關于contiki系統到STM32的移植

“Contiki是一個小型的，開源的，極易移植的多任務操作系統。它專門設計以適用于一系列的內存優先的網絡系統，包括從8位電腦到微型控制器的嵌入系統。它的名字來自于托爾·海爾達爾的康提基號。Contiki只需幾kilobyte的代碼和幾百字節的內存就能提供多任務環境和內建TCP/IP支持。

2.移植前的準備

首先建立一個最簡單工程。一個最簡單的任務莫過于LED閃爍了，從學習51單片機開始，到AVR，到ARM，從移植uCOS到移植contiki。LED閃爍無疑是最棒的任務。假設這個任務就是LED點亮1秒，然后LED熄滅1秒。Contiki的采用事件驅動機制，那么如何才能夠產生“事件“呢。答案只有兩個：第一，通過時鐘定時，定時事件到就產生一個事件；第二，通過某種中斷，某個中斷發生，就產生某個事件例如外部中斷。那么移植contiki到底要做哪些工作呢。先來回顧一下uCOS在STM32移植，uCOS的移植也就是做了兩件事情，第一，在PendSV這個異常中斷中，保存上下文；第二，使用systick提供系統時鐘。由于contiki是非搶占的操作系統，所以移植時并不需要PendSV中保存上下文。那么時鐘一定是必要的，移植contiki的移植重點就應該在systick上。

先上全部的代碼，給大家一個整體的印象。

1. #include"stm32f10x.h"
2. #include
3. #include
4. #includeuart.h>
5. #include
6. #include
7. #include
8. #include
9. #include
10. unsignedintidle_count=0;
11. voidled_init();
13. PROCESS(blink_process,"Blink");
14. AUTOSTART_PROCESSES(&blink_process);
15. PROCESS_THREAD(blink_process,ev,data)
16. {
17. PROCESS_BEGIN();
18. while(1)
19. {
20. staticstructetimeret;
21. etimer_set(&et,CLOCK_SECOND);
22. PROCESS_WAIT_EVENT_UNTIL(etimer_expired(&et));
23. //打開LED
24. GPIO_ResetBits(GPIOC,GPIO_Pin_6);
25. printf("LEDONrn");
26. etimer_set(&et,CLOCK_SECOND);
27. PROCESS_WAIT_EVENT_UNTIL(etimer_expired(&et));
28. //關閉LED
29. GPIO_SetBits(GPIOC,GPIO_Pin_6);
30. printf("LEDOFFrn");
31. }
32. PROCESS_END();
33. }
35. intmain()
36. {
37. dbg_setup_uart();
38. led_init();
39. printf("Initialisingrn");
40. clock_init();
41. process_init();
42. process_start(&etimer_process,NULL);
43. autostart_start(autostart_processes);
44. //process_start(&blink_process,NULL);
45. printf("Processesrunningrn");
46. while(1){
47. do
48. {
49. }
50. while(process_run()>0);
51. idle_count++;
52. /*Idle!*/
53. /*Stopprocessorclock*/
54. /*asm("wfi"::);*/
55. }
56. return0;
57. }
58. voidled_init()
59. {
60. GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStructure;
61. RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC,ENABLE);
62. //PC6推挽輸出
63. GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_6;
64. GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
65. GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP;
66. GPIO_Init(GPIOC,&GPIO_InitStructure);
67. }

3.尋找一些線索

閱讀contiki-2.5 源碼中，stm32移植的相關內容分散在兩個文件夾中，第一， cpuarmstm32f103，這個文件夾存放的stm32移植的相關文件；第二，platformstm32test，這個文件夾中有一個不是那么完整的例子。具體的源碼如下：

1. #include
2. #include
3. #include
4. #include
5. #include
6. #include
7. #include
8. #include
9. #include
10. #include
11. #include
12. #include
14. unsignedintidle_count=0;
16. int
17. main()
18. {
19. dbg_setup_uart();
20. printf("Initialisingn");
22. clock_init();
23. process_init();
24. process_start(&etimer_process,NULL);
25. autostart_start(autostart_processes);
26. printf("Processesrunningn");
27. while(1){
28. do{
29. }while(process_run()>0);
30. idle_count++;
31. /*Idle!*/
32. /*Stopprocessorclock*/
33. /*asm("wfi"::);*/
34. }
35. return0;
36. }

簡單分析一下，首先文件中包含了一些頭文件。看著有點熟悉，應該是V2.0庫的頭文件，后面的移植工作會全部替換掉，使用V3.4的庫文件。在main函數中，第一步初始化串口并通過串口發送某些信息。接著，初始化時鐘，通過跟蹤源代碼，發現clock_init函數位于cpuarmstm32f103文件夾中的clock文件夾中。具體的函數如下：

1. void
2. clock_init()
3. {
4. NVIC_SET_SYSTICK_PRI(8);
5. SysTick->LOAD=MCK/8/CLOCK_SECOND;
6. SysTick->CTRL=SysTick_CTRL_ENABLE|SysTick_CTRL_TICKINT;
7. }

這段代碼的原理也非常的簡單，初始化systick定時器。其功能是每秒發生CLOCK_SECOND次溢出。配置了systick也少不了systick中斷了，systick的中斷的源碼如下： 在systick中斷中不斷更新了etimer，有了時鐘contiki就可以運行了。

4.開始移植 先在clock源文件中添加頭文件

#include "stm32f10x.h"

#include "stm32f10x_it.h"

刪除原來的

#include

#include

把systick初始化改成

1. void
2. clock_init()
3. {
4. if(SysTick_Config(SystemCoreClock/CLOCK_SECOND))
5. {
6. while(1);
7. }
8. }

把systick中斷改為

1. voidSysTick_Handler(void)
2. {
3. current_clock++;
4. if(etimer_pending()&&etimer_next_expiration_time()<=current_clock){
5. etimer_request_poll();
6. //printf("%d,%dn",clock_time(),etimer_next_expiration_time());
7. }
8. if(--second_countdown==0){
9. current_seconds++;
10. second_countdown=CLOCK_SECOND;
11. }
12. }

最后，把stm32f10x_it.c的void SysTick_Handler(void){}刪除。。 再來配置一下debug接口。配置串口位于debug_uart文件中，我把原代碼中的DMA相關代碼刪除，只剩串口初始化和fputc函數。具體的代碼如下：

1. void
2. dbg_setup_uart_default()
3. {
4. USART_InitTypeDefUSART_InitStructure;
5. GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStructure;
7. //使能GPIOA時鐘
8. RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA
9. |RCC_APB2Periph_USART1,ENABLE);
11. //PA9TX1復用推挽輸出
12. GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_9;
13. GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
14. GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AF_PP;
15. GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);
16. //PA10RX1浮動輸入
17. GPIO_InitStructure.GPIO_Pin=GPIO_Pin_10;
18. GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
19. GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IN_FLOATING;
20. GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure);
22. USART_InitStructure.USART_BaudRate=9600;
23. USART_InitStructure.USART_WordLength=USART_WordLength_8b;
24. USART_InitStructure.USART_StopBits=USART_StopBits_1;
25. USART_InitStructure.USART_Parity=USART_Parity_No;
26. USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl=USART_HardwareFlowControl_None;
27. USART_InitStructure.USART_Mode=USART_Mode_Rx|USART_Mode_Tx;
28. USART_Init(USART1,&USART_InitStructure);
30. //使能USART1
31. USART_Cmd(USART1,ENABLE);
32. }
34. intfputc(intch,FILE*f)
35. {
36. USART_SendData(USART1,(uint8_t)ch);
37. while(USART_GetFlagStatus(USART1,USART_FLAG_TXE)==RESET);
38. returnch;
39. }

5.新建一個任務

通過上網搜索和閱讀書籍，我寫了以下任務。

1. PROCESS(blink_process,"Blink");
2. AUTOSTART_PROCESSES(&blink_process);
3. PROCESS_THREAD(blink_process,ev,data)
4. {
5. PROCESS_BEGIN();
6. while(1)
7. {
8. staticstructetimeret;
9. etimer_set(&et,CLOCK_SECOND);
10. PROCESS_WAIT_EVENT_UNTIL(etimer_expired(&et));
11. //打開LED
12. GPIO_ResetBits(GPIOC,GPIO_Pin_6);
13. printf("LEDONrn");
14. etimer_set(&et,CLOCK_SECOND);
15. PROCESS_WAIT_EVENT_UNTIL(etimer_expired(&et));
16. //關閉LED
17. GPIO_SetBits(GPIOC,GPIO_Pin_6);
18. printf("LEDOFFrn");
19. }
20. PROCESS_END();
21. }

該任務是從contiki-2.5中例子修改而來的。任務非常的簡單，打開LED，通過串口發送提示信息，然后關閉LED，通過串口發送提示信息。

【1】PROCESS(blink_process,"Blink");相關于函數的聲明

【2】AUTOSTART_PROCESSES(&blink_process);是指該任務自動啟動，也可以調用process_start函數啟動任務。AUTOSTART_PROCESSES其實也是一個宏東定義：

1. #if!CC_NO_VA_ARGS
2. #ifAUTOSTART_ENABLE
3. #defineAUTOSTART_PROCESSES(...)
4. structprocess*constautostart_processes[]={__VA_ARGS__,NULL}
5. #else//AUTOSTART_ENABLE
6. #defineAUTOSTART_PROCESSES(...)
7. externint_dummy
8. #endif//AUTOSTART_ENABLE
9. #else
10. #error"Ccompilermustsupport__VA_ARGS__macro"
11. #endif

要想使用它的話，還需要添加AUTOSTART_ENABLE定義。

#define AUTOSTART_ENABLE 1

最后請大家不要忘記LED相關IO口的初始化操作。請查看前文代碼。

6.實驗結果

先給出contiki的IAR 工程目錄和文件目錄

再來一個頭文件包含路徑：

$PROJ_DIR$CMSIS

$PROJ_DIR$StdPeriph_Driverinc

$PROJ_DIR$User

$PROJ_DIR$contiki-2.5core

$PROJ_DIR$contiki-2.5coresys

$PROJ_DIR$contiki-2.5corelib

$PROJ_DIR$contiki-2.5cpu

【小技巧】在編譯文件的時候會發生一些莫名奇妙的警告，這個警告產生的原因是 linux的文件換行和window文件換行不同！ 采用以下方法可以屏蔽這個警告，如下圖所示：

如果移植順利的話，就可以看到以下實驗結果。

寫到這里你會發現，contiki的移植還是非常簡單的。