RT-Thread操作系统的FreeRTOS兼容层
github地址 https://github.com/rt-thread-packages/freertos-wrapper 期待您的star
本项目是2022年开源之夏，rt-thread社区项目。已经于2022年9月由唐照洲（美国佐治亚理工学院，大四）顺利结项完成。freertos兼容层目前已经落地到rt-thread对esp32-idf（唐照洲）和core-v-mcu（王顺）两款sdk的兼容项目中。
1 概述 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。
1.1 rt-thread的其他rtos兼容层
rt-thread操作系统的μcos-iii兼容层：https://github.com/mysterywolf/rt-thread-wrapper-of-ucos-iii
rt-thread操作系统的μcos-ii兼容层：https://github.com/mysterywolf/rt-thread-wrapper-of-ucos-ii
rt-thread操作系统的rtx(即cmsis-rtos1)兼容层：https://github.com/rt-thread-packages/cmsis_rtos1
rt-thread操作系统的rtx5(即cmsis-rtos2)兼容层：https://github.com/rt-thread-packages/cmsis_rtos2
rt-thread操作系统的arduino生态兼容层：https://github.com/rtduino/rtduino
2 freertos的api支持情况及使用注意事项
api支持情况详见，readme 链接如下：
https://github.com/rt-thread-packages/freertos-wrapper
（请复制至外部浏览器打开）
兼容层对freertos的支持情况记录在issue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。
2.1线程、消息队列与互斥量
2.1.1 vtasksuspend
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。
2.1.2 xqueuesendtofront
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。
2.1.3 xqueuecreatestatic
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：
1#define queue_length 10 2#define item_size sizeof( uint32_t ) 3 4/* 以下是在原版freertos分配内存的方法，由于rt-thread消息队列内部的实现与freertos不同，这样分配的内存不够存放item_size个消息 */ 5//uint8_t ucqueuestorage[ queue_length * item_size ]; 6/* 要使用queue_buffer_size宏分配内存 */ 7uint8_t ucqueuestorage[ queue_buffer_size(queue_length, item_size)]; 8staticqueue_t xqueuebuffer; 9queuehandle_t xqueue1;10xqueue1 = xqueuecreate( queue_length, item_size, &( ucqueuestorage[ 0 ] ), &xqueuebuffer ); 2.1.4 mutex和recursive mutex 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。
2.2 定时器
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。
2.3 fromisr函数
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：
1basetype_t xhigherpriorittaskwoken = pdfalse;2xqueuesendtofrontfromisr( xrxqueue, &cin, &xhigherprioritytaskwoken );3if( xhigherprioritytaskwoken )4{5 taskyield ();6} 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。
2.4 内存堆
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。若使用其他算法，需要修改freertos/ssconscript，选择相应的源文件
1#可将heap_3.c替换成heap_1.c等2src += glob(os.path.join(portable, memmang, heap_3.c)) 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。
2.5 线程优先级
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：
1#define freertos_priority_to_rtthread(priority) ( configmax_priorities - 1 - ( priority ) )2#define rtthread_priority_to_freertos(priority) ( rt_thread_priority_max - 1 - ( priority ) ) 2.6 线程堆栈大小 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。
2.7 vtaskstartscheduler
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：
1xtaskcreate(pxtask1code, ......);2xtaskcreate(pxtask2code, ......);3......4vtaskstartscheduler(); 使用兼容层时，任何使用xtaskcreate创建的线程若优先级比config_rt_main_thread_priority更高，会立即开始执行。vtaskstartscheduler只是为了提供对应用的兼容，没有任何实际效果。在使用兼容层时，创建线程要特别注意，确保在调用xtaskcreate时，该线程所需的所有资源已经完成初始化，可以正常运行。
3 使用方法
通过env工具将兼容层加入到工程中：
1rt-thread online packages2 system packages --->3 [*] freertos wrapper --->4 version (latest) 使用scons --menuconfig配置rt-thread内核，以下选项会影响到freertos兼容层：
1rt_using_timer_soft /* 使用freertos定时器时必须开启*/2rt_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 */3rt_timer_thread_stack_size /* 定时器线程栈大小，单位为sizeof(rt_uint8_t) */4rt_using_mutex /* 使用freertos互斥量时必须开启*/5rt_using_semaphore /* 使用freertos信号量时必须开启*/6rt_using_heap /* 使用freertos动态内存分配时必须开启*/7rt_tick_per_second /* 相当于freertos configtick_rate_hz */8rt_thread_priority_max /* 相当于freertos configmax_priorities */9rt_name_max /* 相当于freertos configmax_task_name_len */ 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：
1/* 可以选择不使用recursive mutex */ 2#ifdef rt_using_mutex 3 #define configuse_recursive_mutexes 1 4 #define configuse_mutexes 1 5#endif 6 7/* 可以选择不使用counting semaphore */ 8#ifdef rt_using_semaphore 9 #define configuse_counting_semaphores 110#endif1112/* 若不使用heap_3，可以通过configtotal_heap_size配置内存堆大小 */13#define configsupport_static_allocation 114#ifdef rt_using_heap15 #define configsupport_dynamic_allocation 116 #define configtotal_heap_size 1024017 #define configapplication_allocated_heap 018#endif1920#define configminimal_stack_size 1282122/* 可以选择的函数和功能 */23#define include_vtaskpriorityset 124#define include_uxtaskpriorityget 125#define include_vtaskdelete 126#define include_vtasksuspend 127#define include_xtaskdelayuntil 128#define include_vtaskdelay 129#define include_xtaskgetidletaskhandle 130#define include_xtaskabortdelay 131#define include_xsemaphoregetmutexholder 132#define include_xtaskgethandle 133#define include_uxtaskgetstackhighwatermark 134#define include_uxtaskgetstackhighwatermark2 135#define include_etaskgetstate 136#define include_xtaskresumefromisr 137#define include_xtaskgetschedulerstate 138#define include_xtaskgetcurrenttaskhandle 139#define configuse_application_task_tag 140#define configuse_task_notifications 141#define configtask_notification_array_entries 3 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：
1msh />queue_dynamic 2task 1 receive data 0 from queue 3task 1 receive data 1 from queue 4task 1 receive data 2 from queue 5task 1 receive data 3 from queue 6task 1 receive data 4 from queue 7task 1 receive data 5 from queue 8task 1 receive data 6 from queue 9task 1 receive data 7 from queue10task 1 receive data 8 from queue11task 1 receive data 9 from queue12task 1 receive data 10 from queue 4 参考资料
rt-thread文档
https://www.rt-thread.org/document/site/#/rt-thread-version/rt-thread-standard/readme
freertos文档
https://www.freertos.org/a00106.html
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原文标题：rt-thread操作系统的freertos兼容层
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rt-thread操作系统的rtx(即cmsis-rtos1)兼容层：https://github.com/rt-thread-packages/cmsis_rtos1
rt-thread操作系统的rtx5(即cmsis-rtos2)兼容层：https://github.com/rt-thread-packages/cmsis_rtos2
rt-thread操作系统的arduino生态兼容层：https://github.com/rtduino/rtduino
2 freertos的api支持情况及使用注意事项
api支持情况详见，readme 链接如下：
https://github.com/rt-thread-packages/freertos-wrapper
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兼容层对freertos的支持情况记录在issue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。
2.1线程、消息队列与互斥量
2.1.1 vtasksuspend
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。
2.1.2 xqueuesendtofront
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。
2.1.3 xqueuecreatestatic
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：
1#define queue_length 10 2#define item_size sizeof( uint32_t ) 3 4/* 以下是在原版freertos分配内存的方法，由于rt-thread消息队列内部的实现与freertos不同，这样分配的内存不够存放item_size个消息 */ 5//uint8_t ucqueuestorage[ queue_length * item_size ]; 6/* 要使用queue_buffer_size宏分配内存 */ 7uint8_t ucqueuestorage[ queue_buffer_size(queue_length, item_size)]; 8staticqueue_t xqueuebuffer; 9queuehandle_t xqueue1;10xqueue1 = xqueuecreate( queue_length, item_size, &( ucqueuestorage[ 0 ] ), &xqueuebuffer ); 2.1.4 mutex和recursive mutex 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。
2.2 定时器
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。
2.3 fromisr函数
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：
1basetype_t xhigherpriorittaskwoken = pdfalse;2xqueuesendtofrontfromisr( xrxqueue, &cin, &xhigherprioritytaskwoken );3if( xhigherprioritytaskwoken )4{5 taskyield ();6} 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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1#可将heap_3.c替换成heap_1.c等2src += glob(os.path.join(portable, memmang, heap_3.c)) 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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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：
1#define freertos_priority_to_rtthread(priority) ( configmax_priorities - 1 - ( priority ) )2#define rtthread_priority_to_freertos(priority) ( rt_thread_priority_max - 1 - ( priority ) ) 2.6 线程堆栈大小 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。
2.7 vtaskstartscheduler
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：
1xtaskcreate(pxtask1code, ......);2xtaskcreate(pxtask2code, ......);3......4vtaskstartscheduler(); 使用兼容层时，任何使用xtaskcreate创建的线程若优先级比config_rt_main_thread_priority更高，会立即开始执行。vtaskstartscheduler只是为了提供对应用的兼容，没有任何实际效果。在使用兼容层时，创建线程要特别注意，确保在调用xtaskcreate时，该线程所需的所有资源已经完成初始化，可以正常运行。
3 使用方法
通过env工具将兼容层加入到工程中：
1rt-thread online packages2 system packages --->3 [*] freertos wrapper --->4 version (latest) 使用scons --menuconfig配置rt-thread内核，以下选项会影响到freertos兼容层：
1rt_using_timer_soft /* 使用freertos定时器时必须开启*/2rt_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 */3rt_timer_thread_stack_size /* 定时器线程栈大小，单位为sizeof(rt_uint8_t) */4rt_using_mutex /* 使用freertos互斥量时必须开启*/5rt_using_semaphore /* 使用freertos信号量时必须开启*/6rt_using_heap /* 使用freertos动态内存分配时必须开启*/7rt_tick_per_second /* 相当于freertos configtick_rate_hz */8rt_thread_priority_max /* 相当于freertos configmax_priorities */9rt_name_max /* 相当于freertos configmax_task_name_len */ 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：
1/* 可以选择不使用recursive mutex */ 2#ifdef rt_using_mutex 3 #define configuse_recursive_mutexes 1 4 #define configuse_mutexes 1 5#endif 6 7/* 可以选择不使用counting semaphore */ 8#ifdef rt_using_semaphore 9 #define configuse_counting_semaphores 110#endif1112/* 若不使用heap_3，可以通过configtotal_heap_size配置内存堆大小 */13#define configsupport_static_allocation 114#ifdef rt_using_heap15 #define configsupport_dynamic_allocation 116 #define configtotal_heap_size 1024017 #define configapplication_allocated_heap 018#endif1920#define configminimal_stack_size 1282122/* 可以选择的函数和功能 */23#define include_vtaskpriorityset 124#define include_uxtaskpriorityget 125#define include_vtaskdelete 126#define include_vtasksuspend 127#define include_xtaskdelayuntil 128#define include_vtaskdelay 129#define include_xtaskgetidletaskhandle 130#define include_xtaskabortdelay 131#define include_xsemaphoregetmutexholder 132#define include_xtaskgethandle 133#define include_uxtaskgetstackhighwatermark 134#define include_uxtaskgetstackhighwatermark2 135#define include_etaskgetstate 136#define include_xtaskresumefromisr 137#define include_xtaskgetschedulerstate 138#define include_xtaskgetcurrenttaskhandle 139#define configuse_application_task_tag 140#define configuse_task_notifications 141#define configtask_notification_array_entries 3 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：
1msh />queue_dynamic 2task 1 receive data 0 from queue 3task 1 receive data 1 from queue 4task 1 receive data 2 from queue 5task 1 receive data 3 from queue 6task 1 receive data 4 from queue 7task 1 receive data 5 from queue 8task 1 receive data 6 from queue 9task 1 receive data 7 from queue10task 1 receive data 8 from queue11task 1 receive data 9 from queue12task 1 receive data 10 from queue 4 参考资料
rt-thread文档
https://www.rt-thread.org/document/site/#/rt-thread-version/rt-thread-standard/readme
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原文标题：rt-thread操作系统的freertos兼容层
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4515DO-DS3BS002DP传感器检测洁净实验室压差的方法
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