公司項(xiàng)目原先使用μCOS-II，但是μCOS存在商業(yè)使用付費(fèi)問題，故而我們轉(zhuǎn)向用國產(chǎn)開源免費(fèi)RTOS RT-Thread替代，花了一天半的時(shí)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(yīng)表兩部分講下方法。

一、移植方法

軟件環(huán)境：Win7+MDK5.18.0

硬件環(huán)境：STM32F103

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(xiàng)目主控是stm32f1系列的，選擇stm32f10x這個(gè)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(jìn)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(hào)量及隊(duì)列等）、系統(tǒng)參數(shù)定義（如每秒tick數(shù)、任務(wù)棧大小定義等），對應(yīng)RT-Thread里面的rtconfig.h。

這個(gè)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(shí)現(xiàn)的一些中斷服務(wù)函數(shù)等，例如voidOS_CPU_PendSVHandler(void)處理上下文切換異常等；對應(yīng)到RT-Thread里面的context_rvds.S這個(gè)文件。os_cpu_c.c文件實(shí)現(xiàn)任務(wù)棧初始化和一些鉤子函數(shù)（如空閑任務(wù)和systick等），對應(yīng)到RT-Thread里面的cpuport.c。

需要說明的是啟動(dòng)文件context_rvds.S里面定義了兩個(gè)中斷服務(wù)函數(shù)跟stm32f10x_it.c里面是重復(fù)的，分別是HardFault_Handler和PendSV_Handler，移植的時(shí)候需要屏蔽掉stm32f10x_it.c里面相應(yīng)的部分。

這個(gè)目錄下是與處理器無關(guān)的文件，對應(yīng)RT-Thread根目錄下src里面的內(nèi)容。

在移植的時(shí)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(gè)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(dòng)文件，主要是中斷向量表及中斷服務(wù)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(wù)實(shí)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(yīng)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(dòng)過程等。

• 說明一下uart驅(qū)動(dòng)的移植，涉及到兩個(gè)驅(qū)動(dòng)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(dòng)態(tài)分配緩存的（rtconfig.h里面可以配置系統(tǒng)是否使用動(dòng)態(tài)分配內(nèi)存，但是關(guān)掉這個(gè)宏之后serail.c中相關(guān)接口會(huì)報(bào)錯(cuò)，因?yàn)楹瘮?shù)定義被屏蔽掉了），所以需要打開RT_USING_HEAP這個(gè)宏定義。打開這個(gè)宏之后，我們來看看系統(tǒng)啟動(dòng)：

  • startup_stm32f10x_hd.s中

    

    在SystemInit()中初始化時(shí)鐘頻率中斷向量表位置等。

  • components.c中

    

    rtthread_startup()啟動(dòng)RT-Thread。

  • 詳細(xì)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(shí)器初始化;rt_system_scheduler_init()任務(wù)調(diào)度器初始化;rt_application_init()用戶自定義的任務(wù);rt_system_timer_thread_init()定時(shí)器線程初始化;rt_thread_idle_init()空閑任務(wù)初始化;rt_system_scheduler_start()開始任務(wù)調(diào)度;

任務(wù)調(diào)度開始之后，OS就啟動(dòng)好了，之后程序都在OS的管理下運(yùn)行了。

• 接著說uart驅(qū)動(dòng)，因?yàn)榇蜷_了RT_USING_HEAP，我們需要對系統(tǒng)堆進(jìn)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(jìn)行定義：

這樣定義heap范圍應(yīng)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(gè)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(wù)的創(chuàng)建與刪除

RT-Thread的任務(wù)管理分靜態(tài)方法和動(dòng)態(tài)方法，靜態(tài)方法：

只能調(diào)用靜態(tài)方法刪除任務(wù)：

動(dòng)態(tài)方法：

只能調(diào)用動(dòng)態(tài)方法刪除任務(wù)：

rt_err_t rt_thread_delete(rt_thread_tthread);

其他諸如SPI等驅(qū)動(dòng)及事件、信號(hào)量等處理不再贅述。

二、μCOS-II與RT-Thread API對應(yīng)表：(左側(cè)μCOS-Ⅱ，右側(cè)RT-Thread)

任務(wù)創(chuàng)建與刪除：

任務(wù)掛起與恢復(fù)

操作系統(tǒng)進(jìn)入/退出“臨界區(qū)”的功能代碼：

ENTER ISR

任務(wù)優(yōu)先級(jí)：

μC/OS-Ⅱ和RT-Thread都是值越小優(yōu)先級(jí)越高，但優(yōu)先級(jí)數(shù)不同，μC/OS-Ⅱ支持最多64級(jí)，RT-Thread支持最多256級(jí)。

任務(wù)延時(shí)：

事件：

μC/OS-Ⅱ

RT-Thread

整個(gè)移植過程就這樣，最后談下RT-Thread。

接觸RT-Thread之后，個(gè)人還是蠻喜歡的，入門很快，編碼風(fēng)格很好。它是一個(gè)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(yàn)一個(gè)是在RT-Thread中的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)方法的區(qū)分，另一個(gè)是內(nèi)存安全性方面。以前項(xiàng)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(shí)間久了，系統(tǒng)復(fù)位；移植到RT-Thread上之后double free系統(tǒng)會(huì)assert，一次性解決了好些bug。