第5章 RTX操作系统库方式移植（超级简单）

5.2   STM32F103移植RTX系统

5.2.1     RTX操作系统移植

    首先准备好一个简单的裸机工程模板，工程模板的制作就不做讲解了，这里的重点是教大家移植RTX系统。准备好的工程模板如下图5.1所示（大家也可以制作其它任意的工程模板，不限制）：

准备好工程模板后，就可以开始移植了，移植过程比较简单，需要两步就可以完成了：
u 第1步：使能RTX

u 第2步：添加RTX系统的配置文件，配置文件在MDK的安装目录C:Keil_v474ARMRLRTXConfig
    下面，文件名RTX_Conf_CM.c，下面将这个文件复制到MDK工程的User文件夹下面，并添加到MDK工程上
通过这两步，RTX操作系统的移植就完成了。

5.2.2     RTX操作系统配置说明

   RTX操作系统的配置工作是通过配置文件RTX_Conf_CM.c实现。在MDK工程中打开文件RTX_Conf_CM.c，可以看到如下图5.2所示的工程配置向导：

Task Configuration
l Number of concurrent running tasks
      参数范围0 – 250
      表示同时运行的最大任务数，这个数值一定要大于等于用户实际创建的任务数，空闲任务不包含在这个里面。比如当前的数值是6，就表示用户最多可以创建6个任务。
l Number of tasks with user-provided stack
      参数范围0 – 250
      表示自定义任务堆栈的任务数，如果这个参数定义为0的话，表示所有的任务都是使用的配置向导里面第三个参数Task statck size大小。比如：
        Numberof concurrent running tasks = 6
        Numberof tasks with user-provided stack = 0
      表示允许用户创建6个任务，所有的6个任务都是分配第三个参数Task statck size大小的任务堆栈空间。
        Numberof concurrent running tasks = 6
        Numberof tasks with user-provided stack = 3
      表示允许用户创建6个任务，其中3个任务是用户自定义任务堆栈大小，另外3个任务是用的第三个参数Task statck size大小的任务堆栈空间。
l Task statck size
      表示系统分配的任务堆栈大小，单位字节。
l Check for the stack overflow
      选择是否使能任务堆栈监测，选上单选框表示使能，取消单选框表示禁能。
l Run in privileged mode
      选择是否使能特权级模式，选上单选框表示使能任务工作在特权级模式，取消单选框表示任务工作在非特权级模式。特权级和非特权级在第九章有详细讲解。
u Tick Timer Configuration
l Hardware timer
      CoreSysTick 表示选择系统滴答定时器，因为M3/M4内核带有滴答定时器，一般情况下都是选用滴答定时器作为系统时钟节拍。
      PeripheralTimer 表示使用外设定时器。
l Timer clock value
      表示定时器主频，单位Hz。
l Timer tick value
      表示系统时钟节拍周期，单位us。
u System Configuration
l Round-Robin Task switching
      选择是否使能时间片调度，选上单选框表示使能时间片调度，取消单选框表示不使用时间片调度。
l Round-Robin Timeout [ticks]
      范围1 – 1000。
      表示时间片的大小，单位是系统时钟节拍个数。
l Number of user timers
      范围1 – 250。
      表示用户定时器个数，即软定时器个数。
l ISR FIFO Queue size
      表示ISR FIFO队列大小。中断服务程序中调用以isr_ 开头的函数时，会将请求类型存到此缓冲中。

不错，不错，哎呦不错，

5.2   STM32F103移植RTX系统

5.2.1     RTX操作系统移植

    首先准备好一个简单的裸机工程模板，工程模板的制作就不做讲解了，这里的重点是教大家移植RTX系统。准备好的工程模板如下图5.1所示（大家也可以制作其它任意的工程模板，不限制）：
    准备好工程模板后，就可以开始移植了，移植过程比较简单，需要两步就可以完成了：
u 第1步：使能RTX

u 第2步：添加RTX系统的配置文件，配置文件在MDK的安装目录C:Keil_v474ARMRLRTXConfig
    下面，文件名RTX_Conf_CM.c，下面将这个文件复制到MDK工程的User文件夹下面，并添加到MDK工程上

5.2.2     RTX操作系统配置说明

   RTX操作系统的配置工作是通过配置文件RTX_Conf_CM.c实现。在MDK工程中打开文件RTX_Conf_CM.c，可以看到如下图5.2所示的工程配置向导：
u  Task Configuration
l Number of concurrent running tasks
      参数范围0 – 250
      表示同时运行的最大任务数，这个数值一定要大于等于用户实际创建的任务数，空闲任务不包含在这个里面。比如当前的数值是6，就表示用户最多可以创建6个任务。
l Number of tasks with user-provided stack
      参数范围0 – 250
      表示自定义任务堆栈的任务数，如果这个参数定义为0的话，表示所有的任务都是使用的配置向导里面第三个参数Task statck size大小。比如：
        Numberof concurrent running tasks = 6
        Numberof tasks with user-provided stack = 0
      表示允许用户创建6个任务，所有的6个任务都是分配第三个参数Task statck size大小的任务堆栈空间。
        Numberof concurrent running tasks = 6
        Numberof tasks with user-provided stack = 3
      表示允许用户创建6个任务，其中3个任务是用户自定义任务堆栈大小，另外3个任务是用的第三个参数Task statck size大小的任务堆栈空间。
l Task statck size
      表示系统分配的任务堆栈大小，单位字节。
l Check for the stack overflow
      选择是否使能任务堆栈监测，选上单选框表示使能，取消单选框表示禁能。
l Run in privileged mode
      选择是否使能特权级模式，选上单选框表示使能任务工作在特权级模式，取消单选框表示任务工作在非特权级模式。特权级和非特权级在第九章有详细讲解。
u Tick Timer Configuration
l Hardware timer
      CoreSysTick 表示选择系统滴答定时器，因为M3/M4内核带有滴答定时器，一般情况下都是选用滴答定时器作为系统时钟节拍。
      PeripheralTimer 表示使用外设定时器。
l Timer clock value
      表示定时器主频，单位Hz。
l Timer tick value
      表示系统时钟节拍周期，单位us。
u System Configuration
l Round-Robin Task switching
      选择是否使能时间片调度，选上单选框表示使能时间片调度，取消单选框表示不使用时间片调度。
l Round-Robin Timeout [ticks]
      范围1 – 1000。
      表示时间片的大小，单位是系统时钟节拍个数。
l Number of user timers
      范围1 – 250。
      表示用户定时器个数，即软定时器个数。
l ISR FIFO Queue size
      表示ISR FIFO队列大小。中断服务程序中调用以isr_ 开头的函数时，会将请求类型存到此缓冲中。

5.2.3     RTX操作系统应用实例

      通过上面对RTX操作系统的配置讲解，这里将其修改为如下图5.3所示的配置：
相对默认配置，修改了上图红色箭头所示的三个地方：
1.     任务运行在特权级模式。
2.     滴答定时器主频72MHz，这个也是STM32F103的主频。
3.     系统时钟节拍周期1ms。
修改好配置后，在main.c文件中添加如下代码，代码中简单的创建了两个用户任务：
AppTaskLED任务 ：LED闪烁。
AppTaskStart任务：启动任务，也是最高优先级任务，这里实现LED闪烁。

#include "bsp.h"            /* 底层硬件驱动 */
#include "RTL.h"

/*
**********************************************************************************************************
                                                   函数声明
**********************************************************************************************************
*/
static void AppTaskCreate (void);
__task void AppTaskLED(void);
__task void AppTaskStart(void);

/*
**********************************************************************************************************
                                                    变量
**********************************************************************************************************
*/
static uint64_t AppTaskLEDStk[256/8];     /* 任务栈 */
static uint64_t AppTaskStartStk[512/8];   /* 任务栈 */

/* 任务句柄 */
OS_TID HandleTaskLED = NULL;

/*
*********************************************************************************************************
*    函 数 名: main
*    功能说明: 标准c程序入口。
*    形    参: 无
*    返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
int main (void)
{  
     /* 初始化外设 */
     bsp_Init();
    
     /* 创建启动任务 */
     os_sys_init_user (AppTaskStart,             /* 任务函数 */
                       2,                        /* 任务优先级 */
                       &AppTaskStartStk,         /* 任务栈 */
                       sizeof(AppTaskStartStk)); /* 任务栈大小，单位字节数 */
     while(1);
}

/*
*********************************************************************************************************
*    函 数 名: AppTaskLED
*    功能说明: LED闪烁
*    形    参: 无
*    返 回 值: 无
*    优 先 级: 1  (数值越小优先级越低，这个跟uCOS相反)
*********************************************************************************************************
*/
__task void AppTaskLED(void)
{
    while(1)
    {
         bsp_LedToggle(2);
         bsp_LedToggle(3);
         os_dly_wait(200);
    }
}

/*
*********************************************************************************************************
*    函 数 名: AppTaskStart
*    功能说明: 启动任务，也就是最高优先级任务。
*    形    参: 无
*    返 回 值: 无
*    优 先 级: 2
*********************************************************************************************************
*/
__task void AppTaskStart(void)
{
     AppTaskCreate();
    
    while(1)
    {
         bsp_LedToggle(1);
         bsp_LedToggle(4);
         os_dly_wait(500);
    }
}

/*
*********************************************************************************************************
*    函 数 名: AppTaskCreate
*    功能说明: 创建应用任务
*    形    参: 无
*    返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
static void AppTaskCreate (void)
{
     HandleTaskLED = os_tsk_create_user(AppTaskLED,              /* 任务函数 */
                                        1,                       /* 任务优先级 */
                                        &AppTaskLEDStk,          /* 任务栈 */
                                        sizeof(AppTaskLEDStk));  /* 任务栈大小，单位字节数 */
}

按照第三章的3.4小节中介绍的调试方法，可以看到如下图5.4所示的任务执行状态：
除了创建的两个用户任务以外，还有空闲任务，这个任务是系统创建的。至此，RTX的库方式移植的工程就可以运行了。

5.3  STM32F407移植RTX系统


5.3.1     RTX操作系统移植

    首先准备好一个简单的裸机工程模板，工程模板的制作就不做讲解了，这里的重点是教大家移植RTX系统。准备好的工程模板如下图5.5所示（大家也可以制作其它任意的工程模板，不限制）：
    准备好工程模板后，就可以开始移植了，移植过程比较简单，需要两步就可以完成了：

第1步：使能RTX

u 第2步：添加RTX系统的配置文件，配置文件在MDK的安装目录C:Keil_v474ARMRLRTXConfig
    下面，文件名RTX_Conf_CM.c，下面将这个文件复制到MDK工程的User文件夹下面，并添加到MDK工程上
通过这两步，RTX操作系统的移植就完成了。

5.3.2     RTX操作系统配置说明

    RTX操作系统的配置工作是通过配置文件RTX_Conf_CM.c实现。在MDK工程中打开文件RTX_Conf_CM.c，可以看到如下图5.6所示的工程配置向导：
u  Task Configuration
l Number of concurrent running tasks
    参数范围0 – 250
    表示同时运行的最大任务数，这个数值一定要大于等于用户实际创建的任务数，空闲任务不包含在这个里面。比如当前的数值是6，就表示用户最多可以创建6个任务。
l Number of tasks with user-provided stack
    参数范围0 – 250
    表示自定义任务堆栈的任务数，如果这个参数定义为0的话，表示所有的任务都是使用的配置向导里面第三个参数Task statck size大小。比如：
      Numberof concurrent running tasks = 6
      Numberof tasks with user-provided stack = 0
    表示允许用户创建6个任务，所有的6个任务都是分配第三个参数Task statck size大小的任务堆栈空间。
      Numberof concurrent running tasks = 6
      Numberof tasks with user-provided stack = 3
    表示允许用户创建6个任务，其中3个任务是用户自定义任务堆栈大小，另外3个任务是用的第三个参数Task statck size大小的任务堆栈空间。
l Task statck size
    表示系统分配的任务堆栈大小，单位字节。
l Check for the stack overflow
    选择是否使能任务堆栈监测，选上单选框表示使能，取消单选框表示禁能。
l Run in privileged mode
    选择是否使能特权级模式，选上单选框表示使能任务工作在特权级模式，取消单选框表示任务工作在非特权级模式。特权级和非特权级在第九章有详细讲解。
u Tick Timer Configuration
l Hardware timer
    CoreSysTick 表示选择系统滴答定时器，因为M3/M4内核带有滴答定时器，一般情况下都是选用滴答定时器作为系统时钟节拍。
    PeripheralTimer 表示使用外设定时器。
l Timer clock value
    表示定时器主频，单位Hz。
l Timer tick value
    表示系统时钟节拍周期，单位us。
u System Configuration
l Round-Robin Task switching
    选择是否使能时间片调度，选上单选框表示使能时间片调度，取消单选框表示不使用时间片调度。
l Round-Robin Timeout [ticks]
    范围1 – 1000。
    表示时间片的大小，单位是系统时钟节拍个数。
l Number of user timers
    范围1 – 250。
    表示用户定时器个数，即软定时器个数。
l ISR FIFO Queue size
     表示ISR FIFO队列大小。中断服务程序中调用以isr_ 开头的函数时，会将请求类型存到此缓冲中。

5.3.3     RTX操作系统应用实例

     通过上面对RTX操作系统的配置讲解，这里将其修改为如下图5.7所示配置：
相对默认配置，修改了上图红色箭头所示的三个地方：
1.     任务运行在特权级模式。
2.     滴答定时器主频168MHz，这个也是STM32F407的主频。
3.     系统时钟节拍周期1ms。
修改好配置后，在main.c文件中添加如下代码，代码中简单的创建了两个用户任务：
AppTaskLED任务 ：LED闪烁。
AppTaskStart任务：启动任务，也是最高优先级任务，这里实现LED闪烁。

#include "bsp.h"            /* 底层硬件驱动 */
#include "RTL.h"

/*
**********************************************************************************************************
                                                   函数声明
**********************************************************************************************************
*/
static void AppTaskCreate (void);
__task void AppTaskLED(void);
__task void AppTaskStart(void);

/*
**********************************************************************************************************
                                                    变量
**********************************************************************************************************
*/
static uint64_t AppTaskLEDStk[256/8];     /* 任务栈 */
static uint64_t AppTaskStartStk[512/8];   /* 任务栈 */

/* 任务句柄 */
OS_TID HandleTaskLED = NULL;

/*
*********************************************************************************************************
*    函 数 名: main
*    功能说明: 标准c程序入口。
*    形    参: 无
*    返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
int main (void)
{  
     /* 初始化外设 */
     bsp_Init();
    
     /* 创建启动任务 */
     os_sys_init_user (AppTaskStart,             /* 任务函数 */
                       2,                        /* 任务优先级 */
                       &AppTaskStartStk,         /* 任务栈 */
                       sizeof(AppTaskStartStk)); /* 任务栈大小，单位字节数 */
     while(1);
}

/*
*********************************************************************************************************
*    函 数 名: AppTaskLED
*    功能说明: LED闪烁
*    形    参: 无
*    返 回 值: 无
*    优 先 级: 1  (数值越小优先级越低，这个跟uCOS相反)
*********************************************************************************************************
*/
__task void AppTaskLED(void)
{
    while(1)
    {
         bsp_LedToggle(2);
         bsp_LedToggle(3);
         os_dly_wait(200);
    }
}

/*
*********************************************************************************************************
*    函 数 名: AppTaskStart
*    功能说明: 启动任务，也就是最高优先级任务。
*    形    参: 无
*    返 回 值: 无
*    优 先 级: 2
*********************************************************************************************************
*/
__task void AppTaskStart(void)
{
     AppTaskCreate();
    
    while(1)
    {
         bsp_LedToggle(1);
         bsp_LedToggle(4);
         os_dly_wait(500);
    }
}

/*
*********************************************************************************************************
*    函 数 名: AppTaskCreate
*    功能说明: 创建应用任务
*    形    参: 无
*    返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
static void AppTaskCreate (void)
{
     HandleTaskLED = os_tsk_create_user(AppTaskLED,              /* 任务函数 */
                                        1,                       /* 任务优先级 */
                                        &AppTaskLEDStk,          /* 任务栈 */
                                        sizeof(AppTaskLEDStk));  /* 任务栈大小，单位字节数 */
}

按照第三章的3.4小节中介绍的调试方法，可以看到如下图5.8所示的任务执行状态：
除了创建的两个用户任务以外，还有空闲任务，这个任务是系统创建的。至此，RTX的库方式移植的工程就可以运行了。

5.4  总结

    本章节为大家讲解了库移植方法，移植比较简单。另一个重要内容是系统配置向导文件的说明，这个比较重要，初学者要好好熟悉下。

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