基于小熊派的HarmonyOS鸿蒙开发教程——内核篇
复习时间：貌似很遥远呀！(未定期)
基于小熊派的鸿蒙开发内核篇
- 一、CMSIS-RTOS2接口
- 二、HarmonyOS内核开发—任务管理
- 三、HarmonyOS内核开发—定时器管理
- 定时器基本概念
- 定时器运行机制
- 定时器创建实现
- 实验拓展
- 四、HarmonyOS内核开发—信号量
- 信号量基本概念
- 信号量运行机制
- 信号量功能实现
- 实验拓展
- 五、HarmonyOS内核开发—事件管理
- 事件管理基本概念
- 事件管理运行机制
- 事件管理功能实现
- 实验拓展
- 六、HarmonyOS内核开发—互斥锁
- 互斥锁基本概念
- 互斥锁运行机制
- 互斥锁功能实现
- 拓验拓展
- 七、HarmonyOS内核开发—消息队列
- 1、消息队列基本概念
- 2、消息队列运行机制
- 3、消息队列功能实现
- 4、实验拓展
一、CMSIS-RTOS2接口
Cortex微控制器软件接口标准，Cortex-M系列的RTOS接口，为需要RTOS的软件组件提供了标准化API访问内核或外设。更多API参考:
https://arm-software.github.io/CMSIS_5/RTOS2/html/index.html
二、HarmonyOS内核开发—任务管理
三、HarmonyOS内核开发—定时器管理
定时器基本概念
是基于系统Tick时钟中断且由软件来模拟的定时器，当经过设定的Tick时钟计数值后会触发用户定义的回调函数。定时精度与系统Tick时钟的周期有关。
定时器运行机制
使用系统队列(FIFO)和任务资源，定时时间短优先被触发。
定时器创建实现
创建定时器：osTimerNew (osTimerFunc_t func, osTimerType_t type, void *argument, const osTimerAttr_t *attr);
启动定时器：osTimerStart (osTimerId_t timer_id, uint32_t ticks);
停止定时器：osTimerStop (osTimerId_t timer_id);
删除定时器：osTimerDelete (osTimerId_t timer_id);
实验拓展
exec1 = 1U;
id1 = osTimerNew(Timer1_Callback, osTimerOnce, &exec1, NULL);
if (id1 != NULL)
{// Hi3861 1U=10ms,100U=1StimerDelay = 100U; //T1延时1sstatus = osTimerStart(id1, timerDelay);if (status != osOK) {// Timer could not be started}
}osDelay(50U); //系统延时0.5s
status = osTimerStop(id1); //停止T1
if(status != osOK) {printf("stop Timer1 failed\r\n"); /*停止失败(单次定时器未在延时时间内停止)：假设我在2s的时候去停止而T1只延时了1s，其实已经停止了，这时再去停止就会停止失败*/
}
else
{printf("stop Timer1 success\r\n"); //停止成功(0.5s停止会成功)//单词定时器得在其运行期间去停止
}
status = osTimerStart(id1, timerDelay);
if (status != osOK) {printf("start Timer1 failed\r\n");
}
osDelay(200U); //系统延时2s
status = osTimerDelete(id1); //删除T1，定时器运行期间前后都能停止
if(status != osOK) {printf("delete Timer1 failed\r\n"); //删除失败
}
else
{printf("delete Timer1 success\r\n"); //删除成功
}
四、HarmonyOS内核开发—信号量
信号量基本概念
互斥
同步
信号量运行机制
初始化
创建
申请-1(0状态无法申请)
释放+1
删除
信号量功能实现
创建互斥锁：osSemaphoreNew (uint32_t max_count, uint32_t initial_count, const osSemaphoreAttr_t *attr);
获取互斥锁：osSemaphoreAcquire (osSemaphoreId_t semaphore_id, uint32_t timeout);
释放互斥锁：osSemaphoreRelease (osSemaphoreId_t semaphore_id);
删除互斥锁：osMutexDelete (osMutexId_t mutex_id);
实验拓展
实验没太明白，聪明的人可以通过拓展实验而做出另一个实用性实验，我还没达到那个能力，确实努力可以弥补一些这方面的能力，目前也只有努力这种方法了，多看看基础如51/32等，形成嵌入式方向思考的能力和举一反三(我没有举一反三的聪明天赋只能努力多看多学优秀的人的智慧结晶)的能力。
首先创建任务(osThreadNew)《P10-任务管理》设置优先级为同级
osSemaphoreNew (uint32_t max_count, uint32_t initial_count, const osSemaphoreAttr_t *attr);
sem1 = osSemaphoreNew(4, 0, NULL);
五、HarmonyOS内核开发—事件管理
事件管理基本概念
任务间通信的机制，可实现任务间的同步，事件可提供一对多、多对多的同步操作。
事件管理运行机制
a任务：事件2、3逻辑或(osFlagsWaitAny)
b任务：事件2、5逻辑与(osFlagsWaitAll)
事件2发生，a任务唤醒
事件5发生，b任务才唤醒
事件管理功能实现
/***** 发送事件 *****/
void Thread_EventSender (void *argument)
{(void)argument;while (1) { osEventFlagsSet(evt_id, FLAGS_MSK1);osThreadYield(); // suspend threadosDelay(100);}
}/***** 接收事件 *****/
void Thread_EventReceiver (void *argument)
{(void)argument;uint32_t flags;while (1) {flags = osEventFlagsWait(evt_id, FLAGS_MSK1, osFlagsWaitAny, osWaitForever);printf("Receive Flags is %d\n",flags);}
}/***** 创建事件 *****/
static void Event_example (void)
{evt_id = osEventFlagsNew(NULL);if (evt_id == NULL) {printf("Falied to create EventFlags!\n");}osThreadAttr_t attr;attr.attr_bits = 0U;attr.cb_mem = NULL;attr.cb_size = 0U;attr.stack_mem = NULL;attr.stack_size = 1024*4;attr.priority = 25;attr.name = "Thread_EventSender";if (osThreadNew(Thread_EventSender, NULL, &attr) == NULL) {printf("Falied to create Thread_EventSender!\n");}attr.name = "Thread_EventReceiver";if (osThreadNew(Thread_EventReceiver, NULL, &attr) == NULL) {printf("Falied to create Thread_EventReceiver!\n");}
}
实验拓展
/***** 发送事件 *****/
void Thread_EventSender(void *argument)
{(void)argument;while (1){osEventFlagsSet(evt_id, FLAGS_MSK1);osEventFlagsSet(evt_id, FLAGS_MSK2);osEventFlagsSet(evt_id, FLAGS_MSK3);//suspend threadosThreadYield();osDelay(100);}
}/***** 接收事件 *****/
void Thread_EventReceiver(void *argument)
{(void)argument;uint32_t flags;while (1){flags = osEventFlagsWait(evt_id, FLAGS_MSK1|FLAGS_MSK2|FLAGS_MSK3, osFlagsWaitAll, osWaitForever);//多个事件对应一个任务printf("Receive Flags is %d\n", flags);}
}
六、HarmonyOS内核开发—互斥锁
互斥锁在操作系统中用于资源管理。微控制器中许多资源可以重复使用，但每次只能被一个线程使用(例如通信通道、内存和文件)。互斥锁用于保护对共享资源的访问。创建互斥锁，然后在线程之间传递(线程可以获取和释放互斥锁)。
互斥锁基本概念
互斥锁又称互斥型信号量，特殊的二值性信号量，对共享资源保护而实现独占式处理。
任务持有(闭锁)—任务释放(开锁)
可解决信号量存在的优先级翻转问题(优先级继承算法)。
互斥锁运行机制
互斥锁处理非共享资源的同步访问时，若有任务访问该资源，则互斥锁为加锁状态。其他任务访问会被阻塞，该锁任务释放，其他任务进行资源访问，再次上锁。如此确保同一时刻只有一个任务正在访问这个公共资源，保证了公共资源操作的完整性。
互斥锁功能实现
创建互斥锁：osMutexNew (const osMutexAttr_t *attr);
获取互斥锁：osMutexAcquire (osMutexId_t mutex_id, uint32_t timeout);
释放互斥锁：osMutexRelease (osMutexId_t mutex_id);
删除互斥锁：osMutexDelete (osMutexId_t mutex_id);
/***** 高优先级 *****/
void HighPrioThread(void)
{osDelay(100U); // wait 1s until start actual workwhile(1) {osMutexAcquire(mutex_id, osWaitForever); // try to acquire mutexprintf("HighPrioThread is runing.\r\n");osDelay(300U);osMutexRelease(mutex_id);}
}/***** 中优先级 *****/
void MidPrioThread(void)
{osDelay(100U); // wait 1s until start actual workwhile(1) {printf("MidPrioThread is runing.\r\n");osDelay(100);}
}/***** 低优先级 *****/
void LowPrioThread(void)
{while(1) {osMutexAcquire(mutex_id, osWaitForever); //申请printf("LowPrioThread is runing.\r\n");osDelay(300U); // block mutex for 5sosMutexRelease(mutex_id); //释放}
}void Mutex_example(void)
{osThreadAttr_t attr;attr.attr_bits = 0U;attr.cb_mem = NULL;attr.cb_size = 0U;attr.stack_mem = NULL;attr.stack_size = 1024 * 4;attr.name = "HighPrioThread";attr.priority = 26;if (osThreadNew((osThreadFunc_t)HighPrioThread, NULL, &attr) == NULL){printf("Falied to create HighPrioThread!\n");}attr.name = "MidPrioThread";attr.priority = 25;if (osThreadNew((osThreadFunc_t)MidPrioThread, NULL, &attr) == NULL){printf("Falied to create MidPrioThread!\n");}attr.name = "LowPrioThread";attr.priority = 24;if (osThreadNew((osThreadFunc_t)LowPrioThread, NULL, &attr) == NULL){printf("Falied to create LowPrioThread!\n");}mutex_id = osMutexNew(NULL);if (mutex_id == NULL){printf("Falied to create Mutex!\n");}
}
问：为什么LOW首先获取申请互斥锁呢？
答：高/中优先级都osDelay(100U);可以复习下《任务管理》中的时间概念和《软件定时器》
拓验拓展
void HighPrioThread(void)
{// wait 1s until start actual workosDelay(100U);osStatus_t status;while (1){// try to acquire mutexstatus = osMutexAcquire(mutex_id, osWaitForever); //申请互斥锁并返回一个状态值if(status != osOK) {printf("acquire mutex failed\r\n");//互斥锁申请失败}else{printf("acquire mutex success\r\n");//互斥锁申请成功}printf("HighPrioThread is runing.\r\n");osDelay(300U);status = osMutexRelease(mutex_id);//释放互斥锁if(status != osOK) {printf("release mutex failed\r\n");//互斥锁释放失败}else{printf("release mutex success\r\n");//互斥锁释放成功}}
}void LowPrioThread(void)
{osStatus_t status;while (1){status = osMutexAcquire(mutex_id, osWaitForever);printf("LowPrioThread is runing.\r\n");if(status != osOK) {printf("acquire mutex failed\r\n");}else{printf("acquire mutex success\r\n");}// block mutex for 3sosDelay(300U);status = osMutexRelease(mutex_id);if(status != osOK) {printf("release mutex failed\r\n");}else{printf("release mutex success\r\n");} }
}status = osMutexDelete(mutex_id);
//删除互斥锁并返回一个状态值
if(status != osOK) {printf("delete mutex failed\r\n");//删除互斥锁失败
}
else
{printf("delete mutex success\r\n");//删除互斥锁成功
}status = osMutexDelete(mutex_id);
//再次删除互斥锁并返回一个状态值，再次删除肯定失败，因为互斥锁已经不存在
if(status != osOK) {printf("delete mutex failed\r\n");//删除互斥锁失败
}
else
{printf("delete mutex success\r\n");//删除互斥锁成功
}
七、HarmonyOS内核开发—消息队列
1、消息队列基本概念
2、消息队列运行机制
3、消息队列功能实现
创建消息队列：osMutexNew (const osMutexAttr_t *attr);
发送消息：osMutexAcquire (osMutexId_t mutex_id, uint32_t timeout);
获取消息：osMutexRelease (osMutexId_t mutex_id);
删除消息队列：osMutexDelete (osMutexId_t mutex_id);
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>#include "ohos_init.h"
#include "cmsis_os2.h"//number of Message Queue Objects
#define MSGQUEUE_OBJECTS 16typedef struct
{//object data typechar *Buf; uint8_t Idx;
} MSGQUEUE_OBJ_t;MSGQUEUE_OBJ_t msg;//message queue id
osMessageQueueId_t mid_MsgQueue; void Thread_MsgQueue1(void *argument)
{(void)argument;//do some work...msg.Buf = "Hello BearPi-HM_Nano!";msg.Idx = 0U;while (1){//消息队列ID、消息内容、优先级、超时时间(0表示立刻)//when timeout is 0, the function returns instantlyosMessageQueuePut(mid_MsgQueue, &msg, 0U, 0U);//suspend threadosThreadYield();osDelay(100);}
}void Thread_MsgQueue2(void *argument)
{(void)argument;osStatus_t status;while (1){//Insert thread code here...//wait for message//消息队列ID、消息内容、优先级、超时时间status = osMessageQueueGet(mid_MsgQueue, &msg, NULL, 0U);if (status == osOK){//msg为结构体类型printf("Message Queue Get msg:%s\n", msg.Buf);}}
}static void Message_example(void)
{//创建并初始化一个消息队列对象，返回值为消息队列IDmid_MsgQueue = osMessageQueueNew(MSGQUEUE_OBJECTS, 100, NULL);if (mid_MsgQueue == NULL){printf("Falied to create Message Queue!\n");}osThreadAttr_t attr;attr.attr_bits = 0U;attr.cb_mem = NULL;attr.cb_size = 0U;attr.stack_mem = NULL;attr.stack_size = 1024 * 10;attr.priority = 25;attr.name = "Thread_MsgQueue1";if (osThreadNew(Thread_MsgQueue1, NULL, &attr) == NULL){printf("Falied to create Thread_MsgQueue1!\n");}attr.name = "Thread_MsgQueue2";if (osThreadNew(Thread_MsgQueue2, NULL, &attr) == NULL){printf("Falied to create Thread_MsgQueue2!\n");}
}APP_FEATURE_INIT(Message_example);
4、实验拓展
num和count还不明白内部原理，虽能自圆其说，但感觉仍是一知半解。num是put和get才+1，而count是当前消息队列中的数量，对其内部全然不知(挖坑+1)
void Thread_MsgQueue1(void *argument)
{(void)argument;uint8_t num = 0;//do some work...msg.Buf = "Hello BearPi-HM_Nano!";while (1){msg.Idx = num;osMessageQueuePut(mid_MsgQueue, &msg, 0U, 0U);//消息队列内部计数(非阻塞态)num++;//suspend threadosThreadYield();osDelay(100);}
}void Thread_MsgQueue2(void *argument)
{(void)argument;osStatus_t status;uint32_t count;while (1){//Insert thread code here...//计数消息队列中的队列消息数量(包含阻塞量)count = osMessageQueueGetCount(mid_MsgQueue);printf("message queue get count: %d\r\n",count);if(count == MSGQUEUE_OBJECTS){//若满足最大消息队列数执行DeleteosMessageQueueDelete(mid_MsgQueue);}//wait for messagestatus = osMessageQueueGet(mid_MsgQueue, &msg, NULL, 0U);if (status == osOK) {printf("Message Queue Get msg idx:%d buf:%s\n", msg.Idx,msg.Buf);}osDelay(300);}
}
全文从下往上熟悉程度依次递减
基于小熊派的HarmonyOS鸿蒙开发教程——内核篇相关推荐
- 2021物联网开发学习——基于小熊派IoT开发板Bear-Pi-IOT、E53_IA1_智慧农业拓展板与小熊派-鸿蒙·季Bear-Pi-HM Nano并接入Hi-Link
2021物联网开发学习--基于小熊派IoT开发板Bear-Pi-IOT.E53_IA1_智慧农业拓展板与小熊派-鸿蒙·季Bear-Pi-HM Nano并接入Hi-Link 目录 作者介绍 目的 用到的 ...
- 嵌入式开发——基于小熊派的智慧农业案例(二)
本组设计的功能描述(含所有实现的模块的功能) 基于小熊派的智慧农业案例 实时监测环境中温湿度变化及光照变化 通过NB-IOT通信,将数据传至云端,实现云端实时检测. 通过控制电机和补光灯的启动条件,实 ...
- OpenHarmony HDF Input框架模块 按键控制LED基于小熊派micro
文章目录 摘要 开发环境 KEY驱动程序 KeyConfigInstance: RegisterKeyDevice 中断处理函数 KeyIrqHandle RegisterInputDevice:注册 ...
- 3.5【HarmonyOS鸿蒙开发】组件RadioButton和RadioContainer
3.5[HarmonyOS鸿蒙开发]组件RadioButton和RadioContainer 作者:韩茹 公司:程序咖(北京)科技有限公司 鸿蒙巴士专栏作家 一.RadioButton RadioBu ...
- 开源项目-基于小熊派STM32红外热成像仪
点击上方"嵌入式应用研究院",选择"置顶/星标公众号" 干货福利,第一时间送达! 来源 | 嵌入式应用研究院 整理&排版 | 嵌入式应用研究院 中秋假期 ...
- 视频教程-基于python的微信公众号开发教程-微信开发
基于python的微信公众号开发教程 微信企业号星级会员.10多年软件从业经历,国家级软件项目负责人,主要从事软件研发.软件企业员工技能培训.已经取得计算机技术与软件资格考试(软考)--"信 ...
- 微信小程序/uni-app 蓝牙打印开发教程和常见问题总结【文末附源码】
微信小程序/uni-app 蓝牙打印开发教程和常见问题总结[文末附源码] 文章目录 微信小程序/uni-app 蓝牙打印开发教程和常见问题总结[文末附源码] 1️⃣ 写在前面 2️⃣ 蓝牙连接流程 3 ...
- 基于以太坊的智能合约开发教程Solidity modifier
基于以太坊的智能合约开发教程Solidity modifier pragma solidity ^0.4.0;contract modifierTest{address owner;uint publ ...
- 微信小程序购物商城系统开发系列-工具篇
微信小程序购物商城系统开发系列-工具篇 微信小程序开放公测以来,一夜之间在各种技术社区中就火起来啦.对于它 估计大家都不陌生了,对于它未来的价值就不再赘述,简单一句话:可以把小程序简单理解为一个新的操 ...
最新文章
- 在Ubuntu 14.04 64bit上安装CHM阅读器KchmViewer 5.3
- 阿里达摩院刷新纪录，开放域问答成绩比肩人类水平，超微软、Facebook
- 接手一个网站后应做什么
- （摘抄）HTTP 协议详解
- boost::safe_numerics模块测试对文字的 constexpr 操作
- java 固定电话正则_java针对电话号码正则匹配实例
- 特征值分解与奇异值分解的相关学习记录
- android studio资源二进制,无法自动检测ADB二进制文件 – Android Studio
- python经典程序实例-Python简单基础小程序的实例代码
- React antd 使用类式组件 对表单数据域进行控制 this.formRef.current.setFieldsValue
- JavaScript中document.getElementById和document.write
- 计算机科学与技术的主要研究方向,计算机科学与技术学科方向与特色
- python3根据图片链接下载图片
- teamviewer常用命令
- 浏览器使用flash时出现此Flash Player 与您所在地区不相容的提示解决方法
- 美国经济数据公布时间
- go-ipfs命令详解之files
- Ps|无规律渐变效果
- 2022年软考时间是怎么安排的，有哪些工种可以选择？如何备考？
- 办公小技巧：excel纸张大小设置