移植 TencentOS-tiny 实时操作系统（一）

                                      TencentOS tiny

概述

     闲暇之时，移植TencentOS-tiny玩玩，听说这个系统占用资源比较少。好了，我们正面了解一下这个RTOS系统。

本文章有点长，需要耐心阅读，谢谢各位看官，在百忙之中，抽出时间来到这里共同学习。本人水平有限，定会有错误的地方，

如有发现，请大家指出，第一时间更新，谢谢！！

一、TencentOS tiny 的特性

    1、资源占用极少

        TencentOS tiny 最少资源占用：RAM 0.8KB，ROM 1.8KB；在类似烟感和红外等实际场景下，TencentOS tiny 的资源占用仅  为：RAM  2.69KB、ROM 12.38KB。资源占用之少业界领先。

    2、高效功耗管理框架

        完整包含 MCU 和外围设备功耗管理，用户可以根据业务场景选择可参考的低功耗方案，有效降低设备耗电，延长设备寿命。

    3、自动移植工具

        TencentOS tiny 提供多种编译器快速移植指南和移植工具，可实现向新硬件开发板的一键移植，省时省力，有效提升开发效      率。

    4、最后一屏调试工具

       TencentOS tiny 可以自动获取故障现场信息，并保持在端侧存储设备中，触发重启后会自动上传故障信息，可有效解决远程物    联网设备故障信息获取难题，提升故障分析解决效率。

    5、安全分级方案

       TencentOS tiny 提供了多个等级的 IoT 安全方案。您可以根据业务场景和成本要求选择合适的安全解决方案，方便客户在安全 需求和成本控制之间进行有效平衡。

 

二、应用场景

     1、MCU芯片/IOT模组

     TencentOS tiny 支持主流的 MCU 芯片，如 STM32 NXP 等，支持主流通信模组，如 ESP8266 wifi、LoraWAN 模组、NB-IoT 模组等。

     2、物联网终端设备厂家

     TencentOS tiny 提供完整的终端软件栈，简单易用的端云 SDK 缩短设备厂家的开发周期，进而节省终端产品开发成本。

     3、物联网解决方案

     TencentOS tiny 提供一站式软件解决方案，方便各种物联网设备快速接入腾讯云，可支撑智慧城市、智能水表、智能家居、智慧农业、智能穿戴、车联网等多种行业应用。

 

三、移植TencentOS-tiny系统

     闲暇之时，利用一点点时间移植一下TencentOS-tiny系统玩玩。

硬件（MCU）：STM32L051C8T6

目前来说TencentOS-tiny比起LiteOS还有一些不足的地方（组件还没有LiteOS完善），但是它占用flash确实是小些，比起LiteOS。

直接进入话题，其实，我已在前一个月就移植好了，现在就是做个记录。

好啦！其实移植很简单，官方已经给我们写了移植步骤，只需一步步按照步骤来进行即可。

不过移植时要注意一些小小地方。

移植前需要做几个步骤：

1、使用STM32CubeMx工具生成demo工程，我的工程名叫STM32L051C8T6

  1）新建工程页面：

   

   

   根据你手上的板子芯片型号来选择，对应的芯片，即可。

   2）时钟配置界面：

   

   3）GPIO管脚配置页面：

  

  

  

  

  配置好后，接着点击生成代码按键，在当前窗口右上角"GENERATE CODE"，点击它即可。

  

  

  自动启动Keil IDE 工具

  

  

  

  

  

  

   测试该工程结果

  

  以确保本工程是可以正常运行，继续往下前行。

2、就是在TencentOS-tiny官方下载源码。（现在几乎每天都在更新源码，不断完善中）

     1）源码的地址：https://github.com/Tencent/TencentOS-tiny

     2）克隆源码：

   

注：下载代码，可以使用（GitHub Desktop工具克隆源码） ，这个过程很漫长，需要耐心等待。

3、在这我是基于keil IDE开发的环境，所以我是按照官网教程步骤如下：

 二、内核移植

     1. 代码目录规划

     

    如图所示，新建TencentOS_tiny主目录，并在主目录下添加四个子目录，其中arch、kernel、osal从代码仓直接拷贝过来即可，而board目录下则放入我前面使用STM32CubeMX 工具生成的裸机工程代码，如下图所示： 

 

  2. 添加arch平台代码

  

  引入TencentOS-tiny中的arch文件

  1：arch\arm\arm-v7m\common\tos_cpu.c

  2：arch\arm\arm-v7m\cortex-m0+\armcc\port_c.c 和 arch\arm\arm-v7m\cortex-m0+\armcc\port_s.S

 tos_cpu.c是TencentOS tiny 的CPU适配文件，包括堆栈初始化，中断适配等，如果您的芯片是ARM Cortex M核，该文件可以不 做改动，M0、M3 、M4、M7是通用的，其他IP核需要重新适配；

port_s.S 文件是TencentOS tiny的任务调度汇编代码，主要做弹栈压栈等处理的，port_c.c适配systick等，这两个文件 每个IP核和编译器都是不一样的，如果您的芯片是ARM Cortex M核，我们都已经适配好，比如现在我们移植的芯片是STM32L073RZ，是ARM Cortex M0+核，使用的编译器是KEIL，所以我们选择arch\arm\arm-v7m\cortex-m0+\armcc下的适配代码，如果你的开发板是STM32F429IG，M4核，编译器是GCC，则可以选择arch\arm\arm-v7m\cortex-m4\gcc目录下的适配文件。

 3. 添加内核源码

  把kernel目录下中的core和pm两个文件夹所有.c文件添加进来即可，其中Core下为基础内核，如何还没涉及

  到低功耗，这个pm目录下的.c文件可以不用添加。如下如所示：

  

 4. 添加cmsis os源码

   cmsis os已经帮我们考虑到兼容问题，所以弄了个抽象层OS，这样移植TencentOS tiny的工作量。

   

   cmsis_os.c文件路径：osal\cmsis_os\cmsis_os.c

 5. 添加TencentOS tiny头文件目录

   在工程目录下，新建一个TOS_CONFIG文件夹，同时创建一个tos_config.h文件，用来存放TencentOS tiny的配置头文件。

  如下图所示：

  

  

 6. 新建TencentOS tiny系统配置文件 tos_config.h

  

#ifndef _TOS_CONFIG_H_
#define  _TOS_CONFIG_H_

#include "stm32l0xx.h"	// 目标芯片头文件，用户需要根据情况更改

#define TOS_CFG_TASK_PRIO_MAX           10u 	// 配置TencentOS tiny默认支持的最大优先级数量

#define TOS_CFG_ROUND_ROBIN_EN          0u		// 配置TencentOS tiny的内核是否开启时间片轮转

#define TOS_CFG_OBJECT_VERIFY_EN           1u	// 配置TencentOS tiny是否校验指针合法

#define TOS_CFG_TASK_DYNAMIC_CREATE_EN  1u		// TencentOS tiny 动态任务创建功能宏

#define TOS_CFG_EVENT_EN                1u		// TencentOS tiny 事件模块功能宏

#define TOS_CFG_MMBLK_EN                1u		//配置TencentOS tiny是否开启内存块管理模块

#define TOS_CFG_MMHEAP_EN               1u		//配置TencentOS tiny是否开启动态内存模块

#define TOS_CFG_MMHEAP_DEFAULT_POOL_EN  1u		// TencentOS tiny 默认动态内存池功能宏

#define TOS_CFG_MMHEAP_DEFAULT_POOL_SIZE        0x100	// 配置TencentOS tiny默认动态内存池大小

#define TOS_CFG_MUTEX_EN                1u		// 配置TencentOS tiny是否开启互斥锁模块

#define TOS_CFG_MESSAGE_QUEUE_EN        1u		// 配置TencentOS tiny是否开启消息队列模块

#define TOS_CFG_MAIL_QUEUE_EN           1u		// 配置TencentOS tiny是否开启消息邮箱模块

#define TOS_CFG_PRIORITY_MESSAGE_QUEUE_EN	1u	// 配置TencentOS tiny是否开启优先级消息队列模块

#define TOS_CFG_PRIORITY_MAIL_QUEUE_EN	1u		// 配置TencentOS tiny是否开启优先级消息邮箱模块

#define TOS_CFG_TIMER_EN                1u		// 配置TencentOS tiny是否开启软件定时器模块

#define TOS_CFG_PWR_MGR_EN              0u		// 配置TencentOS tiny是否开启外设电源管理模块

#define TOS_CFG_TICKLESS_EN             0u		// 配置Tickless 低功耗模块开关

#define TOS_CFG_SEM_EN                  1u		// 配置TencentOS tiny是否开启信号量模块

#define TOS_CFG_TASK_STACK_DRAUGHT_DEPTH_DETACT_EN      1u	// 配置TencentOS tiny是否开启任务栈深度检测

#define TOS_CFG_FAULT_BACKTRACE_EN      0u		// 配置TencentOS tiny是否开启异常栈回溯功能

#define TOS_CFG_IDLE_TASK_STK_SIZE      128u	// 配置TencentOS tiny空闲任务栈大小

#define TOS_CFG_CPU_TICK_PER_SECOND     1000u	// 配置TencentOS tiny的tick频率

#define TOS_CFG_CPU_CLOCK               (SystemCoreClock)	// 配置TencentOS tiny CPU频率

#define TOS_CFG_TIMER_AS_PROC           1u		// 配置是否将TIMER配置成函数模式

#endif

  三、按照上面的步骤，基本上TencentOS tiny移植完成， 接下来测试移植结果。

   1. 修改部分代码

   修改stm32l0xx_it.c的中断函数,在stm32l0xx_it.c文件中包含 tos_k.h 头文件

   

    

   如果不去掉这个选择，那就要在stm32l0xx_it.c文件中的PendSV_Handler函数前添加__weak关键字才行。

   同时在SysTick_Handler函数中添加TencentOS tiny的调度处理函数，如下图所示：

    

 

/**
  * @brief This function handles System tick timer.
  */
void SysTick_Handler(void)
{
  /* USER CODE BEGIN SysTick_IRQn 0 */

  /* USER CODE END SysTick_IRQn 0 */
  HAL_IncTick();
  /* USER CODE BEGIN SysTick_IRQn 1 */
	if(tos_knl_is_running())
	{
		tos_knl_irq_enter();
		tos_tick_handler();
		tos_knl_irq_leave();
	}
  /* USER CODE END SysTick_IRQn 1 */
}

  2. 编写TencentOS tiny 测试任务

   在usart.c文件

           

   在mian.c 中添加TencentOS tiny 头文件，编写任务函数

/* Private includes ----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN Includes */
#include "cmsis_os.h"
/* USER CODE END Includes */

/* Private typedef -----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PTD */
//task1
#define TASK1_STK_SIZE		256
void task1(void *pdata);
osThreadDef(task1, osPriorityNormal, 1, TASK1_STK_SIZE);

//task2
#define TASK2_STK_SIZE		256
void task2(void *pdata);
osThreadDef(task2, osPriorityNormal, 1, TASK2_STK_SIZE);

void task1(void *pdata)
{
	 int count = 1;
	 while(1)
	 {
			 printf("\r\nHello world!\r\n###This is task1 ,count is %d \r\n", count++);
			 HAL_GPIO_TogglePin(LED_GPIO_Port,LED_Pin);
			 osDelay(2000);
	 }
}
void task2(void *pdata)
{
	 int count = 1;
	 while(1)
	 {
			 printf("\r\nHello TencentOS !\r\n***This is task2 ,count is %d \r\n", count++);
			 osDelay(1000);
	 }
}
/* USER CODE END PTD */

 

/* USER CODE BEGIN 0 */
#include "stdio.h"
/* USER CODE END 0 */

.
.
.

/* USER CODE BEGIN 1 */
/*printf() 重定向输出到串口*/
#ifdef __GNUC__
	#define PUTCHAR_PROTOTYPE int __io_putchar(int ch)
#else
	#define PUTCHAR_PROTOTYPE int fputc(int ch, FILE *f)

#endif /*__GNUC__*/

PUTCHAR_PROTOTYPE
{
	/*通过串口1发送一个字符，ch为字符的存储地址，0xffff为超时时间*/
	HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)&ch, 1, 0xffff);
	return ch;
}
/* USER CODE END 1 */

3. 编译下载测试TencentOS tiny移植结果

  

 继续在main.c 的mian函数中硬件外设初始化代码后添加TencentOS tiny的初始化代码：

	osKernelInitialize(); //TOS Tiny kernel initialize
	osThreadCreate(osThread(task1), NULL);// Create task1
	osThreadCreate(osThread(task2), NULL);// Create task2
	osKernelStart();//Start TOS Tiny

 

5、运行结果：

代码链接

源码链接：Git