RT-Thread Smart 入门指南

RT-Thread Smart 入门指南

RT-Thread Smart（简称 rt-smart）是基于 RT-Thread 操作系统衍生的新分支，面向带 MMU，中高端应用的芯片，例如 ARM Cortex-A 系列芯片，MIPS 芯片，带 MMU 的 RISC-V 芯片等。rt-smart 在 RT-Thread 操作系统的基础上启用独立、完整的进程方式，同时以混合微内核模式执行。
rt-smart 软件包是 RT-Thread Smart 的用户体验软件包，可在 QEMU 模拟的 VExpress-A9 机器中或树莓派 4B 开发板上执行。本文档是针对 QEMU、树莓派 4B 开发板上快速上手 rt-smart 入门指南文档。
软件包说明

下载 rt-smart 软件包

下载 rt-smart.zip 软件包，解压后的目录说明如下图所示：

准备工具链

针对 Linux 和 Windows 环境需要下载对应的 arm-linux-musleabi 工具链，如果是 rt-smart 的软件包，则自带 Linux 环境下的工具链。

• Linux 版本工具链下载：Linux 版本工具链
• Windows 版本工具链下载：Windows 版本工具链
  

请根据自己的开发环境选择对用的工具链下载使用。
下载下来后分别解压展开到 rt-smart/tools/gnu_gcc 目录下，rt-smart 目录下的 smart-env.bat/sh 设置的环境变量，其中工具链路径都指向到这个目录下。
Linux 下编译并在 QEMU 模拟环境上执行

在 Linux 系统下，需要安装一些基本的环境，然后才能编译 rt-smart。本文档是基于 Ubuntu16.04 系统环境操作，其它 Linux 版本类似。
安装编译环境

首先安装编译时需要用到的其他工具，软件包，可以通过如下的一些命令来安装：
sudo apt-get updatesudo apt-get install vim scons git bzip2 net-toolssudo apt-get install python-all python-all-devsudo apt-get install qemu-system-arm qemu-system-common qemu-utils以上命令会安装一些系统基础工具、python 环境、scons、qemu 工具等。
编译应用程序

# 进入到 rt-smart 目录cd rt-smart# 设置对应的环境变量，和原 RT-Thread 相比，多了 RTT_CC_PREFIX 环境变量source smart-env.sh# 编译用户态程序cd userappssconsscons: Reading SConscript files ...scons: done reading SConscript files.scons: Building targets ...CC build/hello/main.oCC build/ping/main.oCC build/pong/main.oCC build/vi/optparse-v1.0.0/optparse.oCC build/vi/vi.oCC build/vi/vi_utils.oCC build/webclient/main.oLINK root/bin/hello.elfLINK root/bin/ping.elfLINK root/bin/pong.elfLINK root/bin/vi.elfLINK root/bin/webclient.elfscons: done building targets.编译成功后，userapps/apps 下的应用程序会编译成一个个的 elf 可执行文件，并放置于 userapps/root/bin 目录下，可以把它转换成 romfs、C 语言数组的方式给 rt-smart 内核使用，这样可以不依赖于其他文件系统就可以直接执行，生成 romfs、C 语言数组可以用如下的命令行：
cd userappspython ../tools/mkromfs.py root ../kernel/bsp/qemu-vexpress-a9/applications/romfs.c编译 rt-smart 内核

cd rt-smart/kernel/bsp/qemu-vexpress-a9scons... ...CC build/kernel/src/thread.oCC build/kernel/src/timer.oLINK rtthread.elfarm-linux-musleabi-objcopy -O binary rtthread.elf rtthread.binarm-linux-musleabi-size rtthread.elf   text    data     bss     dec     hex filename1219480   40652  122444 1382576  1518b0 rtthread.elfscons: done building targets.如果编译无误，会生成 rtthread.elf 内核文件。
模拟执行

通过 qemu 模拟的 vexpress-a9 开发板来直接运行：
cd rt-smart/kernel/bsp/qemu-vexpress-a9./qemu-nographic.sh / | /- RT -     Thread Smart Operating System / | /     5.0.0 build Nov 15 2020 2006 - 2020 Copyright by rt-thread teamlwIP-2.0.2 initialized!try to allocate fb... | w - 640, h - 480 | done!fb => 0x61100000[I/sal.skt] Socket Abstraction Layer initialize success.[I/SDIO] SD card capacity 65536 KB.Dir /mnt mount failed!hello rt-threadmsh />msh />/bin/hello.elfmsh />hello world!退出 qemu 的方法: "Ctrl+A, X"。上面我们也运行了这次编译的应用程序 /bin/hello.elf，并看到它输出 hello world!。
在第一次执行时，会输出 Dir /mnt mount failed!，这个是因为最开始执行时，qemu 的脚本会生成一个空的 sd.bin 文件做为一个 sd 卡给到 vexpress-a9 使用。所以在第一次执行时，需要对 sd0 进行格式化:
/ | /- RT -     Thread Smart Operating System / | /     5.0.0 build Nov 24 2020 2006 - 2020 Copyright by rt-thread teamlwIP-2.0.2 initialized!try to allocate fb... | w - 640, h - 480 | done!fb => 0x61100000[I/sal.skt] Socket Abstraction Layer initialize success.[I/SDIO] SD card capacity 65536 KB.[I/SDIO] switching card to high speed failed!Dir /mnt mount failed!hello rt-threadmsh />mkfs sd0msh /># Ctrl + A, X 退出QEMU: Terminatedbernard@fuchsia-NUC8i7BEH:~/workspace/rt-smart/smart/kernel/bsp/qemu-vexpress-a9$ ./qemu-nographic.sh / | /- RT -     Thread Smart Operating System / | /     5.0.0 build Nov 24 2020 2006 - 2020 Copyright by rt-thread teamlwIP-2.0.2 initialized!try to allocate fb... | w - 640, h - 480 | done!fb => 0x61100000[I/sal.skt] Socket Abstraction Layer initialize success.[I/SDIO] SD card capacity 65536 KB.[I/SDIO] switching card to high speed failed!file system initialization done!hello rt-threadmsh />Windows 下编译并在树莓派 4B 上执行

在 Windows 上同样也可以进行编译，在 qemu 或树莓派 4B 开发板上执行起来，这里主要提及如何在树莓派 4B 上执行的方式。

准备编译环境

在 Windows 上编译 rt-smart，可以借助 RT-Thread 的 env 工具，env 工具下载及安装请参考 这里, 请确保 env 可以正常使用。因为 rt-smart 软件包并不携带 Windows 环境下的工具链，所以务必记得安装前面描述的 准备工具链 章节下载 Windows 工具链并在 rt-smart/tools/gnu_gcc 下解压展开。打开 env 的终端窗口，切换到这个 rt-smart 代码包根目录，运行 smart-env.bat，它会设置一定的环境变量，然后整体的 smart 开发环境就可以使用了。
# 进入 rt-smart 目录，设置环境变量cd rt-smart> smart-env.bat注：此处运行 smart-env.bat 设置环境，它包括编译器设置，同时它也会设置工具链的前缀，可以在 env 终端下输入以下命令查看返回结果是否生效：
# 查看环境变量是否生效> set RTT_CC_PREFIXRTT_CC_PREFIX=arm-linux-musleabi-编译应用程序

当要编译应用程序时，使用方式和 Linux 的类似：
# 进入 userapps 目录进行编译cd rt-smart/userappsscons编译 rt-smart 内核

# 进入 raspberry-pi/raspi4-32 目录进行编译cd rt-smart/kernel/bsp/raspberry-pi/raspi4-32scons... ...CC build/kernel/src/signal.oCC build/kernel/src/thread.oCC build/kernel/src/timer.oLINK rtthread.elfarm-linux-musleabi-objcopy -O binary rtthread.elf kernel7.imgarm-linux-musleabi-size rtthread.elf   text    data     bss     dec     hex filename 710780   40448   64730  815958   c7356 rtthread.elfscons: done building targets.编译无误后，会在当前目录下生成 kernel7.img 文件，这个是树莓派上 32 位的版本。目前 rt-smart 还只支持 32 位系统，所以在树莓派 4B 上是以 32 位模式来执行。
在树莓派上执行

准备硬件连接

为了在树莓派 4B 上执行，需要准备如下硬件清单，并连接串口线到开发板，连接图示如下：

• 树莓派 4B
• SD 卡（32GB 或 32GB 以下）
• USB 转 TTL 串口线
• 网线
• TYPE-C（用于供电）
• 读卡器（用于把编译好的文件写入到 SD 卡中）
  

准备 SD 卡上的软件

树莓派的加载需要将一些 boot 文件放到 sd 卡中。rpi4_rt-smart_boot.zip 为树莓派的加载需要的一些 boot 文件，将下载后的文件解压后和 kernel7.img 一起放入空的 SD 卡根目录，如下图所示，其中 bin 文件夹中存放 userapps/root/bin 目录下已编译好的可执行 elf 文件。

打开串口调试助手，插上电源，可以看到程序已经正常的运行起来，进入 bin 目录下即可执行示例程序：
heap: 0xc00c9a0a - 0xc40c9a0a/ | /- RT -     Thread Smart Operating System/ | /     5.0.0 build Nov 15 2020 2006 - 2020 Copyright by rt-thread teamlwIP-2.0.2 initialized!version is B1bcmgenet: PHY startup ok![I/sal.skt] Socket Abstraction Layer initialize success.[I/SDIO] SD card capacity 31465472 KB.found part[0], begin: 4194304, size: 256.0MBfound part[1], begin: 272629760, size: 29.772GBfile system initialization done!hello rt-thread!msh />/bin/hello.elfmsh />hello world!                                            Question && Feedback

                          
          (rtThread)