内核是操作系统最基础也是最重要的部分。上图为 RT-Thread 内核架构图，内核处于硬件层之上，内核部分包括内核库、实时内核实现。 内核库是为了保证内核能够独立运行的一套小型的类似 C 库的函数实现子集。这部分根据编译器的不同自带 C 库的情况也会有些不同，当使用 GNU GCC 编译器时，会携带更多的标准 C 库实现。

提示：C 库：也叫 C 运行库（C Runtime Library），它提供了类似 “strcpy”、“memcpy” 等函数，有些也会包括 “printf”、“scanf” 函数的实现。RT-Thread Kernel Service Library 仅提供内核用到的一小部分 C 库函数实现，为了避免与标准 C 库重名，在这些函数前都会添加上 rt_前缀。

实时内核的实现包括：对象管理、线程管理及调度器、线程间通信管理、时钟管理及内存管理等等，内核最小的资源占用情况是 3KB ROM，1.2KB RAM。我们的目标平台STM32F103RBT6有 128 KB ROM 和 20 KB SRAM，可支持RT-Thread Nano精简内核的运行。

从上面的架构图可知，RT-Thread内核移植的主要工作有两块，即分别根据芯片和开发板资源的配置移植修改 芯片架构支持部分 libcpu 和 板级支持包部分BSP。

接下来介绍如何基于 CubeMX 移植 RT-Thread Nano，并说明生成代码工程的步骤。

RT-Thread Nano 已集成在 CubeMX 中，可以直接在 IDE 中进行下载添加。本文档介绍了如何使用 CubeMX 移植 RT-Thread Nano，并以一个 stm32f103 的基础工程作为示例进行讲解。

移植 Nano 的主要步骤：

要获取 RT-Thread Nano 软件包，需要在 CubeMX 中添加 https://www.rt-thread.org/download/cube/RealThread.RT-Thread.pdsc 。

具体步骤：进入打开 CubeMX，从菜单栏 help 进入 Manage embedded software packages 界面，点击 From Url 按钮，进入 User Defined Packs Manager 界面，其次点击 new，填入上述网址，然后点击 check，如下图所示：

check 通过后，点击 OK 回到 User Defined Packs Manager 界面，再次点击 OK，CubeMX 自动连接服务器，获取包描述文件。回到 Manage embedded software packages 界面，就会发现 RT-Thread Nano 3.1.5 软件包，选择该软件包，点击 Install Now，如下图所示：

点击安装之后，弹出 Licensing Agreement ，同意协议，点击 Finish，如下图所示：

等待安装完成，成功安装后，版本前面的小蓝色框变成填充的黄绿色，现象如下图所示：

至此，RT-Thread Nano 软件包安装完毕，退出 Manage embedded software packages 界面，进入 CubeMX 主界面。

在 CubeMX 主界面的菜单栏中 File 选择 New Project，如下图所示

新建工程之后，在弹出界面芯片型号中输入某一芯片型号，方便锁定查找需要的芯片，双击被选中的芯片，如下图所示

选中芯片型号之后，点击 Softwares Packages->Select Components，进入组件配置界面，选择 RealThread， 然后根据需求选择 RT-Thread 组件，然后点击 OK 按钮，如下图所示：

注意：RT-Thread Nano 软件包中包含 kernel, shell 和 device 三个部分，仅选择 kernel 表示只使用 RT-Thread 内核，工程中会添加内核代码；选择 kernel 与 shell 表示在使用 RT-Thread Nano 的基础上使用 FinSH Shell 组件，工程中会添加内核代码与 FinSH 组件的代码，FinSH 的移植详见 《在 RT-Thread Nano 上添加控制台与 FinSH》。再选择 device 表示使用 rt-thread 的 device 框架，用户基于此框架编写外设驱动并注册后，就可以使用 device 统一接口操作外设。

选择组件之后，对组件参数进行配置。在工程界面 Pinout & Configuration 中，进入所选组件参数配置区，按照下图进行配置

给工程取名、选择代码存放位置、选择生成代码的 Toolchain/IDE。Cube MX 不仅能够生成 Keil4/Keil5 的工程，而且还能够生成 IAR7/IAR8 等 IDE 的工程，功能强大，本文从下拉框中选择 MDK5，操作如图所示

代码生成选项卡Code Gennerator无需调整。

根据需求配置 MCU 的功能。 在这个例子中我们会用到正点原子STM32F103 Nano开发板的GPIO（LED，按键）和 UART（控制台和Finsh组件），还需配置其运行时钟。所以需要在CubeMX中进行相应配置。

打开HSE和LSE。 将主频设为最高的72MHz。

RT-Thread 操作系统重定义 HardFault_Handler、PendSV_Handler、SysTick_Handler 中断函数，为了避免重复定义的问题，在生成工程之前，需要在中断配置中，代码生成的选项中，取消选择三个中断函数（对应注释选项是 Hard fault interrupt, Pendable request, Time base :System tick timer），最后点击生成代码，具体操作如下图 所示：

SysTick_Handler 将被用作操作系统的时基，如为了能成正常使用HAL 库的时基函数HAL_Delay，可将HAL时基改为TIM1基本定时器。 等待工程生成完毕，点击打开工程，如下图所示，即可进入 MDK5 工程中。

打开MDK工程，可看到RT-Thread已被配置到工程目录中。 点开kernel文件夹

其中移植工作中的芯片架构部分已经由CubeMX设置后自动生成完成，即其中的 context_rvds.S文件内容，我们只需要完成BSP部分的移植即可，在board.c文件中，点击打开文件。

在第71行，可看到，若我们使能了CONSOLE，会自动添加下面的UART初始化代码，这里只需要把其中的USART2修改为我们实际使用开发板上的UART1即可。

需要在 board.c 中实现 系统时钟配置（为 MCU、外设提供工作时钟）与 OS Tick 的配置 （为操作系统提供心跳 / 节拍）。此处无需修改，用系统生成的默认代码即可。

如下代码所示， HAL_Init() 初始化 HAL 库， SystemClock_Config() 配置了系统时钟， SystemCoreClockUpdate() 对系统时钟进行更新，_SysTick_Config() 配置了 OS Tick。此处 OS Tick 使用滴答定时器 systick 实现，需要用户在 board.c 中实现 SysTick_Handler() 中断服务例程，调用 RT-Thread 提供的 rt_tick_increase() ，如下图所示。

我们通过 rtconfig.h 文件查看和修改各个宏定义信息，从而配置和裁剪RT-Thread操作系统。通过任意rtthread文件中的万能头文件 rtthread.h 即可找到rtconfig.h。打开后，可利用MDK的图形化配置向导功能，快速对RT-Thread进行配置。这里我们对照下图箭头处进行修改即可。

移植好 RT-Thread Nano 之后，则可以开始编写第一个应用代码。此时 main() 函数就转变成 RT-Thread 操作系统的一个线程，现在可以在 main() 函数中实现第一个应用：板载 LED 指示灯闪烁，并使用rt_kprintf打印。

首先在文件首部包含 RT-Thread 的相关头文件 。

在 main() 函数中注释掉下图部分，这些初始化已在完成RT-Thread启动时完成。

在MX_GPIO_Init() 函数后添加INIT_BOARD_EXPORT(MX_GPIO_Init);即可将GPIO的初始化加入RT-Thread的启动过程。

在 main() 函数中（也就是在 main 线程中）写CONSOLE打印代码 和 LED 闪烁代码，在循环中点亮 / 熄灭 LED。

延时函数使用 RT-Thread 提供的延时函数 rt_thread_mdelay()，该函数会引起系统调度，切换到其他线程运行，体现了线程实时性的特点。 编译程序之后下载到芯片就可以看到基于 RT-Thread 的程序运行起来了，LED 正常闪烁。

Note注：当添加 RT-Thread 之后，裸机中的 main() 函数会自动变成 RT-Thread 系统中 main 线程 的入口函数。由于线程不能一直独占 CPU，所以此时在 main() 中使用 while(1) 时，需要有让出 CPU 的动作，比如使用 rt_thread_mdelay() 系列的函数让出 CPU。

与裸机 LED 闪烁应用代码的不同：

1). 延时函数不同： RT-Thread 提供的 rt_thread_mdelay() 函数可以引起操作系统进行调度，当调用该函数进行延时时，本线程将不占用 CPU，调度器切换到系统的其他线程开始运行。而裸机的 delay 函数是一直占用 CPU 运行的。

2). 初始化系统时钟的位置不同：移植好 RT-Thread Nano 之后，不需要再在 main() 中做相应的系统配置（如 hal 初始化、时钟初始化等），这是因为 RT-Thread 在系统启动时，已经做好了系统时钟初始化等的配置，这在上一小节 “系统时钟配置” 中有讲解。

RT-Thread FinSH 是 RT-Thread 的命令行组件（shell），提供一套供用户在命令行调用的操作接口，主要用于调试或查看系统信息。它可以使用串口 / 以太网 / USB 等与 PC 机进行通信，打开通信软件PuTTY，根据端口号和配置的串口波特率进行配置。

使用 FinSH 组件基本命令的效果图如下所示：

输入help或直接按TAB键可调出当前可使用的MSH命令。 MSH命令有自动补全功能，输入头几个字母可按TAB自动补全。 PS命令可查看当前系统运行线程的情况。

作为一个操作系统，RT-Thread 的代码规模怎么样呢？在弄清楚这些之前，我们先要做的就是获得与本文相对应的 RT-Thread 的例子，这份例子可以从以下链接获得：

RT-Thread Simulator 例程

这个例子是一个压缩包文件，将它解压，我们这里解压到 D:/。解压完成后的目录结构如下图所示：

各个目录所包含的文件类型的描述如下表所示：

kernel-sample-0.1.0中存放了RTT内核相关的演示例程，我们将其复制放入自己的工程文件中。 使用工程管理工具，在创建例程目录，例程文件添加进工程。因STM32F103RB FLASH和SRAM限制，建议每次只将要使用的一个例程文件加入。此处只加入thread_sample.c，并将程序中的 thread1/2 栈空间由512B和1024B改为256B。 编译、烧录、运行，即可在串口控制台发现先导入的例程命令。输入命令thread_sample即可运行查看例程演示效果。 如此，可对照官方参考文档，将 内核基础 结合例程学习一遍。