acoral移植

Acoral移植 何为操作系统移植？操作系统移植就是将操作系统在某一特定的cpu或soc芯片上运行起来，这一部分大部分是和硬件相关的，需要针对具体cpu或芯片进行有区别的代码编写。acoral的移植我们称为PAL,有两个部分，一是项目移植(PRJ)，一是硬件移植(HAL)。

项目移植： 不同的开发平台（比如Window下的ADS,KEIL,IAR,Linux下的MAKFILE），编译器，汇编器不一样，所以c语言代码可能有点兼容性问题（但基本兼容，只是一些扩展性能不兼容，比如inline，增加段相关操作），汇编就更加不一样了，因此需要针对这些开发平台编写专门的汇编代码，同时实现一很小量的c语言的扩展属性。

硬件移植(HAL)： 硬件移植就是针对不同目标板编写相关代码，不同的开发板，资源不一样，具体体现在不同架构处理器，指令集不一样，相同架构处理器，不同系列，寄存器资源不一样。

项目移植和硬件移植两者，硬件移植是重点，因为项目相关性，主要是一些规则不一样，比如GNU的汇编标号要加”：”,而ADS的汇编标号不用加”：”，GNU的变量导出是”.global”,而ADS中是”EXPORT”.因此只要实现硬件移植，只需修改部分规则即完成了项目移植。

下面我们就来详细说下硬件移植。 我们知道，我们在做移植时，往往有个疑问，那就是我该实现哪些东西？操作系统与硬件相关的往往体现如下几个方方面。

1)启动 这个大家肯定很清楚，不同的cpu肯定不一样， 2)中断系统 大家可以很容易知道，不同cpu的芯片的中断机制肯定不同，比如中断优先级，中断屏蔽，开关中断，时钟，肯定要对这部分进行针对处理。

3) 任务切换 这个是操作系统的灵魂，有了这个，系统才能称的上是操作系统。 这部分也是和硬件很相关的，因为任务切换的主体是环境，而环境就是cpu的各种寄存器，比如x86是ax,bx等，而arm是r0,r1等，这肯定是和具体硬件严重相关。

4)内存 比如内存控制器初始化，MMU映射，内存的大小，地址。 有了上面其实还是不够的，上面只是从功能和需求出发，能不能有一个模板来让移植的人不再“孤单”，踏着前人的痕迹悠闲前进呢？

有，那就是将这些与硬件相关的功能部件抽象化，内核层提出需求，移植的时候实现提供这些需求品就可以了，这种方式的专业术语叫硬件抽象，这一个层可以叫做硬件抽象层HAL。这种硬件抽象对用户而言，很透明很有头绪，因此对于与硬件相关的移植部分，我们也采用hal框架，将需要移植的部分抽象成接口，用户只要根据具体平台实现这些接口即可在平台上运行acoral.

Acoral的移植hal层的接口按功能可分为如下几类:

1.启动接口 必须要有一个名为start的文件，这个文件包含启动代码，做一些简单的初始化后就转到c语言入口函数acoral_start.

2.内存相关硬件抽象层接口: HAL_HEAP_START:堆内存起始地址: 我们知道不同平台，内存的大小及地址分配情况基本上不一样，因此在移植的时候需要向内核层的内存模块告知这些信息。这个接口是一个变量。

HAL_HEAP_END:堆内存起始地址 同上 HAL_MEM_INIT：内存初始化 这主要对相关内存控制器进行相关初始化，如果启动时内存的初始化不用修改，则在此可以不做处理。其接口形式HAL_MEM_INIT(),无返回值。

3.线程相关硬件抽象层接口 HAL_START_OS：操作系统线程开始运行

系统最开始的线程切入接口,只有一个参数，是要切换的线程的堆栈指针，它往往等于HAL_SWITCH_TO。

接口形式： HAL_START_OS(&prev->stack),参数为线程堆栈指针变量的地址，无返回。 HAL_SWITCH_TO：线程切入接口 线程环境下切入到指定线程接口,只有一个参数，是要切换的线程的堆栈指针。 接口形式： HAL_SWITCH_TO(&prev->stack),参数为线程堆栈指针变量的地址，无返回。

HAL_CONTEXT_SWITCH：线程切换接口 线程环境下切换接口。 接口形式：HAL_CONTEXT_SWITCH(&prev->stack,&next->stack)两个参数,就是要切换的两个线程的堆栈指针变量的地址。

HAL_INTR_SWITCH_TO:中断中线程切入接口 在中断环境下切入到指定线程的接口, 调用方式,HAL_INTR_SWITCH_TO(&thread->tack),只有一个参数，是要切换的线程的堆栈指针变量地址。

HAL_INTR_CTX_SWITCH：中断中线程切换接口 在中断环境下线程切换接口，HAL_INTR_CTX_SWITCH(&prev->stack,&next->stack)，两个参数,就是要切换的两个线程的堆栈指针变量的地址。

也许你注意到，为啥要有中断和线程环境之分，这是因为在中断环境下，中断硬件系统可能已经保存了部分线程的环境，因此切换需做特殊处理，当然有些平台 HAL_SWITCH_TO，HAL_INTR_SWITCH_TO就是一样的，比如stm3210,他们的实现就是一样的。

HAL_STACK_INIT: 线程堆栈初始化，线程创建时模拟线程的环境。 接口形式： HAL_STACK_INIT(stack,route,exit,args),四个参数 1) 堆栈指针变量地址 2) 线程执行函数 3) 线程退出函数 4) 线程参数 无返回值

HAL_SCHED_INIT： 调度初始化，初始化和调度相关的标识，比如是否需要调度标志need_sched，调度锁。 接口形式： HAL_SCHED_INIT(),无参数，无返回。

HAL_SCHED_BRIDGE： 调度中转桥，这个接口时为了

中断硬件抽象层接口： HAL_INTR_ENTRY:

硬件相关的中断入口函数，所有要交给内核层中断系统处理的中断都会进入此函数，此函进行简单处理后读取中断向量号，然后调用内核层的中断处理函数，内核层函数返回后，要调用中断退出操作函数acoral_intr_exit(),然后中断退出。

接口形式：HAL_INTR_ENTRY,无参数，无返回值。

HAL_INTR_INIT：中断初始化 中断初始化，顾名思义就是对中断进行初始化，一般会牵涉到中断模式，中断优先级，中断屏蔽等寄存器的初始化，及中断的各种操作函数的初始化，比如中断响应，中断屏蔽，中断开启接口，比如acoral_set_intr_ack(i,hal_intr_ack)，acoral_set_intr_mask(i,hal_intr_mask)等。

其接口形式HAL_INTR_INIT(),无返回值。

HAL_INTR_SPECIAL： 这个是在初始化后要调用的接口，有些平台需要在初始化后执行一些特殊化的初始化操作。比如HAL_INTR_INIT初始化进行的是通用操作，而HAL_INTR_SPECIAL是特殊操作，一般不用实现。

其接口形式： HAL_INTR_SPECAIL(),无参数，无返回值。

HAL_INTR_SET_ENTRY： 设置内核层中断入口函数，接口形式HAL_INTR_SET_ENTRY(isr),只有一个参数,为函数指针，无返回值。

这个设置好后，hal层的中断入口函数HAL_INTR_ENTRY进行简单处理后会调用此函数。

HAL_INTR_ENABLE： HAL_INTR_DISABLE： 所有中断开启禁止接口，用于禁止和开启所有中断，这种实现有几种方式. 1) 直接使用相关cpu的状态寄存器实现中断开关，比如arm9的cpsr的irq,firq位就可以用来开关所有中断。

2) 使用中断屏蔽寄存器，有些soc芯片的中断屏蔽寄存器带有屏蔽所有中断的功能，即使没有这种功能，一个一个屏蔽所有中断位也是可以实现的。

一般使用第一种，这种方式简单，语句少，效率高，对于没有第一种支持的，可以考虑用第二种。

接口形式： HAL_INTR_ENABLE(): HAL_INTR_DISABLE() 都无参数，无返回值。 HAL_INTR_ATTACH: 这个针对实时中断特殊设计的，该接口的功能是直接将中断处理函数放到响应的中断向量表中，这样中断来了后，其处理函数直接被调用，而不是经过HAL_INTR_ENTRY->intr_c_entry->中断处理函数，这个接口一般为空，因为只有向量模式的中断才具备这种实 时特性，因而只有在支持向量模式中断的处理器，且用户需要好的中断响应时，才需实现这个接口。

HAL_INTR_DISABLE_SAVE： 带保存处理器状态的关中断接口,在使用HAL_INTR_DISABLE相同方式关中断前，会保存当前处理器的状态，最后会返回当前的此处理器状态，至少是包含了中断状态。

接口形式：HAL_INTR_DISABLE_SAVE()，会返回一个acoral_sr变量的值

HAL_INTR_RESTORE： 恢复传入的参数的值来恢复处理器状态，至少会包含中断状态。 接口形式： HAL_INTR_RESTORE(sr)，一个参数，即要恢复的处理器状态，无返回值。

HAL_INTR_MAX,HAL_INTR_MIN，HAL_TRANSLATE_VECTOR： 最小中断向量号，最大中断向量号。这个最小中断向量号不一定为0，我们说的这些中断，都是需要交给内核层中断处理的中断，对于内核层不处理的中断就不定义，直接在HAL层处理。

比中断向量0为数据异常中断，这个中断明显不交给内核层来管理，直接在底层处理，故最小中断向量号从1开始，这个对应的内核层的中断向量号为0，因此需要真正中断号转换内核层中断号的接口，这个接口就是HAL_TRANSLATE_VECTOR。

HAL_GET_INTR_NESTING： 获取中断嵌套状态。我们知道在只有在最后一层中断返回时才可以进行调度，但是由于允许中断嵌套，中断返回时就必须判断是否是最后一层中断返回。因此可以通过一个变量来存取中断嵌套数。

HAL_INTR_NESTING_DEC： 减少中断嵌套数

HAL_INTR_NESTING_INC：