前言:
說點廢話,網(wǎng)上有很多關于uCOS-ii移植的文章,好多都是千篇一律,理論性很強,分析了一大堆虛頭巴腦的東西,真想問他們,你確定你分析的這些東西是需要你做的工作嗎?實操性嚴重欠缺。。。這方面我也走了很多彎路,下面就將自己的移植過程一步步的記錄下來,也給大家做做參考。
首先,簡單總結一下移植的大概過程:
(1) 去uC/OS-ii官網(wǎng)下載你要移植芯片CPU的相關案例,不一定完全對應,那就找相應系列吧。
(2) 編程環(huán)境一般有兩種,分別是IAR和MDK,這個根據(jù)你自己的編程環(huán)境進行下載。
(3) 本案例需要將uC/OS-II 移植到STM32F103ZET6上,而我使用的編程環(huán)境是MDK,很遺憾,官網(wǎng)上提供的案例是基于IAR的,所以要基于IAR的案例進行更改。
(4) 使用MDK創(chuàng)建一個無操作系統(tǒng)的最簡單程序,確保這個程序能夠使用,這樣做的目的是為了一步步的排查錯誤,假如無操作系統(tǒng)時,都有錯誤,移植過程中也肯定會有編譯錯誤,那么在排查錯誤的時候也就增加了難度,不會寫物操作系統(tǒng)的簡單程序怎么辦。。。那就不要往下看了。
(5) 移植的最大的改動主要有兩部分,一個是一些頭文件的增減,另外一個就是向量表中PendSV_Handler和SysTick_Handler的修改。這里我要吐槽一下,網(wǎng)上說了一大堆關于什么OS_CPU.H的更改還有各種函數(shù)的的分析,這都是扯淡。。。這些根本就不用移植者去修改,官網(wǎng)提供的案例都已經(jīng)提供了,除非你選擇移植的CPU是比較偏的,那么這些東西需要移植者自己去編寫。
好了,下面就開始詳細的記錄怎么去移植。
一、 創(chuàng)建一個無操作系統(tǒng)的簡單裸板系統(tǒng)
1. 創(chuàng)建源文件工程文件夾,如下圖所示:
其中文件夾“CMSIS”為內(nèi)核的接口,包含的文件如下圖
文件夾STM32_StdPeriph為固件驅(qū)動文件夾,這個把STM32的固件全都添加進去即可。
文件夾User為其他文件,如下圖所示:
文件夾Output和List主要是放那些編譯產(chǎn)生的亂七八糟的文件,為了使工程代碼更加簡潔。
2.使用MDK創(chuàng)建無操作系統(tǒng)工程項目,這一點就不一一說了,將創(chuàng)建后的工程項目文件樹截圖如下:
這個時候還沒有main文件,那么創(chuàng)建一個mian.c文檔即可,這里需要注意,創(chuàng)建main.c后,要將其添加到項目中才行,而不是簡單的保存。如下圖所示:、
注意:main.c中要有一個mian函數(shù),否則編譯器會報錯提示你的。然后就是項目的配置,這個還是很重要的,下面分別說需要配置的地方:
(1) Output選項如下:
這里面勾選了Create HEX File選項,同時將項目輸出放到了之前創(chuàng)建的Output文件夾。
(2) List選項,將List產(chǎn)生的文件放入到之前創(chuàng)建的List文件夾中。
(3) C/C++配置選項如下:
其中Define選項中,填入:USE_STDPERIPH_DRIVER,STM32F10X_HD,這是告訴編譯器,使用標準外設,還有選擇的CPU類型,其中CPU類型需要根據(jù)你選擇移植的CPU進行適當?shù)母摹nclude Paths是要包含的頭文件路徑,這個為了保險,將項目中的所有有.h的文件的文件夾都包含進去就可以了。
4.Debug選項如下:
,我使用的是Jlink進行燒寫調(diào)試,所以選擇了如圖所示,還要進行settings,如下:
這里要勾選“Reset and Run”,這樣做的目的是,每當燒寫下載后,CPU進行復位并運行。
5.Utilities選項設置如下所示:
至此,配置完畢,編譯一下,沒有錯誤,創(chuàng)建一個簡單的點亮LED程序,驗證一下即可。
備注說明:如果按照這個步驟操作,編譯,如果出現(xiàn)一些簡單的錯誤,比如沒有main函數(shù),沒有發(fā)現(xiàn)某個頭文件,那么按照提示解決即可,但是如果發(fā)現(xiàn)了很多怪怪的編譯錯誤,比如說未定義u32,u8這些符號時,那就要注意一下了,有可能是MDK版本的問題,我在使用MDK低版本的時候,發(fā)現(xiàn)有問題,而使用高版本的時候就沒問題了,所以需要注意一下。
一、 移植uC/OS-ii到STM32F10X上
1. 首先在官網(wǎng)上下載基于STM32的移植工程案例,里面的移植文檔AN-1018中是作者寫的移植文檔,說的很詳細,想要移植的話,多看看這個文檔。
2. 其中有張圖,非常重要,其實就是告訴了移植者要做的工作,如下圖所示:
這個圖表達了什么信息呢,其實就是告訴移植者需要將那些文件移植到你的工程當中,首先是uC/OS-ii的源文件,就是OS_CORE.C、OS_FLAG.C.。...ucos_ii.H這些文件,其實是uC/OS-ii的Port文件,包括4個,分別是OS_CPU_C.C,OS_CPU_A.ASM,OS_CPU.H,OS_DBG.C,還有是用戶應用程序里的包含文件,這個里面不能照搬,選擇使用兩個文件,分別為OS_CFG.H和INCLUDES.H,其他三個,可以自己編寫,為什么不套用另外那三個呢,主要是因為那三個文件是針對官方開發(fā)板創(chuàng)建的任務,里面包含的信息量太大,編譯的時候,肯定會有大量的錯誤(因為我們是一直到我們自己的板子),所以最好自己寫最簡單的,至于怎么寫,后面再詳細說,可以先建2個空文件,分別是APP.C和APP_CFG.H,這兩個文件的含義很簡單,APP是自己的應用程序C文件,APP_CFG.H是對我們自己的應用程序做的配置文件,看到這里可能會有個疑問,APP_VECT.C文件怎么處理呢,答案是舍棄,因為官方提供的案例是自己寫啟動文件,APP_VECT.C文件是向量表,我們使用的是STM32固件庫里的啟動代碼,所以就不用使用了。BSP部分有兩個文件BSP.C和BSP.H,這個也建議直接舍棄,這個是官方文檔中針對他們的的開發(fā)板寫的一些底層的設備驅(qū)動,我們自己的開發(fā)板跟他們的不同,所以根本就沒必要要,至此,將剛剛分析的這些必須的文件加入到上面創(chuàng)建的無操作系統(tǒng)裸板程序中,進行編譯。肯定會有很多錯誤,下面我們就一一的修改這些錯誤。添加到項目后的文件樹,如下圖所示:
需要注意的是,這其中的app.c和app_cfg.h是自己創(chuàng)建的空的文件,而不是使用官網(wǎng)案例里提供的,如果非要使用官網(wǎng)里面的,那么只能不停的更正其中的錯誤啦。下面就是要修改錯誤的過程了。
3. 修改os_cfg.h 這個是配置uCOS-ii系統(tǒng)功能的頭文件,根據(jù)自己的需要進行裁剪任務吧,我只做了一個修改,就是,禁用鉤子函數(shù),這是為了防止出現(xiàn)那些所謂的文檔中分析的要寫的那幾個鉤子函數(shù)出現(xiàn)錯誤,禁用鉤子函數(shù)了,也就不用寫鉤子函數(shù)了,其他的根據(jù)自己需要裁減吧。
4. OS_CPU_A.ASM文件的修改
首先是修改
為
這樣修改的目的,是因為MDK編程環(huán)境不認識PUBLIC,要用EXPORT.
其次是修改:
為:
這個也是因為編程環(huán)境的問題。
5. 修改OS_DBG.C
修改:
為:,原因也是編程環(huán)境的問題。
6. 修改啟動代碼
這個步驟是移植的核心:上面說的其他的修改,都是一些附屬的格式方面的修改,而啟動代碼的修改才是移植的核心,這里簡單的分析2個問題,一是,什么叫移植,二是移植的操作系統(tǒng)如何能夠被我們的工程所應用。所謂移植,打一個恰當?shù)谋扔鳌鞴僖浦玻褪菍的器官移植到B身上,使A的器官能夠為B所用。所以移植絕對不是簡單的“復制”,不僅要放到你的工程項目中,更重要的是要能夠和你的項目建立聯(lián)系。那么uCOS-ii怎么跟STM32建立聯(lián)系呢?
uCOS-ii的核心作用就是任務調(diào)度,要使用STM32的一個特殊中斷——PendSV,就是可掛起系統(tǒng)任務中斷,通過該中斷進行系統(tǒng)的調(diào)度。還有就是uCOS-ii需要一個基準時間,那么STM32中有一個專用的定時器,嘀嗒定時器SysTick,這個定時器,就是專為操作系統(tǒng)而設計的,通過這個滴答定時器給uCOS-ii提供一個時間基準,每隔固定的時間出發(fā)一個PendSV中斷,進行任務的調(diào)度。所以呢,在官方案例的移植文檔AN-1018中也特別提到這一點,要將啟動代碼中所有“PendSV_Handler”和“SysTick_Handler”,替換成“OS_CPU_PendSVHandler”和“OS_CPU_SysTickHandler”,這樣就相當于將uCOS-ii的“神經(jīng)”跟你的項目的“神經(jīng)”搭在了一起。
7. 此時編譯,發(fā)現(xiàn)還有一個錯誤:
在uCOS-ii源碼中查找OS_TASK_TMR_PRIO定義,原來這個定義在源碼文件app_cfg.h中,如下所示:
比葫蘆畫瓢,復制到自己創(chuàng)建的那個空白app_cfg.h中。然后編譯,發(fā)現(xiàn)已經(jīng)還有的錯誤就是在includes.h中,說沒有包含一些的頭文件,這個把includes.h中對應錯誤的那些包含頭文件代碼刪掉即可,這是因為我們沒有完全的使用官方案例中的所有文件。至此移植的修改工作告一段落,已經(jīng)完成。
8. 創(chuàng)建任務,驗證移植效果。
這個可以參照源代碼中APP.C進行創(chuàng)建任務,在app_cfg.h中編寫各個任務的配置文件,這里需要注意的是,我們之前創(chuàng)建的裸板中已經(jīng)有main.c文件,其中已經(jīng)有main.c函數(shù),所以我們在app.c中就不必再創(chuàng)建main函數(shù)了,直接在main函數(shù)中初始化uCOS-ii,然后創(chuàng)建一個任務,或者調(diào)用一個函數(shù),在這個任務或者函數(shù)中再創(chuàng)建需要的幾個任務即可。案例如下圖所示:
其中需要注意的是,在創(chuàng)建的第一個任務里,一定要先初始化嘀嗒定時器,這個是仿照官方案例中的代碼格式寫的,直接使用OS_CPU_SysTickInit(),可能在編譯的時候,會發(fā)現(xiàn)這個嘀嗒定時器初始化啟動函數(shù)有報錯,這個一般是沒有包含這個函數(shù)中調(diào)用的函數(shù),或者直接沒有,那么在源代碼中搜索這個函數(shù),比葫蘆畫瓢照抄寫就行啦。
另外特別注意,官網(wǎng)代碼的創(chuàng)建的第一個開始任務里有一段代碼,如下圖所示:
這個,調(diào)用了OSStatInit()函數(shù),這個函數(shù)的作用是啟動統(tǒng)計CPU占用率的函數(shù),這個不太清楚還有沒有其他功能,建議不要使用,因為我在使用的時候,發(fā)現(xiàn),創(chuàng)建的任務都不能工作了,索性就不使用,反倒好了。
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