第5章      RTX作業系統庫方式移植（超級簡單）

原文來源：http://forum.armfly.com/forum.php?mod=viewthread&tid=16596&highlight=RTX%B2%D9%D7%F7%CF%B5%CD%B3%BD%CC%B3%CC         本章教程為大家將介紹RTX作業系統庫方式移植，庫方式的移植超級簡單，應該是所有RTOS裡面最簡單的了，僅需簡單的兩步就可以完成。         本章教程含Cortex-M3核心的STM32F103的移植和Cortex-M4核心的STM32F407移植。         5.1 移植前準備工作說明         5.2 STM32F103移植RTX系統         5.3 STM32F407移植RTX系統         5.4   總結5.1  移植前準備工作說明

1.     RTX系統軟體開發平臺僅支援MDK，建議使用MDK4.74，因為後面的例子都是以MDK4.74為平臺。 2.     找一個簡單的工程，最好是跑馬燈之類的，越簡單越好，我們就在這個簡單的工程上面移植即可。 3.     大家使用的簡單工程裡面不能有SysTick，PendSV和SVC三個系統中斷的使用，因為RTX系統要使用這三個中斷。

5.2   STM32F103移植RTX系統5.2.1      RTX作業系統移植     首先準備好一個簡單的裸機工程模板，工程模板的製作就不做講解了，這裡的重點是教大家移植RTX系統。準備好的工程模板如下圖5.1所示（大家也可以製作其它任意的工程模板，不限制

）：

圖5.1 工程模板

    準備好工程模板後，就可以開始移植了，移植過程比較簡單，需要兩步就可以完成了： u 第1步：使能RTX

u 第2步：新增RTX系統的配置檔案，配置檔案在MDK的安裝目錄C:\\Keil_v474\\ARM\\RL\\RTX\\Config     下面，檔名RTX_Conf_CM.c，下面將這個檔案複製到MDK工程的User資料夾下面，並新增到MDK工程上

通過這兩步，RTX作業系統的移植就完成了。5.2.2     RTX作業系統配置說明    RTX作業系統的配置工作是通過配置檔案RTX_Conf_CM.c實現。在MDK工程中開啟檔案RTX_Conf_CM.c，可以看到如下圖5.2所示的工程配置嚮導：

圖5.2 RTX的配置嚮導

u  Task Configuration l Number of concurrent running tasks       引數範圍0 – 250        表示同時執行的最大任務數，這個數值一定要大於等於使用者實際建立的任務數，空閒任務不包含在這個裡面。比如當前的數值是6，就表示使用者最多可以建立6個任務。 l Number of tasks with user-provided stack       引數範圍0 – 250        表示自定義任務堆疊的任務數，如果這個引數定義為0的話，表示所有的任務都是使用的配置嚮導裡面第三個引數Task statck size大小。比如：         Numberof concurrent running tasks = 6         Numberof tasks with user-provided stack = 0       表示允許使用者建立6個任務，所有的6個任務都是分配第三個引數Task statck size大小的任務堆疊空間。         Numberof concurrent running tasks = 6         Numberof tasks with user-provided stack = 3       表示允許使用者建立6個任務，其中3個任務是使用者自定義任務堆疊大小，另外3個任務是用的第三個引數Task statck size大小的任務堆疊空間。 l Task statck size       表示系統分配的任務堆疊大小，單位位元組。 l Check for the stack overflow       選擇是否使能任務堆疊監測，選上單選框表示使能，取消單選框表示禁能。 l Run in privileged mode       選擇是否使能特權級模式，選上單選框表示使能任務工作在特權級模式，取消單選框表示任務工作在非特權級模式。特權級和非特權級在第九章有詳細講解。 u Tick Timer Configuration l Hardware timer       CoreSysTick 表示選擇系統滴答定時器，因為M3/M4核心帶有滴答定時器，一般情況下都是選用滴答定時器作為系統時鐘節拍。       PeripheralTimer 表示使用外設定時器。 l Timer clock value       表示定時器主頻，單位Hz。 l Timer tick value       表示系統時鐘節拍週期，單位us。 u System Configuration l Round-Robin Task switching       選擇是否使能時間片排程，選上單選框表示使能時間片排程，取消單選框表示不使用時間片排程。 l Round-Robin Timeout [ticks]       範圍1 – 1000。       表示時間片的大小，單位是系統時鐘節拍個數。 l Number of user timers       範圍1 – 250。       表示使用者定時器個數，即軟定時器個數。 l ISR FIFO Queue size       表示ISR FIFO佇列大小。中斷服務程式中呼叫以isr_ 開頭的函式時，會將請求型別存到此緩衝中。5.2.3     RTX作業系統應用例項       通過上面對RTX作業系統的配置講解，這裡將其修改為如下圖5.3所示的配置：

圖5.3 RTX的配置嚮導

相對預設配置，修改了上圖紅色箭頭所示的三個地方： 1.     任務執行在特權級模式。 2.     滴答定時器主頻72MHz，這個也是STM32F103的主頻。 3.     系統時鐘節拍週期1ms。 修改好配置後，在main.c檔案中新增如下程式碼，程式碼中簡單的建立了兩個使用者任務： AppTaskLED任務 ：LED閃爍。 AppTaskStart任務：啟動任務，也是最高優先順序任務，這裡實現LED閃爍。

1. #include "bsp.h"            /* 底層硬體驅動 */
2. #include "RTL.h"
3. /*
4. **********************************************************************************************************
5.                                                    函式宣告
6. **********************************************************************************************************
7. */
8. static void AppTaskCreate (void);
9. __task void AppTaskLED(void);
10. __task void AppTaskStart(void);
11. /*
12. **********************************************************************************************************
13.                                                     變數
14. **********************************************************************************************************
15. */
16. static uint64_t AppTaskLEDStk[256/8];     /* 任務棧 */
17. static uint64_t AppTaskStartStk[512/8];   /* 任務棧 */
18. /* 任務控制代碼 */
19. OS_TID HandleTaskLED = NULL;
20. /*
21. *********************************************************************************************************
22. *    函 數 名: main
23. *    功能說明: 標準c程式入口。
24. *    形    參: 無
25. *    返 回 值: 無
26. *********************************************************************************************************
27. */
28. int main (void)
29. {   
30.      /* 初始化外設 */
31.      bsp_Init();
32.      /* 建立啟動任務 */
33.      os_sys_init_user (AppTaskStart,             /* 任務函式 */
34.                        2,                        /* 任務優先順序 */
35.                        &AppTaskStartStk,         /* 任務棧 */
36.                        sizeof(AppTaskStartStk)); /* 任務棧大小，單位位元組數 */
37.      while(1);
38. }
39. /*
40. *********************************************************************************************************
41. *    函 數 名: AppTaskLED
42. *    功能說明: LED閃爍
43. *    形    參: 無
44. *    返 回 值: 無
45. *    優 先 級: 1  (數值越小優先順序越低，這個跟uCOS相反)
46. *********************************************************************************************************
47. */
48. __task void AppTaskLED(void)
49. {
50.     while(1)
51.     {
52.          bsp_LedToggle(2);
53.          bsp_LedToggle(3);
54.          os_dly_wait(200);
55.     }
56. }
57. /*
58. *********************************************************************************************************
59. *    函 數 名: AppTaskStart
60. *    功能說明: 啟動任務，也就是最高優先順序任務。
61. *    形    參: 無
62. *    返 回 值: 無
63. *    優 先 級: 2
64. *********************************************************************************************************
65. */
66. __task void AppTaskStart(void)
67. {
68.      AppTaskCreate();
69.     while(1)
70.     {
71.          bsp_LedToggle(1);
72.          bsp_LedToggle(4);
73.          os_dly_wait(500);
74.     }
75. }
76. /*
77. *********************************************************************************************************
78. *    函 數 名: AppTaskCreate
79. *    功能說明: 建立應用任務
80. *    形    參: 無
81. *    返 回 值: 無
82. *********************************************************************************************************
83. */
84. static void AppTaskCreate (void)
85. {
86.      HandleTaskLED = os_tsk_create_user(AppTaskLED,              /* 任務函式 */
87.                                         1,                       /* 任務優先順序 */
88.                                         &AppTaskLEDStk,          /* 任務棧 */
89.                                         sizeof(AppTaskLEDStk));  /* 任務棧大小，單位位元組數 */
90. }

複製程式碼

按照第三章的3.4小節中介紹的除錯方法，可以看到如下圖5.4所示的任務執行狀態：

圖5.4 RTX的除錯資訊元件

除了建立的兩個使用者任務以外，還有空閒任務，這個任務是系統建立的。至此，RTX的庫方式移植的工程就可以運行了。

5.3  STM32F407移植RTX系統5.3.1     RTX作業系統移植      首先準備好一個簡單的裸機工程模板，工程模板的製作就不做講解了，這裡的重點是教大家移植RTX系統。準備好的工程模板如下圖5.5所示（大家也可以製作其它任意的工程模板，不限制）：

圖5.5 工程模板

    準備好工程模板後，就可以開始移植了，移植過程比較簡單，需要兩步就可以完成了： u 第1步：使能RTX

u 第2步：新增RTX系統的配置檔案，配置檔案在MDK的安裝目錄C:\\Keil_v474\\ARM\\RL\\RTX\\Config     下面，檔名RTX_Conf_CM.c，下面將這個檔案複製到MDK工程的User資料夾下面，並新增到MDK工程上

通過這兩步，RTX作業系統的移植就完成了。 5.3.2     RTX作業系統配置說明     RTX作業系統的配置工作是通過配置檔案RTX_Conf_CM.c實現。在MDK工程中開啟檔案RTX_Conf_CM.c，可以看到如下圖5.6所示的工程配置嚮導：

圖5.6 RTX的配置嚮導

u  Task Configuration l Number of concurrent running tasks     引數範圍0 – 250      表示同時執行的最大任務數，這個數值一定要大於等於使用者實際建立的任務數，空閒任務不包含在這個裡面。比如當前的數值是6，就表示使用者最多可以建立6個任務。 l Number of tasks with user-provided stack     引數範圍0 – 250      表示自定義任務堆疊的任務數，如果這個引數定義為0的話，表示所有的任務都是使用的配置嚮導裡面第三個引數Task statck size大小。比如：       Numberof concurrent running tasks = 6       Numberof tasks with user-provided stack = 0     表示允許使用者建立6個任務，所有的6個任務都是分配第三個引數Task statck size大小的任務堆疊空間。       Numberof concurrent running tasks = 6       Numberof tasks with user-provided stack = 3     表示允許使用者建立6個任務，其中3個任務是使用者自定義任務堆疊大小，另外3個任務是用的第三個引數Task statck size大小的任務堆疊空間。 l Task statck size     表示系統分配的任務堆疊大小，單位位元組。 l Check for the stack overflow     選擇是否使能任務堆疊監測，選上單選框表示使能，取消單選框表示禁能。 l Run in privileged mode     選擇是否使能特權級模式，選上單選框表示使能任務工作在特權級模式，取消單選框表示任務工作在非特權級模式。特權級和非特權級在第九章有詳細講解。 u Tick Timer Configuration l Hardware timer     CoreSysTick 表示選擇系統滴答定時器，因為M3/M4核心帶有滴答定時器，一般情況下都是選用滴答定時器作為系統時鐘節拍。     PeripheralTimer 表示使用外設定時器。 l Timer clock value     表示定時器主頻，單位Hz。 l Timer tick value     表示系統時鐘節拍週期，單位us。 u System Configuration l Round-Robin Task switching     選擇是否使能時間片排程，選上單選框表示使能時間片排程，取消單選框表示不使用時間片排程。 l Round-Robin Timeout [ticks]     範圍1 – 1000。     表示時間片的大小，單位是系統時鐘節拍個數。 l Number of user timers     範圍1 – 250。     表示使用者定時器個數，即軟定時器個數。 l ISR FIFO Queue size      表示ISR FIFO佇列大小。中斷服務程式中呼叫以isr_ 開頭的函式時，會將請求型別存到此緩衝中。5.3.3     RTX作業系統應用例項      通過上面對RTX作業系統的配置講解，這裡將其修改為如下圖5.7所示配置：

圖5.7 RTX的配置嚮導

相對預設配置，修改了上圖紅色箭頭所示的三個地方： 1.     任務執行在特權級模式。 2.     滴答定時器主頻168MHz，這個也是STM32F407的主頻。 3.     系統時鐘節拍週期1ms。 修改好配置後，在main.c檔案中新增如下程式碼，程式碼中簡單的建立了兩個使用者任務： AppTaskLED任務 ：LED閃爍。 AppTaskStart任務：啟動任務，也是最高優先順序任務，這裡實現LED閃爍。

1. #include "bsp.h"            /* 底層硬體驅動 */
2. #include "RTL.h"
3. /*
4. **********************************************************************************************************
5.                                                    函式宣告
6. **********************************************************************************************************
7. */
8. static void AppTaskCreate (void);
9. __task void AppTaskLED(void);
10. __task void AppTaskStart(void);
11. /*
12. **********************************************************************************************************
13.                                                     變數
14. **********************************************************************************************************
15. */
16. static uint64_t AppTaskLEDStk[256/8];     /* 任務棧 */
17. static uint64_t AppTaskStartStk[512/8];   /* 任務棧 */
18. /* 任務控制代碼 */
19. OS_TID HandleTaskLED = NULL;
20. /*
21. *********************************************************************************************************
22. *    函 數 名: main
23. *    功能說明: 標準c程式入口。
24. *    形    參: 無
25. *    返 回 值: 無
26. *********************************************************************************************************
27. */
28. int main (void)
29. {   
30.      /* 初始化外設 */
31.      bsp_Init();
32.      /* 建立啟動任務 */
33.      os_sys_init_user (AppTaskStart,             /* 任務函式 */
34.                        2,                        /* 任務優先順序 */
35.                        &AppTaskStartStk,         /* 任務棧 */
36.                        sizeof(AppTaskStartStk)); /* 任務棧大小，單位位元組數 */
37.      while(1);
38. }
39. /*
40. *********************************************************************************************************
41. *    函 數 名: AppTaskLED
42. *    功能說明: LED閃爍
43. *    形    參: 無
44. *    返 回 值: 無
45. *    優 先 級: 1  (數值越小優先順序越低，這個跟uCOS相反)
46. *********************************************************************************************************
47. */
48. __task void AppTaskLED(void)
49. {
50.     while(1)
51.     {
52.          bsp_LedToggle(2);
53.          bsp_LedToggle(3);
54.          os_dly_wait(200);
55.     }
56. }
57. /*
58. *********************************************************************************************************
59. *    函 數 名: AppTaskStart
60. *    功能說明: 啟動任務，也就是最高優先順序任務。
61. *    形    參: 無
62. *    返 回 值: 無
63. *    優 先 級: 2
64. *********************************************************************************************************
65. */
66. __task void AppTaskStart(void)
67. {
68.      AppTaskCreate();
69.     while(1)
70.     {
71.          bsp_LedToggle(1);
72.          bsp_LedToggle(4);
73.          os_dly_wait(500);
74.     }
75. }
76. /*
77. *********************************************************************************************************
78. *    函 數 名: AppTaskCreate
79. *    功能說明: 建立應用任務
80. *    形    參: 無
81. *    返 回 值: 無
82. *********************************************************************************************************
83. */
84. static void AppTaskCreate (void)
85. {
86.      HandleTaskLED = os_tsk_create_user(AppTaskLED,              /* 任務函式 */
87.                                         1,                       /* 任務優先順序 */
88.                                         &AppTaskLEDStk,          /* 任務棧 */
89.                                         sizeof(AppTaskLEDStk));  /* 任務棧大小，單位位元組數 */
90. }

複製程式碼

按照第三章的3.4小節中介紹的除錯方法，可以看到如下圖5.8所示的任務執行狀態：

圖5.8 RTX的除錯資訊元件

除了建立的兩個使用者任務以外，還有空閒任務，這個任務是系統建立的。至此，RTX的庫方式移植的工程就可以運行了。

5.4  總結  

    本章節為大家講解了庫移植方法，移植比較簡單。另一個重要內容是系統配置嚮導檔案的說明，這個比較重要，初學者要好好熟悉下。