RT-Thread針對不同架構(gòu)芯片移植的方法
在做rt-thread系統(tǒng)移植的這段時間里，積累一些快速移植的經(jīng)驗(yàn)，不論是現(xiàn)有架構(gòu)的不同型號的芯片，還是一個全新架構(gòu)的移植，只需要按照一定的步驟進(jìn)行，一般大的方向不會出錯。剩下的事情就是解決為什么沒有達(dá)到預(yù)期效果的問題。
移植的里程碑有如下的幾個：1.芯片工作在正常的模式，可以正常的執(zhí)行c代碼邏輯2.至少有一個串口驅(qū)動3.上下文切換邏輯4.定時器可以正常的使用5.串口輸入有正常的中斷產(chǎn)生并能夠讀到數(shù)據(jù)針對以上的順序詳細(xì)描述問題以及解決辦法。
芯片的工作模式
不同架構(gòu)的芯片一定會有對應(yīng)的模式適合操作系統(tǒng)的運(yùn)行，這是芯片設(shè)計(jì)時就考慮到的問題，所以移植也要遵循這種規(guī)則。另外也涉及到寄存器的訪問權(quán)限問題。比如armv7，其操作系統(tǒng)存在的模式為system模式，可以方便的切換到其他模式。還有比較典型的armv8架構(gòu)的el1特權(quán)級別。當(dāng)然把芯片模式切換到其他的模式，也可以，比如rt-thread整個系統(tǒng)運(yùn)行在el3特權(quán)模式，在el3特權(quán)級別最高，但是并不是越高越好，往往el3會有更加合適的用法。其切換到邏輯一般在芯片啟動后，執(zhí)行的最初一段的匯編代碼邏輯里面，一般芯片在上電后，都會進(jìn)入最高特權(quán)權(quán)限的模式里，切換到操作系統(tǒng)特定的特權(quán)級別模式即可。
可以正常執(zhí)行c代碼
完成這一步也是匯編的代碼的實(shí)現(xiàn)，這一步的通用關(guān)鍵操作是bss段清零，以及設(shè)置棧指針地址。 對于bss段清零的必要性是因?yàn)?a href="http://m.1cnz.cn/soft/data/21-24/" target="_blank">c語言的語法規(guī)則，以前的存儲程序的存儲器是很貴的，所以程序在生成的時候，把未初始化的全局變量和靜態(tài)變量，這些存儲空間不存入存儲器空間，然后在程序加載的時候，將這段空間指向的區(qū)域清零。而函數(shù)中的非靜態(tài)的變量則存儲在棧中，地址不確定。 如果不進(jìn)行bss的清零，可能導(dǎo)致的問題是全局變量和靜態(tài)變量的值不確定，導(dǎo)致程序編程時遇到異常的現(xiàn)象。 清空bss段的步驟也很簡單，就是將bss這一段內(nèi)存空間設(shè)置為0即可。而設(shè)置棧地址也就是sp的地址，僅僅是為了在操作系統(tǒng)線程還未啟動調(diào)度時，最開始的棧空間。根據(jù)c語言的函數(shù)調(diào)用規(guī)則，c語言進(jìn)行函數(shù)調(diào)用時，都需要壓棧和出棧，這段棧空間是用戶自行分配的。 所以需要注意點(diǎn)是rt-thread啟動調(diào)度前也是有一個棧空間的，調(diào)度啟動后該棧空間不被使用，每個線程棧空間才生效。
至少有一個串口驅(qū)動
要完成這個工作，需要注意的問題是事先已經(jīng)完成了串口驅(qū)動的驗(yàn)證工作。也就是可以正常的接收和發(fā)送數(shù)據(jù)。完成rt-thread串口驅(qū)動對接，只需實(shí)現(xiàn)串口初始化，串口接收，串口發(fā)送，中斷注冊即可。 由于前期沒有中斷，實(shí)現(xiàn)串口發(fā)送功能就可以接著進(jìn)行下面工作了。正常情況下，可以看到串口可以輸出rt-thread的logo了。
上下文切換邏輯
?對于程序的上下文，可以理解為程序當(dāng)前運(yùn)行的現(xiàn)場。其現(xiàn)場里面主要包含的內(nèi)容有，當(dāng)前所有的寄存器狀態(tài)，當(dāng)前sp的值，有些處理器還有pc值等等。 對于第一個調(diào)度起來的線程，其上下文的內(nèi)容是人工手動賦值的。因?yàn)椴⒉荒鼙ＷC調(diào)度器執(zhí)行的第一個線程是哪個具體的線程，所以每個線程都會存儲一個人工填充的上下文。 需要注意的地方主要有三點(diǎn)，第一個線程調(diào)度啟動后，會打開全局中斷，具體是在上下文恢復(fù)時，由匯編代碼實(shí)現(xiàn)。第二個是線程退出后，會啟動下一次調(diào)度，線程回收工作由空閑線程完成。第三點(diǎn)一定要確保壓棧的順序和出棧的順序一致性。 該功能實(shí)現(xiàn)正常的標(biāo)志是可以正常進(jìn)入main函數(shù)以及msh控制臺。但不能輸入控制，因?yàn)闆]有實(shí)現(xiàn)串口輸入中斷，如果已經(jīng)實(shí)現(xiàn)串口中斷，那可以msh輸入。
定時器可以正常使用
定時器可以正常使用的前提中斷可以正常的產(chǎn)生，然后周期性的產(chǎn)生定時器中斷。 定時器是系統(tǒng)tick的關(guān)鍵，沒有定時器，系統(tǒng)將無法在任務(wù)中通過delay釋放CPU資源，但是可以通過主動切換任務(wù)的方式進(jìn)行調(diào)度。關(guān)于rt-thread的tick的時間片多少合適的問題，這里解釋為，一般合適的10ms，對于主頻很高的芯片可以是1ms。曾經(jīng)在30mhz的主頻的FPGA上驗(yàn)證系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)并不能正常運(yùn)行起來。分析因?yàn)橄到y(tǒng)定時器中斷產(chǎn)生的太頻繁，主頻太低，程序來不及處理完成又發(fā)生了中斷。
串口可正常輸入
該步驟可作為移植的成功的驗(yàn)證工作，這一步的工作并非技術(shù)難點(diǎn)，但是往往前面步驟沒有成功，可能會導(dǎo)致這里出現(xiàn)不了想要的現(xiàn)象。 比如曾經(jīng)協(xié)助一個客戶完成移植工作時，發(fā)現(xiàn)串口中斷打開后，只能輸入一個字符串后無反應(yīng)，后來才查到中斷處理標(biāo)志沒有清空。一般可以正常的輸入輸出，該系統(tǒng)移植就基本成功了。
移植的工作難點(diǎn)
?對于上面的步驟中，最難的就是棧幀的規(guī)劃，上下文切換和中斷處理。結(jié)合實(shí)際移植經(jīng)驗(yàn)，往往容易出問題的地方就是入棧和出棧的順序?qū)Σ簧希蛘哂行┘拇嫫鳑]有存到棧中。在這個工作的時候，要檢查一下寄存器是32位還是64位，可能因?yàn)檫@個小細(xì)節(jié)，導(dǎo)致棧幀的偏移。 另外要注意的是，線程壓棧的時候，一定要壓線程退出后的回收函數(shù)，曾經(jīng)也因?yàn)闆]有注意這個細(xì)節(jié)導(dǎo)致main函數(shù)退出后，系統(tǒng)運(yùn)行異常。 中斷里面復(fù)雜設(shè)計(jì)在于中斷的嵌套，往往在中斷里執(zhí)行調(diào)度，并不會立馬執(zhí)行到切換線程的上下文，這樣就破壞了現(xiàn)場，而是待到所有中斷執(zhí)行完成后，再切換上下文。這一點(diǎn)在cortex-m上很好理解，中斷控制器在處理pendsv異常時，總是等待其他高優(yōu)先級中斷處理完成后，再去處理優(yōu)先級最低的pendsv。而對于sparc這種設(shè)計(jì)，切換任務(wù)是通過trap異常實(shí)現(xiàn)的，trap異常高于中斷，也就是切換線程優(yōu)先級高于中斷，這是系統(tǒng)設(shè)計(jì)里面不合理的，在軟件設(shè)計(jì)時，往往通過設(shè)置中斷嵌套標(biāo)志位，等到所有中斷執(zhí)行完成后，再切換上下文，一定不能夠在中斷執(zhí)行時，把上下文切換走。
移植經(jīng)驗(yàn)分享
rt-thread的移植是有一些關(guān)鍵點(diǎn)的，找到這些關(guān)鍵點(diǎn)，可以非常順利的規(guī)劃清楚方向和目標(biāo)，對于每個關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行技術(shù)攻克，這樣是最快也是最高效的做事方式。 要想移植不同芯片架構(gòu)，需要非常清楚這個芯片的架構(gòu)，也需要非常熟悉rt-thread系統(tǒng)最關(guān)鍵點(diǎn)底層代碼。一般熟悉rt-thread的底層代碼并不是很難，從頭讀一遍aarch64的rt-thread最小系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)兩三天就能差不多理解，而芯片手冊的閱讀要結(jié)合實(shí)際的工作經(jīng)驗(yàn)，弄清楚芯片特權(quán)模式、看懂寄存器，看懂匯編基本就可以了。當(dāng)然有些處理器是需要實(shí)現(xiàn)mmu才能正常執(zhí)行的，比如aarch64，必須實(shí)現(xiàn)mmu的功能，即使是1：1映射。
RT-Thread開發(fā)者大會
我們將聯(lián)合重量級合作伙伴，圍繞AIoT的發(fā)展、產(chǎn)業(yè)技術(shù)趨勢，聚焦控制、連接、行業(yè)應(yīng)用開發(fā)，通過主題演講、技術(shù)分享、應(yīng)用演示等環(huán)節(jié)，助力開發(fā)者探索萬物智能的世界，期待與大家一起相聚線上直播間！
現(xiàn)在掃碼報名 我們將在報名者中抽取“幸運(yùn)參會者100名” 贈送RT-Thread新款開發(fā)板（即將揭秘）
本次將在大會當(dāng)天在直播間宣布中獎名單
更多獎品即將來襲...
原文標(biāo)題：RT-Thread針對不同架構(gòu)芯片移植的方法
文章出處：【微信公眾號：RTThread物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)】歡迎添加關(guān)注！文章轉(zhuǎn)載請注明出處。
聲明：本文內(nèi)容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網(wǎng)站授權(quán)轉(zhuǎn)載。文章觀點(diǎn)僅代表作者本人，不代表電子發(fā)燒友網(wǎng)立場。文章及其配圖僅供工程師學(xué)習(xí)之用，如有內(nèi)容侵權(quán)或者其他違規(guī)問題，請聯(lián)系本站處理。
舉報投訴
-
RT-Thread
+關(guān)注
關(guān)注
31文章
1305瀏覽量
40314
原文標(biāo)題：RT-Thread針對不同架構(gòu)芯片移植的方法
文章出處：【微信號：RTThread，微信公眾號：RTThread物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)】歡迎添加關(guān)注！文章轉(zhuǎn)載請注明出處。
發(fā)布評論請先 登錄
相關(guān)推薦
RT-Thread上CAN實(shí)踐
開箱測試RT-Thread官方已完成了對英飛凌XMC7200EVK的移植，通過shell可以看到做好了uart3的console。本文將介紹如何進(jìn)行RT-ThreadCan移植。接下來
開源共生 商業(yè)共贏 | RT-Thread 2024開發(fā)者大會報名啟動！
親愛的RT-Thread開發(fā)者我們很高興地宣布，一年一度的RDC(RT-ThreadDeveloperConference,RT-Thread開發(fā)者大會)正式啟動報名！2024RT-Threa
如何在RT-thread studio的裸機(jī)例程上移植freertos？
如何在RT-thread studio的裸機(jī)例程上移植freertos
發(fā)表于 09-13 06:32
2024 RT-Thread全球巡回 線下培訓(xùn)火熱來襲！
親愛的RT-Thread社區(qū)成員們：我們非常高興地宣布，2024年RT-Thread全球開發(fā)者線下培訓(xùn)即將拉開帷幕！24年全球巡回培訓(xùn)將覆蓋超10座城市及國家，為開發(fā)者提供一個深入學(xué)習(xí)RT-Thread嵌入式開發(fā)的絕佳機(jī)會。
【好書推薦】RT-Thread設(shè)備驅(qū)動開發(fā)指南
近年來國內(nèi)芯片產(chǎn)業(yè)和物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的快速崛起，行業(yè)發(fā)展迫切需要更多人才，尤其需要掌握嵌入式操作系統(tǒng)等底層技術(shù)的人才。隨著RT-Thread被更廣泛地應(yīng)用于行業(yè)中，開發(fā)者對嵌入式驅(qū)動開發(fā)的需求越來越
RT-Thread 新里程碑達(dá)成——GitHub Star 破萬！
RT-Thread實(shí)時操作系統(tǒng)開源項(xiàng)目在GitHub上的star數(shù)量突破一萬！截止發(fā)文，RT-Thread作為實(shí)時操作系統(tǒng)在業(yè)界Star數(shù)量排名第一！倉庫地址:https://github.com
6月6日杭州站RT-Thread線下workshop，探索RT-Thread混合部署新模式！
6月6日下午我們將在杭州舉辦RT-Thread混合部署線下workshop，在瑞芯微RK3568平臺上實(shí)現(xiàn)同時運(yùn)行RT-Thread和linux，本次workshop邀請到RT-Thread資深
RT-Thread混合部署Workshop北京站來啦！
4月25日，下午我們將在北京舉辦RT-Thread混合部署線下workshop，在瑞芯微RK3568平臺上實(shí)現(xiàn)同時運(yùn)行RT-Thread和linux，本次workshop邀請到RT-Thread資深
4月25日北京站RT-Thread線下workshop，探索RT-Thread混合部署新模式
4月25日，下午我們將在北京舉辦RT-Thread混合部署線下workshop，在瑞芯微RK3568平臺上實(shí)現(xiàn)同時運(yùn)行RT-Thread和linux，本次workshop邀請到RT-Thread資深
4月10日深圳場RT-Thread線下workshop，探索RT-Thread混合部署新模式！
4月10日我們將在深圳福田舉辦RT-Thread混合部署線下workshop，在瑞芯微RK3568平臺上實(shí)現(xiàn)同時運(yùn)行RT-Thread和linux，本次workshop邀請到RT-Thread資深嵌入式軟件工程師農(nóng)曉明老師為您講
4月10日深圳場RT-Thread線下workshop，探索RT-Thread混合部署新模式！
4月10日我們將在深圳福田舉辦RT-Thread混合部署線下workshop，在瑞芯微RK3568平臺上實(shí)現(xiàn)同時運(yùn)行RT-Thread和linux，本次workshop邀請到RT-Thread資深
恩智浦半導(dǎo)體正式加入RT-Thread全球合作伙伴計(jì)劃!
前不久，恩智浦半導(dǎo)體正式加入RT-Thread全球合作伙伴計(jì)劃，成為RT-Thread高級會員合作伙伴。同時，RT-Thread現(xiàn)已成為恩智浦注冊合作伙伴（RT-Thread| 簡介合
《RT-Thread設(shè)備驅(qū)動開發(fā)指南》基礎(chǔ)篇--以先楫bsp的hwtimer設(shè)備為例
一、概述（一）RT-Thread設(shè)備驅(qū)動《RT-Thread設(shè)備驅(qū)動開發(fā)指南》書籍是RT-thread官方出品撰寫，系統(tǒng)講解RT-threadIO設(shè)備驅(qū)動開發(fā)
RT-Thread設(shè)備驅(qū)動開發(fā)指南基礎(chǔ)篇—以先楫bsp的hwtimer設(shè)備為例
RT-Thread設(shè)備驅(qū)動開發(fā)指南》書籍是RT-thread官方出品撰寫，系統(tǒng)講解RT-thread IO設(shè)備驅(qū)動開發(fā)方法，從三方面進(jìn)行講解。
工商網(wǎng)監(jiān)
評論