【LiteOS】STM32F103-LiteOS移植教程（詳細篇）

時間 2020-05-27

標籤 LiteOS stm32f103 stm liteos 移植教程詳細简体版

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總覽

本文基於STM32F103C8T6，詳細講述華爲LiteOS的移植過程。開發工具是MDK5。LiteOS官方已經適配過cortex M系列內核的單片機，所以移植過程很是簡單。javascript

LiteOS有兩種移植方案：OS接管中斷和非接管中斷方式。接管中斷的方式，是由LiteOS建立很管理中斷，須要修改stm32啓動文件，移植比較複雜。STM32的中斷管理作的很好，用不着由LiteOS管理中斷，因此咱們下邊的移植方案，都是非接管中斷的方式的。中斷的使用，跟在裸機工程時是同樣的。java

在target_config.h 中將 LOSCFG_PLATFORM_HWI 宏定義爲 NO，即爲不接管中斷方式。該值默認爲NO 。git

移植的主要步驟以下：github

一、添加內核文件

二、配置頭文件

三、移除systick和pendsv中斷

四、修改target_config.h

五、重定向printf函數（通常在裸機工程中就會實現）

說明：內核運行過程當中會經過串口打印一些錯誤信息。若是日誌功能開啓、而又沒有重定向printf函數的話，則會致使日誌打印出錯，程序異常卡死。以前我就是沒有重定向printf函數，結果出了莫名其妙的問題，程序異常卡死在建立任務的地方。面試

下邊咱們經過新建一個裸機工程，一步步講解如何進行移植。如下是詳細過程。算法

1、建立裸機工程

咱們此次使用的是一個STM32F103C8T6的最小系統板，板載有三個LED、一個串口。LED鏈接引腳爲（PB5\PB6\PB7），低電平點亮；串口爲USART1(PA9，PA10)，採用DMA+空閒中斷的方式接收數據。咱們利用STM32CubeMX來生成裸機工程（STM32CubeMX的使用本文不詳細描述），設置以下：緩存

一、引腳配置

配置PB5\PB6\PB7爲推輓輸出方式；架構
配置PA9\PA10爲USART1複用功能；app
配置PA13爲SWDIO功能，PA14爲SWCLK功能（下載及調試）less
使能串行調試功能

二、時鐘配置

三、串口配置

四、生成代碼

勾選生成對應外設驅動的‘.c/.h’文件，生成代碼。

打開工程，加入LED開關狀態的宏定義和串口空閒中斷接收的代碼，具體以下（固然，若是你不使用DMA+空閒中斷的方式，也能夠不進行下邊2中的修改，可是必定要重定向printf函數）：

一、在main.h中加入LED宏定義代碼。

#define LED1_ON()  HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, LED1_Pin, GPIO_PIN_RESET)
#define LED1_OFF() HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, LED1_Pin, GPIO_PIN_SET)
 
#define LED2_ON()  HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, LED2_Pin, GPIO_PIN_RESET)
#define LED2_OFF() HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, LED2_Pin, GPIO_PIN_SET)
 
#define LED3_ON()  HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, LED3_Pin, GPIO_PIN_RESET)
#define LED3_OFF() HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, LED3_Pin, GPIO_PIN_SET)

二、實現串口空閒中斷接收

在usart.h中加入以下代碼：

#define UART1_BUFF_SIZE     256 //串口接收緩存區長度
typedef struct  
{  
  uint8_t  RxFlag;            //空閒接收標記  
  uint16_t RxLen;             //接收長度  
  uint8_t  *RxBuff;           //DMA接收緩存  
}USART_RECEIVETYPE;  
extern USART_RECEIVETYPE Uart1Rx;
void USART1_ReceiveIDLE(void);
void UART_SendData(USART_TypeDef * Uart,uint8_t *buff,uint16_t size);
在usart.c中加入以下代碼
static uint8_t Uar1tRxBuff[UART1_BUFF_SIZE+1]; //定義串口接收buffer
USART_RECEIVETYPE Uart1Rx = {
                     .RxBuff = Uar1tRxBuff,
                   };
 
void USART1_ReceiveIDLE(void)  
{  
    uint32_t temp;  
    if((__HAL_UART_GET_FLAG(&huart1,UART_FLAG_IDLE) != RESET))  
    {
        __HAL_UART_CLEAR_FLAG(&huart1,UART_FLAG_IDLE); 
        temp = huart1.Instance->SR;
        temp = huart1.Instance->DR;
        HAL_UART_DMAStop(&huart1);  
        temp = huart1.hdmarx->Instance->CNDTR;  
        Uart1Rx.RxLen =  UART1_BUFF_SIZE - temp;   
        Uart1Rx.RxFlag=1; 
        Uart1Rx.RxBuff[Uart1Rx.RxLen] = 0;
        HAL_UART_Receive_DMA(&huart1,Uart1Rx.RxBuff,UART1_BUFF_SIZE);  
    } 
}
void UART_SendByte(USART_TypeDef * Uart,uint8_t data)
{     
    Uart->DR = data;
while((Uart->SR&UART_FLAG_TXE)==0);
while((Uart->SR&UART_FLAG_TC)==0);       
}
void UART_SendData(USART_TypeDef * Uart,uint8_t *buff,uint16_t size)
{
    while(size--)
{
Uart->DR = *(buff++);
while((Uart->SR&UART_FLAG_TXE)==0);
}
    while((Uart->SR&UART_FLAG_TC)==0);       
}
///重定向c庫函數printf到USART1
int fputc(int ch, FILE *f)
{
    /* 發送一個字節數據到USART1 */
    UART_SendByte(USART1, (uint8_t) ch);
    return (ch);
}
 
///重定向c庫函數scanf到USART1
int fgetc(FILE *f)
{
    /* 等待串口1輸入數據 */
    while((USART1->SR&UART_FLAG_RXNE)==0);
    return (int)USART1->DR&0xff;
}

修改void MX_USART1_UART_Init(void)，在最後加入如下代碼：

//add for DMA.Idle interrupt
  __HAL_UART_CLEAR_FLAG(&huart1,UART_FLAG_IDLE); 
  __HAL_UART_CLEAR_FLAG(&huart1,UART_FLAG_TC); 
  HAL_UART_Receive_DMA(&huart1, Uart1Rx.RxBuff, UART1_BUFF_SIZE); //開啓DMA接收 
  __HAL_UART_ENABLE_IT(&huart1, UART_IT_IDLE);               //使能空閒中斷

在stm32f1xx_it.c中聲明USART1_ReceiveIDLE，並在串口中斷中調用該函數：

void USART1_ReceiveIDLE(void);
 
void USART1_IRQHandler(void)
{
  /* USER CODE BEGIN USART1_IRQn 0 */
  USART1_ReceiveIDLE();
  /* USER CODE END USART1_IRQn 0 */
  HAL_UART_IRQHandler(&huart1);
  /* USER CODE BEGIN USART1_IRQn 1 */
 
  /* USER CODE END USART1_IRQn 1 */
}

三、在main.c的main中添加代碼驗證裸機工程

while (1)
  {
    /* USER CODE END WHILE */
 
    /* USER CODE BEGIN 3 */
      LED1_ON();
      LED2_ON();
      LED3_ON();
      HAL_Delay(300);
      LED1_OFF();
      LED2_OFF();
      LED3_OFF();
      HAL_Delay(300);
      printf("This is the uart test!\r\n");
      if(Uart1Rx.RxFlag){
          Uart1Rx.RxFlag = 0;
          UART_SendData(USART1,Uart1Rx.RxBuff,Uart1Rx.RxLen);
      }
  }

編譯下載代碼，程序正常運行，LED閃爍，同時打印字符串。

通過上述操做，咱們已經完成了裸機工程的準備工做。

2、內核移植

一、下載LiteOS

LiteOS 開源代碼路徑：https://github.com/LiteOS/LiteOS

注：LiteOS 最新特性都存放在 develop 分支中，建議取該分支代碼進行學習。本文的代碼即爲 develop分支代碼。

點擊連接進入LiteOS代碼倉庫首頁，切換至develop分支，點擊右側「Clone or download」按鈕，選擇Download ZIP，下載代碼，以下圖所示：

LiteOS內核代碼目錄結構以下圖所示：

二、拷貝內核代碼

在工程目錄下新建LiteOS文件夾(文件夾名稱我的自定義)，從上一步下載的LiteOS內核源碼中，將arch、kernel、targets\STM32F103VET6_NB_GCC\OS_CONFIG 拷貝至LiteOS文件夾內，以下圖所示：

arch 中是CPU架構相關的代碼；kernel是LiteOS內核代碼；OS_CONFIG中是配置內核功能的頭文件，可用於裁剪內核功能，咱們從官方提供的例程中拷貝過來（可從target文件夾給出的例子中任意拷貝一個）。

三、向MDK工程添加內核文件

打開MDK工程，打開Mange Project Items。

添加arch分組

在Groups添加 LiteOS/Arch分組，添加如下文件：

arch\arm\arm-m\src 目錄下的所有文件：
    los_hw.c
    los_hw_tick.c
    los_hwi.c
arch\arm\arm-m\cortex-m3\keil 目錄下的：
    los_dispatch_keil.S

以下圖所示：

注：點擊AddFiles時，MDK默認添加.c類型的文件。los_dispatch_keil.S是彙編文件，所以在添加時，須要將文件類型選擇爲All files。

添加kernel分組

在Groups添加 LiteOS/kernel分組，添加如下文件：

kernel\base\core  下面所有 .c 文件
kernel\base\ipc   下面所有 .c 文件
kernel\base\mem\bestfit_little 下面所有 .c 文件
kernel\base\mem\common 下面所有 .c 文件
kernel\base\mem\membox 下面所有 .c 文件
kernel\base\misc 下面所有 .c 文件
kernel\base\om 下面所有 .c 文件
kernel\extended\tickless 下面所有 .c 文件 （如不使用tickless，可不添加）
kernel 下面的 los_init.c

說明：liteos提供三套動態內存算法，位於kernel/base/mem目錄下，分別爲bestfit、bestfit_little、tlsf，咱們本次移植的是bestfit_little.可根據需求移植其餘的算法。kernel\base\mem\membox目錄下是 LiteOS 提供的靜態內存算法，與動態內存算法不衝突。

四、配置頭文件

以下圖所示，依次點擊一、二、3，打開頭文件配置窗口：

頭文件配置以下圖所示：

須要添加的頭文件路徑爲：

arch\arm\arm-m\include
 
kernel\include
 
kernel\base\include
 
kernel\extended\include
 
OS_CONFIG

五、移除Systick和pendsv中斷

打開stm32f1xx_it.c，找到 SysTick_Handler 和 PendSV_Handler

將這兩個中斷處理函數屏蔽掉。不然會出現以下編譯錯誤。

說明：liteos內核使用到了systick和pendsv這兩個中斷，並在內核代碼中有對應實現

六、修改target_config.h

OS_CONFIG/target_config.h 文件，該文件主要用於配置MCU驅動頭文件、RAM大小、內核功能等，須要根據本身的環境進行修改。

咱們主要須要修改如下兩處：

MCU驅動頭文件

根據使用的MCU，包含對應的頭文件。

SRAM大小

根據使用的MCU芯片SRAM大小進行修改。

這裏咱們使用的是STM32F103C8T6，其SRAM爲20KB。

不接管中斷

設置LOSCFG_PLATFORM_HWI 宏定義爲 NO（該值默認爲NO，通常無需修改，出於謹慎，移植過來仍是要檢查下）

target_config.h 文件還有不少其餘宏定義，主要是配置內核的功能。好比是否使用隊列、軟件定時器、是否使用時間片、信號量等。

通過以上的操做，LiteOS的移植就完成了。點擊編譯。

七、建立一個任務

通過前面的操做，移植工做就完成了，這裏咱們能夠建立一個任務，使用LiteOS。在下邊的例子中，咱們建立了兩個任務，一個任務按照2S的週期點亮LED1，另一個任務按照400毫秒的週期點亮LED2。如下是代碼實現：

/* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include "main.h"
#include "dma.h"
#include "usart.h"
#include "gpio.h"
 
/* Private includes ----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN Includes */
#include "los_sys.h"
#include "los_task.ph"
#include "los_memory.ph"
/* USER CODE END Includes */
/* Private function prototypes -----------------------------------------------*/
void SystemClock_Config(void);
/* USER CODE BEGIN PFP */
 
/* USER CODE END PFP */
 
/* Private user code ---------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN 0 */
static void Led1Task(void)
{
    while(1) {
        LED1_ON();
        LOS_TaskDelay(1000);
        LED1_OFF();
        LOS_TaskDelay(1000);
    }
}
static void Led2Task(void)
{
    while(1) {
        LED2_ON();
        LOS_TaskDelay(200);
        LED2_OFF();
        LOS_TaskDelay(200);
    }
}
UINT32 RX_Task_Handle;
UINT32 TX_Task_Handle;
static UINT32 AppTaskCreate(void)
{
UINT32 uwRet = LOS_OK;
    TSK_INIT_PARAM_S task_init_param;
 
task_init_param.usTaskPrio = 4;
task_init_param.pcName = "RxTask";
task_init_param.pfnTaskEntry = (TSK_ENTRY_FUNC)Led1Task;
task_init_param.uwStackSize = 512;
uwRet = LOS_TaskCreate(&RX_Task_Handle, &task_init_param);
    if (uwRet != LOS_OK)
    {
        printf("Led1Task create failed,%X\n",uwRet);
        return uwRet;
    }
    
    task_init_param.usTaskPrio = 4;
task_init_param.pcName = "TxTask";
task_init_param.pfnTaskEntry = (TSK_ENTRY_FUNC)Led2Task;
task_init_param.uwStackSize = 512;
uwRet = LOS_TaskCreate(&TX_Task_Handle, &task_init_param);
    if (uwRet != LOS_OK)
    {
        printf("Led2Task create failed,%X\n",uwRet);
        return uwRet;
    } 
return LOS_OK;
}
/* USER CODE END 0 */
 
/**
  * @brief  The application entry point.
  * @retval int
  */
int main(void)
{
  /* USER CODE BEGIN 1 */
    UINT32 uwRet = LOS_OK;
 
  /* USER CODE END 1 */
  
 
  /* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/
 
  /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
  HAL_Init();
 
  /* USER CODE BEGIN Init */
 
  /* USER CODE END Init */
 
  /* Configure the system clock */
  SystemClock_Config();
 
  /* USER CODE BEGIN SysInit */
 
  /* USER CODE END SysInit */
 
  /* Initialize all configured peripherals */
  MX_GPIO_Init();
  MX_DMA_Init();
  MX_USART1_UART_Init();
  /* USER CODE BEGIN 2 */
  LOS_KernelInit();
  uwRet = AppTaskCreate();
  if(uwRet != LOS_OK) {
      printf("LOS Creat task failed\r\n");
      //return LOS_NOK;
  }
  LOS_Start();
  /* USER CODE END 2 */
 
  /* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1)
  {
    /* USER CODE END WHILE */
 
    /* USER CODE BEGIN 3 */
      //code below are used to verify the hardware.
      LED1_ON();
      LED2_ON();
      LED3_ON();
      HAL_Delay(300);
      LED1_OFF();
      LED2_OFF();
      LED3_OFF();
      HAL_Delay(300);
      printf("This is the uart test!\r\n");
  }
  /* USER CODE END 3 */
}
 
/**
  * @brief System Clock Configuration
  * @retval None
  */
void SystemClock_Config(void)
{
  RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {0};
  RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = {0};
 
  /** Initializes the CPU, AHB and APB busses clocks 
  */
  RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSI;
  RCC_OscInitStruct.HSIState = RCC_HSI_ON;
  RCC_OscInitStruct.HSICalibrationValue = RCC_HSICALIBRATION_DEFAULT;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSI_DIV2;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLMUL = RCC_PLL_MUL16;
  if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
  /** Initializes the CPU, AHB and APB busses clocks 
  */
  RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK
                              |RCC_CLOCKTYPE_PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;
  RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK;
  RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;
  RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV2;
  RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;
 
  if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_2) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
}
 
/* USER CODE BEGIN 4 */
 
/* USER CODE END 4 */
 
/**
  * @brief  This function is executed in case of error occurrence.
  * @retval None
  */
void Error_Handler(void)
{
  /* USER CODE BEGIN Error_Handler_Debug */
  /* User can add his own implementation to report the HAL error return state */
 
  /* USER CODE END Error_Handler_Debug */
}
 
#ifdef  USE_FULL_ASSERT
/**
  * @brief  Reports the name of the source file and the source line number
  *         where the assert_param error has occurred.
  * @param  file: pointer to the source file name
  * @param  line: assert_param error line source number
  * @retval None
  */
void assert_failed(uint8_t *file, uint32_t line)
{ 
  /* USER CODE BEGIN 6 */
  /* User can add his own implementation to report the file name and line number,
     tex: printf("Wrong parameters value: file %s on line %d\r\n", file, line) */
  /* USER CODE END 6 */
}
#endif /* USE_FULL_ASSERT */

附件爲移植好的工程代碼。

（代碼中有串口空閒中斷+DMA的樣例代碼，可參考。利用串口空閒中斷，能夠很好的實現數據分幀）

LiteosPorting.rar

做者：llb90