55## 1 概述
66这是一个针对RT-Thread国产操作系统的FreeRTOS操作系统兼容层,可以让原有基于FreeRTOS操作系统的项目快速、无感地迁移到RT-Thread操作系统上,实现在RT-Thread操作系统上无感的使用FreeRTOS的API,同时可以使用RT-Thread的丰富组件。项目基于FreeRTOS V10.4.6版本。
77
8+ ### 1.1 RT-Thread的其他RTOS兼容层
9+
10+ - RT-Thread操作系统的μCOS-III兼容层:https://github.com/mysterywolf/RT-Thread-wrapper-of-uCOS-III
11+ - RT-Thread操作系统的μCOS-II兼容层:https://github.com/mysterywolf/RT-Thread-wrapper-of-uCOS-II
12+ - RT-Thread操作系统的RTX(即CMSIS-RTOS)兼容层:https://github.com/RT-Thread-packages/CMSIS_RTOS1
13+ - RT-Thread操作系统的RTX5(即CMSIS-RTOS2)兼容层:https://github.com/RT-Thread-packages/CMSIS_RTOS2
14+ - RT-Thread操作系统的Arduino生态兼容层:https://github.com/RTduino/RTduino
15+
816## 2 FreeRTOS的API支持情况
917兼容层对FreeRTOS的支持情况记录在[ issue] ( https://github.com/RT-Thread-packages/FreeRTOS-Wrapper/discussions/31 ) 中记录。一些支持的函数在功能和使用方法上和FreeRTOS略有不同,在迁移过程中需要注意。
1018
1119### 2.1线程、消息队列与互斥量
1220
13- ### (1) vTaskSuspend
21+ #### 2.1.1 vTaskSuspend
1422` vTaskSuspend ` 只支持挂起当前运行的线程,在使用时` xTaskToSuspend ` 参数必须为` NULL ` 。否则会触发断言。
1523
16- ### (2) xQueueSendToFront
24+ #### 2.1.2 xQueueSendToFront
1725` xQueueSendToFront ` 不支持设置超时,使用时` xTicksToWait ` 参数会被忽略,消息队列没有空间时会立即返回` errQUEUE_FULL ` 。
1826
19- ### (3) xQueueCreateStatic
27+ #### 2.1.3 xQueueCreateStatic
2028静态消息队列需要参考以下的例子创建,确保为消息队列分配的内存足够大:
2129``` c
2230#define QUEUE_LENGTH 10
@@ -30,11 +38,11 @@ StaticQueue_t xQueueBuffer;
3038QueueHandle_t xQueue1;
3139xQueue1 = xQueueCreate( QUEUE_LENGTH, ITEM_SIZE, &( ucQueueStorage[ 0 ] ), &xQueueBuffer );
3240```
33- ### (4) Mutex和Recursive Mutex
41+ #### 2.1.4 Mutex和Recursive Mutex
3442FreeRTOS提供了两种互斥量,Mutex和Recursive Mutex。Recursive Mutex可以由同一个线程重复获取,Mutex不可以。RT-Thread提供的互斥量是可以重复获取的,因此兼容层也不对Mutex和Recursive Mutex做区分。用` xSemaphoreCreateMutex ` 和` xSemaphoreCreateRecursiveMutex ` 创建的互斥量都是可以重复获取的。
35- ### 2.2定时器
43+ ### 2.2 定时器
3644和FreeRTOS不同,RT-Thread不使用一个消息队列向定时器线程传递命令。使用兼容层时任何需要设置超时的定时器函数,如` xTimerStart( xTimer, xTicksToWait ) ` ,` xTicksToWait ` 参数会被忽略,函数会立即完成命令并返回。
37- ### 2.3FromISR函数
45+ ### 2.3 FromISR函数
3846FreeRTOS为一些函数提供了在中断中使用的FromISR版本,如果这些函数唤醒了更高优先级的线程,需要手动调度,如下所示:
3947``` c
4048BaseType_t xHigherPrioritTaskWoken = pdFALSE;
@@ -45,7 +53,7 @@ if( xHigherPriorityTaskWoken )
4553}
4654```
4755RT-Thread不为函数提供FromISR版本,函数可以在中断调用并在内部完成调度。因此在兼容层中使用FromISR函数后不需要手动调度,`xHigherPriorityTaskWoken`总会被设置成`pdFALSE`。
48- ### 2.4内存堆
56+ ### 2.4 内存堆
4957兼容层保留了FreeRTOS的五种内存分配算法,默认使用`heap_3`,`pvPortMalloc/vPortFree`内部调用`RT_KERNEL_MALLOC/RT_KERNEL_FREE`在RT-Thread内部的内存堆分配。这种情况下内存堆的大小由RT-Thread BSP配置决定,无法在`FreeRTOSConfig.h`中通过`configTOTAL_HEAP_SIZE`设置。
5058若使用其他算法,需要修改`FreeRTOS/sSConscript`,选择相应的源文件
5159
@@ -55,17 +63,17 @@ src += Glob(os.path.join("portable", "MemMang", "heap_3.c"))
5563```
5664在` FreeRTOS/portable/rt-thread/FreeRTOSConfig.h ` 中通过` configTOTAL_HEAP_SIZE ` 设置内存堆大小。应用调用` pvPortMalloc/vPortFree ` 会在一块独立于RT-Thread,大小为` configTOTAL_HEAP_SIZE ` 的内存堆中分配,RT-Thread内部的内存堆仍然存在,兼容层函数内部分配内存都在RT-Thread的内存堆完成。
5765
58- ### 2.5线程优先级
66+ ### 2.5 线程优先级
5967RT-Threa线程优先级数值越小时优先级越高,而FreeRTOS线程优先级数值越大优先级越高。在使用兼容层的FreeRTOS API,如` xTaskCreate ` ,使用FreeRTOS的规则为线程指定优先级即可。若在应用中将RT-Thread和FreeRTOS API混合使用,在指定线程优先级时要特别注意。可以使用以下两个宏对RT-Thread和FreeRTOS线程优先级做转换:
6068``` c
6169#define FREERTOS_PRIORITY_TO_RTTHREAD (priority ) ( configMAX_PRIORITIES - 1 - ( priority ) )
6270#define RTTHREAD_PRIORITY_TO_FREERTOS (priority ) ( RT_THREAD_PRIORITY_MAX - 1 - ( priority ) )
6371```
6472
65- ### 2.6线程堆栈大小
73+ ### 2.6 线程堆栈大小
6674FreeRTOS线程堆栈大小的单位为` sizeof(StackType_t) ` ,RT-Thread线程堆栈大小为` sizeof(rt_uint8_t) ` 。使用FreeRTOS API创建线程时一定要遵守FreeRTOS的规则,切勿混淆。
6775
68- ### 2.7vTaskStartScheduler
76+ ### 2.7 vTaskStartScheduler
6977由于RT-Thread和FreeRTOS的内核启动流程不同,使用兼容层时,` main ` 函数是在一个线程中运行,该线程优先级为` CONFIG_RT_MAIN_THREAD_PRIORITY ` 。(此选项通过SCons配置,数值越小优先级越高。),此时调度器已经开启。一般的FreeRTOS应用采用以下的方式创建线程:
7078
7179``` c
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