摘要：樹莓派是英國的慈善組織“Raspberry Pi 基金會”開發的一款基于arm的微型電腦主機闆。本文介紹基于LiteOS的樹莓派移植過程。
作者： Lionlace 。
樹莓派是英國的慈善組織“Raspberry Pi 基金會”開發的一款基于arm的微型電腦主機闆。本文介紹基于LiteOS的樹莓派移植過程。
開發闆：Raspberry Pi 2 Model B（樹莓派2B）
CPU：Broadcom BCM2836
主頻：900MHz
記憶體：1GB
GPU：VideoCore IV GPU
本實驗使用了Raspberry Pi 2 Model B開發闆、USB轉TTL子產品、SDcard和讀卡器。
本實驗需要先按照碼雲上的LiteOS教程搭建好linux環境（make、arm-none-eabi編譯工具鍊）。環境搭建教程：https://gitee.com/LiteOS/LiteOS/blob/master/doc/LiteOS_Build_and_IDE.md
本實驗需要下載下傳官方的鏡像制作工具（Raspberry Pi Imager），下載下傳位址：https://www.raspberrypi.org/software/
在targets目錄下新增Raspberry_Pi2B目錄，參考與cortex-A7架構差異較小的realview-pbx-a9的啟動流程進行移植。
将realview-pbx-a9目錄下的reset_vector.S和main.c拷貝到Raspberry_Pi2B目錄下并将reset_vector.S重命名為los_startup_gcc.S。
将realview-pbx-a9目錄下的board.ld和liteos.ld中内容合并到Raspberry_Pi2B目錄下liteos.ld檔案中。
拷貝realview-pbx-a9目錄下include、os_adapt檔案夾到Raspberry_Pi2B目錄下，并删除不需要的dma相關頭檔案include/asm/dma.h。
在los_startup_gcc.S檔案中增加關閉SMP和MMU的代碼。
關閉SMP功能
上表是ACTLR（Auxiliary Control Register）寄存器bit6功能描述資訊，了解更多寄存器相關資訊可以參考Cortex-A7 MPCore Technical Reference Manual。
關閉MMU的功能
上表是SCTLR （System Control Register）寄存器bit0功能描述資訊，了解更多寄存器相關資訊可以參考Cortex-A7MPCore Technical Reference Manual。
删除調用SMP相關函數
删除los_startup_gcc.S中的enable_scu和secondary_cpu_start。
以上前兩行代碼用于設定CP10和CP11的通路權限，後兩行用于設定寄存器FPEXC的EN位來使能FPU。
注：在arm的協處理器設計中，最多可以支援16個協處理器，通常被命名為cp0～cp15。
上表為寄存器CPACR bit20-23功能描述資訊，了解更多寄存器相關資訊可以參考Cortex-A7 MPCore Technical Reference Manual。
樹莓派啟動時首先加載SD卡中的start.elf檔案，該程式會讀取SD卡中的config.txt檔案内容，該檔案記錄了一些配置資訊。如果沒有設定啟動位址和啟動檔案，則預設會加載kernel8.img檔案，該檔案是aarch64編譯的程式，啟動位址為0x80000。如果SD卡中無kernel8.img鏡像檔案，則會加載kernel7.img鏡像檔案，該檔案是32位編譯器編譯的程式，啟動位址為0x8000。樹莓派2B的cpu是32位架構，是以設定liteos.ld檔案中啟動位址為0x8000。
樹莓派2B啟動檔案los_startup_gcc.S中隻設定了SVC模式的sp寄存器，新增cpuInit函數來初始化其他模式的sp指針。如下所示：
以上代碼定義OS_SYS_MEM_ADDR為動态記憶體起始位址，LOS_HEAP_ADDR_END為動态記憶體結束位址，OS_SYS_MEM_SIZE為動态記憶體大小。
樹莓派2B原理圖引出了mini_uart序列槽TXD0、RXD0，對應的引腳為GPIO14、GPIO15，如下圖所示：
建立usart.c和usart.h檔案，在usart.c中編寫序列槽初始化函數UartInit，并實作uart_debug.c檔案中uart_getc、uart_hwiCreate、uart_write接口，實作printf函數從序列槽輸出。
樹莓派2B的中斷屬于bcm特定的中斷控制器。在drivers/interrupt目錄下新增arm_control.c檔案，并在該檔案中實作HwiControllerOps結構體内的回調函數。
以上表格是interrupt寄存器偏移位址，讀者想了解詳細寄存器相關資訊請參考官方晶片手冊。
樹莓派2B通過Timer(arm side)來觸發systick中斷。具體操作細節請參考檔案：drivers\timer\rasp_systick.c。
以上代碼配置定時器Timer為每1ms觸發一次systick中斷。
以上是Timer寄存器偏移位址，讀者想了解詳細寄存器相關資訊請參考官方晶片手冊。
分别修改以下路徑Makefile（詳情請參考gitee倉庫對應檔案）：driver/timer/Makefiledriver/interrupt/Makefiletargets/Raspberry_Pi2B/Makefile
在根目錄下Makefile中添加指令$(OBJCOPY) -O binary $(OUT)/[email protected] $(OUT)/kernel7.img，用來将生成的elf檔案轉換生成kernel7.img檔案。
使用Raspberry Pi Imager工具制作Raspberry Pi系統。
Raspberry Pi Imager 下載下傳連結：https://www.raspberrypi.org/software/
将編譯生成的kernel7.img檔案替換掉SDcard中kernel7.img檔案。
将寫入鏡像檔案的SDcard插入樹莓派2B中并上電，樹莓派2B即可運作LiteOS系統。運作結果如下：
至此，LiteOS系統成功啟動和運作。該移植工程已經在Gitee LiteOS社群上線，相關代碼連結位址為：https://gitee.com/LiteOS/LiteOS/tree/master/targets/Raspberry_Pi2B
[1] Raspberry Pihardware - Raspberry Pi Documentation：https://www.raspberrypi.org/documentation/hardware/raspberrypi/README.md
[2] 樹莓派官方晶片手冊：
https://datasheets.raspberrypi.org/bcm2835/bcm2835-peripherals.pdf
[3] Cortex-A7 MPCore Technical Reference Manual：
https://developer.arm.com/documentation/ddi0464/f?lang=en