RT-Thread 是國人自主研發(fā)的開源實(shí)時操作系統(tǒng)(RTOS)，RT-Thread Nano 是極簡版的硬實(shí)時內(nèi)核，內(nèi)存占用小，移植簡單。VGLite 是 NXP 提供的輕量級 2D 圖形 API，基于 FreeRTOS 實(shí)現(xiàn)。

文章分為上、下兩篇，將手把手教您移植。上篇對 RT-Thread Nano 內(nèi)核與 Finsh 組件進(jìn)行移植，下篇則教您改寫 SDK 中的 VGLite 代碼以將其適配到 RT-Thread Nano 中。

所有工作已上傳至Github，歡迎有興趣的讀者學(xué)習(xí)交流！

一硬件準(zhǔn)備

本文采用 i.MX RT1170 EVKB 開發(fā)板與 RK055HDMIPI4M 顯示屏，顯示屏與開發(fā)板 J48 相連，使用 MIPI DSI 協(xié)議通信。連接 5V 輸入到開發(fā)板 J43，跳線連接 J38 的 1-2，電源開關(guān)為 SW5 ，Debug 時使用 Micro-USB 數(shù)據(jù)線連接 PC 與開發(fā)板的 J86. 總體連接圖如下：

二軟件準(zhǔn)備

下載RT-Thread Nano源碼并解壓。構(gòu)建并下載RT1170 SDK。

解壓 SDK 壓縮包，使用 IAR 打開 /boards/evkbmimxrt1170/vglite_examples/clock_freertos/cm7/iar/clock_freertos_cm7.eww，后續(xù)以此為例進(jìn)行移植。

需在工程 /board/display_support.h 中確保當(dāng)前屏幕與 DEMO_PANEL 宏定義的型號一致。

編譯并運(yùn)行，正常運(yùn)行時屏幕顯示時鐘圖像，且串口持續(xù)輸出幀數(shù)信息。

NOTE: 本文中使用的 SDK 版本為 v2.14.0，RT-Thread Nano 為 v3.1.3，IAR 為 9.40.1。

三Free RTOS 移除

首先刪除原工程中的 freertos 組與/source/FreeRTOSConfig.h 文件。

右鍵工程名點(diǎn)擊 Options... 選項(xiàng)，在下圖界面可刪除 FreeRTOS 頭文件路徑：全局搜索代碼中以下 FreeRTOS 相關(guān)頭文件，注釋或刪除：

#include "FreeRTOS.h"
#include "task.h"
#include "semphr.h"
#include"queue.h"

因原有的 VGLite 源文件仍會調(diào)用已移除的 FreeRTOS 函數(shù)，會導(dǎo)致編譯報錯?？上扔益I以下文件后點(diǎn)擊 Options... 選項(xiàng)，選擇 Exclude from build 排除編譯。

/board/display_support.c 與 .h 文件

/board/vglite_support.c 與 .h 文件

/source/vglite_window.c 與 .h 文件

/elementary/ 組

/vglite/ 組

/video/ 組

既然已移除了 FreeRTOS，那么文件名中的"freertos" 也可更換掉， 比如"clock_freertos.eww" 可改為"clock_rtthread.eww"。 此外，.ewd、.ewp、.eww 文件中有關(guān) "freertos" 的文本也可用記事本等搜索替換。

四移植 RT-Thread Nano 內(nèi)核

1. 添加源文件

在 SDK 解壓包的 /rtos/ 中創(chuàng)建 rt-thread 文件夾，并將 RT-Thread Nano 解壓包中以下文件復(fù)制到 /rtos/rt-thread/ 文件夾內(nèi)。

/rt-thread/ 文件夾中的 include、libcpu、src 文件夾

/rt-thread/bsp/ 文件夾中的 board.c 與 rtconfig.h 文件

打開 clock_rtthread.eww，新建 rtthread 組并添加以下文件：

/rtos/rt-thread/src/ 文件夾中所有文件

/rtos/rt-thread/libcpu/arm/cortex-m7/

文件夾中 cpuport.c 與 context_iar.S 文件（RT1170 芯片為 Cortex-M7 架構(gòu)，若對其他開發(fā)板移植，需選取芯片對應(yīng)架構(gòu)的文件）

/rtos/rt-thread/ 文件夾中的 board.c，也可添加 rtconfig.h 文件方便 RT-Thread 配置

2. 添加頭文件路徑

IAR 中右鍵工程名點(diǎn)擊 Options... 選項(xiàng)，進(jìn)入下圖界面添加以下路徑：

rtconfig.h 頭文件所在位置的路徑

RT-Thread 的 include 文件夾下的頭文件路徑

若添加的路徑為絕對路徑而非以 "$PROJ_DIR$" 開頭的相對路徑，可以先關(guān)閉 IAR，使用記事本打開 clock_rtthread.ewp 進(jìn)行搜索替換，再重新打開 IAR。

3. 配置 RT-Thread Nano

后續(xù)的代碼需對線程動態(tài)分配，故在 rtconfig.h 文件中取消下行注釋以提供內(nèi)存堆支持：

#define RT_USING_HEAP

同時，需在工程 /rtthread/board.c 中增大內(nèi)存堆，更改 RT_HEAP_SIZE 宏為 (1024 * 10)：

#define RT_HEAP_SIZE (1024 * 10)

其余 RT-Thread 配置將在下篇講解，上篇主要聚焦內(nèi)核移植所用到的配置。

4.編寫測試應(yīng)用程序

編寫一個簡單的 RT-Thread 代碼以測試移植的內(nèi)核。備份工程中 /source/colock_freertos.c的原有代碼后，更改為以下測試代碼：

#include "rtthread.h"
#include "fsl_debug_console.h"
#include "pin_mux.h"
#include "clock_config.h"
#include "board.h"


static void test_thread(void *parameter) {
    while (1) {
        PRINTF("Hello RT-Thread
");
        rt_thread_mdelay(500);
    }
}
int main(void) {
    /* Init board hardware. */
    BOARD_ConfigMPU();
    BOARD_BootClockRUN();
    BOARD_InitLpuartPins();
    BOARD_InitDebugConsole();


    rt_thread_t test_thread_handle = rt_thread_create("test_thread", test_thread, RT_NULL, 512, 1, 1);
    if (test_thread_handle != RT_NULL)
        rt_thread_startup(test_thread_handle);
}

編譯并運(yùn)行，若開發(fā)板每隔 500 毫秒通過串口發(fā)送 "HelloRT-Thread"， 則說明內(nèi)核移植成功，恭喜您已完成了近一半的路程！

五移植 Finsh 控制臺組件到 RT1170

Finsh 是 RT-Thread 的命令行組件（shell），提供一套可以在命令行調(diào)用的操作接口。此組件是可選項(xiàng)，若不需要可跳過此章節(jié)。

Finsh 移植分為兩部分：添加 UART 控制臺實(shí)現(xiàn)打印輸出、添加 Finsh 組件實(shí)現(xiàn)命令輸入。

1. 添加 UART 控制臺實(shí)現(xiàn)打印輸出

UART 初始化

原工程中，UART 等初始化在 main()函數(shù)中完成。移植 RT-Thread Nano 后，可將初始化轉(zhuǎn)移到工程 /rtthread/board.c 中的 rt_hw_board_init()函數(shù)中，如下所示。

#include 
#include 
......
void rt_hw_board_init() {
    /* Init board hardware. */
    BOARD_ConfigMPU();
    BOARD_BootClockRUN();
    BOARD_InitLpuartPins();
    BOARD_InitDebugConsole();
    BOARD_InitMipiPanelPins();
    ......
}

rt_hw_console_output() 實(shí)現(xiàn)

RT-Thread 使用 rt_kprintf()調(diào)用 rt_hw_console_output()函數(shù)打印輸出，此函數(shù)位于工程 /rtthread/kservice.c 文件中，需要自己實(shí)現(xiàn)。可以直接包含原工程/utilities/fsl_debug_console.h 文件, 使用 PRINTF 宏輸出。不過打印已以 ' ' 結(jié)尾，故還需輸出 ' '，以完成回車與換行。實(shí)現(xiàn)后的函數(shù)如下：

#include 
......
RT_WEAK void rt_hw_console_output(const char *str) {
    PRINTF(str);
    PRINTF("
");
}

UART 輸出測試

更改 PRINTF 宏為 rt_kprintf()函數(shù)，以此測試是否正常輸出。更改的代碼如下，原先的初始化操作已轉(zhuǎn)移到了工程/rtthread/board.c 的 rt_hw_board_init()函數(shù)中。

#include "rtthread.h"


static void test_thread(void *parameter) {
    while (1) {
        rt_kprintf("Hello RT-Thread");
        rt_thread_mdelay(500);
    }
}
int main(void) {
    rt_thread_t test_thread_handle = rt_thread_create("test_thread", test_thread, RT_NULL, 512, 1, 1);
    if (test_thread_handle != RT_NULL)
        rt_thread_startup(test_thread_handle);
}

編譯并運(yùn)行，若開發(fā)板仍持續(xù)通過串口發(fā)送 "Hello RT-Thread"，則可正常輸出。

2.添加Finsh組件實(shí)現(xiàn)命令輸入

源文件添加

Finsh 源文件位于 RT-Thread Nano 解壓包的/rt-thread/components/finsh/ 內(nèi)，將 finsh 文件夾復(fù)制到 SDK 解壓包的/rtos/rt-thread/ 中。

在工程 /rtthread 組中新建 finsh 組，添加復(fù)制的 finsh 文件夾中所有 .c 文件。

IAR 中右鍵工程名點(diǎn)擊 Options... 選項(xiàng)，添加 finsh 文件夾路徑。

使能 Finsh

在 rtconfig.h 中包含添加的 Finsh 頭文件：

#include "finsh_config.h"

rtconfig.h 與 finsh_config.h 中存在部分重復(fù)的宏，可注釋掉 finsh_config.h 中重復(fù)的宏以避免編譯時的警告。

rt_hw_console_getchar() 實(shí)現(xiàn)

也需手動實(shí)現(xiàn)工程 /rtthread/finsh/finsh_port.c 中的函數(shù) rt_hw_console_getchar()用于命令輸入。

注釋原有的 rt_hw_console_getchar()函數(shù)中的 #error 開頭語句以停止報錯?？捎迷こ?/utilities/fsl_debug_console.h 文件中的 GETCHAR 宏實(shí)現(xiàn)輸入，函數(shù)如下：

#include 
......
RT_WEAK char rt_hw_console_getchar(void) {
    int ch = -1;
    ch = GETCHAR();
    return ch;
}

Finsh 控制臺測試

編譯并運(yùn)行，使用 PUTTY 等工具打開串口。按下 tab 鍵或輸入 help 命令并回車，會輸出以下信息。否則說明移植失敗，需再檢查上述步驟。

六小結(jié)

本篇主要介紹了如何移植 RT-Thread Nano 內(nèi)核與 Finsh 控制臺，為下篇講解移植 VGLite 到 RT-Thread Nano 提供了內(nèi)核基礎(chǔ)。

審核編輯：湯梓紅