STM32标准库工程中移植TencentOS-tiny

Mculover666

发布于 2021-02-19 11:42:29

6660

发布于 2021-02-19 11:42:29

文章被收录于专栏：TencentOS-tiny

一、移植前的准备

1. 引言

因为项目的原因需要将原有的标准库工程升级为基于TencentOS-tiny的RTOS工程，所以花费一点时间记录移植过程，提供一份向基于STM32标准库的老工程中移植TencentOS-tiny的思路。

2. 移植条件

移植 TencentOS-tiny 需要确保 Systick 可以正常工作：

① Systick用于向TencentOS-tiny提供时钟节拍支持，通常为1ms一次中断；

② Systick属于内核外设，在TencentOS-tiny中会自动配置，无需用户手动配置；

③ Systick正常延时，则证明时钟配置正确。

另外，可以再配置一个串口用于打印日志，并将printf重定向到串口，如果不想配置也可以使用LED测试系统是否正常运行。

本文所使用的是STM32F407探索者开发板，固件库版本为1.8.0，开发工具为Keil-MDK。

二、移植过程

1. 下载TencentOS-tiny源码

git clone https://github.com/Tencent/TencentOS-tiny.git

2. 复制TencentOS-tiny文件

在原有的裸机工程下新建一个文件夹，用于存放TencentOS-tiny相关的文件：

移植TencentOS-tiny内核只需要复制两个文件夹：

arch：TencentOS-tiny对CPU级别的支持；
kernel：TencentOS-tiny内核源码；

3. 添加TencentOS-tiny文件

向标准库裸机工程中添加TencentOS-tiny相关的文件。

3.1. 创建分组

3.2. 添加CPU架构支持文件

本文中所使用的MCU是STM32F407，属于Cortex-M4内核系列，所以添加以下三个文件：

tos_cpu.c：arm-v7m架构共用的支持，在arch\arm\arm-v7m\common目录中；
port_c.c：Systick操作接口移植实现，在arch\arm\arm-v7m\cortex-m4\armcc目录中；
port_s.S：任务上下文切换汇编程序实现，在arch\arm\arm-v7m\cortex-m4\armcc目录中；

tos_fault.c是针对TencentOS-tiny硬件故障追踪功能的支持，此功能可以在tos_config.h中配置，如果加入的话，需要将工程中原有的HardFault_Handler屏蔽。

3.3. 添加内核源码文件

kernel\core 目录下的所有文件是TencentOS-tiny内核源码实现，将所有文件都添加到到MDK工程中：

3.4. 添加头文件路径

将以上c文件所使用的头文件路径都添加到MDK中：

4. 添加TencentOS-tiny配置文件

TencentOS-tiny内核中有非常丰富的功能，可以针对不同的应用进行裁剪，配置文件为tos_config.h。

在项目中新建一个文件夹用于存放TencentOS-tiny配置文件：

从TencentOS-tiny源码中的board目录下找到STM32F4类型开发板的支持，从其中复制一份配置文件：

复制过来该文件后，为了方便在工程中随时修改，创建 tos/config 分组，将其添加到MDK工程中，如图：

再将该文件的路径添加到头文件路径中，使编译器可以找到：

5. 修改代码进行适配

5.1. 屏蔽原有PendSV中断处理函数

TencentOS-tiny内核中已经对PendSV异常进行了处理，在PendSV中断进行任务上下文切换，所以需要屏蔽工程中原有的PendSV中断处理函数。

5.2. 提供Systick中断支持

TencentOS-tiny内核需要Systick提供时钟节拍，在原有的中断文件stm32f4xx_it.h中进行修改。

首先包含TencentOS-tiny内核的头文件：

接着编写Systick中断处理程序：

if (tos_knl_is_running()) {
  tos_knl_irq_enter();
  tos_tick_handler();
  tos_knl_irq_leave();
}

5.3. 修改配置文件

TencentOS-tiny中需要注意的配置项有：

① 针对Systick时钟节拍的配置项：

/* 配置每s中多少个tick数，即Systick每s产生多少次中断 */
#define TOS_CFG_CPU_TICK_PER_SECOND     1000u

/* CPU主频 */
#define TOS_CFG_CPU_CLOCK               (SystemCoreClock)

② 硬件故障追踪功能（之前未添加对应的支持文件，所以不开启）：

#define TOS_CFG_FAULT_BACKTRACE_EN      0u

5.4. 开启C99支持

此时，移植完成，编译无误。

三、测试系统运行

以下测试代码都在main.c中编写。

① 包含TencentOS-tiny头文件：

#include "tos_k.h"

② 创建两个任务，以测试系统是否正常运行：

k_task_t  task1;
k_task_t  task2;

k_stack_t task1_stack[256];
k_stack_t task2_stack[256];

void task1_entry(void *args)
{
    while (1) {
        printf("task1 is running...\r\n");
        tos_task_delay(1000);
    }
}

void task2_entry(void *args)
{
    while (1) {
        printf("task2 is running...\r\n");
        tos_task_delay(1000);
    }
}

③ 初始化串口、初始化TencentOS-tiny内核、创建两个测试任务、启动内核：

int main()
{
    
    /* Init LED */
    led_init();
    
    /* Init Usart1 */
    USART1_Init();
    
    /* Init TencentOS-tiny Kernel */
    tos_knl_init();
    
    /* Create task1 and task2 */
    tos_task_create(&task1, "task1", task1_entry, NULL, 2, task1_stack, 256, 10);
    tos_task_create(&task2, "task2", task2_entry, NULL, 3, task2_stack, 256, 10);
    
    /* Start TencentOS-tiny Kernel */
    tos_knl_start();
    
    /* Main Loop */
    while (1) {
        printf("Error!\r\n");
        Delay_ms(1000);
    }
}

④ 编译、下载到开发板中，在串口助手中查看运行结果，系统正常运行，移植成功：