本帖最后由 xukai871105 于 2012-6-15 21:02 编辑
Contiki STM32移植
一 contiki简介
“Contiki 是一个小型的，开源的，极易移植的多任务操作系统。它专门设计以适用于一系列的内存较小的网络系统，包括8位单片机到微型控制器的嵌入式系统。它的名字来自于托尔·海尔达尔的康提基号。Contiki只需几K的代码和几百字节的内存就能提供多任务环境和内建TCP/IP支持。”来自维基百科。（认真读才发现维基百科的翻译有点问题）
从这段介绍中可以得知contiki操作系统的三大特点——小型、开源、极易移植。和绝大多数开源的嵌入式操作系统不同，例如uCOS和FreeRTOS，contiki非常容易移植，使用事件驱动机制（protothread机制），运行时占用的内存很小。
虽然国内关于contiki的资料非常少，但是通过阅读contiki的例子和文档，还是可以很容易的完成移植工作。我主要解释了移植contiki的相关内容，关于contiki本身和contiki的使用，请关注contiki大神Jelline的博客，我也是经过他的点播才完成了contiki的移植。再次感谢Jelline的帮助。
Jelline的博客地址：http://blog.chinaunix.net/uid-9112803-id-2978041.html
二 移植前的准备
首先建立一个最简单的工程。一个最简单的任务莫过于LED闪烁了，从学习51单片机开始，到AVR，到ARM，从移植uCOS到移植contiki。LED闪烁无疑是最棒的任务。假设这个任务就是LED点亮1秒，然后让LED熄灭1秒。
Contiki的采用事件驱动机制，那么如何才能够产生“事件“呢。
答案只有两个，第一，通过时钟定时，定时事件到就产生一个事件；第二，通过某种中断，某个中断发生，就产生某个事件例如外部中断。
那么移植contiki到底要做哪些工作呢。先来回顾一下uCOS在STM32移植，uCOS的移植也就是做了两件事情，第一，在PendSV这个异常中断中，保存上下文；第二，使用systick提供系统时钟。由于contiki是非抢占的操作系统，所以移植时并不需要PendSV中保存上下文。那么剩下的时钟设置时必须的，移植contiki的移植重点就应该在systick上。
我个人的习惯，先上全部的代码，给大家一个整体的印象。
- #include "stm32f10x.h"
- #include <stdint.h>
- #include <stdio.h>
- #include <debug-uart.h>
- #include <clock.h>
- #include <sys/process.h>
- #include <sys/procinit.h>
- #include <etimer.h>
- #include <sys/autostart.h>
- unsigned int idle_count = 0;
- void led_init();
- PROCESS(blink_process, "Blink");
- AUTOSTART_PROCESSES(&blink_process);
- PROCESS_THREAD(blink_process, ev, data)
- {
- PROCESS_BEGIN();
- while(1)
- {
- static structetimer et;
- etimer_set(&et, CLOCK_SECOND);
- PROCESS_WAIT_EVENT_UNTIL(etimer_expired(&et));
- //打开LED
- GPIO_ResetBits(GPIOC,GPIO_Pin_6);
- printf("LEDON\r\n");
- etimer_set(&et, CLOCK_SECOND);
- PROCESS_WAIT_EVENT_UNTIL(etimer_expired(&et));
- //关闭LED
- GPIO_SetBits(GPIOC,GPIO_Pin_6);
- printf("LEDOFF\r\n");
- }
- PROCESS_END();
- }
- int main()
- {
- dbg_setup_uart();
- led_init();
- printf("Initialising\r\n");
- clock_init();
- process_init();
- process_start(&etimer_process,NULL);
- autostart_start(autostart_processes);
- //process_start(&blink_process,NULL);
- printf("Processesrunning\r\n");
- while(1) {
- do
- {
- }
- while(process_run()> 0);
- idle_count++;
- }
- return 0;
- }
- void led_init()
- {
- GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
- RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC,ENABLE);
- //PC6 推挽输出
- GPIO_InitStructure.GPIO_Pin= GPIO_Pin_6;
- GPIO_InitStructure.GPIO_Speed= GPIO_Speed_50MHz;
- GPIO_InitStructure.GPIO_Mode= GPIO_Mode_Out_PP;
- GPIO_Init(GPIOC,&GPIO_InitStructure);
- }
阅读contiki-2.5 源码中，stm32移植的相关内容分散在两个文件夹中，
第一， cpu\arm\stm32f103，这个文件夹存放的stm32移植的相关文件；
第二，platform\stm32test，这个文件夹中有一个不是那么完整的例子（主要是里面没有任务）。具体的源码如下：
- #include <stm32f10x_map.h>
- #include <stm32f10x_dma.h>
- #include <gpio.h>
- #include <nvic.h>
- #include <stdint.h>
- #include <stdio.h>
- #include <debug-uart.h>
- #include <sys/process.h>
- #include <sys/procinit.h>
- #include <etimer.h>
- #include <sys/autostart.h>
- #include <clock.h>
- unsigned int idle_count = 0;
- int
- main()
- {
- dbg_setup_uart();
- printf("Initialising\n");
-
- clock_init();
- process_init();
- process_start(&etimer_process,NULL);
- autostart_start(autostart_processes);
- printf("Processesrunning\n");
- while(1) {
- do {
- } while(process_run()> 0);
- idle_count++;
- }
- return 0;
- }
- void
- clock_init()
- {
- NVIC_SET_SYSTICK_PRI(8);
- SysTick->LOAD= MCK/8/CLOCK_SECOND;
- SysTick->CTRL= SysTick_CTRL_ENABLE | SysTick_CTRL_TICKINT;
- }
- void
- SysTick_handler(void) __attribute__ ((interrupt));
- void
- SysTick_handler(void)
- {
- (void)SysTick->CTRL;
- SCB->ICSR = SCB_ICSR_PENDSTCLR;
- current_clock++;
- if(etimer_pending()&& etimer_next_expiration_time()<= current_clock) {
- etimer_request_poll();
- /* printf("%d,%d\n",clock_time(),etimer_next_expiration_time ()); */
- }
- if (--second_countdown== 0) {
- current_seconds++;
- second_countdown = CLOCK_SECOND;
- }
- }
但是非常遗憾的是，全部的移植文件都使用的操作寄存器的方法或是使用了V2的库函数，对于我来说，还是使用V3的库函数比较舒服，在移植的过程中会慢慢修改。
四 开始移植
准备的时间虽然有点长，但是是必须的。移植的过程却是非常的简单。
先在clock源文件中添加头文件
#include "stm32f10x.h" #include "stm32f10x_it.h"
删除原来的
#include <stm32f10x_map.h> #include <nvic.h>
把systick初始化改成
- void
- clock_init()
- {
- if (SysTick_Config(SystemCoreClock / CLOCK_SECOND))
- {
- while(1);
- }
- }
- void SysTick_Handler(void)
- {
- current_clock++;
- if(etimer_pending()&& etimer_next_expiration_time()<= current_clock) {
- etimer_request_poll();
- // printf("%d,%d\n",clock_time(),etimer_next_expiration_time ());
- }
- if (--second_countdown== 0) {
- current_seconds++;
- second_countdown = CLOCK_SECOND;
- }
- }
其实到这里就基本完成了contiki的移植。下面再来锦上添花的一步——加入串口调试部分。
再来配置一下debug调试接口。配置串口位于debug_uart文件中，我把原代码中的DMA相关代码删了个精光，只有串口初始化和fputc函数。具体的代码如下
- void
- dbg_setup_uart_default()
- {
- USART_InitTypeDef USART_InitStructure;
- GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
- //使能GPIOA时钟
- RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA\
- | RCC_APB2Periph_USART1 ,ENABLE);
- //PA9 TX1 复用推挽输出
- GPIO_InitStructure.GPIO_Pin= GPIO_Pin_9;
- GPIO_InitStructure.GPIO_Speed= GPIO_Speed_50MHz;
- GPIO_InitStructure.GPIO_Mode= GPIO_Mode_AF_PP;
- GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);
- //PA10 RX1 浮动输入
- GPIO_InitStructure.GPIO_Pin= GPIO_Pin_10;
- GPIO_InitStructure.GPIO_Speed= GPIO_Speed_50MHz;
- GPIO_InitStructure.GPIO_Mode= GPIO_Mode_IN_FLOATING;
- GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);
- USART_InitStructure.USART_BaudRate= 9600;
- USART_InitStructure.USART_WordLength= USART_WordLength_8b;
- USART_InitStructure.USART_StopBits= USART_StopBits_1;
- USART_InitStructure.USART_Parity= USART_Parity_No;
- USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl= USART_HardwareFlowControl_None;
- USART_InitStructure.USART_Mode= USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;
- USART_Init(USART1,&USART_InitStructure);
- //使能USART1
- USART_Cmd(USART1,ENABLE);
- }
- int fputc(intch, FILE* f)
- {
- USART_SendData(USART1,(uint8_t)ch);
- while(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TXE)== RESET );
- return ch;
- }
五 新建一个任务
通过上网搜索和阅读书籍，写了以下代码。
- PROCESS(blink_process, "Blink");
- AUTOSTART_PROCESSES(&blink_process);
- PROCESS_THREAD(blink_process, ev, data)
- {
- PROCESS_BEGIN();
- while(1)
- {
- static structetimer et;
- etimer_set(&et, CLOCK_SECOND);
- PROCESS_WAIT_EVENT_UNTIL(etimer_expired(&et));
- //打开LED
- GPIO_ResetBits(GPIOC,GPIO_Pin_6);
- printf("LEDON\r\n");
- etimer_set(&et, CLOCK_SECOND);
- PROCESS_WAIT_EVENT_UNTIL(etimer_expired(&et));
- //关闭LED
- GPIO_SetBits(GPIOC,GPIO_Pin_6);
- printf("LEDOFF\r\n");
- }
- PROCESS_END();
- }
该任务是从contiki-2.5中一个例子修改而来的。任务非常的简单，打开LED，通过串口发送提示信息，然后关闭LED，通过串口发送提示信息。具体的代码不做过多的解释，因为前言中给出了链接，博主比我分析的恰当。在这里我简单说说，contiki的任务的基本结构这样的。 - PROCESS(blink_process, "Blink");
- PROCESS_THREAD(blink_process, ev, data)
- {
- PROCESS_BEGIN();
- while(1)
- {
- }
- PROCESS_END();
- }
PROCESS(blink_process, "Blink");相关于函数的声明，这一行代码有一个小冒号，也可以看得出来这是一个函数的声明，而不是函数主体。 任务中以PROCESS_BEGIN()，而已PROCESS_END()结尾，任务的实体部分为while(1){},和绝大多数实时操作系统一样，任务的主体部分在while(1)中。PROCESS_WAIT_EVENT_UNTIL的含义是等待某个事件发生，如果该事件发生，则执行一下的代码，如果该事件没有发生，该任务就会交出CPU的使用权，让其他的任务得以执行。在这里contiki保留了任务的上下文，但是只用了一个整型字节。不像ucos，在从一个任务到另一个任务的时候，需要保存该任务的上下文，需要消耗一定的内存。 Contiki的这种调度机制称之为protothread，如果认真的阅读contiki的源码，你会发现其实就是switchcase结构。 PROCESS_WAIT_EVENT_UNTIL(etimer_expired(&et));这句代码的意思就是查询该任务中定义的定时器是否到期了，在这里起到了不占用CPU的延时。 再来说说AUTOSTART_PROCESSES();该宏(函数)是指该任务自动启动，当然也可以调用process_start函数启动任务。在我实际的编程中，我更喜欢使用process_start函数。 - AUTOSTART_PROCESSES其实也是一个宏东定义，
- #if ! CC_NO_VA_ARGS
- #if AUTOSTART_ENABLE
- #define AUTOSTART_PROCESSES(...) \
- struct process * const autostart_processes[]= {__VA_ARGS__, NULL}
- #else //AUTOSTART_ENABLE
- #define AUTOSTART_PROCESSES(...) \
- extern int _dummy
- #endif //AUTOSTART_ENABLE
- #else
- #error "C compiler must support __VA_ARGS__ macro"
- #endif
要想使用它的话，还需要再任何一个地方添加。 #define AUTOSTART_ENABLE 1 最后请大家不要忘记LED相关IO口的操作。请查看前文代码。 六 实验结果 先给出contiki的IAR 工程目录和文件目录
file:///C:/DOCUME~1/ADMINI~1/LOCALS~1/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image008.jpg
再来一个头文件包含路径
$PROJ_DIR$\CMSIS $PROJ_DIR$\StdPeriph_Driver\inc $PROJ_DIR$\User $PROJ_DIR$\contiki-2.5\core $PROJ_DIR$\contiki-2.5\core\sys $PROJ_DIR$\contiki-2.5\core\lib $PROJ_DIR$\contiki-2.5\cpu 其他的也不做过多说明，我想相信聪明的你找找就知道了。 如果移植顺利的话，就可以看到以下实验结果。写到这里你会发现，contiki的移植还是非常简单的。以后还需要深入的研究contiki，移植到cc2430试试！
最后附上工程源码 IAR5.5 V3.4库
IAR6.30 网友提供
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发表于 2012-6-15 20:00:27
楼主
有意思，顶一个 。。。 
