赞
踩
本文介绍了如何移植 RT-Thread Nano 到 RISC-V 架构,以 Eclipse GCC 环境为例,基于一个 GD32V103 MCU 的基础工程作为示例进行讲解。
No.1
移植 Nano 的主要步骤:
1、准备一个基础的 Eclipse 工程,并获取 RT-Thread Nano 源码压缩包。
2、在基础工程中添加 RT-Thread Nano 源码,添加相应头文件路径。
3、适配 Nano,主要从 中断、时钟、内存、应用 这几个方面进行适配,实现移植。
4、最后可对 Nano 进行配置:Nano 是可裁剪的,通过配置文件 rtconfig.h 实现对系统的裁剪。
No.2
准备工作
● 下载 RT-Thread Nano 发布版本代码。
● 准备一份基础的裸机源码工程,如 LED 指示灯闪烁示例代码。
点击此处 下载 RT-Thread Nano 源码。RT-Thread官网下载中心:https://www.rt-thread.org/page/download.html
基础工程准备
在移植 RT-Thread Nano 之前,我们需要准备一个能正常运行的裸机工程。作为示例,本文使用的是基于 GD32V103 的一个 LED 闪烁程序。程序的主要截图如下:
在我们的例程中主要做了系统初始化与 LED 闪烁功能,编译下载程序后,就可以看到开发板上的 LED 在闪烁了。读者可以根据自己的需要使用的芯片,完成一个类似的裸机工程。
在准备好的 Eclipse 工程下面新建 rtthread 文件夹,并在该文件中添加以下文件:
● Nano 源码中的 include、libcpu、src 文件夹。注意 libcpu 仅保留与该芯片架构相关的文件,如示例中使用的是 bunblebee
与 common
。
● 配置文件:示例代码 rtthread-nano/bsp 中的两个文件:board.c
与 rtconfig.h
重新打开 eclipse 工作空间,导入工程,rtthread 已经加载到工程中:
Cortex-M 芯片内核移植代码:
- 1context_gcc.s
- 2cpuport.c
Kernel 文件包括:
- 1clock.c
- 2components.c
- 3device.c
- 4idle.c
- 5ipc.c
- 6irq.c
- 7kservice.c
- 8mem.c
- 9object.c
- 10scheduler.c
- 11thread.c
- 12timer.c
板级配置代码及配置文件:
- 1board.c
- 2rtconfig.h
右击工程,点击 properties
进入下图所示界面,点击 C/C++ Build
-> settings
,分别添加汇编与 C 的头文件路径:添加 rtconfig.h 头文件所在位置的路径,添加 include 文件夹下的头文件路径。然后点击 C/C++ General
-> Path and Symbols
,添加相应的头文件,最后点击应用即可。
No.3
适配 RT-Thread Nano
修改启动文件,实现 RT-Thread 的启动:由于 RT-Thread Nano 在 GCC 环境下的启动是由 entrry() 函数调用了启动函数 rt_thread_startup(),所以需要修改启动文件 start.S,使其在启动时先跳转至 entry() 函数执行,而不是跳转至 main(),这样就实现了 RT-Thread 的启动。
- 1/* RT-Thread 在 GCC 下的启动方式 */
- 2int entry(void)
- 3{
- 4 rtthread_startup();
- 5 return 0;
- 6}
RT-Thread 提供中断管理方法,当系统没有实现类似中断向量表的功能,物理中断要和用户的中断服务例程相关联,就需要使用中断管理接口对中断进行管理,这样当发生中断时就可以触发相应的中断,执行中断服务例程。
本例程中的 gd32f103 芯片在启动文件中提供了中断向量表,用户可直接使用中断向量提供的函数实现对应 IRQ。当一个中断触发时,处理器将直接判定是哪个中断源,然后直接跳转到相应的固定位置进行处理,不需要再自行实现中断管理。
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)。
配置示例如下图所示,riscv_clock_init()
配置了系统时钟,ostick_config()
配置了 OS Tick。
riscv_clock_init()
配置了系统时钟,示例如下:
ostick_config()
配置了 OS Tick,示例如下,此处 OS Tick 使用硬件定时器实现,需要用户在 board.c 中实现该硬件定时器的中断服务例程 eclic_mtip_handler()
,调用 RT-Thread 提供的 rt_tick_increase()
。
由于 eclic_mtip_handler()
中断服务例程由用户在 board.c 中重新实现,做了系统 OS Tick,所以需要将自定义的 eclic_mtip_handler
删除,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。
No.4
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。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 <rtthread.h>
。
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。
用户可以根据自己的需要通过打开或关闭 rtconfig.h 文件里面的宏定义,配置相应功能,如下是 rtconfig.h 的代码片段:
- 1...
- 2
- 3// <h>IPC(Inter-process communication) Configuration
- 4// <c1>Using Semaphore
- 5// <i>Using Semaphore
- 6#define RT_USING_SEMAPHORE
- 7// </c>
- 8// <c1>Using Mutex
- 9// <i>Using Mutex
- 10//#define RT_USING_MUTEX // 打开此宏则使能互斥量的使用
- 11// </c>
- 12// <c1>Using Event
- 13// <i>Using Event
- 14//#define RT_USING_EVENT // 打开此宏则使能事件集的使用
- 15// </c>
- 16// <c1>Using MailBox
- 17// <i>Using MailBox
- 18//#define RT_USING_MAILBOX // 打开此宏则使能邮箱的使用
- 19// </c>
- 20// <c1>Using Message Queue
- 21// <i>Using Message Queue
- 22//#define RT_USING_MESSAGEQUEUE // 打开此宏则使能消息队列的使用
- 23// </c>
- 24// </h>
- 25
- 26// <h>Memory Management Configuration
- 27// <c1>Using Memory Pool Management
- 28// <i>Using Memory Pool Management
- 29//#define RT_USING_MEMPOOL // 打开此宏则使能内存池的使用
- 30
- 31...
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。完整配置详见 《 RT-Thread Nano 配置》:https://www.rt-thread.org/document/site/tutorial/nano/nano-config/an0043-nano-config/
RT-Thread线上活动
1、【RT-Thread开发者大会报名】深圳站马上开始!2019年RT-Thread开发者大会已经登入了成都、上海,马上将去到我们最后一站深圳,大会内容包含:RT-Thread在中高端智能领域的应用、一站式RTT开发工具、打造IoT极速开发模式等干货演讲,期待您的参与!
立即报名
#题外话# 喜欢RT-Thread不要忘了在GitHub上留下你的STAR哦,你的star对我们来说非常重要!链接地址:https://github.com/RT-Thread/rt-thread
你可以添加微信17775982065为好友,注明:公司+姓名,拉进 RT-Thread 官方微信交流群
RT-Thread
让物联网终端的开发变得简单、快速,芯片的价值得到最大化发挥。Apache2.0协议,可免费在商业产品中使用,不需要公布源码,无潜在商业风险。
长按二维码,关注我们
点击“阅读原文”报名开发者大会
Copyright © 2003-2013 www.wpsshop.cn 版权所有,并保留所有权利。