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@@ -3,17 +3,22 @@
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## 让基于FreeRTOS开发的应用层无感地迁移到RT-Thread操作系统
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# 1 概述
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-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。项目基于FreeRTOS V10.4.6版本。
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+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。
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-# 2 FreeRTOS功能支持情况
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+# 2 FreeRTOS的API支持情况
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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。
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-### vTaskSuspend
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+
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+### 2.1线程、消息队列与互斥量
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+
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+### (1)vTaskSuspend
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`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。
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-### xQueueSendToFront
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+
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+### (2)xQueueSendToFront
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`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`。
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-### xQueueCreateStatic
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+
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+### (3)xQueueCreateStatic
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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：
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-```
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+```c
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#define QUEUE_LENGTH 10
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#define ITEM_SIZE sizeof( uint32_t )
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@@ -25,13 +30,13 @@ StaticQueue_t xQueueBuffer;
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QueueHandle_t xQueue1;
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xQueue1 = xQueueCreate( QUEUE_LENGTH, ITEM_SIZE, &( ucQueueStorage[ 0 ] ), &xQueueBuffer );
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```
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-### Mutex和Recursive Mutex
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+### (4)Mutex和Recursive Mutex
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FreeRTOS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。
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-### 定时器
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+### 2.2定时器
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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。
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-### FromISR函数
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+### 2.3FromISR函数
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FreeRTOS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：
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-```
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+```c
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BaseType_t xHigherPrioritTaskWoken = pdFALSE;
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xQueueSendToFrontFromISR( xRxQueue, &cIn, &xHigherPriorityTaskWoken );
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if( xHigherPriorityTaskWoken )
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@@ -40,25 +45,26 @@ if( xHigherPriorityTaskWoken )
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}
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```
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RT-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`。
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-### 内存堆
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+### 2.4内存堆
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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。
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若使用其他算法，需要修改`FreeRTOS/sSConscript`，选择相应的源文件
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-```
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-# 可将heap_3.c替换成heap_1.c等
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+
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+```c
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+#可将heap_3.c替换成heap_1.c等
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src += Glob(os.path.join("portable", "MemMang", "heap_3.c"))
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```
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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。
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-### 线程优先级
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+### 2.5线程优先级
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RT-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：
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-```
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+```c
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#define FREERTOS_PRIORITY_TO_RTTHREAD(priority) ( configMAX_PRIORITIES - 1 - ( priority ) )
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#define RTTHREAD_PRIORITY_TO_FREERTOS(priority) ( RT_THREAD_PRIORITY_MAX - 1 - ( priority ) )
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```
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-### 线程堆栈大小
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+### 2.6线程堆栈大小
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FreeRTOS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。
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-### vTaskStartScheduler
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+### 2.7vTaskStartScheduler
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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：
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-```
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+```c
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xTaskCreate(pxTask1Code, ......);
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xTaskCreate(pxTask2Code, ......);
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......
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@@ -68,14 +74,14 @@ vTaskStartScheduler();
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# 3 使用方法
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通过Env工具将兼容层加入到工程中：
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-```
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+```shell
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RT-Thread online packages
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system packages --->
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[*] FreeRTOS Wrapper --->
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Version (latest)
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```
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使用`scons --menuconfig`配置RT-Thread内核，以下选项会影响到FreeRTOS兼容层：
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-```
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+```c
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RT_USING_TIMER_SOFT /* 使用FreeRTOS定时器时必须开启*/
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RT_TIMER_THREAD_PRIO /* 定时器线程优先级。与FreeRTOS相反，该选项数值越小优先级越高 */
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RT_TIMER_THREAD_STACK_SIZE /* 定时器线程栈大小，单位为sizeof(rt_uint8_t) */
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@@ -87,7 +93,7 @@ RT_THREAD_PRIORITY_MAX /* 相当于FreeRTOS configMAX_PRIORITIES */
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RT_NAME_MAX /* 相当于FreeRTOS configMAX_TASK_NAME_LEN */
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```
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在`FreeRTOS/portable/rt-thread`提供了`FreeRTOSConfig.h`模版。大部分内容不可以修改或依赖RT-Thread内核的配置，可以手动修改的内容如下：
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-```
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+```c
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/* 可以选择不使用recursive mutex */
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#ifdef RT_USING_MUTEX
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#define configUSE_RECURSIVE_MUTEXES 1
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@@ -131,7 +137,7 @@ RT_NAME_MAX /* 相当于FreeRTOS configMAX_TASK_NAME_LEN */
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#define configTASK_NOTIFICATION_ARRAY_ENTRIES 3
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```
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在`test`目录下提供了一些例程，可以将它们加入BSP目录下的`applications`文件夹中。使用SCons编译并烧录后，可以连接串口，输入相应的msh命令，观察例程的执行结果：
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-```
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+```shell
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msh />queue_dynamic
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Task 1 receive data 0 from queue
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Task 1 receive data 1 from queue
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Yaochenger