LinRTOS

LinRTOS 是一款面向 ARM Cortex-M3/M4/M7 的极简抢占式实时操作系统，采用纯 C 编写，零外部依赖，源码级集成。

核心特性

• 抢占式优先级调度 + 可选时间片轮转
• 任务延时 / 绝对周期延时 / 主动让出
• 任务挂起、恢复、自删除
• 动态优先级调整
• 调度器嵌套锁
• 极轻量：内核核心约 2~3 KB Flash

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目录结构

LinRTOS/
├── include/          # 对外 API 头文件
│   ├── linRTOS.h     # 总入口（含 RTOS_ENTER_CRITICAL 等宏）
│   ├── task.h        # 任务管理 API
│   ├── kernel.h      # 内核内部数据结构
│   ├── list.h        # 双向链表
│   ├── port.h        # 移植层接口
│   └── types.h       # 基础类型与错误码
├── src/              # 内核源码
│   ├── task.c        # 任务生命周期 + TCB 静态池
│   ├── sched.c       # 调度器 + O(1) 位图就绪队列
│   ├── tick.c        # SysTick + 延时队列
│   └── port/cortex_m/# Cortex-M 移植层
├── tests/            # 测试用例（条件编译，一次只启用一个）
├── examples/stm32g431/   # STM32G431CBUx 真实硬件示例
├── configs/          # 默认 defconfig
├── tools/            # Kconfig 脚本
└── Makefile          # 顶层构建入口

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移植指南

1. 集成源码

将本仓库作为子目录加入你的工程，把 include/ 加入头文件搜索路径，src/ 下的 .c 文件加入编译：

-I../../include
../../src/task.c
../../src/sched.c
../../src/tick.c
../../src/port/cortex_m/port.c
../../src/port/cortex_m/port_asm.S

2. 实现中断向量表绑定

在你的启动文件中，确保以下三个 Handler 指向 LinRTOS：

Handler	说明
SysTick_Handler	系统节拍，直接调用 rtos_tick_handler()
PendSV_Handler	上下文切换，已在 port_asm.S 中实现
SVC_Handler	首次任务启动，已在 port_asm.S 中实现

若 HAL 框架已接管 SysTick_Handler（如 STM32 HAL），可在 HAL 的 SysTick ISR 末尾调用 rtos_tick_handler()：

void SysTick_Handler(void)
{
    HAL_IncTick();
    rtos_tick_handler();   // 追加 LinRTOS 节拍处理
}

3. 实现 debug_puts

LinRTOS 不自带串口驱动。 测试用例依赖 debug_printf 输出日志，而 debug_printf 内部调用 debug_puts 完成实际发送。你需要根据目标板实现：

void debug_puts(const char *str)
{
    // 示例：使用 HAL UART 阻塞发送
    HAL_UART_Transmit(&huart3, (uint8_t *)str, strlen(str), 100);
}

⚠️ debug_printf 内部已包含临界区保护，你的 debug_puts 实现不需要额外关中断。

4. 启动调度器

#include "linRTOS.h"

static uint32_t my_stack[128];

static void my_task(void *param)
{
    (void)param;
    for (;;) {
        /* 业务逻辑 */
        rtos_task_delay(1000);
    }
}

int main(void)
{
    HAL_Init();            // 你的硬件初始化
    SystemClock_Config();

    rtos_task_create(my_task, "my_task",
                     my_stack, sizeof(my_stack) / sizeof(uint32_t),
                     NULL, 1, NULL);

    rtos_scheduler_start();   // 永不返回
}

5. 配置系统（Kconfig）

LinRTOS 使用 Kconfig 管理编译时配置：

make menuconfig       # 交互式图形配置
make defconfig        # 加载默认配置
make savedefconfig    # 保存当前配置到 configs/defconfig
make mrproper         # 清除配置和生成文件

配置结果生成 include/linrtos_kconfig.h，源码通过 #include "config.h" 引入。

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测试用例

tests/ 目录提供一组验证内核功能的独立测试文件。通过 Kconfig 的 TEST_CASE 选项一次只启用一个：

make menuconfig
# → Example Test Cases → Select test case to build

测试用例	验证内容
TEST_FPU	多浮点任务抢占时 FPU 寄存器上下文正确保存/恢复
TEST_SELFDELETE	任务自删除后空闲任务回收 TCB，回收的 TCB 可重用
TEST_BASIC_TASKS	多任务创建、抢占调度、时间片轮转、delay_until 绝对周期精度
TEST_SUSPEND_RESUME	suspend / resume 挂起与恢复其他任务，自挂起后由外部恢复
TEST_SCHED_LOCK	sched_lock / sched_unlock 禁止/恢复抢占，嵌套锁计数
TEST_STATE	get_state / get_priority / get_current 状态查询
TEST_PRIORITY	set_priority 动态升降优先级，验证抢占行为
TEST_YIELD	rtos_task_yield 同优先级主动让出 CPU
TEST_STACK_FREE	rtos_task_get_stack_free 查询剩余栈空间
TEST_ABORT_DELAY	rtos_task_abort_delay 强制唤醒阻塞中的任务

每个测试文件实现 app_entry_task(void *param) 作为统一入口，由示例工程的 main() 调用创建。

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示例：STM32G431 编译与烧录

⚠️ 以下命令仅适用于项目自带的 STM32G431CBUx + CMSIS-DAP 示例工程。你的目标板型号和调试器可能不同，需自行修改 examples/stm32g431/Makefile 和 flash-g431 中的 OpenOCD 参数。

# 1. 选择测试用例
make menuconfig

# 2. 编译示例工程（会自动补全 defconfig 和头文件）
make build-g431

# 3. 编译并烧录（OpenOCD + CMSIS-DAP）
make flash-g431

make build-g431 会自动检测 include/linrtos_kconfig.h 是否存在，若缺失则先执行 make defconfig。make flash-g431 依赖 build-g431，编译完成后调用 OpenOCD 烧录并复位。如果你使用 ST-Link 或其他调试器，请修改 flash-g431 中的 OpenOCD 接口配置。

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许可证

MIT License — 详见各源文件头。