【转】RT-Thread学习笔记——移植RT-Thread到STM32_rt_using_signals

转载自:RT-Thread学习笔记——移植RT-Thread到STM32

#ifndef __RTTHREAD_CFG_H__
#define __RTTHREAD_CFG_H__
 
/* RT-Thread内核部分 */
#define RT_NAME_MAX 8					//内核对象名称最大长度，大于该长度的名称多余部分会被自动裁掉
#define RT_ALIGN_SIZE 4					//字节对齐时设定对齐的字节个数。常使用ALIGN(RT_ALIGN_SIZE)进行字节对齐
#define RT_THREAD_PRIORITY_MAX 32		//定义系统线程优先级数；通常用RT_THREAD_PRIORITY_MAX-1定义空闲线程的优先级
#define RT_TICK_PER_SECOND 1000			//定义时钟节拍，为1000时表示1000个tick每 秒，一个tick为1ms
#define RT_USING_OVERFLOW_CHECK			//检查栈是否溢出，未定义则关闭
#define RT_DEBUG						//定义该宏开启debug模式，未定义则关闭
#define RT_DEBUG_INIT 0					//开启debug模式时：该宏定义为0时表示关闭打印组件初始化信息，定义为1时表示启用
#define RT_DEBUG_THREAD 0				//开启debug模式时：该宏定义为0时表示关闭打印线程切换信息，定义为1时表示启用
#define RT_USING_HOOK					//定义该宏表示开启钩子函数的使用，未定义则关闭
#define IDLE_THREAD_STACK_SIZE 256		//定义了空闲线程的栈大小
 
/* 
线程间同步与通信部分，
该部分会使用到的对象有信号量、
互斥量、事件、邮箱、消息队列、信号等 
*/
#define RT_USING_SEMAPHORE				//定义该宏可开启信号量的使用，未定义则关闭
#define RT_USING_MUTEX					//定义该宏可开启互斥量的使用，未定义则关闭
#define RT_USING_EVENT					//定义该宏可开启事件集的使用，未定义则关闭
#define RT_USING_MAILBOX				//定义该宏可开启邮箱的使用，未定义则关闭
#define RT_USING_MESSAGEQUEUE			//定义该宏可开启消息队列的使用，未定义则关闭
#define RT_USING_SIGNALS				//定义该宏可开启信号的使用，未定义则关 闭
 
/* 内存管理部分 */
#define RT_USING_MEMPOOL				//定义该宏可开启静态内存池的使用，未定义则关闭
#define RT_USING_MEMHEAP				//定义该宏可开启两个或以上内存堆拼接的使用，未定义则关闭
#define RT_USING_SMALL_MEM				//定义该宏可开启开启小内存管理算法，未定义则关闭
//#define RT_USING_SLAB					//定义该宏可开启SLAB内存管理算法，未定义则关闭
#define RT_USING_HEAP					//定义该宏可开启堆的使用，未定义则关闭
 
/* 内核设备对象 */
#define RT_USING_DEVICE					//表示开启了系统设备的使用，使用设备驱动
#define RT_USING_CONSOLE				//定义该宏可开启系统控制台设备的使用，未定义则关闭
#define RT_CONSOLEBUF_SIZE 128			//定义控制台设备的缓冲区大小
#define RT_CONSOLE_DEVICE_NAME "uart1"	//控制台设备的名称
 
/* 自动初始化方式 */
#define RT_USING_COMPONENTS_INIT		//定义该宏开启自动初始化机制，未定义则关闭
#define RT_USING_USER_MAIN				//定义该宏  启设置应用入口为main函数
#define RT_MAIN_THREAD_STACK_SIZE 2048	//定义main线程的栈大小
 
/* FinSH */
#define RT_USING_FINSH					//定义该宏可开启系统FinSH调试工具的使用，未定义则关闭
#ifdef RT_USING_FINSH
#define FINSH_THREAD_NAME "tshell"		//开启系统FinSH时：将该线程名称定义为tshell
#define FINSH_USING_HISTORY				//开启系统FinSH时：使用历史命令
#define FINSH_HISTORY_LINES 5			//开启系统FinSH时：对历史命令行数的定义
#define FINSH_USING_SYMTAB				//开启系统FinSH时：定义该宏开启使用Tab键，未定义则关闭
#define FINSH_THREAD_PRIORITY 20		//开启系统FinSH时：定义该线程的优先级
#define FINSH_THREAD_STACK_SIZE 4096	//开启系统FinSH时：定义该线程的栈大小
#define FINSH_CMD_SIZE 80				//开启系统FinSH时：定义命令字符长度
#define FINSH_USING_MSH					//开启系统FinSH时：定义该宏开启MSH功能
#define FINSH_USING_MSH_DEFAULT			//开启系统FinSH时：开启MSH功能时，定义该宏默认使用MSH功能
#define FINSH_USING_MSH_ONLY			//开启系统FinSH时：定义该宏，仅使用MSH功能
#endif
 
/* 关于 MCU */
#define STM32L475VE						//定义该工程使用的MCU为STM32L475VE
#define RT_HSE_VALUE 8000000			//定义时钟源频率
#define RT_USING_LED					//定义该宏开启LED的使用
#define RT_USING_SERIAL					//定义该宏开启串口的使用
#define BSP_USING_UART1					//定义该宏开启UART1的使用
 
 
#endif/* __RTTHREAD_CFG_H__ */
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五、修改board.c

1、添加系统时钟初始函数，这里使用HAl库将系统初始化为80MHz：

void _Error_Handler(char *file, int line)
{
	/* USER CODE BEGIN Error_Handler_Debug */
  	/* User can add his own implementation to report the HAL error return state */
  	while(1)
  	{
  	}
  	/* USER CODE END Error_Handler_Debug */
}
 
/*
  * @brief System Clock Configuration
  * @retval None
*/
void SystemClock_Config(void)
{
	RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct;
  	RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct;
 
	__HAL_RCC_PWR_CLK_ENABLE();
	
    /* Initializes the CPU, AHB and APB busses clocks */
  	RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSE;
  	RCC_OscInitStruct.HSEState = RCC_HSE_ON;
  	RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;
  	RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSE;
	RCC_OscInitStruct.PLL.PLLM = 1;
  	RCC_OscInitStruct.PLL.PLLN = 20;
  	RCC_OscInitStruct.PLL.PLLP = RCC_PLLP_DIV7;
  	RCC_OscInitStruct.PLL.PLLQ = RCC_PLLQ_DIV2;
  	RCC_OscInitStruct.PLL.PLLR = RCC_PLLR_DIV2;
  	if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK)
  	{
    	_Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
  	}
 
    /* 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_DIV1;
  	RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;
 
  	if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_4) != HAL_OK)
  	{
    	_Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
  	}
 
    /* Configure the main internal regulator output voltage */
  	if (HAL_PWREx_ControlVoltageScaling(PWR_REGULATOR_VOLTAGE_SCALE1) != HAL_OK)
  	{
    	_Error_Handler(__FILE__, __LINE__);
  	}
}
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2、修改Tick相关函数，初始化SysTick，：

/**
 *  HAL adaptation
 */
HAL_StatusTypeDef HAL_InitTick(uint32_t TickPriority)
{
    /* Return function status */
    return HAL_OK;
}
 
uint32_t HAL_GetTick(void)
{
    return rt_tick_get() * 1000 / RT_TICK_PER_SECOND;
}
 
void HAL_SuspendTick(void)
{
    return ;
}
 
void HAL_ResumeTick(void)
{
    return ;
}
 
void HAL_Delay(__IO uint32_t Delay)
{
    return ;
}
 
void SysTick_Handler(void)
{
    /* enter interrupt */
    rt_interrupt_enter();
 
    rt_tick_increase();
 
    /* leave interrupt */
    rt_interrupt_leave();
}
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3、修改rt_hw_board_init函数，初始化SysTick：

/**
 * This function will initial your board.
 */
void rt_hw_board_init()
{	
	/* 使用HAL库，初始化HAL */
	HAL_Init();
 
	/* 初始化系统时钟和SysTick */
    SystemClock_Config();
	SysTick_Config(SystemCoreClock / RT_TICK_PER_SECOND);
 
	/* 硬件 BSP 初始化统统放在这里，比如 LED，串口，LCD 等 */
#ifdef RT_USING_LED
	led_init();
#endif
 
#ifdef RT_USING_SERIAL
    stm32_hw_usart_init();
#endif
	
	
    /* 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(rt_heap_begin_get(), rt_heap_end_get());
#endif
}
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4、增加RT-Thread堆空间大小，因为finsh需要和其他线程需要，我这里先修改为16K，后期使用具体看MCU的RAM和实际需要调节：

 

六、新建MDK工程

1、新建一个BSP文件夹用于放自己写的外设驱动：

2、然后新建一个MDK工程，往工程里面加入相关文件，如下：

这里我们重点关注几个文件夹： BSP、RT-Thread_bsp、RT-Thread_device_drviers、RT-Thread_libcpu。

（1）BSP，放用户自己写的驱动，如LED驱动、LCD驱动等：

（2） RT-Thread_bsp：放RT-Thread做的BSP、board.c、board.h、rt_config.h，放RT-Thread做的BSP可以是串口驱动等：

（3）RT-Thread_device_drviers：放RT-Thread的设备驱动框架，如串口、I2C、SPI等，我们目前只先用到串口：

（4）RT-Thread_libcpu：放CPU 架构，我们用的是SMT32L4xx，因此这里是cortex-m4，在添加cpuport.c和context_rvds.S：

3、添加相关头文件到工程：

 

七、修改main.c

1、将main函数修改如下：

#include "main.h"
#include "board.h"
#include "rtthread.h"
 
 
int main(void)
{	
	u32 count = 1;
	
	while(count > 0)
	{
		LED_R(0);
		rt_kprintf("led on, count: %d\r\n", count);
		rt_thread_mdelay(500);
		LED_R(1);
		rt_thread_mdelay(500);
		rt_kprintf("led off\r\n");
		count++;
	}
 
	return 0;
}
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2、保存工程，然后编译工程，下载到开发板,观察LED灯情况，会亮500ms后再灭500ms，同时串口打印相关信息：

3、测试finsh功能：

为更加直观看finsh相关功能，将main函数的串口打印代码注释掉，然后重新编译，下载到开发板：

#include "main.h"
#include "board.h"
#include "rtthread.h"
 
 
int main(void)
{	
	u32 count = 1;
	
	while(count > 0)
	{
		LED_R(0);
		//rt_kprintf("led on, count: %d\r\n", count);
		rt_thread_mdelay(500);
		LED_R(1);
		rt_thread_mdelay(500);
		//rt_kprintf("led off\r\n");
		count++;
	}
 
	return 0;
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接着打开串口，打印如下信息：

按tab键：

输入list_thread：

更多finsh的讲解到RT-Thread官方看相关文档。

 

八、RT-Thread 启动流程

当你拿到一个移植好的 RT-Thread 工程的时候，你去看 main 函数，只能在 main 函数里面看到创建线程和启动线程的代码，硬件初始化，系统初始化，启动调度器等信息都看不到。那是因为 RT-Thread 拓展了 main 函数，在 main 函数之前把这些工作都做好了。

1、在components.c中有如下代码：

/* $Sub$$main 函 数 */
int $Sub$$main(void)
{
rtthread_startup();
return 0;
}
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在这里 $Sub$$main 函数仅仅调用了 rtthread_startup() 函数，在 components.c 的代码中找到rtthread_startup() 函数，如下：

启动流程如下（图片来源RT-Thread编程指南）：

这部分启动代码，大致可以分为四个部分：
（1）初始化与系统相关的硬件；
（2）初始化系统内核对象，例如定时器、调度器、信号；
（3）创建 main 线程，在 main 线程中对各类模块依次进行初始化；
（4）初始化定时器线程、空闲线程，并启动调度器。
rt_hw_board_init() 中完成系统时钟设置，为系统提供心跳、串口初始化，将系统输入输出终端绑定到这个串口，后续系统运行信息就会从串口打印出来。

 

参考文献：

1、[野火®]《RT-Thread 内核实现与应用开发实战—基于STM32》

2、RT-THREAD 编程指南