μCOS代碼移植到了RT-Thread工程筆記
公司項目原先使用μCOS-II，但是μCOS存在商業(yè)使用付費問題，故而我們轉(zhuǎn)向用國產(chǎn)開源免費RTOS RT-Thread替代，花了一天半的時間將原來的μCOS代碼移植到了RT-Thread上面。下面分移植方法和API對應表兩部分講下方法。
一、移植方法
軟件環(huán)境：Win7+MDK5.18.0
1.從GitHub下載RT-Thread源碼：https://github.com/RT-Thread/rt-thread；
2.將1步驟下載的源碼打開，目錄如下：
其中bsp目錄下面,可以看到很多開發(fā)板工程目錄，如下圖：
項目主控是stm32f1系列的，選擇stm32f10x這個目錄下的工程作為基礎(chǔ)版本。
3.基礎(chǔ)工程框架下，將我們原有的工程文件添加進來，除去μCOS-II相關(guān)源碼。
原來基于μCOS-II的相關(guān)源碼目錄如下：
os_cfg.h:μCOS-II系統(tǒng)相關(guān)的一些宏開關(guān)定義（如是否使能事件、mailbox、信號量及隊列等）、系統(tǒng)參數(shù)定義（如每秒tick數(shù)、任務棧大小定義等），對應RT-Thread里面的rtconfig.h。
這個目錄下面是與處理器相關(guān)的代碼，os_cpu_a.asm文件通過Thumb2指令實現(xiàn)的一些中斷服務函數(shù)等，例如voidOS_CPU_PendSVHandler(void)處理上下文切換異常等；對應到RT-Thread里面的context_rvds.S這個文件。os_cpu_c.c文件實現(xiàn)任務棧初始化和一些鉤子函數(shù)（如空閑任務和systick等），對應到RT-Thread里面的cpuport.c。
需要說明的是啟動文件context_rvds.S里面定義了兩個中斷服務函數(shù)跟stm32f10x_it.c里面是重復的，分別是HardFault_Handler和PendSV_Handler，移植的時候需要屏蔽掉stm32f10x_it.c里面相應的部分。
這個目錄下是與處理器無關(guān)的文件，對應RT-Thread根目錄下src里面的內(nèi)容。
在移植的時候，先將以上與μCOS-II相關(guān)的源碼全部刪除，把我們工程其他源碼放在\bsp\stm32f10x\src這個路徑下，keil工程建立在\bsp\stm32f10x這里。
Keil工程目錄如下：
-
Startup目錄下是stm32和RT-Thread的啟動文件，主要是中斷向量表及中斷服務函數(shù)定義，堆棧和PC指針的相關(guān)初始化。 -
USER目錄下是我們的產(chǎn)品業(yè)務實現(xiàn)相關(guān)文件，包括main.c文件。 -
RTT目錄下是RT-Thread源碼，就是RT-Thread根目錄下src里面的內(nèi)容。
4.使用RTT的接口修改掉原來的一些系統(tǒng)調(diào)用，具體如下：
-
單純地替換接口是比較容易的（詳見后面API對應表），只是在移植的過程中需要了解μCOS-II和RT-Thread在工程涉及的部分存在哪些差異，并按照RT-Thread的方式來更新這些地方。例如
uart的使用，以及系統(tǒng)的啟動過程等。 -
說明一下
uart驅(qū)動的移植，涉及到兩個驅(qū)動文件：usart.c和serail.c；在serail.c中定義了初始化、打開設(shè)備、數(shù)據(jù)收發(fā)等接口，由于接口中都是動態(tài)分配緩存的（rtconfig.h里面可以配置系統(tǒng)是否使用動態(tài)分配內(nèi)存，但是關(guān)掉這個宏之后serail.c中相關(guān)接口會報錯，因為函數(shù)定義被屏蔽掉了），所以需要打開RT_USING_HEAP這個宏定義。打開這個宏之后，我們來看看系統(tǒng)啟動：-
startup_stm32f10x_hd.s中
在
SystemInit()中初始化時鐘頻率中斷向量表位置等。 -
components.c中
rtthread_startup()啟動RT-Thread。 -
詳細看看
rtthread_startup()里面的工作：rt_hw_board_init()板子初始化工作;rt_show_version()顯示版本信息;rt_system_timer_init()定時器初始化;rt_system_scheduler_init()任務調(diào)度器初始化;rt_application_init()用戶自定義的任務;rt_system_timer_thread_init()定時器線程初始化;rt_thread_idle_init()空閑任務初始化;rt_system_scheduler_start()開始任務調(diào)度;
-
任務調(diào)度開始之后，OS就啟動好了，之后程序都在OS的管理下運行了。
-
接著說uart驅(qū)動，因為打開了
RT_USING_HEAP，我們需要對系統(tǒng)堆進行初始化：rt_system_heap_init((void*)HEAP_BEGIN,(void*)SRAM_END);//其中HEAP_BEGIN為堆起始地址，SRAM_END為結(jié)束地址
根據(jù)自己的MCU進行定義：
這樣定義heap范圍應將startup_stm32f10x_hd.s中heap size改為0。
-
然后是uart硬件層初始化
rt_hw_usart_init();//注冊設(shè)備（uart1~uart5）
rt_console_set_device(RT_CONSOLE_DEVICE_NAME);//使能RT_CONSOLE_DEVICE_NAME//這個宏定義的uart口打印。
-
采用輪詢方式發(fā)送，中斷方式接收數(shù)據(jù)
5. 任務的創(chuàng)建與刪除
RT-Thread的任務管理分靜態(tài)方法和動態(tài)方法，靜態(tài)方法：
只能調(diào)用靜態(tài)方法刪除任務：
動態(tài)方法：
只能調(diào)用動態(tài)方法刪除任務：
rt_err_t rt_thread_delete(rt_thread_tthread);
其他諸如SPI等驅(qū)動及事件、信號量等處理不再贅述。
二、μCOS-II與RT-Thread API對應表：(左側(cè)μCOS-Ⅱ，右側(cè)RT-Thread)
任務創(chuàng)建與刪除：
|
OSInit(&err);初始化μC/OS-Ⅱ，對這個函數(shù)的調(diào)用必須在調(diào)用OSStart（）函數(shù)之前。 |
分動態(tài)和靜態(tài)方法， 動態(tài)方法： rt_thread_create(); rt_thread_delete(); 靜態(tài)方法： rt_thread_init(); rt_thread_detach(); |
|
OSTaskCreate(); OSTaskDel(); |
|
|
OSStart();真正開始運行多任務。 |
rt_thread_startup(tid); |
任務掛起與恢復
|
OSTaskSuspend(); |
rt_thread_suspend(tid); |
|
OSTaskResume (); |
rt_thread_resume (tid); |
操作系統(tǒng)進入/退出“臨界區(qū)”的功能代碼：
|
OS_ENTER_CRITICAL(); |
rt_enter_critical (); |
|
OS_EXIT_CRITICAL(); |
rt_exit_critical (); |
ENTER ISR
|
OSIntEnter (); |
rt_interrupt_enter(); |
|
OSIntExit (); |
rt_interrupt_leave(); |
任務優(yōu)先級：
μC/OS-Ⅱ和RT-Thread都是值越小優(yōu)先級越高，但優(yōu)先級數(shù)不同，μC/OS-Ⅱ支持最多64級，RT-Thread支持最多256級。
任務延時：
|
OSTimeDly();延時ticks |
rt_thread_delay ();延時ticks |
|
OSTimeDlyHMSM ();延時（時 分 秒 毫秒） |
事件：
μC/OS-Ⅱ
|
功能 |
信號量 |
互斥信號量 |
事件標志組 |
消息郵箱 |
消息隊列 |
|
建立事件 |
OSSemCreate(); |
OSMutexCreate(); |
OSFlagCreate(); |
OSMboxCreate(); |
OSQCreate(); |
|
刪除事件 |
OSSemDel (); |
OSMutexDel (); |
OSFlagDel (); |
OSMboxDel (); |
OSQDel (); |
|
等待事件 |
OSSemPend(); |
OSMutexPend(); |
OSFlagPend(); |
OSMboxPend(); |
OSQPend(); |
|
發(fā)送事件 |
OSSemPost(); |
OSMutexPost(); |
OSFlagPost(); |
OSMboxPost(); |
OSQPost(); |
|
無等待獲得事件 |
OSSemAccept(); |
OSMutexAccept(); |
OSFlagAccept(); |
OSMboxAccept(); |
OSQAccept(); |
|
查詢事件狀態(tài) |
OSSemQuery(); |
OSMutexQuery(); |
OSFlagQuery(); |
OSMboxQuery(); |
OSQQuery(); |
RT-Thread
|
功能 |
信號量 |
互斥信號量 |
事件標志組 |
消息郵箱 |
消息隊列 |
|
建立事件 |
靜態(tài)方法： rt_sem_init(); 動態(tài)方法： rt_sem_create(); |
靜態(tài)方法： rt_mutex_init (); 動態(tài)方法： rt_mutex_create (); |
靜態(tài)方法： rt_event_init (); 動態(tài)方法： rt_event_create (); |
靜態(tài)方法： rt_mb_init (); 動態(tài)方法： rt_mb_create (); |
靜態(tài)方法： rt_mq_init (); 動態(tài)方法： rt_mq_create (); |
|
刪除事件 |
靜態(tài)方法： rt_sem_detach(); 動態(tài)方法： rt_sem_delete(); |
靜態(tài)方法： rt_mutex_detach (); 動態(tài)方法： rt_mutex_delete (); |
靜態(tài)方法： rt_event_detach (); 動態(tài)方法： rt_event_delete (); |
靜態(tài)方法： rt_mb_detach (); 動態(tài)方法： rt_mb_delete (); |
靜態(tài)方法： rt_mq_detach (); 動態(tài)方法： rt_mq_delete (); |
|
等待事件 |
rt_sem_take(); |
rt_mutex_take(); |
rt_event_recv(); |
rt_mb_recv(); |
rt_mq_recv(); |
|
發(fā)送事件 |
rt_sem_release(); |
rt_mutex_release(); |
rt_event_send(); |
rt_mb_send_wait(); |
rt_mq_send(); rt_mq_urgent(); |
|
無等待獲得事件 |
rt_sem_trytake(); |
rt_mb_send(); |
|||
|
查詢事件狀態(tài) |
|||||
|
其他 |
rt_sem_control(); 執(zhí)行cmd，目前函數(shù)里面只有一個RT_IPC_CMD_RESET實現(xiàn) |
rt_mutex_control(); 目前函數(shù)直接返回err: return -RT_ERROR; |
rt_event_control(); 執(zhí)行cmd，目前函數(shù)里面只有一個RT_IPC_CMD_RESET實現(xiàn) |
rt_mb_control(); 執(zhí)行cmd，目前函數(shù)里面只有一個RT_IPC_CMD_RESET實現(xiàn) |
rt_mq_control(); 執(zhí)行cmd，目前函數(shù)里面只有一個RT_IPC_CMD_RESET實現(xiàn) |
整個移植過程就這樣，最后談下RT-Thread。
接觸RT-Thread之后，個人還是蠻喜歡的，入門很快，編碼風格很好。它是一個分層的操作系統(tǒng)，有豐富的系統(tǒng)組件，例如LwIP輕型TCP/IP協(xié)議棧、文件系統(tǒng)等，使用方便。
開發(fā)過程中對RT-Thread與μCOS最大的不同體驗一個是在RT-Thread中的靜態(tài)和動態(tài)方法的區(qū)分，另一個是內(nèi)存安全性方面。以前項目跑在μCOS上很多double free的問題，μCOS不做任何警告，完全看不出來有什么問題，只是時間久了，系統(tǒng)復位；移植到RT-Thread上之后double free系統(tǒng)會assert，一次性解決了好些bug。
-
嵌入式
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RT-Thread
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原文標題：【周四RTOS專欄】一個美女程序員的μCOS-Ⅱ到RT-Thread移植筆記？
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