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手把手教你丨小熊派移植华为 LiteOS-M

摘要：本文详细讲解如何移植 LiteOS 到小熊派。

本文分享自华为云社区《小熊派移植华为 LiteOS-M（基于MDK）》，作者： JeckXu666。

前言

之前使用小熊派实现了鸿蒙动画的开机界面，具体使用的技术栈为 STM32 + LiteOS + LVGL + FATFS +DMA 方式实现，刷新效率非常高，预览视频如下：

手把手教你丨小熊派移植华为 LiteOS-M

关于这个的实现过程我会写一系列的教程分享出来，主要分为下面几个部分，本节为第一部分，移植 LiteOS 到小熊派上

  • [x] 小熊派移植华为 LiteOS-M（基于MDK）：链接；
  • [ ] 小熊派基于 LiteOS 移植 LVGL 显示接口：链接；
  • [ ] 小熊派基于 LiteOS 移植 LVGL 文件系统：链接；
  • [ ] 小熊派实现鸿蒙开机界面（LiteOS+LVGL）：链接；

一、软硬件介绍

1.1 小熊派开发板

开发板外貌：

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小熊派参数如下：

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1.2 LiteOS介绍

LiteOS 是华为面向物联网领域开发的一个基于实时内核的轻量级操作系统。属于华为物联网操作系统 Huawei LiteOS 源码，鸿蒙体系的内核之一，本质上就是一个 RTOS，现有基础内核支持任务管理、内存管理、时间管理、通信机制、中断管理、队列管理、事件管理、定时器等操作系统基础组件，更好地支持低功耗场景，支持tickless机制，支持定时器对齐

同时 LiteOS 提供端云协同能力，集成了 LwM2M、CoAP、mbedtls、LwIP 全套 IoT 互联协议栈，且在 LwM2M 的基础上，提供了 AgentTiny 模块，用户只需关注自身的应用，而不必关注 LwM2M 实现细节，直接使用 AgentTiny 封装的接口即可简单快速实现与云平台安全可靠的连接

1.3 移植前言

LiteOS 软件开发框架按照下面的框架来进行，其中 LiteOS调度内核我们移植官方提供的代码即可，而 BSP 外设软件库我们则通过 STM32CubeMX 来配置生成 HAL 库，当这两方面准备好之后，我们只需要在任务层进行开发即可，开发效率极高

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LiteOS 的移植一般也分为两种移植方法，一种移植的时候将芯片的中断也关联到 LiteOS 方便调用，另外一种则不关联中断，使用单片机自己的中断管理，这里 STM32 的 NVIC 中断管理很棒，我们不需要接管中断

二、CubeMX 配置

我们通过 STM32CubeMX 来配置小熊派的一些基本接口，比如配置时钟树，开启 SystemTick定时器，方便移植 LiteOS

配置时钟树：

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设置 HAL库定时器为TIM1，防止和 LiteOS 使用的 Systemtick 冲突

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配置 LED 的 GPIO 口，方便我们点灯操作

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配置工程名称，选择生成 MDK

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配置代码生成选项

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生成代码

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代码生成后打开工程，下一步进入移植操作

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三、获取源码

LiteOS 的老版本有对 MDK 的支持，新版本暂时还没有更新，所以这里我使用老版本的代码，仓库地址如下：

Github 仓库

我们把老版本的仓库 Down 到本地，Git 指令如下：

git clone -b develop https://github.com/LiteOS/LiteOS.git
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代码拉取后如下：

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没有 Git 工具的话可以上 GitHub 网页把 ZIP Downloade 下来再解压也可以

下面就是代码移植阶段

四、源码移植

在 MDK 工程目录下新建 LiteOS 移植目录，按如下新建文件夹

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这几个文件夹的作用如下：

  • ARCH：编译器启动文件
  • CMSIS：存放 CMSIS-RTOS 接口文件
  • Config：存放内核配置文件，用于配置和裁剪内核
  • Kernel：存放 LiteOS 内核源码

下面我们从源码文件夹拷贝代码到移植目录下面

4.1 ARCH

移植 

文件路径\LiteOS\arch\arm

 架构文件夹到 

ARCH

 下，arm 下文件包含了各个 arm 架构的支持文件

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M 架构下面的文件主要有三个 GCC、IAR、KEIL 三个，适配不同集成开发环境的编译器，因为小熊派是 M4 内核，所以我们主要关注的就是 cortex-m4 下面的 keil 文件夹下的启动文件，这里我把所有的都复制进去了

至于 include 和 src 文件夹，则是存放了 LiteOS 的一些内核接口代码，比如中断接口、Systemtick 定时器接口函数等等

4.2 CMSIS

文件路径\LiteOS\LiteOS-M-Develop\LiteOS\osdepends\liteos\cmsis

 CMSIS 系统接口文件夹到 

CMSIS

 下，CMSIS 文件夹下存放的是 CMSIS-RTOS 接口文件夹，RTOS内核支持的操作就那么些，CMSIS-RTOS 对这些操作提供了统一的 RTOS 接口，连接系统底层与 RTOS层，方便我们移植不同的 RTOS：

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4.3 Config

Config 文件夹下存放系统的配置文件，这个配置文件我们从示例工程下面拷过来，示例工程目录位置 

目录\LiteOS\targets\STM32F103VET6_NB_GCC\OS_CONFIG

，目录下文件如下：

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其中 los_builddef.h 用于设置构建的定义，los_printf.h 用于设置串口打印配置，target_config.h 可以用于裁剪系统内核，设置系统运行参数等等

4.4 Kernel

kernel 文件夹用于存放内核源码，源码位置在 

目录\LiteOS\kernel

 下面

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base 是系统的基础内核源码

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  • core 是核心源码，包括队列、task调度、软timer、时间片计算等功能，全部复制
  • OM 是与错误处理相关的文件，全部复制
  • include 是 LiteOS内 核内部使用的头文件，全部复制
  • ipc 是 LiteOS 中 task 间通讯的相关接口，包括事件、信号量、消息队列、互斥锁等，全部复制
  • mem 是LiteOS中的内核内存管理的相关代码，我们只需要复制其中一部分就行，内存分配方式选择适合小内存的分配方式（bestfit_little）
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  • misc 是内存对齐功能以及毫秒级休眠sleep功能，全部复制

extended 是系统扩展内核的代码，目前里面有个支持低功耗的内核，我们顺便也复制进去

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include 存放内核的调用头文件，我们全部复制进去

kernel 下面还有一个 los_init.c 文件，存放初始化代码，也复制进去

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复制完成的文件夹如下：

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五、MDK 配置

代码移植完成了，下面就是配置一下 MDK

5.1 文件导入

进入 MDK 进行文件管理，配置文件夹，导入文件：

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  • config 导入 Config 下面 所有 .h 文件
  • kernel 导入 Kernel 下面 所有 .c 文件
  • cmsis 导入 CMSIS 下 cmsis_liteos.c 文件
  • arch 导入 ARCH\arm\arm-m\cortex-m4\keil 下 los_dispatch_keil.S文件，以及 ARCH\arm\arm-m\src 下 所有 .c 文件

5.2 路径导入

文件导入后下一步就是路径导入，在 C/C++ 配置中依次添加头文件路径

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添加的路径如下，这里我的工程目录是 BearPi_LiteOS：

BearPi_LiteOS\Middlewares\LiteOS\Config
BearPi_LiteOS\Middlewares\LiteOS\Kernel\base\include
BearPi_LiteOS\Middlewares\LiteOS\Kernel\extended\include
BearPi_LiteOS\Middlewares\LiteOS\Kernel\include
BearPi_LiteOS\Middlewares\LiteOS\ARCH\arm\arm-m\include
BearPi_LiteOS\Middlewares\LiteOS\CMSIS\cmsis

到这基本差不多了，下面就是编译工程

5.3 编译工程

先编译一下工程，发现报错，缺少 #include “stm32f1xx.h” 文件，是因为我的小熊派开发板是 stm32l431 的芯片，修改这个工程头文件为 #include "stm32l4xx.h"

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修改完再编译，当然还会有报错，因为 STM32CubeMX 生成的代码里面有

void PendSV_Handler(void)
void SysTick_Handler(void)

两个中断，这两个中断在 LiteOS 的内核源码里面有定义，一个用作系统时钟，一个用作上下文切换，所以我们要把 STM32CubeMX 生成的这部分中断处理代码注释掉

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注释完后编译，编译通过：

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到此系统移植基本完成了，下一步写个代码测试系统有没有移植成功

六、点灯实验

头文件包含 cmsis 接口

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

创建一个任务句柄，以及任务实体和初始化函数

osThreadId_t led_taskHandle;
const osThreadAttr_t led_task_attributes = {
  .name = "led_task",
  .stack_size = 512 * 4,
  .priority = (osPriority_t) osPriorityNormal,
};
void Led_Task(void *argument);

void Led_Task(void *argument)
{
    while(1)
    {
        HAL_GPIO_TogglePin(GPIOC,GPIO_PIN_13);
        osDelay(1000);
    }
}

在系统初始化的代码添加系统初始化代码，同时创建任务，创建完成后启动系统

/* USER CODE BEGIN 2 */
    osKernelInitialize();
  /* creation of uart_task */
  led_taskHandle = osThreadNew(Led_Task, NULL, &led_task_attributes);
    osKernelStart();
  /* USER CODE END 2 */

编译下载程序，观察现象：

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