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立创天空星GD32开发板 开源嵌入式组件移植测试TencentOS-tiny内核移植

立创开发板 开源嵌入式组件移植测试 01-TencentOS tiny内核移植

一、移植前的准备

1. 准备目标硬件(开发板/芯片/模组)

TencentOS tiny支持ARM Cortex M核芯片和RISC-V内核的芯片的移植,比如STM32 基于Cortex M核全系列、GD32 基于Cortex M核全系列、NXP 基于Cortex M核全系列等。本教程将使用立创开发板GD32F407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,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、DAPLink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。

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。

4. 准备TencentOS tiny的源码

TencentOS tiny的源码已经开源,github下载地址为:https://github.com/Tencent/TencentOS-tiny.git

一级目录二级目录说明
archarmTencentOS tiny适配的IP核架构(含M核中断、调度、tick相关代码)
kernelcoreTencentOS tiny内核源码
pmTencentOS tiny低功耗模块源码
osalcmsis_osTencentOS 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、kernel、osal目录下的源码。

二、内核移植

打开keil工程,开始添加TencentOS tiny的内核代码。

1. 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GD32F407VET6,是ARM Cortex M4核,使用的编译器是KEIL,所以我们选择arch\arm\arm-v7m\cortex-m4\armcc下的适配代码,如果你的开发板是STM32F429IG,M4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。

2. 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,添加全部基本内核源码:

3. 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。

4. 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:

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

#ifndef _TOS_CONFIG_H_
#define _TOS_CONFIG_H_

#include "gd32f4xx.h"

#define TOS_CFG_TASK_PRIO_MAX 10u

#define TOS_CFG_ROUND_ROBIN_EN 1u

#define TOS_CFG_OBJECT_VERIFY_EN 1u

#define TOS_CFG_OBJ_DYNAMIC_CREATE_EN 1u

#define TOS_CFG_EVENT_EN 1u

#define TOS_CFG_MMBLK_EN 1u

#define TOS_CFG_MMHEAP_EN 1u

#define TOS_CFG_MMHEAP_DEFAULT_POOL_SIZE 0x8000

#define TOS_CFG_MUTEX_EN 1u

#define TOS_CFG_TIMER_EN 1u

#define TOS_CFG_PWR_MGR_EN 0u

#define TOS_CFG_TICKLESS_EN 0u

#define TOS_CFG_SEM_EN 1u

#define TOS_CFG_TASK_STACK_DRAUGHT_DEPTH_DETACT_EN 1u

#define TOS_CFG_FAULT_BACKTRACE_EN 0u

#define TOS_CFG_IDLE_TASK_STK_SIZE 512u

#define TOS_CFG_CPU_TICK_PER_SECOND 1000u

#define TOS_CFG_CPU_CLOCK (SystemCoreClock)

#define TOS_CFG_TIMER_AS_PROC 1u

#define TOS_CFG_MAIL_QUEUE_EN 1u



/*
宏定义注释参考版本
#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 0u // 配置TencentOS tiny的内核是否开启时间片轮转

#define TOS_CFG_OBJECT_VERIFY_EN 1u // 配置TencentOS tiny是否校验指针合法

#define TOS_CFG_TASK_DYNAMIC_CREATE_EN 1u // TencentOS tiny 动态任务创建功能宏

#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_DEFAULT_POOL_EN 1u // TencentOS tiny 默认动态内存池功能宏

#define TOS_CFG_MMHEAP_DEFAULT_POOL_SIZE 0x100 // 配置TencentOS tiny默认动态内存池大小

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

#define TOS_CFG_MESSAGE_QUEUE_EN 1u // 配置TencentOS tiny是否开启消息队列模块

#define TOS_CFG_MAIL_QUEUE_EN 1u // 配置TencentOS tiny是否开启消息邮箱模块

#define TOS_CFG_PRIORITY_MESSAGE_QUEUE_EN 1u // 配置TencentOS tiny是否开启优先级消息队列模块

#define TOS_CFG_PRIORITY_MAIL_QUEUE_EN 1u // 配置TencentOS tiny是否开启优先级消息邮箱模块

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

#define TOS_CFG_PWR_MGR_EN 0u // 配置TencentOS tiny是否开启外设电源管理模块

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

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

#define TOS_CFG_TASK_STACK_DRAUGHT_DEPTH_DETACT_EN 1u // 配置TencentOS tiny是否开启任务栈深度检测

#define TOS_CFG_FAULT_BACKTRACE_EN 0u // 配置TencentOS tiny是否开启异常栈回溯功能

#define TOS_CFG_IDLE_TASK_STK_SIZE 128u // 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 文件放入要移植的工程目录下即可,例如本教程是放到\gd32f407-lckfb-rtos-template\module\TencentOS-tiny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gd32f4xx_it.c的中断函数,在gd32f4xx_it.c文件中包含 tos_k.h 头文件

在gd32f4xx_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;或者直接注释。

同时在SysTick_Handler函数中添加TencentOS tiny的调度处理函数,如下图所示:

2. 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++);
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);
}
}

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:

3. 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: