基于Cortex-M4的STM32F429I板任务调度适配问题咨询

我正在基于Cortex-M4架构的STM32F429I开发板做任务调度实验，但当前使用的运行时不支持任务层级结构，编译报错。以下是详细信息：

Ada程序代码 #

procedure Flash_LED_With_Randevouz is
   
   type LED_Colour is (Red, Green);
   
   task type LED_Controller(LC: LED_Colour) is
      
      entry Turn_LED_On;
      
      entry Turn_LED_Off;
      
   end LED_Controller;
   
   task body LED_Controller is      
   begin
      -- Setup port clock, pin mode etc here based on "LC" value
      loop
         accept Turn_LED_On do
            null;
         end Turn_LED_On;
      
         accept Turn_LED_Off do
            null;
         end Turn_LED_Off;
      end loop;
   end LED_Controller;
   
   RC: LED_Controller(Red);
   GC: LED_Controller(Green);
begin
   null;
end Flash_LED_With_Randevouz;

gprbuild配置文件 #

project Embedded is

   for Languages use ("Ada", "Asm");
   for Main use ("flash_led_with_randevouz.adb");
   for Source_Dirs use ("src/**");
   for Object_Dir use "obj";
   for Target use "arm-eabi";
   for Runtime ("Ada") use "ravenscar-full-stm32f429disco";

   package Compiler is
      for Default_Switches ("Ada") use ("-O0", "-g", "-gnatwa", "-gnatQ", "-gnatw.X");
   end Compiler;

   package Builder is
      for Default_Switches ("Ada") use ("-g");
      for Global_Configuration_Pragmas use "gnat.adc";
   end Builder;

   package Ide is
      for Connection_Tool use "st-util";
      for Program_Host use "localhost:4242";
      for Communication_Protocol use "remote";
   end Ide;

end Embedded;

编译错误信息 #

Compile
   [Ada]          flash_led_with_randevouz.adb
flash_led_with_randevouz.adb:5:04: warning: objects of this type will violate "No_Task_Hierarchy" [enabled by default]
flash_led_with_randevouz.adb:7:07: error: violation of implicit restriction "Max_Task_Entries = 0"
flash_led_with_randevouz.adb:18:10: error: construct not allowed in configurable run-time mode
flash_led_with_randevouz.adb:18:10: error: file s-tasren.ads not found
flash_led_with_randevouz.adb:18:10: error: entity "System.Tasking.Rendezvous.Exceptional_Complete_Rendezvous" not available
flash_led_with_randevouz.adb:28:04: error: violation of restriction "No_Task_Hierarchy"
flash_led_with_randevouz.adb:28:04: error: from profile "Jorvik" at system.ads:42
flash_led_with_randevouz.adb:29:04: error: violation of restriction "No_Task_Hierarchy"
flash_led_with_randevouz.adb:29:04: error: from profile "Jorvik" at system.ads:42
gprbuild: *** compilation phase failed

我查看GNAT安装目录，2021-arm-elf/arm-eabi/lib/gnat/下只有ravenscar*和zfp*两类运行时，更换zfp系列后仍有类似错误。想请教：

• 如何查询当前GNAT版本支持的可用运行时？
• 是否存在支持该开发板多任务（包含任务条目、会合机制）的运行时？

解答 #

1. 查询可用运行时 #

使用GNAT的gnatls工具可以列出当前目标平台下的所有可用运行时，执行命令：

gnatls -v --target=arm-eabi

该命令会输出目标平台的运行时列表，以及每个运行时的详细特性与限制说明。

2. 适配STM32F429I的多任务运行时 #

你当前使用的ravenscar-full-stm32f429disco属于Ravenscar精简实时profile，默认限制了任务层级、禁用了任务会合（Max_Task_Entries=0），而你的代码使用了任务条目和会合机制，因此触发错误。针对这个问题，有以下几种解决方向：

• 寻找兼容的Ravenscar变种运行时：部分GNAT版本提供了ravenscar-full（不带板级后缀）的通用运行时，或针对STM32F4的ravenscar-tasking类运行时，这类运行时通常支持任务条目和会合机制。
• 自定义运行时配置：如果现有运行时不满足需求，可以基于GNAT的可配置运行时（CRT）框架修改配置：复制现有运行时的配置文件，修改system.ads中的限制pragma（比如取消No_Task_Hierarchy限制、设置Max_Task_Entries为大于0的值），再用gnatmake重新编译生成适配的运行时库。
• 升级GNAT版本：你使用的是2021版GNAT，较新版本的GNAT（如2023+）针对STM32系列提供了更丰富的运行时选项，可能包含支持会合机制的板级专用运行时。

另外，若暂时无法更换运行时，可修改代码绕过No_Task_Hierarchy限制——将任务定义为独立的顶级任务，而非任务类型：

procedure Flash_LED_With_Randevouz is
   
   task Red_LED_Controller is
      entry Turn_LED_On;
      entry Turn_LED_Off;
   end Red_LED_Controller;
   
   task body Red_LED_Controller is
   begin
      -- 红色LED初始化代码
      loop
         accept Turn_LED_On do null; end Turn_LED_On;
         accept Turn_LED_Off do null; end Turn_LED_Off;
      end loop;
   end Red_LED_Controller;
   
   task Green_LED_Controller is
      entry Turn_LED_On;
      entry Turn_LED_Off;
   end Green_LED_Controller;
   
   task body Green_LED_Controller is
   begin
      -- 绿色LED初始化代码
      loop
         accept Turn_LED_On do null; end Turn_LED_On;
         accept Turn_LED_Off do null; end Turn_LED_Off;
      end loop;
   end Green_LED_Controller;
begin
   null;
end Flash_LED_With_Randevouz;

但这种修改仅能绕过任务层级限制，无法解决会合机制被禁用的问题，因为Max_Task_Entries=0的限制依然存在。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Sidisyom