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三哥

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一条龙分享基于tiny200 r3(f1c200s)板子的bootloader固件+多进程多线程OS镜像+APP开发模板，欢迎下载玩它

事情是这样的：随着大家都在玩f1c100s，作为一直玩GUI的我也注意到了该芯片，性价比比较高适合驱屏，该芯片CPU内核为ARM9，刚好是我比较熟悉的核，自己写的GUI一直用ucos在树莓派上跑，ucos我玩了太多年了，也翻译过ucos的代码，毕竟这个os并不免费，只能作为学习用途。单纯的多线程OS玩了太久，最近萌生了要自己写个多进程多线程OS，于是在网上搜集整理相关资料，感谢前辈们无私奉献、辛苦踩坑，尤其是xboot这样的大佬，以及其他一系列的大佬（不一一点名），最终它来了：基于tiny200 r3(f1c200s)板子的bootloader固件+多进程多线程OS镜像+APP开发模板。

        大家都知道OS这个玩意相当复杂，请允许我详细介绍玩它的步骤，对，就是玩它...玩它...玩它...,详细步骤如下：
        1、用传统方法通过usb口烧写boot.bin到spiflash的0x0位置；
        2、用传统方法通过usb口烧写loader.bin到spiflash的0x3000位置；
        3、注意因为loader有串口下载功能，完成以上两步之后，就再也不需要从usb口下载了；
        4、数据线连接tiny200 r3的串口，并连接到电脑，打开串口工具（XCOM），选择正确串口，设置波特率115200；
        5、轻按tiny200的RST键，松开后，迅速通过串口工具发送字符'2'~'6'中的一个,这时进入下载APP模式；
        6、使用串口工具的文件发送功能，选择APP0.bin，点击发送，发送完毕后，该APP就保存到了spiflash中；
        7、重复4到6步可以下载不同的APP，分别选择字符'2'到'6'一共允许下载5个APP到spiflash中；
        8、轻按tiny200的RST键，松开后，迅速通过串口工具发送字符'1',这时进入下载OS模式；
        9、使用串口工具的文件发送功能，选择arm9os.bin，点击发送，发送完毕后，OS开始运行；
        10、使用串口的多条发送功能，发送字符串"run app02",这时OS会加载第一个APP并运行它，如果发送字符串"run app03",这时OS加载第二个APP并运行它，以此类推......

        注释：字符'2'~字符'6'是下载APP的指令，字符'1'是下载操作系统的指令，下载时不要选错文件；"run app"是加载并运行APP的指令。

        相关文件如下：

        串口工具：XCOM V2.0.exe
        boot：boot.rar
        loader：_loader.rar
        arm9os：arm9os.rar
        APP模板：APP0.rar

三哥

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Re: 一条龙分享基于tiny200 r3(f1c200s)板子的bootloader固件+多进程多线程OS镜像+APP开发模板，欢迎下载玩它

注意先下载APP，再下载OS，每个APP下载一次即可，他们是保存在spiflash中的；OS是直接下载到SDRAM运行的，掉电就消失了。可以修改APP模板编译出不同的APP下载进去，串口观察APP运行情况。该OS有强制线程调度能力，以免用户忘记自主放弃CPU，其他线程不能运行；线程可以分别像写裸机程序一样，系统自动为他们并行运行，无感知并行。

lanlanzhilian

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Re: 一条龙分享基于tiny200 r3(f1c200s)板子的bootloader固件+多进程多线程OS镜像+APP开发模板，欢迎下载玩它

断电重启后需要重新下载OS吗，略麻烦

三哥

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Re: 一条龙分享基于tiny200 r3(f1c200s)板子的bootloader固件+多进程多线程OS镜像+APP开发模板，欢迎下载玩它

断电重启后需要重新下载OS吗，略麻烦

你也可以用常规方法通过USB口将arm9os.bin下载到spiflash的0x8000处，这样就固化了。我自己是因为要一直更新OS，一直在调试OS，所以保存OS到spiflash的功能没打开，其实我的OS有个头，当其中某字段设为1（该字段决定OS自己是否被保存）时，loader发现这个1，就会保存OS到spiflash。头如下：

    typedef struct {//  80字节
        uint32_t    magic;            // 文件标记0x27190556
        uint32_t    struct_size;      // 自身尺寸
        uint32_t    entry;            // 程序入口

        uint32_t    kernel_addr;    // header的加载地址
        uint32_t    kernel_size;         // header的长度
        uint32_t    kernel_crc;          // header的校验值

        uint32_t    bss_addr;    // BSS地址
        uint32_t    bss_size;       // BSS大小
        uint32_t    isr_addr;         // 中断服务程序地址数组首地址
        uint32_t    isr_nbr;          // 地址个数

        uint32_t    rsv1;              // 保留（最低位为1表示程序加载到SDRAM之后还要烧到spi flash）
        uint32_t    rsv2;              // 保留

        uint8_t     name[32];         // 字符串

    } kernel_header_t;

最近编辑记录 三哥 (2022-04-21 12:05:51)

LinjieGuo

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Re: 一条龙分享基于tiny200 r3(f1c200s)板子的bootloader固件+多进程多线程OS镜像+APP开发模板，欢迎下载玩它

支持勇于创新的思维，贴主的设想不错。
但是我下载文件之后，发现：
arm9os只有一个bin文件，
无法得知里面是什么样的情况。
有以下几个疑问，请问：
(1)app加载之后，都拥有自己的独立内存空间吗？
(2)app访问资源，如何解决资源互斥问题呢？

三哥

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Re: 一条龙分享基于tiny200 r3(f1c200s)板子的bootloader固件+多进程多线程OS镜像+APP开发模板，欢迎下载玩它

@LinjieGuo

大佬你好！你的疑问1答案如下：

loader在运行os之前已为os部署好了虚拟环境，当然os在运行过程中也有部署虚拟环境的能力，各用户进程虚拟地址空间是严格分开的，loader中相关部署代码如下

uint32_t fill_table(void)
{

    uint32_t* base_addr;

    base_addr = (uint32_t*)PAGE_TABLE_ADDR;//第一个内核进程的页表地址//?物理地址，（至少16k对齐）

    //4G空间全部归0（不可访问）,页表项全0会产生错误

    InitPageTable(base_addr);

    // 起始向量表在此，第一阶段代码在此CNB，SRAM处物理和虚拟地址均可回收
    map_l1_section(base_addr, 0x00000000, 0x00000000, 1 * SIZE_1M, PRI_RW_USR_RW, USE_CACHE);

    // SDRAM空间，CB
    map_l1_section(base_addr, 0xc0000000, 0x80000000, 16 * SIZE_1M, PRI_RW_USR_NOT, USE_CACHE|USE_BUFFER);

    //任务SP、显示缓冲区放在用户空间

    //内核堆栈、向量
    map_l1_section(base_addr, 0xfff00000, 0x83f00000, 1 * SIZE_1M, PRI_RW_USR_NOT, USE_CACHE);
    //页表
    map_l1_section(base_addr, 0xffc00000, 0x83c00000, 3 * SIZE_1M, PRI_RW_USR_NOT, USE_CACHE);

    map_l1_section(base_addr, 0xff900000, 0x01e00000, 1 * SIZE_1M, PRI_RW_USR_NOT, 0);   // 外设
    map_l1_section(base_addr, 0xff800000, 0x01c00000, 1 * SIZE_1M, PRI_RW_USR_NOT, 0);   // 外设

    return (uint32_t)base_addr;

    /*
     * 虚拟地址0xffc00000-0xfff00000   对应物理地址0x83c00000-0x83f00000       存放页表+内核栈、向量表（其中内核栈、向量表在最后一页）
     *
     *虚拟地址0xff800000-0xffb00000 分给外设使用
     *
     *虚拟地址0xc0000000开始分给内核代码+内核堆使用
     */
}

三哥

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Re: 一条龙分享基于tiny200 r3(f1c200s)板子的bootloader固件+多进程多线程OS镜像+APP开发模板，欢迎下载玩它

@LinjieGuo

大佬的疑问2答案如下：

我的内核有进程/线程间通信模块，如：共享内存、管道、sem、mutex、SpinLock、SleepLock等等，只不过我现在没有以syscall方式提供出来，用户处在ARM的usr模式是不能调用的，因为启用了MMU并设置了访问权限，用户直接调用会导致异常，正常情况是要以syscall方式提供给用户使用的。

三哥

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Re: 一条龙分享基于tiny200 r3(f1c200s)板子的bootloader固件+多进程多线程OS镜像+APP开发模板，欢迎下载玩它

@LinjieGuo

加载用户APP的详细准备工作代码如下：

void * LoadBin(char * buf, int vir_offset, char * file_start, process * pro)//vir_offset填0
{
    void * stack;

    app_hdr * phdr;
    uint32_t vir_start;
    int page;

    CopyFile(buf, 0, file_start, 0, sizeof(app_hdr));

//    spl_print32((u32)(file_start));spl_prints(" \r\n \r\n", 0);
//    show_data((void*)buf);

    phdr = (void*)buf;
    vir_start = (phdr->load_addr) >> 20;

    if(0x2e617070 != phdr->magic) return (void*)0xffffffff;

    //准备虚拟空间
    //需要适应phdr->load_addr - phdr->stack虚拟地址段
    page = ((phdr->stack) >> 20) - (vir_start) + 1;//计算页数
    while(page --)
    {

        PagePrepare(pro, vir_start << 20);
        //拷贝映射关系到临时页表
        *(Get_pgt_base(-1) + (int32_t)(vir_start)) = *(Get_pgt_base(pro->id_pro) + (int32_t)(vir_start));
        vir_start ++;
    }

    //拷贝代码
    vir_offset = 0;//这个使用0很有必要

    CopyFile((char*)(phdr->load_addr), vir_offset, file_start, phdr->code_offset, phdr->code_size);

    //清bss
    FillData((char*)phdr->bss_addr, 0, phdr->bss_size);

    //准备堆栈数据
    stack = StackAlign((void*)(phdr->stack));
    PrepareStack(stack, (void*)phdr->entry);

    return stack;
}

LinjieGuo

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Re: 一条龙分享基于tiny200 r3(f1c200s)板子的bootloader固件+多进程多线程OS镜像+APP开发模板，欢迎下载玩它

@三哥
三哥才是真正的大佬，闲暇下来一定玩它，玩它，玩它，谢谢三哥分享。

最近编辑记录 LinjieGuo (2022-04-21 14:48:53)