i.MX RT1170：VGLite移植RT-Thread Nano过程讲解(上)

RT-Thread 是国人自主研发的开源实时操作系统(RTOS)，RT-Thread Nano 是极简版的硬实时内核，内存占用小，移植简单。VGLite 是 NXP 提供的轻量级 2D 图形 API，基于 FreeRTOS 实现。

文章分为上、下两篇，将手把手教您移植。上篇对 RT-Thread Nano 内核与 Finsh 组件进行移植，下篇则教您改写 SDK 中的 VGLite 代码以将其适配到 RT-Thread Nano 中。

所有工作已上传至 Github ，欢迎有兴趣的读者学习交流！

一硬件准备

本文采用 i.MX RT1170 EVKB 开发板与 RK055HDMIPI4M 显示屏，显示屏与开发板 J48 相连，使用 MIPI DSI 协议通信。连接 5V 输入到开发板 J43， 跳线连接 J38 的 1-2，电源开关为 SW5 ，Debug 时使用 Micro-USB 数据线连接 PC 与开发板的 J86. 总体连接图如下：

二软件准备

下载RT-Thread Nano源码并解压。构建并下载 RT1170 SDK。

解压 SDK 压缩包，使用 IAR 打开     /boards/evkbmimxrt1170/vglite_examples/clock_freertos/cm7/iar/clock_freertos_cm7.eww，后续以此为例进行移植。

需在工程 /board/display_support.h     中确保当前屏幕与 DEMO_PANEL 宏定义的型号一致。

编译并运行，正常运行时屏幕显示时钟图像，且串口持续输出帧数信息。

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

三Free RTOS 移除

首先删除原工程中的 freertos 组与/source/FreeRTOSConfig.h 文件。

右键工程名点击 Options... 选项，在下图界面可删除 FreeRTOS 头文件路径：全局搜索代码中以下 FreeRTOS 相关头文件，注释或删除：

 

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

因原有的 VGLite 源文件仍会调用已移除的 FreeRTOS 函数，会导致编译报错。可先右键以下文件后点击 Options... 选项，选择 Exclude from build 排除编译。

 

/board/display_support.c 与 .h 文件

/board/vglite_support.c 与 .h 文件

/source/vglite_window.c 与 .h 文件

/elementary/ 组

/vglite/ 组

/video/ 组

既然已移除了 FreeRTOS，那么文件名中的"freertos" 也可更换掉， 比如"clock_freertos.eww" 可改为"clock_rtthread.eww"。 此外，.ewd、.ewp、.eww 文件中有关 "freertos" 的文本也可用记事本等搜索替换。    

四移植 RT-Thread Nano 内核

1. 添加源文件

在 SDK 解压包的 /rtos/ 中创建 rt-thread 文件夹，并将 RT-Thread Nano 解压包中以下文件复制到 /rtos/rt-thread/ 文件夹内。

/rt-thread/ 文件夹中的 include、libcpu、src 文件夹

/rt-thread/bsp/ 文件夹中的 board.c 与 rtconfig.h 文件

打开 clock_rtthread.eww，新建 rtthread 组并添加以下文件：

/rtos/rt-thread/src/ 文件夹中所有文件

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

文件夹中 cpuport.c 与 context_iar.S 文件（RT1170 芯片为 Cortex-M7 架构，若对其他开发板移植，需选取芯片对应架构的文件）

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

2. 添加头文件路径

IAR 中右键工程名点击 Options... 选项，进入下图界面添加以下路径：

rtconfig.h 头文件所在位置的路径

RT-Thread 的 include 文件夹下的头文件路径

若添加的路径为绝对路径而非以 "$PROJ_DIR$" 开头的相对路径，可以先关闭 IAR，使用记事本打开 clock_rtthread.ewp 进行搜索替换，再重新打开 IAR。

3. 配置 RT-Thread Nano

后续的代码需对线程动态分配，故在 rtconfig.h 文件中取消下行注释以提供内存堆支持：

 

#define RT_USING_HEAP

同时，需在工程 /rtthread/board.c 中增大内存堆，更改 RT_HEAP_SIZE 宏为 (1024 * 10)：

 

 

#define RT_HEAP_SIZE (1024 * 10)

 

其余 RT-Thread 配置将在下篇讲解，上篇主要聚焦内核移植所用到的配置。

4. 编写测试应用程序

编写一个简单的 RT-Thread 代码以测试移植的内核。备份工程中 /source/colock_freertos.c的原有代码后，更改为以下测试代码：

 

#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);
}

 

编译并运行，若开发板每隔 500 毫秒通过串口发送 "HelloRT-Thread"， 则说明内核移植成功，恭喜您已完成了近一半的路程！

五移植 Finsh 控制台组件到 RT1170

Finsh 是 RT-Thread 的命令行组件（shell），提供一套可以在命令行调用的操作接口。此组件是可选项，若不需要可跳过此章节。

Finsh 移植分为两部分：添加 UART 控制台实现打印输出、添加 Finsh 组件实现命令输入。

1. 添加 UART 控制台实现打印输出

UART 初始化

原工程中，UART 等初始化在 main() 函数中完成。移植 RT-Thread Nano 后，可将初始化转移到工程 /rtthread/board.c 中的 rt_hw_board_init() 函数中，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() 实现

RT-Thread 使用 rt_kprintf() 调用 rt_hw_console_output() 函数打印输出，此函数位于工程 /rtthread/kservice.c 文件中，需要自己实现。可以直接包含原工程/utilities/fsl_debug_console.h 文件, 使用 PRINTF 宏输出。不过打印已以 ' ' 结尾，故还需输出 ' '，以完成回车与换行。实现后的函数如下：

 

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

 

UART 输出测试

更改 PRINTF 宏为 rt_kprintf() 函数，以此测试是否正常输出。更改的代码如下，原先的初始化操作已转移到了工程/rtthread/board.c 的 rt_hw_board_init() 函数中。

 

#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);
}

 

编译并运行，若开发板仍持续通过串口发送 "Hello RT-Thread"，则可正常输出。

2. 添加Finsh组件实现命令输入

 源文件添加

Finsh 源文件位于 RT-Thread Nano 解压包的/rt-thread/components/finsh/ 内，将 finsh 文件夹复制到 SDK 解压包的/rtos/rt-thread/ 中。

在工程 /rtthread 组中新建 finsh 组，添加复制的 finsh 文件夹中所有 .c 文件。

IAR 中右键工程名点击 Options... 选项，添加 finsh 文件夹路径。

使能 Finsh

在 rtconfig.h 中包含添加的 Finsh 头文件：

 

#include "finsh_config.h"

 

rtconfig.h 与 finsh_config.h 中存在部分重复的宏，可注释掉 finsh_config.h 中重复的宏以避免编译时的警告。

rt_hw_console_getchar() 实现

也需手动实现工程 /rtthread/finsh/finsh_port.c 中的函数 rt_hw_console_getchar() 用于命令输入。

注释原有的 rt_hw_console_getchar() 函数中的 #error 开头语句以停止报错。可用原工程 /utilities/fsl_debug_console.h 文件中的 GETCHAR 宏实现输入，函数如下：

 

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

 

Finsh 控制台测试

编译并运行，使用 PUTTY 等工具打开串口。按下 tab 键或输入 help 命令并回车，会输出以下信息。否则说明移植失败，需再检查上述步骤。

六小结

本篇主要介绍了如何移植 RT-Thread Nano 内核与 Finsh 控制台，为下篇讲解移植 VGLite 到 RT-Thread Nano 提供了内核基础。

 

　　审核编辑：汤梓红