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FreeRTOS的学习—新建FreeRTOS工程及创建简易链表_freertos 编译框架

作者：运维做开发 | 2024-07-14 17:57:23

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freertos 编译框架

 

这是一个自我学习FreeRTOS的过程，目的是总结学习中所学到的操作和分享，最重要的是为自己DIY一个stm32平衡小车做铺垫。第一次写博客如果有错误求指出啊哈哈哈。

FreeRTOS是一个免费开源的实时操作系统，我们很容易的对其进行移植并且运用在我们项目之中。话不多说，我们一起先创建一个FreeRTOS的工程吧。

一、我们先要创建一个基本的FreeRTOS的框架—创建FreeRTOS的文件夹

首先我们创建一个总FreeRTOS的文件夹在任意位置中（名字随便起哈哈哈别数字或者中文就可以了，因为keil识别不了中文或数字开头，否则后期会一直报错的哈哈哈，文件名切记要！！！）。

04293d37d3e941de9128dee3d8dd2db7.png

接下来我们在其内创建4个子文件夹分别如下：

b78d900296b448e7afdb9bfcb20570fb.png

 Doc为说明文档，freertos中包含着include和protabel，project用来放置keil的工程，User为用户文件夹，主要用于放置main.c。 

f888401d01154910b8ea4ec403aa7726.png

6421424d9caa41ae97833224c69e1e93.png

 用哪个芯片就拷贝哪个芯片的RVDS进去即可（M3、M4），此处用ARM-CM3

b804b8f0d8ac43d883376d61a6725a6e.png

 这样我们的FreeRTOS的基本框架就创建好了。

二、打开keil，新建工程并且保存在freertos的project中并且选着芯片M3

新建工程并且保存在freertos的project中并且选着芯片M3

13e28843abf446839fd081fb2f7fe303.png

勾选上这两个选项哟！！！

然后我们在Keil上创建工程分组

3db6c0d7415d4cec874f82e8fa6d1f34.png

然后打开文件夹在User中新建main.c文件夹（一定要把后缀改为.c！！！！！！）

d1e2359c63d1463f90a71ceb27cfbd78.png

并且把main.c添加到工程中，右键分组user，Add File to Group 。

 86674e47a72741e39fd98922575eb53f.png

并且先给 main函数写个空循环吧，防止后续检查问题时一直报错！！

da4cbab2a5e5445e9bd453383f87973c.png

keil需要配置芯片的时钟！！！ 不同的芯片时钟的要求不一致，打开ARMCM3.c文件就可以看到其对时钟的要求！！！

17a4d0a0c296413a9e99ea9b236c95bb.png

系统时钟SYSTEM—CLOCK=XTAL/2=25MHZ（M3），顺便配置一下keil吧

d1f9a5b8971843d791c92eda9437ae11.png

d63082a19eae4bde9676f3fa10d4a3d5.png

然后我们需要添加一下头文件的路径

680327c7e1004b5ca83447f3e2196ec7.png

7e3264ea30cb49c88bed6760cc75006b.png

这样我们一个FreeRTOS的keil才算是设置好，接下来可以开始我们最重要的构建链表的操作啦！！

三、链表的创建与实现

 7c82b1a2afa4464489142d87937fa6a4.png

 这就是单向链表的原理图，在此不多解释了，大伙们可以去看看数据结构这本书或者是网课！！（没有数据结构的基础是学不好操作系统的哟！！后续如果有时间我会再写一篇有关于这方面数据结构的文章）

 FreeRTOS中与链表相关的操作均在list.h和list.c这两个文件中实现

首先我们要创建list.h和list.c。

新建list.c在freeRTOS中

 

4df098b499114547ac6ec23c916b47e9.png

 

同理创建list.h在include下并将其添加进去工程分组的FreeRTOS/Source中。

8716b11d717b4d8c9b7e3181bfcb4942.png

移植并且添加进去FreeRTOS/Source

49ed29984828493db92269efc126caef.png

71fb023bb8e048df90767dd0cee8523a.png

具体的文件可以去野火官网或者是FreeRTOS官网下载哟！！FreeRTOS - Market leading RTOS (Real Time Operating System) for embedded systems with Internet of Things extensions

 实现节点的初始化（原理）

a8e524d9e0514a3cafefc149f1c59977.png

链表节点的数据结构在list.h中定义

 

  1. struct xLIST_ITEM
  2. {
  3. 	TickType_t xItemValue;
  4. 	struct xLIST_ITEM * pxNext;           /* 辅助值，用于帮助节点做顺序排列 */	
  5. 	struct xLIST_ITEM * pxPrevious;       /* 指向链表下一个节点 */		
  6. 	void * pvOwner;                       /* 指向链表前一个节点 */	
  7. 	void * pvContainer;                  /* 指向拥有该节点的内核对象，通常是TCB */
  8. };
  9. typedef struct xLIST_ITEM ListItem_t;   /* 节点数据类型重定义 */

链表根节点的数据结构在list.h中定义。

  1. typedef struct xLIST
  2. {
  3. 	UBaseType_t uxNumberOfItems;     /*链表节点计数器*/
  4. 	ListItem_t * pxIndex;            /*链表节点索引指针*/
  5. 	MiniListItem_t xListEnd;        /*链表最后一个索引*/
  6. }List_t

链表节点的初始化在list.c中实现：vListInitialiseItem（）

  1.  
  2. void vListInitialiseItem( ListItem_t * const pxItem )
  3. {
  4. 	/* 初始化该节点所在的链表为空，表示节点还没有插入任何链表 */
  5. 	pxItem->pvContainer = NULL ;
  6. }

链表根节点的初始化在list.c中实现：vListInitialise()。

  1.  
  2. void vListInitialise( List_t *const pxList)
  3. {
  4. /* 将链表索引指针指向最后一个节点 */
  5. 	pxList->pxIndex = (ListItem_t *)&pxList->xListEnd;
  6. /* 将链表最后一个节点的辅助排序的值设置为最大，确保该节点就是链表的最后节点 */
  7. 	pxList ->xListEnd.xItemValue = portMAX_DELAY;
  8. /* 将最后一个节点的pxNext和pxPrevious指针均指向节点自身，表示链表为空 */
  9. 	pxList ->xListEnd.pxPrevious= (ListItem_t *)&( pxList ->xListEnd);
  10. 	pxList ->xListEnd.pxNext=(ListItem_t *)&( pxList ->xListEnd);
  11. /* 初始化链表节点计数器的值为0，表示链表为空 */
  12. 	pxList->uxNumberOfItems = ( UBaseType_t ) 0U;
  13.  
  14. }

 为了便于分别双向链表的结尾定义多一个结构体mini节点，作为双向链表的结尾。（双向链表是首尾相连的，头即是尾，尾即是头）

  1. struct xMINI_LIST_ITEM
  2. {
  3. 	TickType_t xItemValue;                      /* 辅助值，用于帮助节点做升序排列 */
  4. 	struct xLIST_ITEM *  pxNext;                /* 指向链表下一个节点 */
  5. 	struct xLIST_ITEM *  pxPrevious;            /* 指向链表前一个节点 */
  6. };
  7. typedef struct xMINI_LIST_ITEM MiniListItem_t;  /* 最小节点数据类型重定义 */

然后我们需要有插入节点的操作均在list.c中实现：分别为：将节点插入到链表的尾部、将节点按照升序排列插入到链表、将节点从链表中删除 这三个操作。

将节点插入到链表的尾部：

  1. void vListInsertEnd( List_t * const pxList, ListItem_t * const pxNewListItem ) //两个参数（插入的链表，新的节点）
  2. {
  3. 	ListItem_t * const pxIndex = pxList->pxIndex;    //定义一个索引指向链表的End
  4.  
  5. 	pxNewListItem->pxNext = pxIndex;                 //第一步；将新节点的Next指向End
  6. 	pxNewListItem->pxPrevious = pxIndex->pxPrevious; //第二部；将新节点的Previous指向原来End的上一个
  7. 	pxIndex->pxPrevious->pxNext = pxNewListItem;     //第三步；将原本End上一个的Next指向新节点
  8. 	pxIndex->pxPrevious = pxNewListItem;             //第四步；将End的Previous指向新节点
  9.  
  10. 	/* 记住该节点所在的链表 */
  11. 	pxNewListItem->pvContainer =( void * ) pxList;
  12.  
  13. 	/* 链表节点计数器++ */
  14. 	( pxList->uxNumberOfItems )++;
  15. }

 将节点按照升序排列插入到链表：

  1. void vListInsert( List_t * const pxList, ListItem_t * const pxNewListItem )  //两个参数（插入的链表，新的节点）
  2. {
  3. 	ListItem_t *pxIterator;
  4. 	
  5. 	/* 获取节点的排序辅助值 */
  6. 	const TickType_t xValueOfInsertion = pxNewListItem->xItemValue;
  7.  
  8. 	/* 寻找节点要插入的位置 */
  9. 	if( xValueOfInsertion == portMAX_DELAY )
  10. 	{
  11. 		pxIterator = pxList->xListEnd.pxPrevious;  
  12. 	}
  13. 	else
  14. 	{
  15. 		for( pxIterator = ( ListItem_t * ) &( pxList->xListEnd );    //通过获取函将这个值找出来
  16. 		     pxIterator->pxNext->xItemValue <= xValueOfInsertion; 
  17. 			 pxIterator = pxIterator->pxNext )
  18. 		{
  19. 			/* 没有事情可做，不断迭代只为了找到节点要插入的位置 */			
  20. 		}
  21. 	}
  22.  
  23. 	pxNewListItem->pxNext = pxIterator->pxNext;
  24. 	pxNewListItem->pxNext->pxPrevious = pxNewListItem;
  25. 	pxNewListItem->pxPrevious = pxIterator;
  26. 	pxIterator->pxNext = pxNewListItem;
  27.  
  28. 	/* 记住该节点所在的链表 */
  29. 	pxNewListItem->pvContainer = (void*) pxList;
  30.  
  31. 	/* 链表节点计数器++ */
  32. 	( pxList->uxNumberOfItems )++;
  33. }

将节点从链表中删除:

  1. /* 将节点从链表中删除 */
  2. UBaseType_t uxListRemove( ListItem_t * const pxItemToRemove )
  3. {
  4. 	/* 获取节点所在的链表 */
  5. 	List_t * const pxList = ( List_t * ) pxItemToRemove->pvContainer;
  6.  
  7. 	pxItemToRemove->pxNext->pxPrevious = pxItemToRemove->pxPrevious;
  8. 	pxItemToRemove->pxPrevious->pxNext = pxItemToRemove->pxNext;
  9.  
  10. 	/* Make sure the index is left pointing to a valid item. */
  11. 	if( pxList->pxIndex == pxItemToRemove )
  12. 	{
  13. 		pxList->pxIndex = pxItemToRemove->pxPrevious;
  14. 	}
  15.  
  16. 	/* 初始化该节点所在的链表为空，表示节点还没有插入任何链表 */
  17. 	pxItemToRemove->pvContainer = NULL;
  18. 	
  19. 	/* 链表节点计数器-- */
  20. 	( pxList->uxNumberOfItems )--;
  21.  
  22. 	/* 返回链表中剩余节点的个数 */
  23. 	return pxList->uxNumberOfItems;
  24. }

这样我们就可以实现链表的创建和操作啦，注意list.c中需要引用头文件： "FreeRTOS.h"
和 <stdlib.h>和"list.h"！！！！！list.h需要引用头文件"FreeRTOS.h"。

那接下来我们就在main（）创建一个有三个节点的链表吧。

首先先定义一个根节点、然后再定义三个节点。

再分别对根节点和三个节点进行初始化

最后再对其进行排序插入节点。

  1. #include "list.h"
  2. /*1.定义一个根节点*/
  3. struct xLIST List_Text;  
  4.  
  5. /*2.定义3个节点*/
  6. struct  xLIST_ITEM List_Item1;
  7. struct  xLIST_ITEM List_Item2;
  8. struct  xLIST_ITEM List_Item3;
  9.  
  10. int main(void)
  11. { /*3.根节点初始化*/
  12. 	 vListInitialise(&List_Text); 
  13. 	
  14. 	/*节点初始化*/
  15. 	 vListInitialiseItem(&List_Item1);
  16. 	 vListInitialiseItem(&List_Item2);
  17. 	 vListInitialiseItem(&List_Item3);
  18. 	
  19. 	/*插入节点*/
  20. 	 vListInsert(&List_Text,&List_Item1);	
  21. 	 vListInsert(&List_Text,&List_Item2);	
  22. 	 vListInsert(&List_Text,&List_Item3);	
  23. 	
  24. 	
  25. 	for(;;)
  26. 	{
  27. 		//空
  28. 	}
  29. }

最后debug看看是否符合预期，要run一下！！！

1512701f269246219fcb9a4d6231c213.png

 

最后结构正确，各节点指针指向符合双向链表预期！！本章就到这啦，如果有错请指出哟！！！如果我的学习过程可以帮到你就最好啦！！别忘记点赞哟！！ 

 

 

 

 

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