腾讯物联网系统TOS内核移植起来比你想象的要简单

可能很多人都听说了，就在前几天，腾讯公布了面向物联网领域开发的实时操作系统：TencentOS tiny.

一、介绍

TencentOS tiny的内核就是一个RTOS内核，与我们常见的RTOS有很多类似之处。比如：任务管理、实时调度、时间管理、消息队列、信号量、互斥锁、事件标志等。

其实，更重要的是上层的Iot SDK，这一套协议栈主要用于快速接入腾讯云，同时，结合上层的安全、组件等框架实现物联网。   IoT生态：

更多关于TOS的介绍，请参看官方文档： https://github.com/Tencent/TencentOS-tiny

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二、内核移植

对于TencentOS tiny内核移植，和大多数RTOS可能类似，官方提供有相关文档。

基于STM32、Keil的移植教程，参考地址：

https://github.com/Tencent/TencentOS-tiny/blob/master/doc/TencentOS-tiny-porting-keil.md

移植前的准备

1. 准备目标硬件（开发板/芯片/模组）

TencentOS tiny目前主要支持ARM Cortex M核芯片的移植，比如STM32 基于Cortex M核全系列、NXP 基于Cortex M核全系列等。本教程将使用STM32官方Demo开发板 NUCLEO-L073RZ进行示例移植，其他 ARM Cortex M系列开发板和芯片移植方法类似。

调试ARM Cortex M核还需要仿真器， NUCLEO-L073RZ自带ST-Link调试器，如果您的开发板或者芯片模组没有板载仿真器，就需要连接外置的仿真器，如J-Link、U-Link之类的。

2.准备编译器环境

本移植指南针对的是Keil MDK，最新版本5.28a

下载地址为：

https://www.keil.com/demo/eval/arm.htm

安装完成后，还需要安装对应芯片的器件支持包Keil.STM32L0xx_DFP.2.0.1.pack，下载地址为：

http://www.keil.com/dd2/Pack

参考文章：Keil系列教程

3. 准备芯片对应的裸机工程

移植TencentOS tiny基础内核需要您提前准备一个芯片对应的裸机工程，裸机工程包含基本的芯片启动文件、基础配置（时钟、主频等）、以及串口、基本GPIO驱动用于RTOS测试。

本教程使用ST官方的STM32CubeMX软件来自动化生成MDK裸机工程，STM32CubeMX的下载地址为：

https://www.st.com/en/development-tools/stm32cubemx.html

安装STM32CubeMx还需要事先安装好JDK环境，您可以在互联网上查找如何安装和配置JDK环境，此处不再赘述。

参看文章：STM32CubeMX系列教程

4. 准备TencentOS tiny的源码TencentOS tiny的源码已经开源，github下载地址为：

https://github.com/Tencent/TencentOS-tiny.git

一级目录	二级目录	说明
arch	arm	TencentOS tiny适配的IP核架构（含M核中断、调度、tick相关代码）
board	NUCLEO_L073RZ	移植目标芯片的工程文件
kernel	core	TencentOS tiny内核源码
	pm	TencentOS tiny低功耗模块源码
osal	cmsis_os	TencentOS tiny提供的cmsis os 适配

 

由于本教程只介绍TencentOS tiny的内核移植，所以这里只需要用到 arch、board、kernel、osal四个目录下的源码。

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目录下则放入我们前面生成的裸机工程代码，我们移植的开发板取名叫NUCLEO_L073RZ,裸机代码全部拷贝到下面即可，如下图所示：

接下来进入TencentOS_tinyoardNUCLEO_L073RZMDK-ARM目录，打开keil工程，我们开始添加TencentOS tiny的内核代码。

2. 添加arch平台代码

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archarmarm-v7mcortex-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archarmarm-v7mcortex-m4gcc目录下的适配文件。

3. 添加内核源码

内核源码kerne目录下包含core和pm两个目录，其中core下为基础内核，pm是内核中的低功耗组件；基础移植的时候可以不添加pm目录下的代码，如下图所示，添加基本内核源码：

4. 添加cmsis os源码

cmsis os是TencentOS tiny为了兼容cmsis标准而适配的OS抽象层，可以简化大家将业务从其他RTOS迁移到TencentOS tiny的工作量。

5. 添加TencentOS tiny头文件目录

添加头文件目录前，我们在要移植的工程目录下新增一个 TOS_CONFIG文件夹，用于存放TencentOS tiny的配置头文件，也就是接下来要新建的tos_config.h文件；

TencentOS tiny所有要添加的头文件目录如下：

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 1u // 配置TencentOS tiny的内核是否开启时间片轮转 #define TOS_CFG_OBJECT_VERIFY 0u // 配置TencentOS tiny是否校验指针合法 #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_POOL_SIZE 0x100 // 配置TencentOS tiny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_QUEUE_EN 1u // 配置TencentOS tiny是否开启队列模块 #define TOS_CFG_TIMER_EN 1u // 配置TencentOS tiny是否开启软件定时器模块 #define TOS_CFG_SEM_EN 1u // 配置TencentOS tiny是否开启信号量模块 #define TOS_CFG_TICKLESS_EN 0u // 配置Tickless 低功耗模块开关 #if (TOS_CFG_QUEUE_EN > 0u)#define TOS_CFG_MSG_EN 1u#else#define TOS_CFG_MSG_EN 0u#endif #define TOS_CFG_MSG_POOL_SIZE 10u // 配置TencentOS tiny消息队列大小 #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```

按照上面的模板配置好TencentOS tiny的各项功能后，将tos_config.h 文件放入要移植的board工程目录下即可，例如本教程是放到boardNUCLEO_L073RZTOS_CONFIG目录下。

这样，TencentOS tiny的源码就全部添加完毕了。

创建TencentOS tiny任务，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.h 头文件

在stm32l0xx_it.c文件中的PendSV_Handler函数前添加___weak关键字，因为该函数在TencentOS tiny的调度汇编中已经重新实现；同时在SysTick_Handler函数中添加TencentOS tiny的调度处理函数，如下图所示：

2. 编写TencentOS tiny 测试任务

在mian.c 中添加TencentOS tiny 头文件，编写任务函数

```#include "cmsis_os.h"//task1#define TASK1_STK_SIZE 256void task1(void *pdata);osThreadDef(task1, osPriorityNormal, 1, TASK1_STK_SIZE); //task2#define TASK2_STK_SIZE 256void task2(void *pdata);osThreadDef(task2, osPriorityNormal, 1, TASK2_STK_SIZE); void task1(void *pdata){ int count = 1; while(1) { printf("Hello world!###This is task1 ,count is %d ", count++); HAL_GPIO_TogglePin(LED_GPIO_Port,LED_Pin); osDelay(2000); }}void task2(void *pdata){ int count = 1; while(1) { printf("Hello TencentOS !***This is task2 ,count is %d", count++); osDelay(1000); }} int fputc(int ch, FILE *f){ if (ch == '') { HAL_UART_Transmit(&huart2, (void *)"", 1,30000); } HAL_UART_Transmit(&huart2, (uint8_t *)&ch, 1, 0xFFFF); return ch;}```  如图：

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 initializeosThreadCreate(osThread(task1), NULL);// Create task1osThreadCreate(osThread(task2), NULL);// Create task2osKernelStart();//Start TOS Tiny```  如图：

3. 编译下载测试TencentOS tiny移植结果

按照上图指示，进行编译下载到开发板即可完成TencentOS tiny的测试，如下图所示，可以看到串口交替打印信息，表示两个任务正在进行调度，切换运行：