韦东山鸿蒙移植01-移植RTOS需要做的事

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版本	日期	作者	说明
V1	2020	韦东山	摘自《嵌入式Linux应用开发完全手册》

1. 框架

在这里插入图片描述
鸿蒙是一套完整的、普通人可以直接使用的操作系统，跟Windows、安卓、IOS类似。

常见的错误观点是把鸿蒙跟Linux放在一起来对比，这不对：

Linux只是一个内核，普通人无法使用
- 还需要在Linux之上安装各类程序
- 比如Ubuntu等发行版，它们在Linux内核之上，还有桌面、各类办公软件
鸿蒙支持多种内核：Linux、Liteos(又分为Liteos-a、Liteos-m)
在内核之上，鸿蒙还有各种子系统，在子系统之上又有桌面等软件

2. 嵌入式软件系统的组成

在这里插入图片描述

我们可以把内核之上的软件，简单称为APP(实际上还可以细分，比如各类子系统、桌面等APP)。

启动内核，并不复杂，使用U-boot即可。

3. 移植最小系统要做的几件事

串口相关
- 打印(只是打印调试信息)
- 串口驱动(可发可收，APP执行printf时可以从串口打印，所以需要驱动)
MMU(Memory Management Unit，内存管理单元)的设置：虚拟地址与物理地址
完善中断子系统
- 提供系统tick时钟
- 为串口驱动实现基于中断的读取字符函数
实现存储设备驱动程序
在存储设备上烧录文件系统

3.1 串口相关

与Linux的串口驱动相比，鸿蒙的串口驱动极大简化了。

对于输出：不使用中断，直接使用查询方式输出。
对于输入：使用中断，我们只需要提供底层硬件相关的代码。

要注意：使用的是虚拟地址。

3.2 MMU设置

MMU有2大功能：

3.2.1 权限管理

比如可以把进程A、B的地址空间完全隔离开，它们互不影响
写得差的进程、有恶意的进程，不能影响到其他进程
用户程序、内核地址空间完全隔离开：不允许用户直接访问硬件
示例如下

3.2.2 地址映射

使能MMU后，CPU发出的地址被称为"虚拟地址"，它不是直接发送给硬件，而是发给MMU
MMU根据页表
- 进行权限判定
- 转换为物理地址，发给外设

运行app1时，CPU发出的addr，通过MMU映射到paddr1；
运行app2时，CPU发出的同一个addr，通过MMU映射到paddr2；
虽然app1、app2使用的地址相同，但是对应的内存不同，如下图：

在这里插入图片描述

在移植过程中，我们不需要关注“权限”，只需要关注“地址映射”

3.3 中断子系统

操作系统跟单片机程序最大的区别，就是多任务，也就是同时运行多个程序。
同时，对人类来说是这样的，多个程序好像可以同时运行，实际上它们是轮流运行。

3.3.1 操作系统"同时"运行多个任务

轮流运行：

在这里插入图片描述

3.3.2 串口接收数据的中断

使用串口接收数据时，如果使用"查询"方式，低效并且费电。
一般都使用中断方式。

3.4 存储设备的驱动程序

板子上一般都有EMMC、SD/TF卡、Nor Flash、Nand Flash等存储设备。
Nor Flash、Nand Flash的驱动程序相对简单，但是这些设备比较少见了。
而EMMC、SD/TF卡的驱动程序又太复杂，足够出一个专题了。
我们聚焦在最小系统的移植，先把流程走通：用内存来模拟Flash。