Files
TencentOS-tiny/doc/TencentOS tiny内核移植指南(KEIL版).md
supowang edb2879617 first commit for opensource
first commit for opensource
2019-09-16 13:19:50 +08:00

12 KiB
Raw Blame History

TencentOS tiny 内核移植参考指南Keil版

一、移植前的准备

  1. 准备目标硬件(开发板/芯片/模组)

    TencentOS tiny目前主要支持ARM Cortex M核芯片的移植比如STM32 基于Cortex M核全系列、NXP 基于Cortex M核全系列等。本教程将使用STM32官方Demo开发板 NUCLEO-L073RZ进行示例移植其他 ARM Cortex M系列开发板和芯片移植方法类似。

    调试ARM Cortex M核还需要仿真器 NUCLEO-L073RZ自带ST-Link调试器如果您的开发板或者芯片模组没有板载仿真器就需要连接外置的仿真器如J-Link、U-Link之类的。

  2. 准备编译器环境

    本移植指南针对的是Keil编译器所以我们移植内核前需要先安装Keil编译器能编译ARM Cortex M核的Keil编译器现在也叫MDK最新版本5.28a,下载地址为:https://www.keil.com/demo/eval/arm.htm

    填写注册信息即可下载下载完成在windows环境下按照提示安装即可安装完成后需要自行购买软件License避免32K Flash下载限制。

    由于新版本的MDK编译器和芯片支持包是分离的所以MDKKeil安装完成后还需要安装对应芯片的器件支持包PACK包比如本教程示例的NUCLEO-L037RZ开发板的芯片是STM32L073RZ就需要安装Keil.STM32L0xx_DFP.2.0.1.pack系列器件支持包MDK所有支持芯片的PACK包下载地址为http://www.keil.com/dd2/Pack/#/eula-container您只需要根据您的芯片型号下载对应的PACK包即可当然您也可以在MDK集成开发环境中在线下载安装

  3. 准备芯片对应的裸机工程

    移植TencentOS tiny基础内核需要您提前准备一个芯片对应的裸机工程裸机工程包含基本的芯片启动文件、基础配置时钟、主频等、以及串口、基本GPIO驱动用于RTOS测试。

    本教程使用ST官方的STM32CubeMX软件来自动化生成MDK裸机工程STM32CubeMX的下载地址为

    https://www.st.com/content/st_com/zh/products/development-tools/software-development-tools/stm32-software-development-tools/stm32-configurators-and-code-generators/stm32cubemx.html

    安装STM32CubeMx还需要事先安装好JDK环境您可以在互联网上查找如何安装和配置JDK环境此处不再赘述。

    CubeMX安装完成后我们就可以使用CubeMX来给NUCLEO-L037RZ开发板生成裸机工程了如果您的芯片不是STM32而是其他厂商的ARM Cortex M系列您可以根据产商的指导准备裸机工程后续的内核移植步骤是一致的。

    3.1 首先启动STM32CubeMX新建工程

    3.2 选择MCU型号

    如上图所示通过MCU筛选来找到自己开发板对应的芯片型号双击后弹出工程配置界面如下图

    3.3 Pin设置界面配置时钟源

    3.4 Pin设置界面配置串口

    3.5 Pin设置界面配置GPIO

    3.6 配置总线时钟

    3.7 工程生成参数配置

    3.8 代码生成方式配置

    3.9 生成工程

    3.10 keil下的裸机工程

    点击生成代码后,生成的裸机工程效果如下:

    这样NUCLEO-L073RZ裸机工程生成完成该工程可直接编译并烧写在板子上运行。

  4. 准备TencentOS tiny的源码

    TencentOS tiny的源码已经在内网开源git下载地址为http://git.code.oa.com/TencentOS_tiny/TencentOS_tiny.git

一级目录 二级目录 说明
arch arm TencentOS tiny适配的IP核架构含M核中断、调度、tick相关代码
board NUCLEO_L073RZ 移植目标芯片的工程文件
kernel core TencentOS tiny内核源码
pm TencentOS tiny低功耗模块源码
osal cmsis_os TencentOS tiny提供的cmsis os 适配

由于本教程只介绍TencentOS tiny的内核移植所以这里只需要用到 arch、board、kernel、osal四个目录下的源码。

二、内核移植

  1. 代码目录规划

    如图所示新建TencentOS_tiny主目录并在主目录下添加四个子目录其中arch、kernel、osal从代码仓直接拷贝过来即可而board目录下则放入我们前面生成的裸机工程代码我们移植的开发板取名叫NUCLEO_L073RZ,裸机代码全部拷贝到下面即可,如下图所示:

    接下来进入TencentOS_tiny\board\NUCLEO_L073RZ\MDK-ARM目录打开keil工程我们开始添加TencentOS tiny的内核代码。

  2. 添加arch平台代码

    tos_cpu.c是TencentOS tiny 的CPU适配文件包括堆栈初始化中断适配等如果您的芯片是ARM Cortex M核该文件可以不做改动M0、M3 、M4、M7是通用的其他IP核需要重新适配

    port_s.S 文件是TencentOS tiny的任务调度汇编代码主要做弹栈压栈等处理的port_c.c适配systick等这两个文件 每个IP核和编译器都是不一样的如果您的芯片是ARM Cortex M核我们都已经适配好比如现在我们移植的芯片是STM32L073RZ是ARM Cortex M0+核使用的编译器是KEIL所以我们选择arch\arm\arm-v7m\cortex-m0+\armcc下的适配代码如果你的开发板是STM32F429IGM4核编译器是GCC则可以选择arch\arm\arm-v7m\cortex-m4\gcc目录下的适配文件。

  3. 添加内核源码

    内核源码kerne目录下包含core和pm两个目录其中core下为基础内核pm是内核中的低功耗组件基础移植的时候可以不添加pm目录下的代码如下图所示添加基本内核源码

  4. 添加cmsis os源码

    cmsis os是TencentOS tiny为了兼容cmsis标准而适配的OS抽象层可以简化大家将业务从其他RTOS迁移到TencentOS tiny的工作量。

  5. 添加TencentOS tiny头文件目录

    添加头文件目录前,我们在要移植的工程目录下新增一个 TOS_CONFIG文件夹用于存放TencentOS tiny的配置头文件也就是接下来要新建的tos_config.h文件

    TencentOS tiny所有要添加的头文件目录如下

  6. 新建TencentOS tiny系统配置文件 tos_config.h

    #ifndef TOS_CONFIG_H #define TOS_CONFIG_H

    #include "stm32l0xx.h" // 目标芯片头文件,用户需要根据情况更改

    #define TOS_CFG_TASK_PRIO_MAX 10u // 配置TencentOS tiny默认支持的最大优先级数量

    #define TOS_CFG_ROUND_ROBIN_EN 1u // 配置TencentOS tiny的内核是否开启时间片轮转

    #define TOS_CFG_OBJECT_VERIFY 0u // 配置TencentOS tiny是否校验指针合法

    #define TOS_CFG_EVENT_EN 1u // TencentOS tiny 事件模块功能宏

    #define TOS_CFG_MMBLK_EN 1u //配置TencentOS tiny是否开启内存块管理模块

    #define TOS_CFG_MMHEAP_EN 1u // 配置TencentOS tiny是否开启动态内存模块

    #define TOS_CFG_MMHEAP_POOL_SIZE 0x100 // 配置TencentOS tiny动态内存池大小

    #define TOS_CFG_MUTEX_EN 1u // 配置TencentOS tiny是否开启互斥锁模块

    #define TOS_CFG_QUEUE_EN 1u // 配置TencentOS tiny是否开启队列模块

    #define TOS_CFG_TIMER_EN 1u // 配置TencentOS tiny是否开启软件定时器模块

    #define TOS_CFG_SEM_EN 1u // 配置TencentOS tiny是否开启信号量模块

    #define TOS_CFG_TICKLESS_EN 0u // 配置Tickless 低功耗模块开关

    #if (TOS_CFG_QUEUE_EN > 0u) #define TOS_CFG_MSG_EN 1u #else #define TOS_CFG_MSG_EN 0u #endif

    #define TOS_CFG_MSG_POOL_SIZE 10u // 配置TencentOS tiny消息队列大小

    #define TOS_CFG_IDLE_TASK_STK_SIZE 64u // 配置TencentOS tiny空闲任务栈大小

    #define TOS_CFG_CPU_TICK_PER_SECOND 1000u // 配置TencentOS tiny的tick频率

    #define TOS_CFG_CPU_CLOCK (SystemCoreClock) // 配置TencentOS tiny CPU频率

    #define TOS_CFG_TIMER_AS_PROC 1u // 配置是否将TIMER配置成函数模式

    #endif

    按照上面的模板配置好TencentOS tiny的各项功能后将tos_config.h 文件放入要移植的board工程目录下即可例如本教程是放到board\NUCLEO_L073RZ\TOS_CONFIG目录下。

    这样TencentOS tiny的源码就全部添加完毕了。

三、创建TencentOS tiny任务测试移植结果

  1. 修改部分代码
    修改stm32l0xx_it.c的中断函数
     在stm32l0xx_it.c文件中包含 tos.h 头文件
    

	在stm32l0xx_it.c文件中的PendSV_Handler函数前添加__weak关键字因为该函数在TencentOS tiny的调度汇编中已经重新实现同时在SysTick_Handler函数中添加TencentOS tiny的调度处理函数如下图所示

	![](./picture/porting/task002.png)
  1. 编写TencentOS tiny 测试任务
    在mian.c 中添加TencentOS tiny 头文件,编写任务函数

    #include "cmsis_os.h" //task1 #define TASK1_STK_SIZE 256 void task1(void *pdata); osThreadDef(task1, osPriorityNormal, 1, TASK1_STK_SIZE);

    //task2 #define TASK2_STK_SIZE 256 void task2(void *pdata); osThreadDef(task2, osPriorityNormal, 1, TASK2_STK_SIZE);

    void task1(void pdata) { int count = 1; while(1) { printf("\r\nHello world!\r\n###This is task1 ,count is %d \r\n", count++); HAL_GPIO_TogglePin(LED_GPIO_Port,LED_Pin); osDelay(2000); } } void task2(void pdata) { int count = 1; while(1) { printf("\r\nHello TencentOS !\r\n*This is task2 ,count is %d \r\n", count++); osDelay(1000); } }

    int fputc(int ch, FILE *f) { if (ch == '\n') { HAL_UART_Transmit(&huart2, (void *)"\r", 1,30000); } HAL_UART_Transmit(&huart2, (uint8_t *)&ch, 1, 0xFFFF); return ch; }

    如图:

    继续在main.c 的mian函数中硬件外设初始化代码后添加TencentOS tiny的初始化代码

    osKernelInitialize(); //TOS Tiny kernel initialize osThreadCreate(osThread(task1), NULL);// Create task1 osThreadCreate(osThread(task2), NULL);// Create task2 osKernelStart();//Start TOS Tiny

    如图:

  2. 编译下载测试TencentOS tiny移植结果

    按照上图指示进行编译下载到开发板即可完成TencentOS tiny的测试如下图所示可以看到串口交替打印信息表示两个任务正在进行调度切换运行