有疑问请加扣扣技术交流群：460189483
TM32F429IGT6原子开发板进行验证的，PHY芯片为LAN8720
原子哥的程序都是ucos_ii+lwip的工程，没有freeRTOS+lwip的工程，这里对比二种系统的差异，来进行lwip的freeRTOS的移植
LWIP 无操作系统移植实验的LWIP 文件夹可以发现有一个arch 文件夹，在arch 中有5 个文件cc.h、cpu.h、perf.h、sys_arch.h和sys_arch.c。根据sys_arch.txt 中的描述，cc.h 主要完成了协议栈内部使用的数据类型的定义，如果使用操作系统的话还有临界代码区保护等等。
lwip_comm文件夹，这个文件中有lwip_comm.c、lwip_comm.h 和lwipopts.h这三个文件，lwip_comm.c 和lwip_comm.h 是将LWIP 源码和前面的以太网驱动库结合起来的桥梁！这两个文件非常重要，这两个文件有ALIENTEK 提供。lwipopts.h 是用来裁剪和配置LWIP的文件，以后我们想要使用LWIP 的什么功能的话就在这个文件中配置就行了。
综上所述，ucos_ii+lwip的工程涉及到LWIP的总计8个文件，分别是cc.h、cpu.h、perf.h、sys_arch.h、sys_arch.c、lwip_comm.c 、lwip_comm.h和lwipopts.h。要变更为freeRTOS+lwip，只需要更改cc.h、sys_arch.h、sys_arch.c三个文件即可，其他与ucos_ii+lwip的保持一致即可（将里面ucos_ii的函数替换为freeRTOS的即可）。这几个文件作用如下：
最主要是重写sys_arch.c,sys_arch.h,cc.h这三个文件即可，是参照lwip教程的实验2进行修改进行，要重写的函数基本上都在lwip_sys.h这个文件中定义好了，只要将里面的函数都实现了即可！
1. cc.h的重写
第一步：包含的头文件要改变，includes.h是指包含ucos_ii系统的所有头文件，要使用freeRTOS必须包含FreeRTOS.h
下面如图是使用ucos_ii系统时的头文件
变更为如下所示的头文件，因为在sys_arch.c中要使用到freeRTOS的任务句柄，所以也要包含task.h
第二步：要改变的区域就是临界区代码保护区域，ucos_ii的内容如下：
因为ucos_ii的临界区保护有2种类型，类型根据OS_CRITICAL_METHOD来决定，一般都是用的3，而且ucos_ii的临界区保护不分任务级与中断级，所有保护函数只有一个，而freeRTOS是区分任务级与中断级的，这一点一定要注意！
使用freeRTOS时，这一部分的代码更改如下:
其中，SCB_ICSR_REG定义的寄存器是用于区分当前是任务级还是中断级的，主要在Enter_Critical()与Exit_Critical()中使用，
Enter_Critical()与Exit_Critical()这两个函数是在sys_arch.c中实现的，所以此处加extern声明为外部函数，Enter_Critical()用于声明进入保护临界区，Exit_Critical()声明退出保护临界区，cc.h的内容更改完成
2. sys_arch.h中的重写
在使用ucos_ii时，该文件内容如下：
头文件中includes.h包含的是ucos_ii的头文件，需要更改为FreeRTOS.h,sys_arch.c中要使用FreeRTOS的消息队列和信号量，还必须要包含queue.h和semphr.h；ucos_ii没有消息队列，所以这里使用了自定义的消息队列结构，freeRTOS中本身就有消息队列，可以直接使用，所以变更如下：
经过对比，有些童鞋可能疑问为什么ucos_ii系统中对sys_sem_t、sys_mutex_t、sys_mbox_t数据结构的定义是用的指针，而freeRTOS系统中没有用指针，其实你定义为指针，或者非指针，都可以，对系统没有什么影响，不同之处在于sys_arch.c中函数的实现，如果使用的是指针，那么对变量引用一定要 (*变量)->变量 这样才可以，如果定义为非指针 变量->变量 这样就可以了，大家完全可以按照自己的喜好来定义。
3. sys_arch.c中的重写
sys_arch.c中要重写的函数与ucos_ii一样的，也是实现这几个函数而已，现将两个系统的函数拿来做一下对比，根据原子教程，要实现的函数如下所示：
如果大家想知道这些函数的原型定义，可以在文件lwip_sys.h中找到
第一个：sys_sem_new函数，用于创建消息邮箱，lwip_sys.h中函数原型如下：
使用ucos_ii系统时，实现方法如下：
因为是二级指针，所以要给mbox分配内存，分配内存使用的是原子的内存池的方法，从192k的内部sram中分配，然后使用ucos_II的队列创建函数创建队列，大小为size，如果创建失败就释放掉分配的内存，并返回队列创建的状态信息
使用freeRTOS时变更如下：
使用freeRTOS的队列创建函数创建队列，队列长度为size，消息类型长度为指针长度（4字节），这样就创建了一个存放指针的消息队列，如果创建失败，返回错误，与ucos_ii相比，缺省了内存分配环节，这是因为xQueueCreate函数是动态创建消息队列，由freeRTOS系统自动分配内存，分配失败了不需要自己释放！
第二个：sys_mbox_free函数，用于删除一个消息邮箱，lwip_sys.h中函数原型如下：
使用ucos_ii系统时，实现方法如下：
先创建一个消息队列指针，保存要删除的消息队列，然后调用ucos_ii的函数删除这个消息队列，然后调用原子的sh释放函数释放掉消息队列的内存，将消息队列指针赋值为nu'll，这两个函数都比较好理解。
使用freeRTOS时变更如下：
第三个：sys_mbox_post函数，用于向消息邮箱发送消息，阻塞式发送，不成功一直等待，lwip_sys.h中函数原型如下：
ucos_ii系统时，该函数实现方法如下：
该函数比较好理解，就是向消息邮箱发送消息，如果不成功则一直发送，直到成功为止！
注意pvNullPointer是一个空指针的处理方法，如下值：
freeRTOS系统时，实现方法如下：
此处的空指针处理方法，NullMessage与上面不一样，仅仅是定义了一下，并没有赋值的操作，如下，可以赋值试试：
与ucos相比，分中断中发送消息与任务中发送消息，如果返回pdPASS表示发送成功，xHigherPriorityTaskWoken主要用于中断中发送完消息后，进行判断是否要进行任务切换！
其实如果细心的朋友一定会发现，在这个函数原型中有一句话，说明该函数仅仅用于在任务中发送消息，如下：
所以其实上面的在中断中发送消息，并进行任务切换的操作是多余的，本着严谨的态度还是写上了，只是永远不会执行到！
第四个：sys_mbox_trypost函数，尝试向消息邮箱发送消息，不阻塞式发送，lwip_sys.h中函数原型如下：
在ucos_ii系统中的实现方式如下：
此函数比较简单，只是尝试向消息邮箱发送消息，失败就返回错误，不阻塞！
在freeRTOS中的实现方式如下：
因为该函数没有讲是在任务中还是中断中使用，所以一定要将中断考虑进去，比较简单！
第五个：sys_arch_mbox_fetch函数，从消息邮箱中等待一个新消息，阻塞式等待，lwip_sys.h中函数原型如下：
在ucos_ii系统中的实现方法如下：其中timeout的单位是毫秒
此函数调用OSQPend从消息队列中获取消息，如ucos_timeout=0，就阻塞式等待直到新消息的到来，如果ucos_timeout不为0，等待ucos_timeout个时钟节拍后自动退出，返回OS_ERR_TIMEOUT,函数最终返回SYS_ARCH_TIMEOUT！通过判断消息地址是不是pvNullPointer来判断消息是不是NULL，该指针上面有说明。
freeRTOS的实现方式如下：
这部分的代码是经过优化的，一开始直接尝试进行一次接收，如果有消息就马上返回，节省下了执行下面时间解析的时间，如果消息是空的，再执行等待timeout时间，超时返回！有些人可能疑问freeRTOS系统是分任务级出队函数与中断级出队函数的，为什么我们这里只用到了任务级出队函数，主要是考虑到该函数需要delay timeout时间，应该不会在中断中使用，否则就太傻了吧，中断中使用的应该是下面 sys_arch_mbox_tryfetch这个函数，所以这里只进行了任务级出队函数，大家知道就好！
第六个：sys_arch_mbox_tryfetch函数，尝试从消息邮箱中接收一个新消息，非阻塞式尝试，lwip_sys.h中函数原型如下：
如果接收到消息，返回0，如果没有接收到消息，返回SYS_MBOX_EMPTY
在ucos_ii系统中，该函数的实现方法如下：
这里非常巧妙的调用sys_arch_mbox_fetch函数，将超时时间timeout设置为1毫秒，可能大家会疑惑，sys_arch_mbox_fetch超时时返回的是SYS_ARCH_TIMEOUT，而这里需要返回SYS_MBOX_EMPTY，其实这两个宏定义是一个值，在lwip_sys.h中定义
如果不超时，sys_arch_mbox_fetch返回值是2毫秒，但是按照函数原型应该返回0毫秒才对，这一点没搞懂，希望大神留言！
第7个：sys_mbox_valid函数，检查一个邮箱是否有效，lwip_sys.h中函数原型如下：
返回1表示有效，返回0表示无效
ucos_ii系统中，该函数实现方式如下：
这个就是使用ucos自带的函数实现，通过查看返回值与队列类型来判断，不太理解的可以查看该函数原型
返回值<2表示消息队列为NULL，OSNMsgs是消息队列中的消息数（.OSQEntries的拷贝）OSQSize是消息队列的总的容量
freeRTOS的实现方法如下：
这里的实现比较简单，只是判断该消息队列是否为NULL，感兴趣的可以通过判断队列结构内容来进行判断
第8个：sys_mbox_set_invalid函数，设置一个邮箱无效，lwip_sys.h中函数原型如下：
此函数只是将该一个消息队列设置为无效NULL即可，ucos_ii系统实现方式如下：
freeRTOS的实现方法也很简单，如下：
第9个：sys_sem_new函数，创建一个信号量，lwip_sys.h中函数原型如下：
创建一个信号量，成功返回ERR_OK，失败返回其它，count表示信号量初值，
ucos_ii系统实现方式如下：
就是使用uc内部函数实现信号量的创建，设置初值为count
freeRTOS系统实现方式如下：
freeRTOS中有二值信号量、计数信号量、互斥信号量、递归信号量，此处需要设置初值count，很明显使用计数信号量，第一个参数OXFF表示计数信号量最大计数值，当信号量值等于此值时释放信号量就会失败
第10个：sys_arch_sem_wait函数，等待一个信号量，lwip_sys.h中函数原型如下：
在规定的时间内等待一个信号量，时间是毫秒，如果timeout是0，表示一直等待，成功的话返回值表示等待的时间，如果超时返回SYS_ARCH_TIMEOUT
ucos_ii系统实现方法如下：
比较好理解不解释了，freeRTOS的实现方法如下：
这部分的代码是经过优化的，一开始直接尝试进行一次信号量接收，如果有信号量就马上返回，节省下了执行下面时间解析的时间，如果信号量获取失败，再等待timeout时间，超时返回，或者一直等待，直到有信号量为止！有些人可能疑问freeRTOS系统是分任务级获取信号量函数与中断级获取信号量函数的，为什么我们这里只用到了任务级获取信号量函数，主要是考虑到该函数需要delay timeout时间，应该不会在中断中使用，否则就太傻了吧，所以这里只进行了任务级获取信号量函数，
第11个：sys_sem_signal函数，发送（释放）信号量，lwip_sys.h中函数原型如下：
该函数也比较简单，直接调用系统函数即可，ucos_ii系统实现方法如下：
freeRTOS系统实现方法如下：
这里有一个问题，freeRTOS的信号量释放是区分任务与中断的，ucos不用区分，所以这里接下来会更新，更新如下：
第12个：sys_sem_free函数，删除一个信号量，lwip_sys.h中函数原型如下：
此函数比较简单，就是调用系统函数删除一个信号量，ucos_ii系统实现方法如下：
freeRTOS系统实现方法如下：
第13个：sys_sem_valid函数，查询一个信号量是否有效，lwip_sys.h中函数原型如下：
查询一个信号量是否有效，返回1表示有效，返回0表示无效，ucos_ii实现方法如下：
freeRTOS系统没有查询信号量API，简单实现方法如下：
第14个：sys_sem_set_invalid函数，设置一个信号量无效，lwip_sys.h中函数原型如下：
这个函数比较简单，ucos_ii系统实现如下：
freeRTOS系统实现如下：
第15个：sys_thread_new函数，创建进程，lwip_sys.h中函数原型如下：
仅仅用于创建一个新的进程，该进程用于TCP IP内核进程，name表示线程名称，thread表示线程执行函数，arg传递给线程的参数，stacksize线程堆栈大小，prio线程优先级，ucos_ii系统实现方法如下：
freeRTOS系统实现方法如下：
与uc不同的是，多出来一个任务句柄全局变量的定义LWIP_ThreadHandler，是因为函数需要！
第16个：sys_init函数，初始化操作系统模拟层，lwip_sys.h中函数原型如下：
这个函数不需要填写内容，写一个空函数即可
第17个：sys_msleep函数，LWIP的延时函数，lwip_sys.h中函数原型如下：
ucos_ii系统、freeRTOS系统使用的原子的延时函数
第18个：sys_now函数，获取当前系统时间，单位ms，lwip_sys.h中函数原型如下：
ucos_ii系统直接调用系统API获得时间节拍，再转化为毫秒即可，实现方式如下：
freeRTOS系统实现方式如下：
通过调用HAL_GetTick()获得系统时钟节拍，该函数在系统的滴答时钟中断中被周期的调用，来记录系统时间，过程如下：
第18个：Enter_Critical、Exit_Critical函数，cc.h中声明的临界区代码保护函数，ucos_ii系统直接使用的系统临界区保护函数，freeRTOS中因为分任务级与中断级，所以需要做一个判断，freeRTOS实现代码如下：
通过SCB_ICSR_REG&0XFF来判断是在中断还是任务中
至此，sys_arch.c函数的内容全部完成！