轻松玩转树莓派Pico之五、FreeRTOS体验_树莓派4b 移植freertos

树莓派Pico开发板片上主芯片为RP2040单片机，双核 Arm Cortex-M0 + 处理器，工作主频为133MHz，264K片上SRAM，和2MByteFlash。

这么大的RAM和Flash资源，不跑一下RTOS操作系统实在有些可惜，这次就先体验一下FreeRTOS，也为后续项目做一些准备。

一、项目创建

1、按照前文“轻松玩转树莓派Pico之二、创建自己的pico工程项目”一文创建pico_freertos_project项目。

创建pico-freertos.c，并输入：

#include <stdio.h>
#include "pico/stdlib.h"
 
int main()
 
{
    setup_default_uart();
    while(1) {
        printf("Hello World!\r\n");
        sleep_ms(1000);
    }
 
    return 0;
}

2、创建项目CMakeLists.txt

cmake_minimum_required(VERSION 3.13)
 
include(pico_sdk_import.cmake)
 
project(PICO_FREERTOS_PROJECT C CXX ASM)
 
set(CMAKE_C_STANDARD 11)
set(CMAKE_CXX_STANDARD 17)
 
pico_sdk_init()
 
add_executable(PICO_FREERTOS_PROJECT
    pico-freertos.c
)
 
pico_add_extra_outputs(PICO_FREERTOS_PROJECT)
target_link_libraries(PICO_FREERTOS_PROJECT pico_stdlib)

3、在项目pico_freertos_project目录下依次输入：

mkdir build && cd build
cmake ..
make

测试是否可以正常编译

二、下载FreeRTOS内核源代码

1、在命令行中输入：

git submodule add https://github.com/FreeRTOS/FreeRTOS-Kernel FreeRTOS/FreeRTOS-Kernel

下载完成后，可看到项目目录下会出现FreeRTOS/FreeRTOS-Kernel两级目录。

其中：

（1）FreeRTOS目录用于存放项目需要与RTOS相关的一些文件

（2）FreeRTOS-Kernel目录为FreeRTOS内核源码

2、在FreeRTOS目录下新建include目录，复制FreeRTOSConfig.h至include目录下。

3、在FreeRTOS目录下下新增CMakeLists.txt，不使用FreeRTOS自带的CMake脚本。

在CMakeLists.txt中输入：

add_library(FreeRTOS STATIC
    FreeRTOS-Kernel/event_groups.c
    FreeRTOS-Kernel/list.c
    FreeRTOS-Kernel/queue.c
    FreeRTOS-Kernel/stream_buffer.c
    FreeRTOS-Kernel/tasks.c
    FreeRTOS-Kernel/timers.c
    FreeRTOS-Kernel/portable/GCC/ARM_CM0/port.c
    FreeRTOS-Kernel/portable/MemMang/heap_4.c
)
 
target_include_directories(FreeRTOS PUBLIC include FreeRTOS-Kernel/include FreeRTOS-Kernel/portable/GCC/ARM_CM0)

Pico开发板上芯片为RP2040，Cortex-M0双核，当前只使用单核，使用portable/GCC/ARM_CM0下的适配文件。

4、修改pico-freertos.c文件

#include <stdio.h>
#include "pico/stdlib.h"
 
#include "FreeRTOS.h"
#include "task.h"
 
void vTaskCode( void * pvParameters )
{
    /* The parameter value is expected to be 1 as 1 is passed in the
    pvParameters value in the call to xTaskCreate() below. 
    configASSERT( ( ( uint32_t ) pvParameters ) == 1 );
    */
 
    const uint LED_PIN = PICO_DEFAULT_LED_PIN;
    gpio_init(LED_PIN);
    gpio_set_dir(LED_PIN, GPIO_OUT);
    
    for( ;; )
    {
        printf("Hello World!\r\n");
        vTaskDelay(500);
        gpio_put(LED_PIN, 1);
        vTaskDelay(500);
        gpio_put(LED_PIN, 0);
    }
}
 
 
 
int main()
{
    setup_default_uart();
 
    BaseType_t xReturned;
    TaskHandle_t xHandle = NULL;
    /* Create the task, storing the handle. */
    xReturned = xTaskCreate(
                    vTaskCode,       /* Function that implements the task. */
                    "Blinky task",   /* Text name for the task. */
                    512,             /* Stack size in words, not bytes. */
                    ( void * ) 1,    /* Parameter passed into the task. */
                    tskIDLE_PRIORITY,/* Priority at which the task is created. */
                    &xHandle );   
 
    vTaskStartScheduler();
    
    return 0;
}

5、修改pico_freertos_project项目下的CMakeLists.txt，加入以下内容

pico_add_extra_outputs(PICO_FREERTOS_PROJECT)
target_link_libraries(PICO_FREERTOS_PROJECT pico_stdlib FreeRTOS cmsis_core)
 
add_subdirectory(FreeRTOS)

三、编译

在项目pico_freertos_project目录下依次输入：

cd build
cmake ..
make

四、运行

1、根据“轻松玩转树莓派Pico之四、Ubuntu下在线debug环境搭建”流程，搭建完成Pico VSCode可视化在线debug环境。

2、在线运行：

特别注意，需要先设置一下USB权限，否则会运行失败。

sudo chmod -R 777 /dev/bus/usb/

 可以看到Pico开发板上的led指示灯以500ms亮/500ms灭的频率循环。