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 (;;) {}
}

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