RT-Thread Smart入门教程

鸣涧_GC96O

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.zip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。

软件包说明

下载rt-smart软件包

可以在以下链接下载rt-smart的软件包，文件名称为rt-smart-20201125.zip：

https://realthread.cowtransfer.com/s/1c2b64ba968748

把它解压，假设它解压后的目录名是rt-smart，以下都以rt-smart来代表这个目录名。相关的几个主要目录及说明如下图所示：

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：install_arm-linux-musleabi_for_x86_64-pc-linux-gnu.tar
● Windows版本工具链：install_arm-linux-musleabi_for_i686-w64-mingw32

工具链下载链接：

https://realthread.cowtransfer.com/s/1c2b64ba968748

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：

1. sudo apt-get update
   
2. sudo apt-get install vim scons git bzip2 net-tools
   
3. sudo apt-get install python-all python-all-dev
   
4. sudo apt-get install qemu-system-arm qemu-system-common qemu-utils

复制代码

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

1# 进入到rt-smart目录

1. cd rt-smart

复制代码

2# 设置对应的环境变量，和原RT-Thread相比，多了RTT_CC_PREFIX环境变量

1. source smart-env.sh

复制代码

3# 编译用户态程序

1. cd userapps
   
2. scons
   
3. 
   
4. scons: Reading SConscript files ...
   
5. scons: done reading SConscript files.
   
6. ...
   
7. LINK root/bin/webclient.elf

复制代码

scons: 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：

1. <div>cd userapps</div>python ../tools/mkromfs.py root ../kernel/bsp/qemu-vexpress-a9/applications/romfs.c

复制代码

编译rt-smart内核

1. cd rt-smart/kernel/bsp/qemu-vexpress-a9
   
2. scons
   
3. ... ...
   
4. CC build/kernel/src/thread.o
   
5. CC build/kernel/src/timer.o
   
6. LINK rtthread.elf
   
7. arm-linux-musleabi-objcopy -O binary rtthread.elf rtthread.bin
   
8. arm-linux-musleabi-size rtthread.elf
   
9. text    data     bss     dec     hex filename
   
10. 101219480   40652  122444 1382576  1518b0 rtthread.elf
    
11. 11scons: done building targets.

复制代码

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：

1. cd rt-smart/kernel/bsp/qemu-vexpress-a9
   
2. /qemu-nographic.sh
   
3. 
   
4. \ | /
   
5. - RT -     Thread Smart Operating System
   
6. / | \     5.0.0 build Nov 15 2020
   
7.   2006 - 2020 Copyright by rt-thread team
   
8. lwIP-2.0.2 initialized!
   
9. try to allocate fb... | w - 640, h - 480 | done!
   
10. fb => 0x61100000
    
11. [I/sal.skt] Socket Abstraction Layer initialize success.
    
12. [I/SDIO] SD card capacity 65536 KB.
    
13. Dir /mnt mount failed!
    
14. hello rt-thread
    
15. msh />
    
16. msh />/bin/hello.elf
    
17. msh />hello world!

复制代码

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

1. 
   
2. \ | /
   
3. - RT -     Thread Smart Operating System
   
4.   / | \     5.0.0 build Nov 24 2020
   
5.   2006 - 2020 Copyright by rt-thread team
   
6. lwIP-2.0.2 initialized!
   
7. try to allocate fb... | w - 640, h - 480 | done!
   
8. fb => 0x61100000
   
9. [I/sal.skt] Socket Abstraction Layer initialize success.
   
10. [I/SDIO] SD card capacity 65536 KB.
    
11. [I/SDIO] switching card to high speed failed!
    
12. Dir /mnt mount failed!
    
13. hello rt-thread
    
14. msh />mkfs sd0
    
15. msh />
    
16. 
    
17. # Ctrl + A, X退出
    
18. QEMU: Terminated
    
19. 
    
20. bernard@fuchsia-NUC8i7BEH:~/workspace/rt-smart/smart/kernel/bsp/qemu-vexpress-a9$ ./qemu-nographic.sh
    
21. \ | /
    
22. - RT -     Thread Smart Operating System
    
23. / | \     5.0.0 build Nov 24 2020
    
24. 2006 - 2020 Copyright by rt-thread team
    
25. lwIP-2.0.2 initialized!
    
26. try to allocate fb... | w - 640, h - 480 | done!
    
27. fb => 0x61100000
    
28. [I/sal.skt] Socket Abstraction Layer initialize success.
    
29. [I/SDIO] SD card capacity 65536 KB.
    
30. [I/SDIO] switching card to high speed failed!
    
31. file system initialization done!
    
32. hello rt-thread
    
33. msh />

复制代码

鸣涧_GC96O

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：https://www.rt-thread.org/page/download.html请确保env可以正常使用。因为rt-smart.zip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。1#进入rt-smart目录，设置环境变量

1. <div>cd rt-smart</div><div>smart-env.bat</div>

复制代码

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：

1. # 查看环境变量是否生效
   
2. set RTT_CC_PREFIX
   
3. RTT_CC_PREFIX=arm-linux-musleabi-

复制代码

编译应用程序

当要编译应用程序时，使用方式和Linux的类似：

1. <div>#进入userapps目录进行编译</div>cd rt-smart\userapps
   
2. scons

复制代码

编译rt-smart内核

1. #进入raspberry-pi\raspi4-32目录进行编译
   
2. cd rt-smart\kernel\bsp\raspberry-pi\raspi4-32
   
3. scons
   
4. ... ...
   
5. CC build/kernel/src/signal.o
   
6. CC build/kernel/src/thread.o
   
7. CC build/kernel/src/timer.o
   
8. LINK rtthread.elf
   
9. arm-linux-musleabi-objcopy -O binary rtthread.elf kernel7.img
   
10. arm-linux-musleabi-size rtthread.elf
    
11.    text    data     bss     dec     hex filename
    
12. 710780   40448   64730  815958   c7356 rtthread.elf
    
13. scons: done building targets.

复制代码

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：1.树莓派4B2.SD卡（32GB或32GB以下）3.USB转TTL串口线4.网线5.TYPE-C（用于供电）6.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将一些boot文件，可以在如下的地址中进行下载：https://realthread.cowtransfer.com/s/1c2b64ba968748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： 1heap: 0xc00c9a0a - 0xc40c9a0a

1. \ | /
   
2. - RT -     Thread Smart Operating System
   
3.   / | \     5.0.0 build Nov 15 2020
   
4.   2006 - 2020 Copyright by rt-thread team
   
5. lwIP-2.0.2 initialized!
   
6. version is B1
   
7. bcmgenet: PHY startup ok!
   
8. [I/sal.skt] Socket Abstraction Layer initialize success.
   
9. [I/SDIO] SD card capacity 31465472 KB.
   
10. found part[0], begin: 4194304, size: 256.0MB
    
11. found part[1], begin: 272629760, size: 29.772GB
    
12. file system initialization done!
    
13. hello rt-thread!
    
14. msh />/bin/hello.elf
    
15. msh />hello world!

复制代码

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