内核移植

最近更新时间：2023-07-11 14:28:43
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本文将为您介绍 TencentOS tiny 接入腾讯物联网开发平台内核移植的相关操作。
步骤1：代码目录规划
1. 新建 TencentOS_tiny_Demo 主目录，并在主目录下添加四个子目录：arch、board、kernel、osal，其中 arch、kernel、osal 目录文件可直接从代码仓拷贝。
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2. 在 board 目录下放入上个步骤中生成的 裸机工程代码，并将移植的开发板取名为 EVB_MX_Plus_Demo，将裸机代码全部拷贝到该目录下。
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3. 进入 TencentOS_tiny_Demo\\board\\EVB_MX_Plus_Demo\\MDK-ARM 目录，打开 Keil 工程，开始进行下一步，添加 TencentOS tiny 内核代码。
步骤2：添加 TencentOS tiny 内核代码
TencentOS tiny 的内核代码添加分为添加 arch 平台代码、内核源码、 cmsis os 源码及 tos_config.h 头文件等步骤。
2.1 添加 arch 平台代码
1. 在 Keil 工程中添加 tos/arch 分组目录。
2. 将 arch\\arm\\arm-v7m\\common 目录下 tos_cpu.c 文件添加至 tos/arch 目录下。
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，例如：M0、M3 、M4、M7 通用核，则该文件无需改动。
如果您的芯片是其他 IP 核时，则需要重新适配。
3. 将 arch\\arm\\arm-v7m\\cortex-m4\\armcc 或  arch\\arm\\arm-v7m\\cortex-m4\\gcc  目录下的 port_s.S 和 port_c.c 文件添加至 tos/arch 目录下。
port_s.S 文件是 TencentOS tiny 的任务调度汇编代码，主要用于弹栈压栈等处理工作；port_c.c 文件适配 systick 。这两个文件每个 IP 核和编译器都不相同。
如果您使用的芯片是 ARM Cortex M 核，则无需再进行配置，例如移植的芯片是 STM32L431RCT6，属于 ARM Cortex M4 核，使用的编译器是 Keil，直接选择 arch\\arm\\arm-v7m\\cortex-m4\\armcc 目录下的适配代码。
如果您的开发板是 STM32F429IG M4 核，使用的编译器是 GCC，则选择 arch\\arm\\arm-v7m\\cortex-m4\\gcc 目录下的适配文件。
4. 完成以上步骤，arch 代码则添加完成，如下图所示：
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2.2 添加内核源码
内核源码 kernel 目录下包含 core 和 pm 两个目录，其中 core 目录下的代码为基础内核，pm 目录下的代码为低功耗组件。进行基础移植时无需添加 pm 目录下的代码，只需添加全部的基本内核源码，操作步骤如下：
1. 在 Keil 工程中添加 tos/kernel 分组。
2. 将 kernel\\core 目录下的内核源码文件添加至 tos/kernel 分组中。
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2.3 添加 cmsis os 源码
1. 添加 tos/cmsis_os 分组。
cmsis os 是 TencentOS tiny 为兼容 cmsis 标准而适配的 OS 抽象层，可以简化用户将业务从其他 RTOS 迁移到 TencentOS tiny 的工作量。
2. 将 osal\\cmsis_os 目录下 cmsis_os.c 文件添加至 tos/cmsis_os 分组。
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2.4 新建 TencentOS tiny 系统配置文件 tos_config.h
1. 在需要移植的工程目录下新增一个 TOS_CONFIG 目录，在该目录下新建一个  tos_config.h  文件，作为当前项目中 TencentOS tiny 的配置头文件，文件内容如下：
#ifndef _TOS_CONFIG_H_
#define  _TOS_CONFIG_H_ 
#include "stm32l4xx.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          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
2. tos_config.h 头文件内容添加完成后，将头文件放入需要移植的 board 工程目录下即可，例如本教程放到 board\\EVB_MX_Plus_Demo\\TOS_CONFIG 目录下。再将 tos_config.h 文件加入到 Keil-MDK 工程中，方便修改。
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2.5 添加 TencentOS tiny 头文件目录
TencentOS tiny 需要添加的所有头文件目录如下：
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完成以上步骤，TencentOS tiny 的内核代码则全部添加完毕。
步骤3：修改冲突代码
修改 stm32l4xx_it.c 的中断函数，在 stm32l4xx_it.c 文件中添加 tos_k.h 头文件。
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由于 PendSV_Handler 函数在 TencentOS tiny 的调度汇编中已经重新实现，所以需要在 stm32l4xx_it.c 文件中的 PendSV_Handler 函数前添加 ___weak 关键字；同时在 SysTick_Handler 函数中添加 TencentOS tiny 的调度处理函数，如下图：
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步骤4：编写 TencentOS tiny 测试任务
1. 在 mian.c 中添加 TencentOS tiny 头文件，编写任务函数。
#include "cmsis_os.h" //包含 TencentOS tiny 相关头函数
//task1，定义任务栈大小和优先级参数等
#define TASK1_STK_SIZE		256
void task1(void *pdata);
osThreadDef(task1, osPriorityNormal, 1, TASK1_STK_SIZE);
//task2，定义任务栈大小和优先级参数等
#define TASK2_STK_SIZE		256
void task2(void *pdata);
osThreadDef(task2, osPriorityNormal, 1, TASK2_STK_SIZE);  
void task1(void *pdata)//任务入口函数，用于测试
{
    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) //任务入口函数，用于测试
{
    int count = 1;
    while(1)
    {
        printf("\\r\\nHello TencentOS !\\r\\n***This is task2 ,count is %d \\r\\n", count++);
        osDelay(1000);
    }
}
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int fputc(int ch, FILE *f)//将 printf 函数重定向到串口2
{
  if (ch == '\\n') 
  {
    HAL_UART_Transmit(&huart2, (void *)"\\r", 1,30000);
  }
  HAL_UART_Transmit(&huart2, (uint8_t *)&ch, 1, 0xFFFF);
  return ch;
}
 添加代码位置如下图：
 
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2. 继续在 main.c 的 mian 函数中添加硬件外设初始化代码，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
 添加代码位置如下图：
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步骤5：编译下载测试 TencentOS tiny 移植结果
1. 单击按钮对工程进行编译下载到开发板。
2. 编译后系统显示如下参数则表示编译成功，即可完成 TencentOS tiny 的测试。
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如下图所示，可以看到串口交替打印信息，并且板载 LED 闪烁，表示两个任务正在进行调度，切换运行。
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步骤6：下一步操作
请前往 移植AT框架、SAL框架、模组驱动 进行框架、模组驱动移植操作。