /* FREERTOS_CONFIG_H */

R_ARM_THM_JUMP11 编译报错

这里报错的意思是汇编里的跳转指令，能跳的最大距离只有 ±1KB，但要跳的目标函数（vPortSVCHandler_C）在 0xA24 这个位置，超出了芯片允许的跳转范围，硬件做不到，直接报错！

HC32L021 = Cortex-M0+ 内核只支持最简指令集（Thumb-1），普通跳转指令 b 只能跳 ±1024 字节（±1KB）还不支持长跳转指令 b.w。

解决方法是把函数地址放到寄存器里，再用 bx 跳转，想跳多远就跳多远。

c 复制代码

void SVC_Handler( void ) /* __attribute__ (( naked )) PRIVILEGED_FUNCTION */
    {
        __asm volatile
        (
            " .syntax unified                \n"
            " .extern vPortSVCHandler_C      \n"
            "                                \n"
            " movs r0, #4                    \n"
            " mov r1, lr                     \n"
            " tst r0, r1                     \n"
            " beq stacking_used_msp          \n"
            "                                \n"
            " stacking_used_psp:             \n"
            "    mrs r0, psp                 \n"
            "    ldr r3, =vPortSVCHandler_C  \n"
            "    bx r3                       \n"
            "                                \n"
            " stacking_used_msp:             \n"
            "    mrs r0, msp                 \n"
            "    ldr r3, =vPortSVCHandler_C  \n"
            "    bx r3                       \n"
            "                                \n"
            " .align 4                       \n"
        );
    }

测试下

c 复制代码

void hello_Task(void *pvParameters)
{
    for(;;)
    {
		printf("hello task\r\n");
        vTaskDelay(1000 / portTICK_PERIOD_MS);
    }
}

void led_Task(void *pvParameters)
{
    for(;;)
    {
		printf("led task\r\n");
        vTaskDelay(1000 / portTICK_PERIOD_MS);
    }
}

int32_t main(void)
{
	SysClockConfig();
    
    STK_LedConfig();
	GpioConfig();
	SpiConfig();
	SPI_Enable(SPI);
	UartGpioConfig();
    LpuartConfig();

    xTaskCreate(hello_Task,  "hello_Task",  configMINIMAL_STACK_SIZE, NULL, 1, NULL);
	xTaskCreate(led_Task,  "hello_Task",  configMINIMAL_STACK_SIZE, NULL, 1, NULL);

    vTaskStartScheduler();

    while (1)
    {
        DDL_Delay1ms(500);
    }
}

优雅！