开源鸿蒙 CMSIS支持

2022-08-09
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CMSIS支持

基本概念

CMSIS是Cortex Microcontroller Software Interface Standard（Cortex微控制器软件接口标准）的缩写，是对于那些基于ARM Cortex处理器的微控制器独立于供应商的硬件抽象层。它包含多个组件层，其中之一是RTOS层，该层定义了一套通用及标准化的RTOS API接口，减少了应用开发者对特定RTOS的依赖，方便用户软件的移植重用。该套API有2个版本，分别为版本1（CMSIS-RTOS v1）和版本2（CMSIS-RTOS v2），OpenHarmony LiteOS-M仅提供其版本2的实现。

开发指导

接口说明

CMSIS-RTOS v2提供下面几种功能，接口详细信息可以查看API参考。

表1 内核信息与控制

接口名	接口描述
osKernelGetInfo	获取RTOS内核信息。
osKernelGetState	获取当前的RTOS内核状态。
osKernelGetSysTimerCount	获取RTOS内核系统计时器计数。
osKernelGetSysTimerFreq	获取RTOS内核系统计时器频率。
osKernelInitialize	初始化RTOS内核。
osKernelLock	锁定RTOS内核调度程序。
osKernelUnlock	解锁RTOS内核调度程序。
osKernelRestoreLock	恢复RTOS内核调度程序锁定状态。
osKernelResume	恢复RTOS内核调度程序。（暂未实现）
osKernelStart	启动RTOS内核调度程序。
osKernelSuspend	挂起RTOS内核调度程序。（暂未实现）
osKernelGetTickCount	获取RTOS内核滴答计数。
osKernelGetTickFreq	获取RTOS内核滴答频率。

表2 线程管理

接口名	接口描述
osThreadDetach	分离线程（线程终止时可以回收线程存储）。（暂未实现）
osThreadEnumerate	枚举活动线程。（暂未实现）
osThreadExit	终止当前正在运行的线程的执行。
osThreadGetCount	获取活动线程的数量。
osThreadGetId	返回当前正在运行的线程的线程ID。
osThreadGetName	获取线程的名称。
osThreadGetPriority	获取线程的当前优先级。
osThreadGetStackSize	获取线程的堆栈大小。
osThreadGetStackSpace	根据执行期间的堆栈水印记录获取线程的可用堆栈空间。
osThreadGetState	获取线程的当前线程状态。
osThreadJoin	等待指定线程终止。（暂未实现）
osThreadNew	创建一个线程并将其添加到活动线程中。
osThreadResume	恢复线程的执行。
osThreadSetPriority	更改线程的优先级。
osThreadSuspend	暂停执行线程。
osThreadTerminate	终止线程的执行。
osThreadYield	将控制权传递给处于就绪状态的下一个线程。

表3 线程标志

接口名	接口描述
osThreadFlagsSet	设置线程的指定线程标志。（暂未实现）
osThreadFlagsClear	清除当前正在运行的线程的指定线程标志。（暂未实现）
osThreadFlagsGet	获取当前正在运行的线程的当前线程标志。（暂未实现）
osThreadFlagsWait	等待当前正在运行的线程的一个或多个线程标志发出信号。（暂未实现）

表4 事件标志

接口名	接口描述
osEventFlagsGetName	获取事件标志对象的名称。（暂未实现）
osEventFlagsNew	创建并初始化事件标志对象。
osEventFlagsDelete	删除事件标志对象。
osEventFlagsSet	设置指定的事件标志。
osEventFlagsClear	清除指定的事件标志。
osEventFlagsGet	获取当前事件标志。
osEventFlagsWait	等待一个或多个事件标志被发出信号。

表5 通用等待函数

接口名	接口描述
osDelay	等待超时（时间延迟）。
osDelayUntil	等到指定时间。

表6 计时器管理

接口名	接口描述
osTimerDelete	删除计时器。
osTimerGetName	获取计时器的名称。（暂未实现）
osTimerIsRunning	检查计时器是否正在运行。
osTimerNew	创建和初始化计时器。
osTimerStart	启动或重新启动计时器。
osTimerStop	停止计时器。

表7 互斥管理

接口名	接口描述
osMutexAcquire	获取互斥或超时（如果已锁定）。
osMutexDelete	删除互斥对象。
osMutexGetName	获取互斥对象的名称。（暂未实现）
osMutexGetOwner	获取拥有互斥对象的线程。
osMutexNew	创建并初始化Mutex对象。
osMutexRelease	释放由osMutexAcquire获取的Mutex。

表8 信号量

接口名	接口描述
osSemaphoreAcquire	获取信号量令牌或超时（如果没有可用的令牌）。
osSemaphoreDelete	删除一个信号量对象。
osSemaphoreGetCount	获取当前信号量令牌计数。
osSemaphoreGetName	获取信号量对象的名称。（暂未实现）
osSemaphoreNew	创建并初始化一个信号量对象。
osSemaphoreRelease	释放信号量令牌，直到初始最大计数。

表9 内存池

接口名	接口描述
osMemoryPoolAlloc	从内存池分配一个内存块。
osMemoryPoolDelete	删除内存池对象。
osMemoryPoolFree	将分配的内存块返回到内存池。
osMemoryPoolGetBlockSize	获取内存池中的内存块大小。
osMemoryPoolGetCapacity	获取内存池中最大的内存块数。
osMemoryPoolGetCount	获取内存池中使用的内存块数。
osMemoryPoolGetName	获取内存池对象的名称。
osMemoryPoolGetSpace	获取内存池中可用的内存块数。
osMemoryPoolNew	创建并初始化一个内存池对象。

表10 消息队列

接口名	接口描述
osMessageQueueDelete	删除消息队列对象。
osMessageQueueGet	从队列获取消息，或者如果队列为空，则从超时获取消息。
osMessageQueueGetCapacity	获取消息队列中的最大消息数。
osMessageQueueGetCount	获取消息队列中排队的消息数。
osMessageQueueGetMsgSize	获取内存池中的最大消息大小。
osMessageQueueGetName	获取消息队列对象的名称。（暂未实现）
osMessageQueueGetSpace	获取消息队列中消息的可用插槽数。
osMessageQueueNew	创建和初始化消息队列对象。
osMessageQueuePut	如果队列已满，则将消息放入队列或超时。
osMessageQueueReset	将消息队列重置为初始空状态。（暂未实现）

开发流程

CMSIS-RTOS2组件可以作为库或源代码提供（下图显示了库）。通过添加CMSIS-RTOS2组件（通常是一些配置文件），可以将基于CMSIS的应用程序扩展为具有RTOS功能。只需包含cmsis_os2.h头文件就可以访问RTOS API函数，这使用户应用程序能够处理RTOS内核相关事件，而在更换内核时无需重新编译源代码。

静态对象分配需要访问RTOS对象控制块定义。特定于实现的头文件（下图中的os_xx .h）提供对此类控制块定义的访问。对于OpenHarmony LiteOS-M内核，由文件名以los_开头的头文件提供，这些文件包含OpenHarmony LiteOS-M内核的这些定义。

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编程实例

#include ...
#include "cmsis_os2.h"

/*----------------------------------------------------------------------------
 * 应用程序主线程
 *---------------------------------------------------------------------------*/
void app_main (void *argument) {
  // ...
  for (;;) {}
}

int main (void) {
  // 系统初始化
  MySystemInit();
  // ...

  osKernelInitialize();                 // 初始化CMSIS-RTOS
  osThreadNew(app_main, NULL, NULL);    // 创建应用程序主线程
  osKernelStart();                      // 开始执行线程
  for (;;) {}
}