Huawei LiteOS内核剖析0--启动

Huawei LiteOS内核剖析0–启动

Huawei LiteOS，千呼万唤始出来。今天终于在[华为开发者社区][1]下载到了liteOS的开源代码。该次开源，华为提供了针对cortex-m4的内核代码和HiLink Device SDK的库函数，虽然没有什么惊喜，不过这个号称最小的操作系统，还是值得我们去研究一下。

后面准备用一系列的文章，对Huawei LiteOS进行源码剖析。如有疏漏，欢迎大家指正。以下将Huawei LiteOS简称为LiteOS

首先我们看一下LiteOS这次开源的目录结构：

从目录结构大体可以看到，liteos主要包括了基础内核代码kernel和芯片平台代码platform。kernel目录中提供了基础内核代码，包括任务，ipc(进程间通信，其实LiteOS没有进程的概念，只能叫任务间通信)，内存机制等。可谓麻雀虽小，五脏俱全了。接下来，我们就从系统配置和启动代码开始，一步步分析LiteOS的内核代码。

准备活动

1.Huawei LiteOS 源码
2.iar，相信大家自己可以搞到
3.ARM® CortexTM-M4 Processor Technical Reference Manual
4.cortex M3权威指南

系统配置

LiteOS仅提供了基于IAR的工程，我们先来看下其配置文件，Huawei_LiteOS_cortexMF411.icf(个人感觉该命名略显不专业了，可能是要表达cortex-M4核，使用的是STM32F411系列芯片)

/*###ICF### Section handled by ICF editor, don't touch! ****/
/*-Editor annotation file-*/
/* IcfEditorFile="$TOOLKIT_DIR$\config\ide\IcfEditor\cortex_v1_0.xml" */
/*-Specials-*/
define symbol __ICFEDIT_intvec_start__ = 0x08000000;
/*-Memory Regions-*/
define symbol __ICFEDIT_region_ROM_start__ = 0x08000000;
define symbol __ICFEDIT_region_ROM_end__   = 0x0807FFFF;
define symbol __ICFEDIT_region_RAM_start__ = 0x20000400;
define symbol __ICFEDIT_region_RAM_end__   = 0x2001FFFF;
/*-Sizes-*/
define symbol __ICFEDIT_size_cstack__ = 0x2000;
define symbol __ICFEDIT_size_heap__   = 0x2000;
/**** End of ICF editor section. ###ICF###*/

/*** VECTOR SIZE ***/
define symbol __ICFEDIT_region_VECTOR_start__ = 0x20000000;
define symbol __ICFEDIT_region_VECTOR_end__   = 0x200003FF;
/*** End of VECTOR SIZE ***/

define memory mem with size = 4G;
define region ROM_region   = mem:[from __ICFEDIT_region_ROM_start__   to __ICFEDIT_region_ROM_end__];
define region RAM_region   = mem:[from __ICFEDIT_region_RAM_start__   to __ICFEDIT_region_RAM_end__];

/*** VECTOR region***/
define region VECTOR_region   = mem:[from __ICFEDIT_region_VECTOR_start__   to __ICFEDIT_region_VECTOR_end__];
/*** End of VECTOR region***/

define block CSTACK    with alignment = 8, size = __ICFEDIT_size_cstack__   { };
define block HEAP      with alignment = 8, size = __ICFEDIT_size_heap__     { };

initialize by copy { readwrite };
do not initialize  { section .noinit };

place at address mem:__ICFEDIT_intvec_start__ { readonly section .intvec };

/*** VECTOR ***/
place in VECTOR_region  { section .vector };
/*** End of VECTOR ***/

place in ROM_region   { readonly };
place in RAM_region   { readwrite,
                        block CSTACK, block HEAP };

从以上配置我们可以获悉：该工程配置了512k的ROM和128k的RAM，其中RAM的前面1k配置给了 .vector段。ROM属性为只读，RAM属性为可读可写。另外还定义了8k的CSTACK和HEAP放在RAM空间中。（对icf不明白的同学可以自行google，iar的使用也不做介绍了，喜欢动手的小伙伴可以自行在网上找资源练习）

启动

在los_vendor.s中首先定义了段属性和__vector_table数组：

SECTION CSTACK:DATA:NOROOT(3)
SECTION .intvec:CODE:NOROOT(2)

...

    DATA
__vector_table
    DCD     sfe(CSTACK)
    DCD     Reset_Handler             ; Reset Handler

Reset_Handler
         LDR     R0, =osEnableFPU
         BLX     R0
         LDR     R0, =__iar_program_start
         BX      R0
    END

首先来看SECTION，IAR汇编中对SECTION格式的定义是：
SECTION section : type [flag] [(align)]
第一个段定义不太清楚具体用处，第二个段定义了下面代码的类型为CODE段，放到上面icf文件定义的 .intvec段中，即0x08000000处，并在该首地址指定了中断向量表的前两个成员，首先初始化MSP寄存器的值，然后获取第一个指令的跳转地址，即执行 Reset_Handler。

接着定义了 Reset_Handler函数实现。
对应的实现非常简单，首先跳转到 osEnableFPU，初始化FPU寄存器。可以参看Technical Reference Manual中7.3.1 enable the fpu：

上面翻译成c语言就是

*(volatile UINT32 *)0xE000ED88 |= ((0xF << 20));

与LiteOS的表达一致。
接着，系统又跳转到了 __iar_program_start，这里面IAR做了什么，大家可以百度一下，基本上就是搬运一下代码，清0一下.bss段，如果想支持c++，再搞跑一下构造函数啥的。

接下来系统就会跑到main()函数了。做法基本上与ST给的demo一致（好像也没有什么其他做法了？）。

启动部分比较简单，大家的做法也都差不多了。启动就说到这，下一部分我们来了解一下LiteOS所包含的模块和对应的初始化代码。