freertos（第十課，基於standalone移植freertos）

我們來看看SDK中已經移植好的freertos，具體做了哪些事情。

在BSP文件夾下，除了常規的standaloneOS所提供的模塊，還多了一個freertos901_xilinx_v1_1文件夾。
打開system.mss，可以看到freertos901的相關配置。
這些配置會對應生成freerotscnfig.h。一般情況下，我們不需要手工修改freertosconfig.h，而只需要在system.mss裏配置各種選項即可。

這裏注意幾個重要的選項：

1. stdin,stdout，設置爲ps7_uart_1.
2. hook_function->use_malloc_failed_hook,設置爲true。
   3）kernel behavior,
   idle_yield，設置爲true，
   max_api_call_interrupt_priority設置爲18，
   max_priority設置爲8，
   tick_rate，設置爲100，也就是10ms，
   use_preemption，設置爲true，
   use_timeslicing，設置爲true，
   4）kernel feature,
   全部選true。
   5）soft timer
   timer_command_queue_length，設置爲10，
   timer_task_priority，設置爲(configMAX_PRIORITIES - 1)
   timer_task_stack_depth，設置爲(configMINIMAL_STACK_SIZE)
   6）tick_setup，設置爲true。
   psu_ttc0_select，設置爲true。

configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY和configMAX_API_CALL_INTERRUPT_PRIORITY，這兩個宏是等價的，後者是前者的新名字，在中斷服務例程中僅可以調用以“FromISR”結尾的API函數。
configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY用來設置可以在中斷服務程序中安全調用FreeRTOS API函數的最高中斷優先級。優先級小於等於這個宏所代表的優先級時，程序可以在中斷服務程序中安全的調用FreeRTOS API函數；如果優先級大於這個宏所代表的優先級，表示FreeRTOS無法禁止這個中斷，在這個中斷服務程序中絕不可以調用任何API函數。不調用API的中斷可以運行在比configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY高的優先級，這些級別的中斷不會被FreeRTOS禁止，因此不會因爲執行RTOS內核而被延時。

SDK移植的文件是portZynq7000.c
這個文件中，只實現了兩個函數，TICK和IRQ。
先來看看IRQ。

.section .vectors
_vector_table:
_freertos_vector_table:
	B	  _boot
	B	  FreeRTOS_Undefined
	ldr   pc, _swi
	B	  FreeRTOS_PrefetchAbortHandler
	B	  FreeRTOS_DataAbortHandler
	NOP	  /* Placeholder for address exception vector*/
	LDR   PC, _irq
	B	  FreeRTOS_FIQHandler

_irq:   .word FreeRTOS_IRQ_Handler
_swi:   .word FreeRTOS_SWI_Handler

.align 4
.type FreeRTOS_IRQ_Handler, %function
FreeRTOS_IRQ_Handler:
	LDR		r1, FreeRTOS_ApplicationIRQHandlerConst

FreeRTOS_ApplicationIRQHandlerConst: .word FreeRTOS_ApplicationIRQHandler

void FreeRTOS_ApplicationIRQHandler( uint32_t ulICCIAR )
{
	extern const XScuGic_Config XScuGic_ConfigTable[];
	static const XScuGic_VectorTableEntry *pxVectorTable = XScuGic_ConfigTable[ XPAR_SCUGIC_SINGLE_DEVICE_ID ].HandlerTable;
	uint32_t ulInterruptID;
	const XScuGic_VectorTableEntry *pxVectorEntry;
	
		/* The ID of the interrupt is obtained by bitwise anding the ICCIAR value
		with 0x3FF. */
		ulInterruptID = ulICCIAR & 0x3FFUL;
		if( ulInterruptID < XSCUGIC_MAX_NUM_INTR_INPUTS )
		{
			/* Call the function installed in the array of installed handler functions. */
			pxVectorEntry = &( pxVectorTable[ ulInterruptID ] );
			pxVectorEntry->Handler( pxVectorEntry->CallBackRef );
		}
}

從中可以看出，IRQ的處理過程，和standaloneOS是一致的，最終都是調用的註冊到GIC中的Callback來處理的。

TICK也是使用了GIC的TIMER中斷，來看看具體實現。
當程序啓動調度器時，xPortStartScheduler會調用setuptickinterrupt函數。

void FreeRTOS_SetupTickInterrupt( void )
{
	BaseType_t xStatus;
	extern void FreeRTOS_Tick_Handler( void );
	XScuTimer_Config *pxTimerConfig;
	XScuGic_Config *pxGICConfig;
	const uint8_t ucRisingEdge = 3;
	
		/* Ensure XScuGic_CfgInitialize() has been called.  In this demo it has
		already been called from prvSetupHardware() in main(). */
		pxGICConfig = XScuGic_LookupConfig( XPAR_SCUGIC_SINGLE_DEVICE_ID );
		xStatus = XScuGic_CfgInitialize( &xInterruptController, pxGICConfig, pxGICConfig->CpuBaseAddress );
		configASSERT( xStatus == XST_SUCCESS );
		( void ) xStatus; /* Remove compiler warning if configASSERT() is not defined. */
	
		/* The priority must be the lowest possible. */
		XScuGic_SetPriorityTriggerType( &xInterruptController, XPAR_SCUTIMER_INTR, portLOWEST_USABLE_INTERRUPT_PRIORITY << portPRIORITY_SHIFT, ucRisingEdge );
	
		/* Install the FreeRTOS tick handler. */
		xStatus = XScuGic_Connect( &xInterruptController, XPAR_SCUTIMER_INTR, (Xil_ExceptionHandler) FreeRTOS_Tick_Handler, ( void * ) &xTimer );
		configASSERT( xStatus == XST_SUCCESS );
		( void ) xStatus; /* Remove compiler warning if configASSERT() is not defined. */
	
		/* Initialise the timer. */
		pxTimerConfig = XScuTimer_LookupConfig( XPAR_SCUTIMER_DEVICE_ID );
		xStatus = XScuTimer_CfgInitialize( &xTimer, pxTimerConfig, pxTimerConfig->BaseAddr );
		configASSERT( xStatus == XST_SUCCESS );
		( void ) xStatus; /* Remove compiler warning if configASSERT() is not defined. */
	
		/* Enable Auto reload mode. */
		XScuTimer_EnableAutoReload( &xTimer );
	
		/* Ensure there is no prescale. */
		XScuTimer_SetPrescaler( &xTimer, 0 );
	
		/* Load the timer counter register. */
		XScuTimer_LoadTimer( &xTimer, XSCUTIMER_CLOCK_HZ / configTICK_RATE_HZ );
	
		/* Start the timer counter and then wait for it to timeout a number of
		times. */
		XScuTimer_Start( &xTimer );
	
		/* Enable the interrupt for the xTimer in the interrupt controller. */
		XScuGic_Enable( &xInterruptController, XPAR_SCUTIMER_INTR );
	
		/* Enable the interrupt in the xTimer itself. */
		FreeRTOS_ClearTickInterrupt();
		XScuTimer_EnableInterrupt( &xTimer );
}

從中可以看出，利用standalone提供的GIC和TIMER的API，我們配置了GIC，並配置了TIMER。這樣，SYSTICKTIMER就能夠開始工作，並週期性的發出IRQ。
我們掛接的IRQHandler，是FreeRTOS_Tick_Handler。這是port.c中的函數。
它是ARM體系的通用函數，與zynq無關了。

如果我們需要掛接中斷服務函數Callback，仍然需要standaloneOS中提供的API，將IRQ的Callback連接到GIC的HandlerTable中。
如果希望能夠在ISR中使用API，那麼GIC連接時，setpriorityandtype，就要設置成RTOS能夠屏蔽的優先級。
例如，這裏設置的是18,而SYSTICK使用的是30，30是最低的可用優先級，所以，連接到GIC的IRQ，如果希望使用FromISR的API，就必須設置爲大於30小於18的優先級。