i.MX RT1170：VGLite移植RT-Thread Nano过程讲解(下)
上篇介绍了如何移植 rt-thread nano 内核与 finsh 控制台到 rt1170。本篇继续介绍如何将 nxp 官方的 vglite api 移植到 rt-thread nano 上。
一rt-thread配置
rtconfig.h 可对 rt-thread 配置，因 vglite 会使用互斥量、消息队列等，故取消以下注释：
#define rt_using_mutex#define rt_using_messagequeue#define rt_using_heap
邮箱机制在本工程并不使用，可以注释掉：
// #define rt_using_mailbox默认最大名称长度为 8，可以更改为 16 以容纳更长名称：#define rt_name_max 16原 freertos 工程 tick 频率为 200，rt-thread nano 默认 tick 频率为 1000，可与原工程保持一致：#define rt_tick_per_second 200
二freertos与rt-thread对比
首先分析 freertos 与 rt-thread 的一些区别，以加深读者理解，帮助后续用 rt-thread api 改写 freertos api 。 1. 任务与线程
freertos 称线程为 “任务”(task), 而 rt-thread 直接称为 “线程”(thread)，这一术语尚未达成共识，两者只是同一事物的不同表述。
2. 任务（线程）优先级
freertos 中，优先级范围为 0 到 configmax_priorities - 1，该宏在 freertosconfig.h 中定义，数字越低则该任务优先级越低。
rt-thread 中，优先级范围为 0 到 rt_thread_priority_max - 1，该宏在 rtconfig.h 中定义，数字越低线程优先级却越高，这点与 freertos 相反。
3. 任务（线程）调度 freertos 中，需手动调用 vtaskstartscheduler() 开启任务调度器。任务一旦创建便直接参与调度运行。时间片轮转调度时，各相同优先级线程的单次运行时间片统一为 1，即 1 个 tick 便调度一次。
rt-thread 中，系统初始化时就已调用了 rt_system_scheduler_start() ，无需再手动开启。但创建后的线程尚位于初始状态，初始状态的线程均需调用 rt_thread_startup() 才会参与调度运行。各线程的单次运行时间片在创建时可指定为不同 tick。
4. 中断适用函数
freertos 中，涉及上下文切换的函数存在两个版本：一种是在任务中的常规版本；另一种则用于中断内调用，通常以 fromisr() 结尾。若中断调用的 api 唤醒了更高优先级的线程，需手动调用 portyield_from_isr(xhigherprioritytaskwoken) 以在中断退出时唤醒高优先级线程。
rt-thread 中，线程与中断可使用同一 api。但中断内不能使用挂起当前线程的操作，若使用则会打印 function[xxx_func] shall not used in isr 的提示信息。若中断内的函数唤醒了更高优先级的线程，则中断退出时会自动切换到高优先级线程，无需手动切换。
5. 线程本地数据
freertos 中，线程的本地数据为一个数组，长度由 freertosconfig.h 中的 confignum_thread_local_storage_pointers 宏设置。
rt-thread 中，线程的本地数据为一个 uint32 格式的 user_data 变量，而非数组。若要在线程本地存储数组、结构体等数据，可手动创建后将地址存入该变量。
6. 信号量
freertos 中，分为二值信号量与计数信号量。二值信号量最大值为 1 ，初值为 0 。计数信号量的最大值和初值均可在创建时分别指定。
rt-thread 中，未区分二值或计数信号量，且仅能指定信号量初值，最大值无法指定，统一为 65535 。此外，信号量在创建时可选先入先出模式（rt_ipc_flag_fifo）或优先级模式（rt_ipc_flag_prio），通常选用优先级模式以保证线程实时性。
7. 互斥量
freertos 中，除创建的 api 以外，互斥量的结构体与持有、释放与删除所使用的 api ，与信号量的相同。
rt-thread 中，互斥量拥有一套独立的 api ，而非与信号量共用 api 。
8. 头文件
freertos 中，当使用信号量、互斥量、队列等，除 freertos.h 外，需额外包含其他对应的头文件。
rt-thread 中，通常仅需包含 rtthread.h 即可使用信号量、互斥量、队列等。
三vglite 代码改写
首先，可将上篇工程中排除编译的组与文件恢复回去，并恢复之前备份的 /source/clock_rtthread.c 代码。
1. 头文件更改
工程在以下文件中会使用到 rt-thread ，需包含头文件： #include rtthread.h ：
/source/clock_rtthread.c
/vglite/vglite/rtos/vg_lite_os.c（较多改动）
/vglite/vglitekernel/rtos/vg_lite_hal.c
/vglite/font/vft_draw.c
/elementary/src/elm_os.c
/elementary/src/velm.h
/video/fsl_fbdev.h
/video/fsl_dc_fb_lcdifv2.c
/video/fsl_video_common.c
/utilities/fsl_debug_console.c
2. 线程 api 改写
freertos 中的 xtaskcreate() 可由 rt-thread 中的 rt_thread_create() 替换。注意两者优先级数字代表的高低相反，需转换。rt_thread_create() 中可指定线程单次运行的时间片，若 rt-thread 已设置 tick 频率与原 freertos 相等，则时间片可全部设置为1。vtaskdelete(null) 为删除当前线程，rt-thread 可用 rt_thread_delete(rt_thread_self()) 代替。taskhandle_t 结构体由 rt_thread_t 代替。
而原有的 vtaskstartscheduler() 应删除，改用 rt_thread_startup() 启动指定线程。此外，命名中的 task 可替换为thread 以符合 rt-thread 规范。
/source/clock_rtthread.c的线程相关代码对比主要如下：（篇幅所限，仅以有代表性的文件与函数为例，其他未列出的文件和函数可根据例子参考，对编译错误信息位置改写，下同）
xtaskcreate(vglite_task, vglite_task, configminimal_stack_size + 200, null, configmax_priorities - 1, null)^^^^^^rt_thread_t vglite_thread_handle = rt_thread_create(vglite_thread, vglite_thread, rt_null, 1024, 0, 1);vtaskstartscheduler();^^^^^^if (vglite_thread_handle != rt_null) rt_thread_startup(vglite_thread_handle);
/vglite/vglite/rtos/vg_lite_os.c 更改的线程相关代码主要如下：
#define queue_task_prio (configmax_priorities - 1)^^^^^^^#define queue_thread_prio 0vtaskdelete(null);^^^^^^^rt_thread_delete(rt_thread_self());ret = xtaskcreate(command_queue, queue_task_name, queue_task_size, null, queue_task_prio, &os_obj.task_hanlde);^^^^^^^os_obj.task_hanlde = rt_thread_create(queue_thread_name, command_queue, null, queue_thread_size, queue_thread_prio, 1);if (os_obj.task_hanlde != rt_null) rt_thread_startup(os_obj.task_hanlde);
3. 信号量 api 改写
原xsemaphorecreatecounting() 与 xsemaphorecreatebinary() 均可使用 rt_sem_create() 代替，rt_sem_create() 需设置名称，无需设置最大值，初值通常为 0，排队方式一般采用 rt_ipc_flag_prio ，下同。semaphorehandle_t 结构体换为 rt_sem_t 。
xsemaphoretake() 可替换为 rt_sem_take()，freertos 中 portmax_delay 代表无限等待，可换为 rt-thread 的 rt_waiting_forever 。若原 freertos 中指定过期 tick 形如 timeout / porttick_period_ms，应使用 (rt_int32)((rt_int64)timeout * rt_tick_per_second / 1000) 替换。
判断返回值由 pdtrue 替换为 rt_eok 。xsemaphoregive()换为 rt_sem_release() 。vsemaphoredelete() 使用 rt_sem_delete() 替换。有关信号量的中断内函数 xsemaphoregivefromisr() 在下文再详细讲解。
以 /vglite/vglite/rtos/vg_lite_os.c 为例，信号量代码对比主要如下：
command_semaphore = xsemaphorecreatecounting(30,0);^^^^^^^command_semaphore = rt_sem_create(cs, 0, rt_ipc_flag_prio);int_queue = xsemaphorecreatebinary();^^^^^^^int_queue = rt_sem_create(iq, 0, rt_ipc_flag_prio);if (xsemaphoretake(int_queue, timeout / porttick_period_ms) == pdtrue)^^^^^^^if (rt_sem_take(int_queue, (rt_int32_t) ((rt_int64_t)timeout * rt_tick_per_second / 1000)) == rt_eok)
4. 互斥量 api 改写
xsemaphorecreatemutex() 替换为 rt_mutex_create() ，需指定名称与排队方式。semaphorehandle_t 结构体替换为 rt_mutex_t 。
其他互斥量 api 的改写与信号量基本一致。xsemaphoretake() 、xsemaphoregive() 、vsemaphoredelete() 替换为 rt_mutex_take() 、rt_mutex_release() 、rt_mutex_delete() 。
/vglite/vglite/rtos/vg_lite_os.c中，互斥量代码对比主要如下：
mutex = xsemaphorecreatemutex();^^^^^^^mutex = rt_mutex_create(mut, rt_ipc_flag_prio);if(xsemaphoretake(mutex, task_wait_time/porttick_period_ms) == pdtrue)^^^^^^^if(rt_mutex_take(mutex, (rt_int32_t) ((rt_int64_t)max_mutex_time * rt_tick_per_second / 1000)) != rt_eok)5. 消息队列 api 改写
xqueuecreate() 替换为 rt_mq_create() ，需指定名称与排队方式。queuehandle_t 结构体替换为 rt_mq_t 。
rt-thread 无类似 uxqueuemessageswaiting() 的函数用于确认队列是否不为空，但 rt_mq_t 结构体中的 entry 变量表示队列的消息数，故可用 if (xxx->entry) 代替。
xqueuereceive(), xqueuesend() 更换为 rt_mq_recv() , rt_mq_send_wait() ，需额外指定发送与接收消息的大小，同时也需注意过期 tick 的转换。
/vglite/vglite/rtos/vg_lite_os.c中，消息队列代码对比主要如下：
os_obj.queue_handle = xqueuecreate(queue_length, sizeof(vg_lite_queue_t * ));^^^^^^^os_obj.queue_handle = rt_mq_create(queue_vglite, sizeof(vg_lite_queue_t * ), queue_length, rt_ipc_flag_prio);if(uxqueuemessageswaiting(os_obj.queue_handle))^^^^^^^if(os_obj.queue_handle->entry)ret = xqueuereceive(os_obj.queue_handle, (void*) &peek_queue, task_wait_time/porttick_period_ms);^^^^^^^ret = rt_mq_recv(os_obj.queue_handle, (void*) &peek_queue, os_obj.queue_handle->msg_size, (rt_int32_t) ((rt_int64_t)task_wait_time * rt_tick_per_second / 1000));if(xqueuesend(os_obj.queue_handle, (void *) &queue_node, isr_wait_time/porttick_period_ms) != pdtrue)^^^^^^^if(rt_mq_send_wait(os_obj.queue_handle, (void *) &queue_node, os_obj.queue_handle->msg_size, (rt_int32_t) ((rt_int64_t)isr_wait_time * rt_tick_per_second / 1000)) != rt_eok)
6. 中断内 api 改写
freertos 中断内采用 xsemaphoregivefromisr() 信号量释放函数保证以中断安全，且根据 xhigherprioritytaskwoken 变量，需使用 portyield_from_isr() 手动切换上下文；而 rt-thread 仍使用通用的 rt_sem_release() ，且可自动切换上下文。
/vglite/vglite/rtos/vg_lite_os.c中，中断内代码对比主要如下：
portbase_type xhigherprioritytaskwoken = pdfalse;xsemaphoregivefromisr(int_queue, &xhigherprioritytaskwoken);if(xhigherprioritytaskwoken != pdfalse ) portyield_from_isr(xhigherprioritytaskwoken);^^^^^^^rt_sem_release(int_queue);7. 内存管理 api 改写
pvportmalloc() 代替为 rt_malloc() ，vportfree() 代替为 rt_free() 即可。
8. 临界区资源 api 改写
portenter_critical() 与 portexit_critical() 需替换为 rt_enter_critical() 与 rt_exit_critical() 。
9. 时间相关 api 改写
vtaskdelay() 可替换为 rt_thread_delay() 。若用于延时指定毫秒，也可直接使用 rt_thread_mdelay() 代替，无需再计算毫秒对应的 tick。xtaskgettickcount() 用于得到 tick 的计数值，可用 rt_tick_get() 代替。
/source/clock_rtthread.c的时间相关代码对比如下：
return (uint32_t)(xtaskgettickcount() * porttick_period_ms);^^^^^^^return (rt_tick_t)((rt_uint64_t)rt_tick_get() * 1000 / rt_tick_per_second);/vglite/vglite/rtos/vg_lite_os.c中，延时代码对比如下，无需再计算毫秒对应的 tick：vtaskdelay((configtick_rate_hz * msec + 999)/ 1000);^^^^^^^rt_thread_mdelay(msec);10. 线程本地数据 api 改写
freertos 中各线程的本地数据为一个数组，而 rt-thread 中线程本地数据仅有一个名为 user_data 的变量。
原 vglite 仅使用了 freertos 本地数组中第一个元素，若用 rt-thread 仅改用 vglite api，则可直接用 user_data 变量保存原数组中第一个元素。但若也使用了 elementary （即本工程），elementary 也需要存放一个线程本地变量，此时本地数据便需要存放两个变量。这是使用 rt-thread nano 需要先开辟一个数组空间以存放两个变量，再将数组地址存放于本地的 user_data 变量中。
在工程 /vglite/vglite/rtos/vg_lite_os.c 中新建数组 tls_array 并添加 vg_lite_os_init_tls_array() 、 vg_lite_os_deinit_tls_array() 函数，再在对应的 .h 文件中声明。vg_lite_os_init_tls_array() 将数组地址存入当前线程的 user_data 变量；vg_lite_os_deinit_tls_array() 则用于删除当前线程 user_data 中的数组地址。
#define tls_array_length 2rt_uint32_t tls_array[tls_array_length] = {null};int32_t vg_lite_os_init_tls_array(void) { rt_thread_t rt_tcb = rt_thread_self(); rt_assert( rt_tcb != null ); rt_tcb->user_data = (rt_uint32_t) tls_array; return vg_lite_success;}void vg_lite_os_deinit_tls_array(void) { rt_thread_t rt_tcb = rt_thread_self(); rt_assert( rt_tcb != null ); rt_tcb->user_data = null;}再对 /vglite/vglite/rtos/vg_lite_os.c 中 vg_lite_os_get_tls() 、vg_lite_os_set_tls() 、vg_lite_os_reset_tls() 修改。原例程调用了 freertos 函数获取与修改线程本地数据，而新代码需手动实现，以获取当前线程本地数据并读写数组第一位元素:void * vg_lite_os_get_tls() { rt_thread_t rt_tcb = rt_thread_self(); rt_uint32_t * tls_ptr = (rt_uint32_t *) rt_tcb->user_data; void * pvreturn = (void *) (*tls_ptr); return pvreturn;}int32_t vg_lite_os_set_tls(void* tls) { rt_thread_t rt_tcb; rt_tcb = rt_thread_self(); rt_assert( rt_tcb != null ); rt_uint32_t * tls_ptr = (rt_uint32_t *) rt_tcb->user_data; *tls_ptr = (rt_uint32_t) tls;}void vg_lite_os_reset_tls() { rt_thread_t rt_tcb = rt_thread_self(); rt_assert( rt_tcb != null ); rt_uint32_t * tls_ptr = (rt_uint32_t *) rt_tcb->user_data; *tls_ptr = null;}
随后更改工程 /vglite/vglite/vg_lite.c 中 vg_lite_init() ，在调用 vg_lite_os_get_tls() 、vg_lite_os_malloc() 、vg_lite_os_set_tls() 等函数之前，添加上文定义的 vg_lite_os_init_tls_array() 进行线程本地数据初始化。同样，该文件有 vg_lite_close() ，在其调用 vg_lite_os_reset_tls() 等函数的最后，也需添加上文定义的 vg_lite_os_deinit_tls_array() 。
11. elementary api 改写
使用 elementary 时，同样也需修改工程/elementary/src/elm_os.c 中的 elm_os_get_tls() 、 elm_os_set_tls() 、elm_os_reset_tls() ，以读写线程本地数据中数组的第二个元素，与上文 vglite 的三个线程本地数据 api 改写方法基本一致，主要区别为将使用 *(tls_ptr + 1) 而非 *tls_ptr 。 12. 数据类型改写
freertos 定义了 ticktype_t 与 basetype_t 类型，在 rt1170 中可分别用 rt_uint32_t 与 rt_err_t 代替。同时，可用 rt_null 代替 null 判断 rt-thread 对象是否为空。
13. 输出 api 改写
若在上篇移植了 finsh 控制台组件，则可用 rt_kprintf() 代替 printf 宏。rt_kprintf() 已自动在字符串末尾添加 ，无需再手动添加。
四结果验证
编译并运行，若与上篇的原工程结果相同，即屏幕出现指针不断旋转的时钟，且串口打印帧数信息。恭喜， vglite 与 elementary 已成功移植到 rt-thread nano 上啦！
五总结
vglite 移植到 rt-thread nano 的过程还是有些繁琐的，需要更改的 freertos api 较多，但两个 rtos 的大部分特性相似度高，难度不大。经过两篇文章的学习，相信您对于 freertos、rt-thread 以及 vglite 的细节有了更深入的了解。
此外，若追求移植效率，并不关心 rtos 细节，也可以使用 rt-thread 的 freertos-wrapper 兼容层替换 freertos，读者可以自行进行研究。
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一rt-thread配置
rtconfig.h 可对 rt-thread 配置，因 vglite 会使用互斥量、消息队列等，故取消以下注释：
#define rt_using_mutex#define rt_using_messagequeue#define rt_using_heap
邮箱机制在本工程并不使用，可以注释掉：
// #define rt_using_mailbox默认最大名称长度为 8，可以更改为 16 以容纳更长名称：#define rt_name_max 16原 freertos 工程 tick 频率为 200，rt-thread nano 默认 tick 频率为 1000，可与原工程保持一致：#define rt_tick_per_second 200
二freertos与rt-thread对比
首先分析 freertos 与 rt-thread 的一些区别，以加深读者理解，帮助后续用 rt-thread api 改写 freertos api 。 1. 任务与线程
freertos 称线程为 “任务”(task), 而 rt-thread 直接称为 “线程”(thread)，这一术语尚未达成共识，两者只是同一事物的不同表述。
2. 任务（线程）优先级
freertos 中，优先级范围为 0 到 configmax_priorities - 1，该宏在 freertosconfig.h 中定义，数字越低则该任务优先级越低。
rt-thread 中，优先级范围为 0 到 rt_thread_priority_max - 1，该宏在 rtconfig.h 中定义，数字越低线程优先级却越高，这点与 freertos 相反。
3. 任务（线程）调度 freertos 中，需手动调用 vtaskstartscheduler() 开启任务调度器。任务一旦创建便直接参与调度运行。时间片轮转调度时，各相同优先级线程的单次运行时间片统一为 1，即 1 个 tick 便调度一次。
rt-thread 中，系统初始化时就已调用了 rt_system_scheduler_start() ，无需再手动开启。但创建后的线程尚位于初始状态，初始状态的线程均需调用 rt_thread_startup() 才会参与调度运行。各线程的单次运行时间片在创建时可指定为不同 tick。
4. 中断适用函数
freertos 中，涉及上下文切换的函数存在两个版本：一种是在任务中的常规版本；另一种则用于中断内调用，通常以 fromisr() 结尾。若中断调用的 api 唤醒了更高优先级的线程，需手动调用 portyield_from_isr(xhigherprioritytaskwoken) 以在中断退出时唤醒高优先级线程。
rt-thread 中，线程与中断可使用同一 api。但中断内不能使用挂起当前线程的操作，若使用则会打印 function[xxx_func] shall not used in isr 的提示信息。若中断内的函数唤醒了更高优先级的线程，则中断退出时会自动切换到高优先级线程，无需手动切换。
5. 线程本地数据
freertos 中，线程的本地数据为一个数组，长度由 freertosconfig.h 中的 confignum_thread_local_storage_pointers 宏设置。
rt-thread 中，线程的本地数据为一个 uint32 格式的 user_data 变量，而非数组。若要在线程本地存储数组、结构体等数据，可手动创建后将地址存入该变量。
6. 信号量
freertos 中，分为二值信号量与计数信号量。二值信号量最大值为 1 ，初值为 0 。计数信号量的最大值和初值均可在创建时分别指定。
rt-thread 中，未区分二值或计数信号量，且仅能指定信号量初值，最大值无法指定，统一为 65535 。此外，信号量在创建时可选先入先出模式（rt_ipc_flag_fifo）或优先级模式（rt_ipc_flag_prio），通常选用优先级模式以保证线程实时性。
7. 互斥量
freertos 中，除创建的 api 以外，互斥量的结构体与持有、释放与删除所使用的 api ，与信号量的相同。
rt-thread 中，互斥量拥有一套独立的 api ，而非与信号量共用 api 。
8. 头文件
freertos 中，当使用信号量、互斥量、队列等，除 freertos.h 外，需额外包含其他对应的头文件。
rt-thread 中，通常仅需包含 rtthread.h 即可使用信号量、互斥量、队列等。
三vglite 代码改写
首先，可将上篇工程中排除编译的组与文件恢复回去，并恢复之前备份的 /source/clock_rtthread.c 代码。
1. 头文件更改
工程在以下文件中会使用到 rt-thread ，需包含头文件： #include rtthread.h ：
/source/clock_rtthread.c
/vglite/vglite/rtos/vg_lite_os.c（较多改动）
/vglite/vglitekernel/rtos/vg_lite_hal.c
/vglite/font/vft_draw.c
/elementary/src/elm_os.c
/elementary/src/velm.h
/video/fsl_fbdev.h
/video/fsl_dc_fb_lcdifv2.c
/video/fsl_video_common.c
/utilities/fsl_debug_console.c
2. 线程 api 改写
freertos 中的 xtaskcreate() 可由 rt-thread 中的 rt_thread_create() 替换。注意两者优先级数字代表的高低相反，需转换。rt_thread_create() 中可指定线程单次运行的时间片，若 rt-thread 已设置 tick 频率与原 freertos 相等，则时间片可全部设置为1。vtaskdelete(null) 为删除当前线程，rt-thread 可用 rt_thread_delete(rt_thread_self()) 代替。taskhandle_t 结构体由 rt_thread_t 代替。
而原有的 vtaskstartscheduler() 应删除，改用 rt_thread_startup() 启动指定线程。此外，命名中的 task 可替换为thread 以符合 rt-thread 规范。
/source/clock_rtthread.c的线程相关代码对比主要如下：（篇幅所限，仅以有代表性的文件与函数为例，其他未列出的文件和函数可根据例子参考，对编译错误信息位置改写，下同）
xtaskcreate(vglite_task, vglite_task, configminimal_stack_size + 200, null, configmax_priorities - 1, null)^^^^^^rt_thread_t vglite_thread_handle = rt_thread_create(vglite_thread, vglite_thread, rt_null, 1024, 0, 1);vtaskstartscheduler();^^^^^^if (vglite_thread_handle != rt_null) rt_thread_startup(vglite_thread_handle);
/vglite/vglite/rtos/vg_lite_os.c 更改的线程相关代码主要如下：
#define queue_task_prio (configmax_priorities - 1)^^^^^^^#define queue_thread_prio 0vtaskdelete(null);^^^^^^^rt_thread_delete(rt_thread_self());ret = xtaskcreate(command_queue, queue_task_name, queue_task_size, null, queue_task_prio, &os_obj.task_hanlde);^^^^^^^os_obj.task_hanlde = rt_thread_create(queue_thread_name, command_queue, null, queue_thread_size, queue_thread_prio, 1);if (os_obj.task_hanlde != rt_null) rt_thread_startup(os_obj.task_hanlde);
3. 信号量 api 改写
原xsemaphorecreatecounting() 与 xsemaphorecreatebinary() 均可使用 rt_sem_create() 代替，rt_sem_create() 需设置名称，无需设置最大值，初值通常为 0，排队方式一般采用 rt_ipc_flag_prio ，下同。semaphorehandle_t 结构体换为 rt_sem_t 。
xsemaphoretake() 可替换为 rt_sem_take()，freertos 中 portmax_delay 代表无限等待，可换为 rt-thread 的 rt_waiting_forever 。若原 freertos 中指定过期 tick 形如 timeout / porttick_period_ms，应使用 (rt_int32)((rt_int64)timeout * rt_tick_per_second / 1000) 替换。
判断返回值由 pdtrue 替换为 rt_eok 。xsemaphoregive()换为 rt_sem_release() 。vsemaphoredelete() 使用 rt_sem_delete() 替换。有关信号量的中断内函数 xsemaphoregivefromisr() 在下文再详细讲解。
以 /vglite/vglite/rtos/vg_lite_os.c 为例，信号量代码对比主要如下：
command_semaphore = xsemaphorecreatecounting(30,0);^^^^^^^command_semaphore = rt_sem_create(cs, 0, rt_ipc_flag_prio);int_queue = xsemaphorecreatebinary();^^^^^^^int_queue = rt_sem_create(iq, 0, rt_ipc_flag_prio);if (xsemaphoretake(int_queue, timeout / porttick_period_ms) == pdtrue)^^^^^^^if (rt_sem_take(int_queue, (rt_int32_t) ((rt_int64_t)timeout * rt_tick_per_second / 1000)) == rt_eok)
4. 互斥量 api 改写
xsemaphorecreatemutex() 替换为 rt_mutex_create() ，需指定名称与排队方式。semaphorehandle_t 结构体替换为 rt_mutex_t 。
其他互斥量 api 的改写与信号量基本一致。xsemaphoretake() 、xsemaphoregive() 、vsemaphoredelete() 替换为 rt_mutex_take() 、rt_mutex_release() 、rt_mutex_delete() 。
/vglite/vglite/rtos/vg_lite_os.c中，互斥量代码对比主要如下：
mutex = xsemaphorecreatemutex();^^^^^^^mutex = rt_mutex_create(mut, rt_ipc_flag_prio);if(xsemaphoretake(mutex, task_wait_time/porttick_period_ms) == pdtrue)^^^^^^^if(rt_mutex_take(mutex, (rt_int32_t) ((rt_int64_t)max_mutex_time * rt_tick_per_second / 1000)) != rt_eok)5. 消息队列 api 改写
xqueuecreate() 替换为 rt_mq_create() ，需指定名称与排队方式。queuehandle_t 结构体替换为 rt_mq_t 。
rt-thread 无类似 uxqueuemessageswaiting() 的函数用于确认队列是否不为空，但 rt_mq_t 结构体中的 entry 变量表示队列的消息数，故可用 if (xxx->entry) 代替。
xqueuereceive(), xqueuesend() 更换为 rt_mq_recv() , rt_mq_send_wait() ，需额外指定发送与接收消息的大小，同时也需注意过期 tick 的转换。
/vglite/vglite/rtos/vg_lite_os.c中，消息队列代码对比主要如下：
os_obj.queue_handle = xqueuecreate(queue_length, sizeof(vg_lite_queue_t * ));^^^^^^^os_obj.queue_handle = rt_mq_create(queue_vglite, sizeof(vg_lite_queue_t * ), queue_length, rt_ipc_flag_prio);if(uxqueuemessageswaiting(os_obj.queue_handle))^^^^^^^if(os_obj.queue_handle->entry)ret = xqueuereceive(os_obj.queue_handle, (void*) &peek_queue, task_wait_time/porttick_period_ms);^^^^^^^ret = rt_mq_recv(os_obj.queue_handle, (void*) &peek_queue, os_obj.queue_handle->msg_size, (rt_int32_t) ((rt_int64_t)task_wait_time * rt_tick_per_second / 1000));if(xqueuesend(os_obj.queue_handle, (void *) &queue_node, isr_wait_time/porttick_period_ms) != pdtrue)^^^^^^^if(rt_mq_send_wait(os_obj.queue_handle, (void *) &queue_node, os_obj.queue_handle->msg_size, (rt_int32_t) ((rt_int64_t)isr_wait_time * rt_tick_per_second / 1000)) != rt_eok)
6. 中断内 api 改写
freertos 中断内采用 xsemaphoregivefromisr() 信号量释放函数保证以中断安全，且根据 xhigherprioritytaskwoken 变量，需使用 portyield_from_isr() 手动切换上下文；而 rt-thread 仍使用通用的 rt_sem_release() ，且可自动切换上下文。
/vglite/vglite/rtos/vg_lite_os.c中，中断内代码对比主要如下：
portbase_type xhigherprioritytaskwoken = pdfalse;xsemaphoregivefromisr(int_queue, &xhigherprioritytaskwoken);if(xhigherprioritytaskwoken != pdfalse ) portyield_from_isr(xhigherprioritytaskwoken);^^^^^^^rt_sem_release(int_queue);7. 内存管理 api 改写
pvportmalloc() 代替为 rt_malloc() ，vportfree() 代替为 rt_free() 即可。
8. 临界区资源 api 改写
portenter_critical() 与 portexit_critical() 需替换为 rt_enter_critical() 与 rt_exit_critical() 。
9. 时间相关 api 改写
vtaskdelay() 可替换为 rt_thread_delay() 。若用于延时指定毫秒，也可直接使用 rt_thread_mdelay() 代替，无需再计算毫秒对应的 tick。xtaskgettickcount() 用于得到 tick 的计数值，可用 rt_tick_get() 代替。
/source/clock_rtthread.c的时间相关代码对比如下：
return (uint32_t)(xtaskgettickcount() * porttick_period_ms);^^^^^^^return (rt_tick_t)((rt_uint64_t)rt_tick_get() * 1000 / rt_tick_per_second);/vglite/vglite/rtos/vg_lite_os.c中，延时代码对比如下，无需再计算毫秒对应的 tick：vtaskdelay((configtick_rate_hz * msec + 999)/ 1000);^^^^^^^rt_thread_mdelay(msec);10. 线程本地数据 api 改写
freertos 中各线程的本地数据为一个数组，而 rt-thread 中线程本地数据仅有一个名为 user_data 的变量。
原 vglite 仅使用了 freertos 本地数组中第一个元素，若用 rt-thread 仅改用 vglite api，则可直接用 user_data 变量保存原数组中第一个元素。但若也使用了 elementary （即本工程），elementary 也需要存放一个线程本地变量，此时本地数据便需要存放两个变量。这是使用 rt-thread nano 需要先开辟一个数组空间以存放两个变量，再将数组地址存放于本地的 user_data 变量中。
在工程 /vglite/vglite/rtos/vg_lite_os.c 中新建数组 tls_array 并添加 vg_lite_os_init_tls_array() 、 vg_lite_os_deinit_tls_array() 函数，再在对应的 .h 文件中声明。vg_lite_os_init_tls_array() 将数组地址存入当前线程的 user_data 变量；vg_lite_os_deinit_tls_array() 则用于删除当前线程 user_data 中的数组地址。
#define tls_array_length 2rt_uint32_t tls_array[tls_array_length] = {null};int32_t vg_lite_os_init_tls_array(void) { rt_thread_t rt_tcb = rt_thread_self(); rt_assert( rt_tcb != null ); rt_tcb->user_data = (rt_uint32_t) tls_array; return vg_lite_success;}void vg_lite_os_deinit_tls_array(void) { rt_thread_t rt_tcb = rt_thread_self(); rt_assert( rt_tcb != null ); rt_tcb->user_data = null;}再对 /vglite/vglite/rtos/vg_lite_os.c 中 vg_lite_os_get_tls() 、vg_lite_os_set_tls() 、vg_lite_os_reset_tls() 修改。原例程调用了 freertos 函数获取与修改线程本地数据，而新代码需手动实现，以获取当前线程本地数据并读写数组第一位元素:void * vg_lite_os_get_tls() { rt_thread_t rt_tcb = rt_thread_self(); rt_uint32_t * tls_ptr = (rt_uint32_t *) rt_tcb->user_data; void * pvreturn = (void *) (*tls_ptr); return pvreturn;}int32_t vg_lite_os_set_tls(void* tls) { rt_thread_t rt_tcb; rt_tcb = rt_thread_self(); rt_assert( rt_tcb != null ); rt_uint32_t * tls_ptr = (rt_uint32_t *) rt_tcb->user_data; *tls_ptr = (rt_uint32_t) tls;}void vg_lite_os_reset_tls() { rt_thread_t rt_tcb = rt_thread_self(); rt_assert( rt_tcb != null ); rt_uint32_t * tls_ptr = (rt_uint32_t *) rt_tcb->user_data; *tls_ptr = null;}
随后更改工程 /vglite/vglite/vg_lite.c 中 vg_lite_init() ，在调用 vg_lite_os_get_tls() 、vg_lite_os_malloc() 、vg_lite_os_set_tls() 等函数之前，添加上文定义的 vg_lite_os_init_tls_array() 进行线程本地数据初始化。同样，该文件有 vg_lite_close() ，在其调用 vg_lite_os_reset_tls() 等函数的最后，也需添加上文定义的 vg_lite_os_deinit_tls_array() 。
11. elementary api 改写
使用 elementary 时，同样也需修改工程/elementary/src/elm_os.c 中的 elm_os_get_tls() 、 elm_os_set_tls() 、elm_os_reset_tls() ，以读写线程本地数据中数组的第二个元素，与上文 vglite 的三个线程本地数据 api 改写方法基本一致，主要区别为将使用 *(tls_ptr + 1) 而非 *tls_ptr 。 12. 数据类型改写
freertos 定义了 ticktype_t 与 basetype_t 类型，在 rt1170 中可分别用 rt_uint32_t 与 rt_err_t 代替。同时，可用 rt_null 代替 null 判断 rt-thread 对象是否为空。
13. 输出 api 改写
若在上篇移植了 finsh 控制台组件，则可用 rt_kprintf() 代替 printf 宏。rt_kprintf() 已自动在字符串末尾添加 ，无需再手动添加。
四结果验证
编译并运行，若与上篇的原工程结果相同，即屏幕出现指针不断旋转的时钟，且串口打印帧数信息。恭喜， vglite 与 elementary 已成功移植到 rt-thread nano 上啦！
五总结
vglite 移植到 rt-thread nano 的过程还是有些繁琐的，需要更改的 freertos api 较多，但两个 rtos 的大部分特性相似度高，难度不大。经过两篇文章的学习，相信您对于 freertos、rt-thread 以及 vglite 的细节有了更深入的了解。
此外，若追求移植效率，并不关心 rtos 细节，也可以使用 rt-thread 的 freertos-wrapper 兼容层替换 freertos，读者可以自行进行研究。
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