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FreeRTOS on RP2040 Getting started

git clone https://github.com/raspberrypi/pico-sdk.git ~/pico-sdk
export PICO_SDK_PATH=~/pico-sdk
git clone https://github.com/tianrking/FreeRTOS-SMP-Demos.git --recurse-submodules
git submodule update --init --recursive
cd FreeRTOS/Demo/CORTEX_M0+_RP2040
mkdir build
cd build
cmake ..
make

  • Blinky Demo - FreeRTOS/Demo/CORTEX_M0+_RP2040/build/Standard/main_blinky.uf2.

  • Comprehensive Demo - FreeRTOS/Demo/CORTEX_M0+_RP2040/build/Standard/main_full.uf2

  • Multicore Demo

    • FreeRTOS/Demo/CORTEX_M0+_RP2040/build/OnEitherCore/on_core_zero.uf2
    • FreeRTOS/Demo/CORTEX_M0+_RP2040/build/OnEitherCore/on_core_one.uf2

Install tools on Linux​

sudo apt install cmake
sudo apt install gcc-arm-none-eabi
sudo apt install build-essential
mkdir freertos-pico
cd freertos-pico
git clone https://github.com/RaspberryPi/pico-sdk --recurse-submodules
git clone -b smp https://github.com/FreeRTOS/FreeRTOS-Kernel --recurse-submodules
export PICO_SDK_PATH=$PWD/pico-sdk
export FREERTOS_KERNEL_PATH=$PWD/FreeRTOS-Kernel
mkdir blink
cd blink
main.c
#include "pico/stdlib.h"

#include "FreeRTOS.h"

#include "task.h"

void vBlinkTask() {

   for (;;) {

      gpio_put(PICO_DEFAULT_LED_PIN, 1);

      vTaskDelay(250);

      gpio_put(PICO_DEFAULT_LED_PIN, 0);

      vTaskDelay(250);

   }

}

void main() {

   gpio_init(PICO_DEFAULT_LED_PIN);

   gpio_set_dir(PICO_DEFAULT_LED_PIN, GPIO_OUT);

   xTaskCreate(vBlinkTask, "Blink Task", 128, NULL, 1, NULL);

   vTaskStartScheduler();

}
mkdir build
cd build
cmake ..
make

NOTE​

https://github.com/tianrking/FreeRTOS-SMP-Demos

https://github.com/tianrking/freertos-rp2040

資料型態及命名規則​

在不同硬體裝置上，通訊埠設定上也不同，定義在portmacro.h標頭檔內，有兩種特殊資料型態portTickType以及portBASE_TYPE。

資料型態

  • portTickType : 用以儲存tick的計數值，可以用來判斷block次數
  • portBASE_TYPE : 定義為架構基礎的變數，隨各不同硬體來應用，如在32-bit架構上，其為32-bit型態，最常用以儲存極限值或布林數。 FreeRTOS明確的定義變數名稱以及資料型態，不會有unsigned以及signed搞混使用的情形發生。

變數

  • char 類型：以 c 為字首

  • short 類型：以 s 為字首

  • long 類型：以 l 為字首

  • float 類型：以 f 為字首

  • double 類型：以 d 為字首

  • Enum 變數：以 e 為字首

  • portBASE_TYPE 或其他（如 struct）：以 x 為字首

  • pointer 有一個額外的字首 p , 例如 short 類型的 pointer 字首為 ps

  • unsigned 類型的變數有一個額外的字首 u , 例如 unsigned short 類型的變數字首為 us

  • 函式：以回傳值型態與所在檔案名稱為開頭(prefix)

  • vTaskPriority() 是 task.c 中回傳值型態為 void 的函式

  • xQueueReceive() 是 queue.c 中回傳值型態為 portBASE_TYPE 的函式

  • 只能在該檔案中使用的 (scope is limited in file) 函式，以 prv 為開頭 (private)

  • 巨集名稱：巨集在FreeRTOS裡皆為大寫字母定義，名稱前小寫字母為巨集定義的地方

  • portMAX_DELAY : portable.h

  • configUSE_PREEMPTION : FreeRTOSConfig.h

Code​

Task Function​

void ATaskFunction(void *pvParameters) { int i = 0; // 每個用這個函數建立的 task 都有自己的一份 i 變數

while(1) { / do something here / }

/* 

* 如果你的 task 就是需要離開 loop 並結束
* 需要用 vTaskDelete 來刪除自己而非使用 return 或自然結束(執行到最後一行)
* 這個參數的 NULL 值是表示自己 
*/

vTaskDelete(NULL); }

建立 task 的函數​

portBASE_TYPE xTaskCreate( pdTASK_CODE pvTaskCode,
                           const signed portCHAR * const pcName,
                           unsigned portSHORT usStackDepth,
                           void *pvParameters,
                           unsigned portBASE_TYPE uxPriority,
                           xTaskHandle *pxCreatedTask );
  • pvTaskCode：就是我們定義好用來建立 task 的 C 函數
  • pcName：任意給定的 task name，這個名稱只被用來作識別，不會在 task 管理中被採用
  • usStackDepth：堆疊的大小
  • pvParameters：要傳給 task 的參數陣列，也就是我們在 C 函數宣告的參數
  • uxPriority：定義這個任務的優先權，在 FreeRTOS 中，0 最低，(configMAX_PRIORITIES – 1) 最高
  • pxCreatedTask：handle，是一個被建立出來的 task 可以用到的識別符號

刪除 task 的函數​

void vTaskDelete( xTaskHandle pxTaskToDelete );

  • pxTaskToDelete: 利用handle去識別出哪一個task。 這種可能性存在於如果在 loop 中發生執行錯誤 (fail)，則需要跳出迴圈並終止(自己)執行，此時就需要使用 vTaskDelete 來刪除自己，發生錯誤的例子：

    • 假如一個 task 是要存取資料庫，但是資料庫或資料表不存在，則應該結束 task
    • 假如一個 client task 是要跟 server 做連線( listening 就是 loop)，卻發現 client 端沒有網路連線，則應結束 task
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