stm32 移植 rt |
您所在的位置：网站首页 › rtthread移植到a8处理器 › stm32 移植 rt |
stm32 移植 rt
|
既然我们要移植Rt-thread 首先就要了解RT-thread RT-Thread Nano 简介RT-Thread Nano 是一个极简版的硬实时内核，它是由 C 语言开发，采用面向对象的编程思维，具有良好的代码风格，是一款可裁剪的、抢占式实时多任务的 RTOS。其内存资源占用极小，功能包括任务处理、软件定时器、信号量、邮箱和实时调度等相对完整的实时操作系统特性。适用于家电、消费电子、医疗设备、工控等领域大量使用的 32 位 ARM 入门级 MCU 的场合。 下图是 RT-Thread Nano 的软件框图，包含支持的 CPU 架构与内核源码，还有可拆卸的 FinSH 组件：
支持架构：ARM：Cortex M0/ M3/ M4/ M7 等、RISC-V 及其他。 功能：线程管理、线程间同步与通信、时钟管理、中断管理、内存管理。 官网地址 https://www.rt-thread.org/document/site/
源码下载地址 https://www.rt-thread.org/download/nano/rt-thread-3.1.3.zip 源码
1 从官网下载RT-Thread源码，里面包含stm32f1xx的例程。https://www.rt-thread.org/page/download.html 建议使用最新的源码。很多功能老版本的代码里面都没有，比如之前使用3.1.2的源码，想使用ADC功能，发现源码里没有这部分，更新到4.0.0就有了，并且4.0版本也是现在官方推荐使用的，配合ENV工具开发很方便，现在RTT的社区有很多软件包了，通过ENV就可以很轻松的使用这些功能。 BSP 文件夹内
此版本是基于 HAL 的例程 大家如果熟悉使用HAL库 可直接在此使用
下面开始正式的介绍移植过程 本例程是基于标准库的 keil 移植的
https://download.rt-thread.org/download/mdk/RealThread.RT-Thread.3.1.3.pack Nano Pack 安装Nano Pack 可以通过在 Keil MDK IDE 内进行安装，也可以手动安装。下面开始介绍两种安装方式。 方法一：在 IDE 内安装 打开 MDK 软件，点击工具栏的 Pack Installer 图标：
点击右侧的 Pack，展开 Generic，可以找到 RealThread::RT-Thread，点击 Action 栏对应的 Install ，就可以在线安装 Nano Pack 了。另外，如果需要安装其他版本，则需要展开 RealThread::RT-Thread，进行选择。
方法二：手动安装 我们也可以从官网下载安装文件，RT-Thread Nano 离线安装包下载，下载结束后双击文件进行安装：
打开已经准备好的可以运行的裸机程序，将 RT-Thread 添加到工程。如下图，点击 Manage Run-Time Environment。
在 Manage Rum-Time Environment 里 "Software Component" 栏找到 RTOS，Variant 栏选择 RT-Thread，然后勾选 kernel，点击 "OK" 就添加 RT-Thread 内核到工程了。
现在可以在 Project 看到 RT-Thread RTOS 已经添加进来了，展开 RTOS，可以看到添加到工程的文件：
移植完 打开过程文件是错误的
RT-Thread 会接管异常处理函数 HardFault_Handler() 和悬挂处理函数 PendSV_Handler()，这两个函数已由 RT-Thread 实现，所以需要删除工程里中断服务例程文件中的这两个函数，避免在编译时产生重复定义。如果此时对工程进行编译，没有出现函数重复定义的错误，则不用做修改。 系统时钟配置需要在 board.c 中实现 系统时钟配置（为 MCU、外设提供工作时钟）与 os tick 的配置（为操作系统提供心跳 / 节拍）。 如下代码所示， HAL_Init() 初始化 HAL 库， SystemClock_Config()配置了系统时钟， SystemCoreClockUpdate() 对系统时钟进行更新，_SysTick_Config() 配置了 OS Tick。此处 OS Tick 使用滴答定时器 systick 实现，需要用户在 board.c 中实现 SysTick_Handler() 中断服务例程，调用 RT-Thread 提供的 rt_tick_increase() ，如下图所示。 /* board.c */ void rt_hw_board_init() { HAL_Init(); SystemClock_Config(); /* System Clock Update */ SystemCoreClockUpdate(); /* System Tick Configuration */ _SysTick_Config(SystemCoreClock / RT_TICK_PER_SECOND); /* Call components board initial (use INIT_BOARD_EXPORT()) */ #ifdef RT_USING_COMPONENTS_INIT rt_components_board_init(); #endif #if defined(RT_USING_USER_MAIN) && defined(RT_USING_HEAP) rt_system_heap_init(rt_heap_begin_get(), rt_heap_end_get()); #endif }
由于 SysTick_Handler() 中断服务例程由用户在 board.c 中重新实现，做了系统 OS Tick，所以还需要删除工程里中原本已经实现的 SysTick_Handler() ，避免在编译时产生重复定义。如果此时对工程进行编译，没有出现函数重复定义的错误，则不用做修改。 内存堆初始化系统内存堆的初始化在 board.c 中的 rt_hw_board_init() 函数中完成，内存堆功能是否使用取决于宏 RT_USING_HEAP 是否开启，RT-Thread Nano 默认不开启内存堆功能，这样可以保持一个较小的体积，不用为内存堆开辟空间。 开启系统 heap 将可以使用动态内存功能，如使用 rt_malloc、rt_free 以及各种系统动态创建对象的 API。若需要使用系统内存堆功能，则打开 RT_USING_HEAP 宏定义即可，此时内存堆初始化函数 rt_system_heap_init() 将被调用，如下所示：
初始化内存堆需要堆的起始地址与结束地址这两个参数，系统中默认使用数组作为 heap，并获取了 heap 的起始地址与结束地址，该数组大小可手动更改，如下所示：
注意：开启 heap 动态内存功能后，heap 默认值较小，在使用的时候需要改大，否则可能会有申请内存失败或者创建线程失败的情况，修改方法有以下两种： 可以直接修改数组中定义的 RT_HEAP_SIZE 的大小，至少大于各个动态申请内存大小之和，但要小于芯片 RAM 总大小。也可以参考《RT-Thread Nano 移植原理》——实现动态内存堆 章节进行修改，使用 RAM ZI 段结尾处作为 HEAP 的起始地址，使用 RAM 的结尾地址作为 HEAP 的结尾地址，这是 heap 能设置的最大值的方法。 编写第一个应用移植好 RT-Thread Nano 之后，则可以开始编写第一个应用代码验证移植结果。此时 main() 函数就转变成 RT-Thread 操作系统的一个线程，现在可以在 main() 函数中实现第一个应用：板载 LED 指示灯闪烁，这里直接基于裸机 LED 指示灯进行修改。 首先在文件首部增加 RT-Thread 的相关头文件 。在 main() 函数中（也就是在 main 线程中）实现 LED 闪烁代码：初始化 LED 引脚、在循环中点亮 / 熄灭 LED。将延时函数替换为 RT-Thread 提供的延时函数 rt_thread_mdelay()。该函数会引起系统调度，切换到其他线程运行，体现了线程实时性的特点。
编译程序之后下载到芯片就可以看到基于 RT-Thread 的程序运行起来了，LED 正常闪烁。 注意事项：当添加 RT-Thread 之后，裸机中的 main() 函数会自动变成 RT-Thread 系统中 main 线程 的入口函数。由于线程不能一直独占 CPU，所以此时在 main() 中使用 while(1) 时，需要有让出 CPU 的动作，比如使用 rt_thread_mdelay() 系列的函数让出 CPU。 与裸机 LED 闪烁应用代码的不同： 1). 延时函数不同： RT-Thread 提供的 rt_thread_mdelay() 函数可以引起操作系统进行调度，当调用该函数进行延时时，本线程将不占用 CPU，调度器切换到系统的其他线程开始运行。而裸机的 delay 函数是一直占用 CPU 运行的。 2). 初始化系统时钟的位置不同：移植好 RT-Thread Nano 之后，不需要再在 main() 中做相应的系统配置（如 hal 初始化、时钟初始化等），这是因为 RT-Thread 在系统启动时，已经做好了系统时钟初始化等的配置，这在上一小节 “系统时钟配置” 中有讲解。 配置 RT-Thread Nano用户可以根据自己的需要通过修改 rtconfig.h 文件里面的宏定义配置相应功能。 RT-Thread Nano 默认未开启宏 RT_USING_HEAP，故只支持静态方式创建任务及信号量。若要通过动态方式创建对象则需要在 rtconfig.h 文件里开启 RT_USING_HEAP 宏定义。 MDK 的配置向导 configuration Wizard 可以很方便的对工程进行配置，Value 一栏可以选中对应功能及修改相关值，等同于直接修改配置文件 rtconfig.h。更多细节配置详见 《 RT-Thread Nano 配置》。 实现动态内存堆 RT-Thread Nano 默认不开启动态内存堆功能，开启 RT_USING_HEAP 将可以使用动态内存功能，即可以使用 rt_malloc、rt_free 以及各种系统动态创建对象的 API。动态内存堆管理功能的初始化是通过 rt_system_heap_init() 函数完成的，动态内存堆的初始化需要指定堆内存的起始地址和结束地址，函数原型如下： void rt_system_heap_init(void *begin_addr, void *end_addr)开启 RT_USING_HEAP 后，系统默认使用数组作为 heap，heap 的起始地址与结束地址作为参数传入 heap 初始化函数，heap 初始化函数 rt_system_heap_init() 将在 rt_hw_board_init() 中被调用。 开启 heap 后，系统中默认使用数组作为 heap（heap 默认较小，实际使用时请根据芯片 RAM 情况改大），获得的 heap 的起始地址与结束地址，作为参数传入 heap 初始化函数： #define RT_HEAP_SIZE 1024 static uint32_t rt_heap[RT_HEAP_SIZE]; RT_WEAK void *rt_heap_begin_get(void) { return rt_heap; } RT_WEAK void *rt_heap_end_get(void) { return rt_heap + RT_HEAP_SIZE; } void rt_hw_board_init(void) { .... #if defined(RT_USING_USER_MAIN) && defined(RT_USING_HEAP) rt_system_heap_init(rt_heap_begin_get(), rt_heap_end_get()); //传入 heap 的起始地址与结束地址 #endif .... }如果不想使用数组作为动态内存堆，则可以重新指定系统 HEAP 的大小，例如使用 RAM ZI 段结尾处作为 HEAP 的起始地址（这里需检查与链接脚本是否对应），使用 RAM 的结尾地址作为 HEAP 的结尾地址，这样可以将空余RAM 全部作为动态内存 heap 使用。如下示例重新定义了 HEAP 的起始地址与结尾地址，并作为初始化参数进行系统 HEAP 初始化。 #define STM32_SRAM1_START (0x20000000) #define STM32_SRAM1_END (STM32_SRAM1_START + 20 * 1024) // 结束地址 = 0x20000000（基址） + 20K(RAM大小) #if defined(__CC_ARM) || defined(__CLANG_ARM) extern int Image$$RW_IRAM1$$ZI$$Limit; // RW_IRAM1，需与链接脚本中运行时域名相对应 #define HEAP_BEGIN ((void *)&Image$$RW_IRAM1$$ZI$$Limit) #endif #define HEAP_END STM32_SRAM1_END void rt_hw_board_init(void) { .... #if defined(RT_USING_USER_MAIN) && defined(RT_USING_HEAP) rt_system_heap_init((void *)HEAP_BEGIN, (void *)HEAP_END); #endif .... }
链接脚本 链接脚本，也称分散加载文件，决定在生成 image 文件时如何来分配相关数据的存放基址，如果不指定特定的链接脚本，连接器就会自动采用默认的链接脚本来生成镜像。 举例 stm32 在 KEIL MDK 开发环境下的链接脚本文件 xxx.sct： LR_IROM1 0x08000000 0x00020000 { ; load region size_region ER_IROM1 0x08000000 0x00020000 { ; load address = execution address *.o (RESET, +First) *(InRoot$$Sections) .ANY (+RO) } RW_IRAM1 0x20000000 0x00005000 { ; RW data .ANY (+RW +ZI) } }其中 RW_IRAM1 0x20000000 0x00005000 表示定义一个运行时域 RW_IRAM1（默认域名），域基址为 0x20000000，域大小为 0x00005000（即 20K ），对应实际 RAM 大小。.ANY (+RW +ZI) 表示加载所有匹配目标文件的可读写数据 RW-Data、清零数据 ZI-Data。所以运行时所占内存的结尾处就是 ZI 段结尾处，可以将 ZI 结尾处之后的内存空间作为系统动态内存堆使用。
Keil MDK 中集成的 RT-Thread Nano 软件包附带示例代码，如果需要参照示例代码，则可以在 Keil 中打开相应的示例代码工程。 首先点击 Pack Installer，进入下图所示界面：
右侧界面切换到 Examples，然后在左侧界面搜索 Device 或者 Boards，点击搜索出的芯片或者开发板，会显示与其相关的所有示例代码，同时可以看到 RT-Thread 的示例代码也在其中，点击 Copy，选择一个路径，然后点击 OK 即可打开示例代码工程
打开 keil 的安装路径 将 RT-Thread Package 到裸机工程根目录
1、拷贝 rtconfig.h 文件到 user 文件夹 将 RT-Thread/3.0.3/bsp 文件夹下面的 rtconfig.h 文件拷贝到工程根目录下面的 user文件夹， 可以通过修改这个 RT-Thread 内核的配置头文件来裁剪 RT-Thread 的功能 2、拷贝 board.c 文件到 user 文件夹下（新建RTE ） 将 RT-Thread/3.0.3/bsp 文件夹下面的 board.c 文件拷贝到工程根目录下面的 user 文件夹， 等下我们需要对这个 board.c 进行修改。
3、添加 RT-Thread 源码到工程组文件夹 新建 rtt/source 和 rtt/cpu 两个组文件夹，其中 rtt/source 用于存放 src 文件夹的内容， rtt/cpu用于存放 libcpu/arm/cortex-m？ 文件夹的内容，“？”表示0 3、 4 或者 7。内核文件 我们移植的为stm32f103 内核选择 Cortex-M3
指定 RT-Thread 头文件的路径 RT-Thread 的 源 码 里 面 只 有 RT-Thread\3.1.3\include\libcpu RTThread\3.1.3\include RTThread\3.1.3\src RTThread\3.1.3\components\finsh和 user 文件夹下(RTE) rtconfig.h 有头文件，只需要将这头文件的路径在开发环境里面指定即可。
这些都做完之后 编译还是有两个错误 因为还没有配置 RT-Thread Nano 参考上面讲述的配置 步骤
/* RT-Thread config file */ #ifndef __RTTHREAD_CFG_H__ #define __RTTHREAD_CFG_H__ #include "RTE_Components.h" // > // Basic Configuration // Maximal level of thread priority // Default: 32 #define RT_THREAD_PRIORITY_MAX 32 // OS tick per second // Default: 1000 (1ms) #define RT_TICK_PER_SECOND 1000 // Alignment size for CPU architecture data access // Default: 4 #define RT_ALIGN_SIZE 4 // the max length of object name // Default: 8 #define RT_NAME_MAX 8 // Using RT-Thread components initialization // Using RT-Thread components initialization #define RT_USING_COMPONENTS_INIT // // Using user main // Using user main #define RT_USING_USER_MAIN // // the size of main thread // Default: 512 #define RT_MAIN_THREAD_STACK_SIZE 256 // // Debug Configuration // enable kernel debug configuration // Default: enable kernel debug configuration //#define RT_DEBUG // // enable components initialization debug configuration // Default: 0 #define RT_DEBUG_INIT 0 // thread stack over flow detect // Diable Thread stack over flow detect //#define RT_USING_OVERFLOW_CHECK // // // Hook Configuration // using hook // using hook //#define RT_USING_HOOK // // using idle hook // using idle hook //#define RT_USING_IDLE_HOOK // // // Software timers Configuration // Enables user timers #define RT_USING_TIMER_SOFT 0 #if RT_USING_TIMER_SOFT == 0 #undef RT_USING_TIMER_SOFT #endif // The priority level of timer thread // Default: 4 #define RT_TIMER_THREAD_PRIO 4 // The stack size of timer thread // Default: 512 #define RT_TIMER_THREAD_STACK_SIZE 512 // The soft-timer tick per second // Default: 100 #define RT_TIMER_TICK_PER_SECOND 1000 // // IPC(Inter-process communication) Configuration // Using Semaphore // Using Semaphore #define RT_USING_SEMAPHORE // // Using Mutex // Using Mutex //#define RT_USING_MUTEX // // Using Event // Using Event //#define RT_USING_EVENT // // Using MailBox // Using MailBox //#define RT_USING_MAILBOX // // Using Message Queue // Using Message Queue //#define RT_USING_MESSAGEQUEUE // // // Memory Management Configuration // Using Memory Pool Management // Using Memory Pool Management //#define RT_USING_MEMPOOL // // Dynamic Heap Management // Dynamic Heap Management #define RT_USING_HEAP // // using small memory // using small memory #define RT_USING_SMALL_MEM // // using tiny size of memory // using tiny size of memory //#define RT_USING_TINY_SIZE // // // Device System Configuration // Using Device System // Using Device System //#define RT_USING_DEVICE // // Using device communication // Using device communication //#define RT_USING_DEVICE_IPC // // Using Serial // Using Serial //#define RT_USING_SERIAL // // // Console Configuration // Using console // Using console #define RT_USING_CONSOLE // // the buffer size of console // the buffer size of console // Default: 128 (128Byte) #define RT_CONSOLEBUF_SIZE 128 // The device name for console // The device name for console // Default: uart1 #define RT_CONSOLE_DEVICE_NAME "uart1" // #if defined(RTE_FINSH_USING_FINSH) || defined(RTE_FINSH_USING_MSH) #define RT_USING_FINSH // Finsh Configuration // the priority of finsh thread // the priority of finsh thread // Default: 6 #define __FINSH_THREAD_PRIORITY 5 #define FINSH_THREAD_PRIORITY (RT_THREAD_PRIORITY_MAX / 8 * __FINSH_THREAD_PRIORITY + 1) // the stack of finsh thread // the stack of finsh thread // Default: 4096 (4096Byte) #define FINSH_THREAD_STACK_SIZE 512 // the history lines of finsh thread // the history lines of finsh thread // Default: 5 #define FINSH_HISTORY_LINES 1 // Using symbol table in finsh shell // Using symbol table in finsh shell #define FINSH_USING_SYMTAB // // #endif #if defined(RTE_FINSH_USING_MSH) #define FINSH_USING_MSH #endif #if !defined(RTE_FINSH_USING_FINSH) && defined(RTE_FINSH_USING_MSH) #define FINSH_USING_MSH_ONLY #endif // > #define RT_USING_UART #define RT_USING_UART1 #endif board.c /* * File : application.c * This file is part of RT-Thread RTOS * COPYRIGHT (C) 2006, RT-Thread Development Team * * The license and distribution terms for this file may be * found in the file LICENSE in this distribution or at * http://www.rt-thread.org/license/LICENSE * * Change Logs: * Date Author Notes * 2017-07-24 Tanek the first version */ #include #include #include "usart.h" #include "delay.h" #include "led.h" // rtthread tick configuration // 1. include header files // 2. configure rtos tick and interrupt // 3. add tick interrupt handler // rtthread tick configuration // 1. include some header file as need #include #ifdef __CC_ARM extern int Image$$RW_IRAM1$$ZI$$Limit; #define HEAP_BEGIN (&Image$$RW_IRAM1$$ZI$$Limit) #elif __ICCARM__ #pragma section="HEAP" #define HEAP_BEGIN (__segment_end("HEAP")) #else extern int __bss_end; #define HEAP_BEGIN (&__bss_end) #endif #define SRAM_SIZE 8 #define SRAM_END (0x20000000 + SRAM_SIZE * 1024) extern uint8_t OSRunning; /** * This function will initial STM32 board. */ void rt_hw_board_init() { // rtthread tick configuration // 2. Configure rtos tick and interrupt SysTick_Config(SystemCoreClock / RT_TICK_PER_SECOND); //串口初始化 uart_init(115200); delay_init(72); //初始化LED LED_Init(); //tips:把硬件初始化放上面 OSRunning=1; /* Call components board initial (use INIT_BOARD_EXPORT()) */ #ifdef RT_USING_COMPONENTS_INIT rt_components_board_init(); #endif #if defined(RT_USING_CONSOLE) && defined(RT_USING_DEVICE) rt_console_set_device(RT_CONSOLE_DEVICE_NAME); #endif #if defined(RT_USING_USER_MAIN) && defined(RT_USING_HEAP) rt_system_heap_init((void*)HEAP_BEGIN, (void*)SRAM_END); #endif } // rtthread tick configuration // 3. add tick interrupt handler void SysTick_Handler(void) { /* enter interrupt */ rt_interrupt_enter(); rt_tick_increase(); /* leave interrupt */ rt_interrupt_leave(); } 修改完rtconfig.h 和board.c 编译通过
移植好的工程文件 链接：https://pan.baidu.com/s/1Jrxe9AtDGs9q2ZIF-mXd9A 提取码：lchq 复制这段内容后打开百度网盘手机App，操作更方便哦
|
【本文地址】
今日新闻 |
推荐新闻 |