【LiteOS】STM32F103-LiteOS移植教程（详细篇）【华为云技术分享】
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本文基于STM32F103C8T6，详细讲述华为LiteOS的移植过程。开发工具是MDK5。LiteOS官方已经适配过cortex M系列内核的单片机，因此移植过程非常简单。
LiteOS有两种移植方案：OS接管中断和非接管中断方式。接管中断的方式，是由LiteOS创建很管理中断，需要修改stm32启动文件，移植比较复杂。STM32的中断管理做的很好，用不着由LiteOS管理中断，所以我们下边的移植方案，都是非接管中断的方式的。中断的使用，跟在裸机工程时是一样的。
在target_config.h 中将 LOSCFG_PLATFORM_HWI 宏定义为 NO，即为不接管中断方式。该值默认为NO 。
移植的主要步骤如下：
1、添加内核文件
2、配置头文件
3、移除systick和pendsv中断
4、修改target_config.h
5、重定向printf函数（一般在裸机工程中就会实现）
说明：内核运行过程中会通过串口打印一些错误信息。如果日志功能开启、而又没有重定向printf函数的话，则会导致日志打印出错，程序异常卡死。之前我就是没有重定向printf函数，结果出了莫名其妙的问题，程序异常卡死在创建任务的地方。
下边我们通过新建一个裸机工程，一步步讲解如何进行移植。以下是详细过程。
一、创建裸机工程
我们这次使用的是一个STM32F103C8T6的最小系统板，板载有三个LED、一个串口。LED连接引脚为（PB5\PB6\PB7），低电平点亮；串口为USART1(PA9，PA10)，采用DMA+空闲中断的方式接收数据。我们利用STM32CubeMX来生成裸机工程（STM32CubeMX的使用本文不详细描述），设置如下：
1、引脚配置
- 配置PB5\PB6\PB7为推挽输出方式；
- 配置PA9\PA10为USART1复用功能；
- 配置PA13为SWDIO功能，PA14为SWCLK功能（下载及调试）
- 使能串行调试功能
2、时钟配置
3、串口配置
4、生成代码
勾选生成对应外设驱动的‘.c/.h’文件，生成代码。
打开工程，加入LED开关状态的宏定义和串口空闲中断接收的代码，具体如下（当然，如果你不使用DMA+空闲中断的方式，也可以不进行下边2中的修改，但是一定要重定向printf函数）：
1、在main.h中加入LED宏定义代码。
1 #define LED1_ON() HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, LED1_Pin, GPIO_PIN_RESET) 2 #define LED1_OFF() HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, LED1_Pin, GPIO_PIN_SET) 3 4 #define LED2_ON() HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, LED2_Pin, GPIO_PIN_RESET) 5 #define LED2_OFF() HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, LED2_Pin, GPIO_PIN_SET) 6 7 #define LED3_ON() HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, LED3_Pin, GPIO_PIN_RESET) 8 #define LED3_OFF() HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, LED3_Pin, GPIO_PIN_SET)
2、实现串口空闲中断接收
在usart.h中加入如下代码：
1 #define UART1_BUFF_SIZE 256 //串口接收缓存区长度 2 typedef struct 3 { 4 uint8_t RxFlag; //空闲接收标记 5 uint16_t RxLen; //接收长度 6 uint8_t *RxBuff; //DMA接收缓存 7 }USART_RECEIVETYPE; 8 extern USART_RECEIVETYPE Uart1Rx; 9 void USART1_ReceiveIDLE(void); 10 void UART_SendData(USART_TypeDef * Uart,uint8_t *buff,uint16_t size); 11 在usart.c中加入如下代码 12 static uint8_t Uar1tRxBuff[UART1_BUFF_SIZE+1]; //定义串口接收buffer 13 USART_RECEIVETYPE Uart1Rx = { 14 .RxBuff = Uar1tRxBuff, 15 }; 16 17 void USART1_ReceiveIDLE(void) 18 { 19 uint32_t temp; 20 if((__HAL_UART_GET_FLAG(&huart1,UART_FLAG_IDLE) != RESET)) 21 { 22 __HAL_UART_CLEAR_FLAG(&huart1,UART_FLAG_IDLE); 23 temp = huart1.Instance->SR; 24 temp = huart1.Instance->DR; 25 HAL_UART_DMAStop(&huart1); 26 temp = huart1.hdmarx->Instance->CNDTR; 27 Uart1Rx.RxLen = UART1_BUFF_SIZE - temp; 28 Uart1Rx.RxFlag=1; 29 Uart1Rx.RxBuff[Uart1Rx.RxLen] = 0; 30 HAL_UART_Receive_DMA(&huart1,Uart1Rx.RxBuff,UART1_BUFF_SIZE); 31 } 32 } 33 void UART_SendByte(USART_TypeDef * Uart,uint8_t data) 34 { 35 Uart->DR = data; 36 while((Uart->SR&UART_FLAG_TXE)==0); 37 while((Uart->SR&UART_FLAG_TC)==0); 38 } 39 void UART_SendData(USART_TypeDef * Uart,uint8_t *buff,uint16_t size) 40 { 41 while(size--) 42 { 43 Uart->DR = *(buff++); 44 while((Uart->SR&UART_FLAG_TXE)==0); 45 } 46 while((Uart->SR&UART_FLAG_TC)==0); 47 } 48 ///重定向c库函数printf到USART1 49 int fputc(int ch, FILE *f) 50 { 51 /* 发送一个字节数据到USART1 */ 52 UART_SendByte(USART1, (uint8_t) ch); 53 return (ch); 54 } 55 56 ///重定向c库函数scanf到USART1 57 int fgetc(FILE *f) 58 { 59 /* 等待串口1输入数据 */ 60 while((USART1->SR&UART_FLAG_RXNE)==0); 61 return (int)USART1->DR&0xff; 62 }
修改void MX_USART1_UART_Init(void)，在最后加入以下代码：
1 //add for DMA.Idle interrupt 2 __HAL_UART_CLEAR_FLAG(&huart1,UART_FLAG_IDLE); 3 __HAL_UART_CLEAR_FLAG(&huart1,UART_FLAG_TC); 4 HAL_UART_Receive_DMA(&huart1, Uart1Rx.RxBuff, UART1_BUFF_SIZE); //开启DMA接收 5 __HAL_UART_ENABLE_IT(&huart1, UART_IT_IDLE); //使能空闲中断
在stm32f1xx_it.c中声明USART1_ReceiveIDLE，并在串口中断中调用该函数：
1 void USART1_ReceiveIDLE(void); 2 3 void USART1_IRQHandler(void) 4 { 5 /* USER CODE BEGIN USART1_IRQn 0 */ 6 USART1_ReceiveIDLE(); 7 /* USER CODE END USART1_IRQn 0 */ 8 HAL_UART_IRQHandler(&huart1); 9 /* USER CODE BEGIN USART1_IRQn 1 */ 10 11 /* USER CODE END USART1_IRQn 1 */ 12 }
3、在main.c的main中添加代码验证裸机工程
1 while (1) 2 { 3 /* USER CODE END WHILE */ 4 5 /* USER CODE BEGIN 3 */ 6 LED1_ON(); 7 LED2_ON(); 8 LED3_ON(); 9 HAL_Delay(300); 10 LED1_OFF(); 11 LED2_OFF(); 12 LED3_OFF(); 13 HAL_Delay(300); 14 printf("This is the uart test!\r\n"); 15 if(Uart1Rx.RxFlag){ 16 Uart1Rx.RxFlag = 0; 17 UART_SendData(USART1,Uart1Rx.RxBuff,Uart1Rx.RxLen); 18 } 19 }
编译下载代码，程序正常运行，LED闪烁，同时打印字符串。
经过上述操作，我们已经完成了裸机工程的准备工作。
二、内核移植
1、下载LiteOS
LiteOS 开源代码路径：https://github.com/LiteOS/LiteOS
注：LiteOS 最新特性都存放在 develop 分支中，建议取该分支代码进行学习。本文的代码即为 develop分支代码。
点击链接进入LiteOS代码仓库首页，切换至develop分支，点击右侧“Clone or download”按钮，选择Download ZIP，下载代码，如下图所示：
LiteOS内核代码目录结构如下图所示：
2、拷贝内核代码
在工程目录下新建LiteOS文件夹(文件夹名称个人自定义)，从上一步下载的LiteOS内核源码中，将arch、kernel、targets\STM32F103VET6_NB_GCC\OS_CONFIG 拷贝至LiteOS文件夹内，如下图所示：
arch 中是CPU架构相关的代码；kernel是LiteOS内核代码；OS_CONFIG中是配置内核功能的头文件，可用于裁剪内核功能，我们从官方提供的例程中拷贝过来（可从target文件夹给出的例子中任意拷贝一个）。
3、向MDK工程添加内核文件
打开MDK工程，打开Mange Project Items。
- 添加arch分组
在Groups添加 LiteOS/Arch分组，添加以下文件：
1 arch\arm\arm-m\src 目录下的全部文件： 2 los_hw.c 3 los_hw_tick.c 4 los_hwi.c 5 arch\arm\arm-m\cortex-m3\keil 目录下的： 6 los_dispatch_keil.S
如下图所示：
注：点击AddFiles时，MDK默认添加.c类型的文件。los_dispatch_keil.S是汇编文件，因此在添加时，需要将文件类型选择为All files。
- 添加kernel分组
在Groups添加 LiteOS/kernel分组，添加以下文件：
1 kernel\base\core 下面全部 .c 文件 2 kernel\base\ipc 下面全部 .c 文件 3 kernel\base\mem\bestfit_little 下面全部 .c 文件 4 kernel\base\mem\common 下面全部 .c 文件 5 kernel\base\mem\membox 下面全部 .c 文件 6 kernel\base\misc 下面全部 .c 文件 7 kernel\base\om 下面全部 .c 文件 8 kernel\extended\tickless 下面全部 .c 文件 （如不使用tickless，可不添加） 9 kernel 下面的 los_init.c
说明：liteos提供三套动态内存算法，位于kernel/base/mem目录下，分别为bestfit、bestfit_little、tlsf，我们本次移植的是bestfit_little.可根据需求移植其他的算法。kernel\base\mem\membox目录下是 LiteOS 提供的静态内存算法，与动态内存算法不冲突。
4、配置头文件
如下图所示，依次点击1、2、3，打开头文件配置窗口：
头文件配置如下图所示：
需要添加的头文件路径为：
1 arch\arm\arm-m\include 2 3 kernel\include 4 5 kernel\base\include 6 7 kernel\extended\include 8 9 OS_CONFIG
5、移除Systick和pendsv中断
打开stm32f1xx_it.c，找到 SysTick_Handler 和 PendSV_Handler
将这两个中断处理函数屏蔽掉。否则会出现如下编译错误。
说明：liteos内核使用到了systick和pendsv这两个中断，并在内核代码中有对应实现
6、修改target_config.h
OS_CONFIG/target_config.h 文件，该文件主要用于配置MCU驱动头文件、RAM大小、内核功能等，需要根据自己的环境进行修改。
我们主要需要修改以下两处：
- MCU驱动头文件
根据使用的MCU，包含对应的头文件。
- SRAM大小
根据使用的MCU芯片SRAM大小进行修改。
这里我们使用的是STM32F103C8T6，其SRAM为20KB。
- 不接管中断
设置LOSCFG_PLATFORM_HWI 宏定义为 NO（该值默认为NO，一般无需修改，出于谨慎，移植过来还是要检查下）
target_config.h 文件还有很多其他宏定义，主要是配置内核的功能。比如是否使用队列、软件定时器、是否使用时间片、信号量等。
经过以上的操作，LiteOS的移植就完成了。点击编译。
7、创建一个任务
经过前面的操作，移植工作就完成了，这里我们可以创建一个任务，使用LiteOS。在下边的例子中，我们创建了两个任务，一个任务按照2S的周期点亮LED1，另外一个任务按照400毫秒的周期点亮LED2。以下是代码实现：
1 /* Includes ------------------------------------------------------------------*/ 2 #include "main.h" 3 #include "dma.h" 4 #include "usart.h" 5 #include "gpio.h" 6 7 /* Private includes ----------------------------------------------------------*/ 8 /* USER CODE BEGIN Includes */ 9 #include "los_sys.h" 10 #include "los_task.ph" 11 #include "los_memory.ph" 12 /* USER CODE END Includes */ 13 /* Private function prototypes -----------------------------------------------*/ 14 void SystemClock_Config(void); 15 /* USER CODE BEGIN PFP */ 16 17 /* USER CODE END PFP */ 18 19 /* Private user code ---------------------------------------------------------*/ 20 /* USER CODE BEGIN 0 */ 21 static void Led1Task(void) 22 { 23 while(1) { 24 LED1_ON(); 25 LOS_TaskDelay(1000); 26 LED1_OFF(); 27 LOS_TaskDelay(1000); 28 } 29 } 30 static void Led2Task(void) 31 { 32 while(1) { 33 LED2_ON(); 34 LOS_TaskDelay(200); 35 LED2_OFF(); 36 LOS_TaskDelay(200); 37 } 38 } 39 UINT32 RX_Task_Handle; 40 UINT32 TX_Task_Handle; 41 static UINT32 AppTaskCreate(void) 42 { 43 UINT32 uwRet = LOS_OK; 44 TSK_INIT_PARAM_S task_init_param; 45 46 task_init_param.usTaskPrio = 4; 47 task_init_param.pcName = "RxTask"; 48 task_init_param.pfnTaskEntry = (TSK_ENTRY_FUNC)Led1Task; 49 task_init_param.uwStackSize = 512; 50 uwRet = LOS_TaskCreate(&RX_Task_Handle, &task_init_param); 51 if (uwRet != LOS_OK) 52 { 53 printf("Led1Task create failed,%X\n",uwRet); 54 return uwRet; 55 } 56 57 task_init_param.usTaskPrio = 4; 58 task_init_param.pcName = "TxTask"; 59 task_init_param.pfnTaskEntry = (TSK_ENTRY_FUNC)Led2Task; 60 task_init_param.uwStackSize = 512; 61 uwRet = LOS_TaskCreate(&TX_Task_Handle, &task_init_param); 62 if (uwRet != LOS_OK) 63 { 64 printf("Led2Task create failed,%X\n",uwRet); 65 return uwRet; 66 } 67 return LOS_OK; 68 } 69 /* USER CODE END 0 */ 70 71 /** 72 * @brief The application entry point. 73 * @retval int 74 */ 75 int main(void) 76 { 77 /* USER CODE BEGIN 1 */ 78 UINT32 uwRet = LOS_OK; 79 80 /* USER CODE END 1 */ 81 82 83 /* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/ 84 85 /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */ 86 HAL_Init(); 87 88 /* USER CODE BEGIN Init */ 89 90 /* USER CODE END Init */ 91 92 /* Configure the system clock */ 93 SystemClock_Config(); 94 95 /* USER CODE BEGIN SysInit */ 96 97 /* USER CODE END SysInit */ 98 99 /* Initialize all configured peripherals */ 100 MX_GPIO_Init(); 101 MX_DMA_Init(); 102 MX_USART1_UART_Init(); 103 /* USER CODE BEGIN 2 */ 104 LOS_KernelInit(); 105 uwRet = AppTaskCreate(); 106 if(uwRet != LOS_OK) { 107 printf("LOS Creat task failed\r\n"); 108 //return LOS_NOK; 109 } 110 LOS_Start(); 111 /* USER CODE END 2 */ 112 113 /* Infinite loop */ 114 /* USER CODE BEGIN WHILE */ 115 while (1) 116 { 117 /* USER CODE END WHILE */ 118 119 /* USER CODE BEGIN 3 */ 120 //code below are used to verify the hardware. 121 LED1_ON(); 122 LED2_ON(); 123 LED3_ON(); 124 HAL_Delay(300); 125 LED1_OFF(); 126 LED2_OFF(); 127 LED3_OFF(); 128 HAL_Delay(300); 129 printf("This is the uart test!\r\n"); 130 } 131 /* USER CODE END 3 */ 132 } 133 134 /** 135 * @brief System Clock Configuration 136 * @retval None 137 */ 138 void SystemClock_Config(void) 139 { 140 RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {0}; 141 RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = {0}; 142 143 /** Initializes the CPU, AHB and APB busses clocks 144 */ 145 RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSI; 146 RCC_OscInitStruct.HSIState = RCC_HSI_ON; 147 RCC_OscInitStruct.HSICalibrationValue = RCC_HSICALIBRATION_DEFAULT; 148 RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON; 149 RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSI_DIV2; 150 RCC_OscInitStruct.PLL.PLLMUL = RCC_PLL_MUL16; 151 if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK) 152 { 153 Error_Handler(); 154 } 155 /** Initializes the CPU, AHB and APB busses clocks 156 */ 157 RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK 158 |RCC_CLOCKTYPE_PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_PCLK2; 159 RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK; 160 RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1; 161 RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV2; 162 RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1; 163 164 if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_2) != HAL_OK) 165 { 166 Error_Handler(); 167 } 168 } 169 170 /* USER CODE BEGIN 4 */ 171 172 /* USER CODE END 4 */ 173 174 /** 175 * @brief This function is executed in case of error occurrence. 176 * @retval None 177 */ 178 void Error_Handler(void) 179 { 180 /* USER CODE BEGIN Error_Handler_Debug */ 181 /* User can add his own implementation to report the HAL error return state */ 182 183 /* USER CODE END Error_Handler_Debug */ 184 } 185 186 #ifdef USE_FULL_ASSERT 187 /** 188 * @brief Reports the name of the source file and the source line number 189 * where the assert_param error has occurred. 190 * @param file: pointer to the source file name 191 * @param line: assert_param error line source number 192 * @retval None 193 */ 194 void assert_failed(uint8_t *file, uint32_t line) 195 { 196 /* USER CODE BEGIN 6 */ 197 /* User can add his own implementation to report the file name and line number, 198 tex: printf("Wrong parameters value: file %s on line %d\r\n", file, line) */ 199 /* USER CODE END 6 */ 200 } 201 #endif /* USE_FULL_ASSERT */
附件为移植好的工程代码。
（代码中有串口空闲中断+DMA的样例代码，可参考。利用串口空闲中断，可以很好的实现数据分帧）
作者：llb90
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