使用 GCC (ARM) 配置 FreeRTOS

Posted 2023-02-19

【中文标题】使用 GCC (ARM) 配置 FreeRTOS

【英文标题】：Configuring FreeRTOS with GCC (ARM)

【发布时间】：2015-09-17 04:02:47

【问题描述】：

我是 RTOS 和 ARM Cortex MCU 的新手。我需要将 FreeRTOS + GCC + mbed.org 的库与 STM32L053 核板一起使用。我已经用 GCC+mbed+qt-creator 成功创建了一个工具链，但是我需要将 FreeRTOS 添加到这个组合中。我已经有一个使用具有相同目标的 FreeRTOS 的项目，所以我假设我可以在我的文件中使用该项目中的 FreeRTOS 文件。但是该项目是使用不同的编译器和库构建的。我的疑问是：

使用我的新编译器（在我的情况下为 GCC）配置现有 FreeRTOS 端口需要考虑哪些事项。 mbed 库是否对配置 FreeRTOS 有任何影响。 项目的 Makefile 中需要进行哪些更改。 （我现有项目的 Makefile 如下所示） # 此文件由 mbed.org 自动生成。更多 信息， # 参见 http://mbed.org/handbook/Exporting-to-GCC-ARM-Embedded GCC_BIN =的/ usr /斌/ PROJECT = Nucleo_printf OBJECTS = ./main.o SYS_OBJECTS = ./mbed/TARGET_NUCLEO_L053R8/TOOLCHAIN_GCC_ARM/stm32l0xx_hal_dac.o ./mbed/TARGET_NUCLEO_L053R8/TOOLCHAIN_GCC_ARM/stm32l0xx_hal_comp.o ./mbed/TARGET_NUCLEO_L053R8/TOOLCHAIN_GCC_ARM/stm32l0xx_hal_gpio的.o ./mbed/TARGET_NUCLEO_L053R8/TOOLCHAIN_GCC_ARM/stm32l0xx_hal_rcc_ex.o ./mbed/TARGET_NUCLEO_L053R8/TOOLCHAIN_GCC_ARM/stm32l0xx_hal_rng.o ./mbed/TARGET_NUCLEO_L053R8/TOOLCHAIN_GCC_ARM/stm32l0xx_hal_rtc_ex.o ./mbed/TARGET_NUCLEO_L053R8/TOOLCHAIN_GCC_ARM/stm32l0xx_hal_iwdg.o ./mbed/ TARGET_NUCLEO_L053R8 / TOOLCHAIN_GCC_ARM / stm32l0xx_hal_smartcard_ex.o ./mbed/TARGET_NUCLEO_L053R8/TOOLCHAIN_GCC_ARM/stm32l0xx_hal_lcd.o ./mbed/TARGET_NUCLEO_L053R8/TOOLCHAIN_GCC_ARM/stm32l0xx_hal_adc.o ./mbed/TARGET_NUCLEO_L053R8/TOOLCHAIN_GCC_ARM/stm32l0xx_hal_flash_ramfunc.o ./mbed/TARGET_NUCLEO_L053R8/TOOLCHAIN_GCC_ARM/stm32l0xx_hal_rcc。 o ./mbed/TARGET_NUCLEO_L053R8/TOOLCHAIN_GCC_ARM/stm32l0xx_hal_comp_ex.o ./mbed/TARGET_NUCLEO_L053R8/TOOL CHAIN_GCC_ARM / stm32l0xx_hal_flash_ex.o ./mbed/TARGET_NUCLEO_L053R8/TOOLCHAIN_GCC_ARM/mbed_overrides.o ./mbed/TARGET_NUCLEO_L053R8/TOOLCHAIN_GCC_ARM/stm32l0xx_hal_cryp_ex.o ./mbed/TARGET_NUCLEO_L053R8/TOOLCHAIN_GCC_ARM/stm32l0xx_hal_i2c_ex.o ./mbed/TARGET_NUCLEO_L053R8/TOOLCHAIN_GCC_ARM/stm32l0xx_hal_smbus.o。 /mbed/TARGET_NUCLEO_L053R8/TOOLCHAIN_GCC_ARM/stm32l0xx_hal_tim_ex.o ./mbed/TARGET_NUCLEO_L053R8/TOOLCHAIN_GCC_ARM/stm32l0xx_hal_i2s.o ./mbed/TARGET_NUCLEO_L053R8/TOOLCHAIN_GCC_ARM/stm32l0xx_hal_lptim.o ./mbed/TARGET_NUCLEO_L053R8/TOOLCHAIN_GCC_ARM/stm32l0xx_hal_pwr.o ./mbed/TARGET_NUCLEO_L053R8/TOOLCHAIN_GCC_ARM /stm32l0xx_hal_firewall.o ./mbed/TARGET_NUCLEO_L053R8/TOOLCHAIN_GCC_ARM/stm32l0xx_hal_rtc.o ./mbed/TARGET_NUCLEO_L053R8/TOOLCHAIN_GCC_ARM/stm32l0xx_hal_crc.o ./mbed/TARGET_NUCLEO_L053R8/TOOLCHAIN_GCC_ARM/stm32l0xx_hal_flash.o ./mbed/TARGET_NUCLEO_L053R8/TOOLCHAIN_GCC_ARM/stm32l0xx_hal_pwr_ex.o ./ mbed/TARGET_NUCLEO_L053R8/TOOLCHAIN_GCC_ARM/stm32l0xx_hal_cortex.o ./mbed/TARGET _NUCLEO_L053R8 / TOOLCHAIN_GCC_ARM / system_stm32l0xx.o ./mbed/TARGET_NUCLEO_L053R8/TOOLCHAIN_GCC_ARM/board.o ./mbed/TARGET_NUCLEO_L053R8/TOOLCHAIN_GCC_ARM/startup_stm32l053xx.o ./mbed/TARGET_NUCLEO_L053R8/TOOLCHAIN_GCC_ARM/stm32l0xx_hal_pcd_ex.o ./mbed/TARGET_NUCLEO_L053R8/TOOLCHAIN_GCC_ARM/stm32l0xx_hal_dma。 Ø./mbed/TARGET_NUCLEO_L053R8/TOOLCHAIN_GCC_ARM/stm32l0xx_hal_wwdg.o ./mbed/TARGET_NUCLEO_L053R8/TOOLCHAIN_GCC_ARM/stm32l0xx_hal_tsc.o ./mbed/TARGET_NUCLEO_L053R8/TOOLCHAIN_GCC_ARM/stm32l0xx_hal_crc_ex.o ./mbed/TARGET_NUCLEO_L053R8/TOOLCHAIN_GCC_ARM/stm32l0xx_hal_spi.o ./mbed/TARGET_NUCLEO_L053R8 /TOOLCHAIN_GCC_ARM/cmsis_nvic.o ./mbed/TARGET_NUCLEO_L053R8/TOOLCHAIN_GCC_ARM/hal_tick.o ./mbed/TARGET_NUCLEO_L053R8/TOOLCHAIN_GCC_ARM/stm32l0xx_hal_adc_ex.o ./mbed/TARGET_NUCLEO_L053R8/TOOLCHAIN_GCC_ARM/stm32l0xx_hal_cryp.o ./mbed/TARGET_NUCLEO_L053R8/TOOLCHAIN_GCC_ARM/stm32l0xx_hal_irda.o ./mbed/TARGET_NUCLEO_L053R8/TOOLCHAIN_GCC_ARM/retarget.o ./mbed/TARGET_NUCLEO_L053R8/TOOLCHAIN_GCC_ARM/s tm32l0xx_hal_pcd.o ./mbed/TARGET_NUCLEO_L053R8/TOOLCHAIN_GCC_ARM/stm32l0xx_hal_dac_ex.o ./mbed/TARGET_NUCLEO_L053R8/TOOLCHAIN_GCC_ARM/stm32l0xx_hal_uart.o ./mbed/TARGET_NUCLEO_L053R8/TOOLCHAIN_GCC_ARM/stm32l0xx_hal_tim.o ./mbed/TARGET_NUCLEO_L053R8/TOOLCHAIN_GCC_ARM/stm32l0xx_hal_usart.o ./mbed /TARGET_NUCLEO_L053R8/TOOLCHAIN_GCC_ARM/stm32l0xx_hal.o ./mbed/TARGET_NUCLEO_L053R8/TOOLCHAIN_GCC_ARM/stm32l0xx_hal_smartcard.o ./mbed/TARGET_NUCLEO_L053R8/TOOLCHAIN_GCC_ARM/stm32l0xx_hal_i2c.o ./mbed/TARGET_NUCLEO_L053R8/TOOLCHAIN_GCC_ARM/stm32l0xx_hal_uart_ex.o INCLUDE_PATHS = -I。 -I./mbed -I./mbed/TARGET_NUCLEO_L053R8 -I./mbed/TARGET_NUCLEO_L053R8/TOOLCHAIN_GCC_ARM -I./mbed/TARGET_NUCLEO_L053R8/TARGET_STM -I./mbed/TARGET_NUCLEO_L053R8/TARGET_STM/TARGET_STM32L0 -I./mbed/TARGET_NUCLEO_L053R8/TARGET_STM/TARGET_STM LIBRARY_PATHS = -L./mbed/TARGET_NUCLEO_L053R8/TOOLCHAIN_GCC_ARM LIBRARIES = -lmbed LINKER_SCRIPT = ./mbed/TARGET_NUCLEO_L053R8/TOOLCHAIN_GCC_ARM/STM32L053X8.ld ################################################# ############################ AS = $(GCC_BIN)arm-none-eabi-as CC = $(GCC_BIN)arm- none-eabi-gcc CPP = $(GCC_BIN)arm-none-eabi-g++ LD = $(GCC_BIN)arm-none-eabi-gcc OBJCOPY = $(GCC_BIN)arm-none-eabi-objcopy OBJDUMP = $(GCC_BIN)arm-none-eabi-objdump SIZE = $(GCC_BIN)arm-none-eabi-尺寸 CPU = -mcpu=cortex-m0plus -mthumb CC_FLAGS = $(CPU) -c -g -fno-common -fmessage-length=0 -Wall -fno-exceptions -ffunction-sections -fdata-sections -fomit-frame-pointer -MMD -MP CC_SYMBOLS = -DTARGET_NUCLEO_L053R8 -DTARGET_M0P -DTARGET_CORTEX_M -DTARGET_STM -DTARGET_STM32L0 -DTARGET_STM32L053R8 -DTOOLCHAIN_DGCC_ARMTEX_MTOOLCHPLUS -DARM_MATH_CM0PLUS -DMBED_BUILD_TIMESTAMP=1435204562.85 -D__MBED__=1 -DTARGET_FF_ARDUINO -DTARGET_FF_MORPHO LD_FLAGS = $(CPU) -Wl,--gc-sections --specs=nano.specs -Wl,--wrap,main -Wl,-Map=$(PROJECT).map,--cref #LD_FLAGS += -u _printf_float -u _scanf_float LD_SYS_LIBS = -lstdc++ -lsupc++ -lm -lc -lgcc -lnosys ifeq ($(DEBUG), 1) CC_FLAGS += -DDEBUG -O0 否则 CC_FLAGS += -DNDEBUG -Os endif .PHONY：所有干净的 lst 大小 全部：$(PROJECT).bin $(PROJECT).hex 大小 清洁：rm -f $(PROJECT).bin $(PROJECT).elf $(PROJECT).hex $(PROJECT).map $(PROJECT).lst $(OBJECTS) $(DEPS) .s.o: $(AS) $(CPU) -o $@ $ $@ lst：$（项目）.lst 尺寸：$(PROJECT).elf $(SIZE) $(PROJECT).elf DEPS = $(OBJECTS:.o=.d) $(SYS_OBJECTS:.o=.d) -包括$（DEPS）

【参考方案1】：

我已经用 GCC 成功创建了一个工具链

你这是什么意思？我在各种 ARM 架构上使用 GCC 的时间比我愿意承认的要长（其中许多是 listed on the FreeRTOS website），并且还从来没有真正创建过工具链。相反，我一直只使用预构建的 GCC 二进制文件。 ARM 自己维护的 GCC 版本（自然）对所有人免费，无需配置或构建。

如果您想要一个专业的 GCC 工具链，其中包含针对该板的项目，请考虑 Atollic 的工具（谷歌它们）。如果您想要一个包含大量 STM32 板项目的免费 G​​CC 工具链，请考虑在 openstm32.org 网站上找到的工具。

还是我没抓住重点？

使用我的新编译器（在我的情况下为 GCC）配置现有 FreeRTOS 端口需要考虑哪些事项。

依赖于编译器的 FreeRTOS 配置选项很少。 configMINIMAL_STACK_SIZE 可能是其中之一，因为根据使用的 GCC 库，分配给任务的堆栈可能需要比使用 IAR 编译器时更大。然而，有相当多的配置选项是依赖于架构的。例如，当使用 Cortex-M 设备时，您需要指定在该部件中实现了多少优先级位、可以进行系统调用的最大中断优先级等。设置这些的最简单方法是从一个STM32 部件的现有项目 - 来自 FreeRTOS 发行版，或来自工具公司（例如上面已经提到的两家）。

mbed 库是否对配置 FreeRTOS 有任何影响

我不熟悉 mbed 库，但需要注意的是它们如何启用和禁用中断（FreeRTOS 从不全局禁用该架构上的中断，但确实保留了掩码嵌套计数，如果库可能会搞砸也在操作中断掩码），以及它如何使用 SysTick 中断（默认情况下，FreeRTOS 使用 SysTick 来生成 RTOS 滴答中断）。

【讨论】：

谢谢@Richard。很抱歉在 IDE 中使用“工具链”术语，这是我的错误。所以使用的库不依赖于freeRTOS，我们可以更改为任何库（如STMCube）而不需要对FreeRTOS进行任何更改，对吧？你知道关于移植 FreeRTOS 演示的初学者指南吗？

【参考方案2】：

我创建了一个开源固件框架

https://github.com/labapart/polymcu 基于 newlib（类 libc）。

它支持 GCC 和 LLVM 工具链、baremetal/RTX/FreeRTOS 环境，以及主要的 MCU 供应商（Freescale、Nordic、NXP、ST）。

我创建了几个示例（Baremetal、CMSIS RTOS、FreeRTOS、通用 USB HID）

https://github.com/labapart/polymcu/tree/master/Application/Examples 在我从不同供应商处获得的所有开发板上运行。

我还在 FreeRTOS 中添加了 CMSIS RTOS API，因此您可以轻松交换基于 CMSIS 的 RTOS（例如 ARM RTX 和 FreeRTOS）。