rt-thread 移植调试记录
rt-thread 移植调试记录
记录rt-thread移植的过程。这里移植仅仅是利用rt-thread源码目录已经移植好的文件，组建自己的工程，不需要自己编写汇编完成底层移植。
1. 搭建基础工程
这里使用的是正点原子的潘多拉开发板，MCU为stm32l475。需要先通过CubeMX搭建基础工程。
选择从芯片创建工程。
1.1 CubeMX创建工程
开启RCC：
开启串口：
开启LED对应的GPIO：
配置时钟，stml475主频为80M：
最后生成MDK工程。
1.2 工程配置
1.2.1 KEIL工程配置
使用KEIL打开MDK工程。
配置microlib：
配置Debug下载程序重启芯片：
1.2.2 添加串口打印
#include <stdio.h>
int fputc(int ch, FILE *f)
{
uint8_t c = ch;
HAL_UART_Transmit(&huart1, &c, 1, 5000);
return (ch);
}
1.2.3 点亮LED
int main()
{
......
while (1)
{
HAL_GPIO_WritePin(GPIOE, GPIO_PIN_7, GPIO_PIN_RESET);
printf("test\r\n");
HAL_Delay(1000);
}
}
1.2.4 编译下载
编译下载程序。可以看到开发板的LED灯变红。串口输出“test”字符串。
2. 移植rt-thread
完成基础工程创建后，接下来就是移植工作了。
先将rt-thread源码目录下的src，include, libcpu 目录复制一分到MDK工程中，移植时，直接添加需要的文件即可。
2.1 添加平台相关文件
参考RT-Thread Studio IDE的工程，就能够发现，主要的移植工作就在libcpu目录中，主要为context_gcc.S。根据我们使用的芯片架构，进行移植。由于rt-thread源码目录提供了各个平台的已经移植完成的文件，我们只需要根据芯片架构进行添加即可。
主要是开关中断，线程切换，PendSV相关的函数的移植。这部分内容需要会汇编才能做。因此直接使用现成已经移植好的直接使用即可。 比如上述stm32l475芯片，架构是Contex-M4。可以直接在rt-thread源码目录下libcpu\arm\cortex-m4找到对应的文件：
这里，context_gcc.S用于RT-Thread Studio IDE工具链使用的，context_rvds.S 用于MDK的工具链使用，另外一个看名字就知道是IAR使用的了。
除了上述文件，还需要将cpuport.c也添加到工程中。另外还有上层目录的common目录下，也有部分移植文件，这部分内容暂时可不添加。
2.2 添加内核相关文件
将src目录的所有文件添加到工程中。
2.3 添加头文件路径
2.4 添加rtconfig.h
找到一份基础的rtconfig.h文件，添加到工程中。我这里的基础文件是通过RT-Thread Studio创建的基础工程，直接复制使用的。
添加完成后，KEIL工程结构如下：
整体工程结构如下：
2.5 编译
完成上述添加，基本上就是添加了我们需要的纯rtt内核了，没有使用到rtt的组件。直接编译会报很多错误，因此针对上面的工程还需要做一些修改。
先直接编译看看错误：
主要看到的就是va_list未定义的错误。这个错误是因为缺少头文件，我们在rtconfig.h中添加头文件即可：
#include <stdarg.h>
接着编译，依然报错：
没有找到finsh.h头文件，由于我们rtconfig.h中启用了finsh组件，但是没有添加这个组件相关的文件导致的报错，在rtconfig.h文件中取消使用finsh即可，注释掉相关宏定义：
/* Command shell */
//#define RT_USING_FINSH
//#define FINSH_THREAD_NAME "tshell"
//#define FINSH_USING_HISTORY
//#define FINSH_HISTORY_LINES 5
//#define FINSH_USING_SYMTAB
//#define FINSH_USING_DESCRIPTION
//#define FINSH_THREAD_PRIORITY 20
//#define FINSH_THREAD_STACK_SIZE 4096
//#define FINSH_CMD_SIZE 80
//#define FINSH_USING_MSH
//#define FINSH_USING_MSH_DEFAULT
//#define FINSH_USING_MSH_ONLY
//#define FINSH_ARG_MAX 10
/* end of Command shell */
接着编译，报错：
这是两个奇怪的问题，特别是下面这个，找半天也不知道哪儿出错了。最后对比RT-Thread Studio生成的基础工程，发现工程中并没有导入driver.c和cpu.c这两个文件。看这个cpu.c应该是多核MCU使用的，因此在KEIL工程中删除这两个文件。
再编译，报错：
这是因为生成MDK工程，需要我们在stm32l4xx_it.c移植这两个函数，但是我们已经在context_rvds.S中移植了这两个中断函数，因此出现了重定义的错误。可以直接注释掉stm32l4xx_it.c中重定义的函数，或者将其生命为弱符号：
__attribute__((weak)) void HardFault_Handler(void)
{
/* USER CODE BEGIN HardFault_IRQn 0 */
/* USER CODE END HardFault_IRQn 0 */
while (1)
{
/* USER CODE BEGIN W1_HardFault_IRQn 0 */
/* USER CODE END W1_HardFault_IRQn 0 */
}
}
__attribute__((weak)) void PendSV_Handler(void)
{
/* USER CODE BEGIN PendSV_IRQn 0 */
/* USER CODE END PendSV_IRQn 0 */
/* USER CODE BEGIN PendSV_IRQn 1 */
/* USER CODE END PendSV_IRQn 1 */
}
在编译，还是报错：
函数rt_hw_board_init未定义，这里也可以抄一抄，在RT-Thread Studio中生成的board.c中的定义，创建board.c和board.h，添加到工程中。将该函数的实现也按照board.c中的样子重写一下。
将main.c中的初始化都放到这个函数中来，另外还需要实现SysTick_Handler函数，为rtt提供系统时间。board.c：
#include "board.h"
#include "rtthread.h"
#include "usart.h"
#include "gpio.h"
void SystemClock_Config(void);
void rt_hw_board_init()
{
HAL_Init();
SystemClock_Config();
MX_GPIO_Init();
MX_USART1_UART_Init();
rt_system_heap_init((void *)HEAP_BEGIN, (void *)HEAP_END);
HAL_SYSTICK_Config(HAL_RCC_GetHCLKFreq() / RT_TICK_PER_SECOND);
HAL_SYSTICK_CLKSourceConfig(SYSTICK_CLKSOURCE_HCLK);
HAL_NVIC_SetPriority(SysTick_IRQn, 0, 0);
}
void SysTick_Handler(void)
{
rt_interrupt_enter();
HAL_IncTick();
rt_tick_increase();
rt_interrupt_leave();
}
/**
* @brief System Clock Configuration
* @retval None
*/
void SystemClock_Config(void)
{
RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {0};
RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = {0};
/** Configure the main internal regulator output voltage
*/
if (HAL_PWREx_ControlVoltageScaling(PWR_REGULATOR_VOLTAGE_SCALE1) != HAL_OK)
{
Error_Handler();
}
/** Initializes the RCC Oscillators according to the specified parameters
* in the RCC_OscInitTypeDef structure.
*/
RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSE;
RCC_OscInitStruct.HSEState = RCC_HSE_ON;
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSE;
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLM = 1;
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLN = 20;
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLP = RCC_PLLP_DIV7;
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLQ = RCC_PLLQ_DIV2;
RCC_OscInitStruct.PLL.PLLR = RCC_PLLR_DIV2;
if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK)
{
Error_Handler();
}
/** Initializes the CPU, AHB and APB buses clocks
*/
RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK
|RCC_CLOCKTYPE_PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;
RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK;
RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;
RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;
RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;
if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_4) != HAL_OK)
{
Error_Handler();
}
}
/* USER CODE BEGIN 4 */
board.h：
#ifndef __BOARD_H
#define __BOARD_H
#include <stm32l4xx.h>
#define STM32_FLASH_START_ADRESS ((uint32_t)0x08000000)
#define STM32_FLASH_SIZE (512 * 1024)
#define STM32_FLASH_END_ADDRESS ((uint32_t)(STM32_FLASH_START_ADRESS + STM32_FLASH_SIZE))
#define STM32_SRAM1_SIZE (96)
#define STM32_SRAM1_START (0x20000000)
#define STM32_SRAM1_END (STM32_SRAM1_START + STM32_SRAM1_SIZE * 1024)
#if defined(__ARMCC_VERSION)
extern int Image$$RW_IRAM1$$ZI$$Limit;
#define HEAP_BEGIN ((void *)&Image$$RW_IRAM1$$ZI$$Limit)
#elif __ICCARM__
#pragma section="CSTACK"
#define HEAP_BEGIN (__segment_end("CSTACK"))
#else
extern int __bss_end;
#define HEAP_BEGIN ((void *)&__bss_end)
#endif
#define HEAP_END STM32_SRAM1_END
void rt_hw_board_init(void);
#endif
最后再编译，完成，没有报错了。
2.6 调试
下载程序，发现终端没有输出，LED也没有变化。使用KEIL的Debug功能，找到出错的地方。
回退一点，会发现，程序死在了主线程创建的位置：
thread = (struct rt_thread *)rt_object_allocate(RT_Object_Class_Thread,
name);
if (thread == RT_NULL)
return RT_NULL;
跟踪发现，是由于内存分配失败导致的，需要分配内存的指针始终指向NULL：
#define _MEM_MALLOC(...) RT_NULL
rt_weak void *rt_malloc(rt_size_t size)
{
rt_base_t level;
void *ptr;
/* Enter critical zone */
level = _heap_lock();
/* allocate memory block from system heap */
ptr = _MEM_MALLOC(size);
/* Exit critical zone */
_heap_unlock(level);
/* call 'rt_malloc' hook */
RT_OBJECT_HOOK_CALL(rt_malloc_hook, (ptr, size));
return ptr;
}
查看kservice.c文件，实际可以通过rtconfig.h中的宏定义来控制内存分配的实现方式，这里指定RT_USING_SMALL_MEM_AS_HEAP 作为内存分配方式，将这个宏添加到rtconfig.h中宏定义。
/* Memory Management */
#define RT_USING_MEMPOOL
#define RT_USING_SMALL_MEM
#define RT_USING_HEAP
#define RT_USING_SMALL_MEM_AS_HEAP
/* end of Memory Management */
再次编译，没有报错，稍留程序，LED灯点亮，串口输出正常，输出字符串“test”。
移植控制台输出，在board.c中添加：
void rt_hw_console_output(const char *str)
{
RT_ASSERT(str != RT_NULL);
char ch;
while (*str != '\0')
{
if (*str == '\n') {
ch = '\r';
HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)&ch, 1, 5000);
}
HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)str++, 1, 5000);
}
}
完成：
最后再在主线程中创建一个线程，进行测试：
#define THREAD_PRIORITY 25
#define THREAD_STACK_SIZE 512
#define THREAD_TIMESLICE 5
void led_thread_entry(void *parameter)
{
while (1)
{
rt_kprintf("enter test thread\n");
rt_thread_delay(RT_TICK_PER_SECOND);
}
}
int main()
{
rt_thread_t tid;
tid = rt_thread_create("led", led_thread_entry, RT_NULL, THREAD_STACK_SIZE, THREAD_PRIORITY, THREAD_TIMESLICE);
if (tid != RT_NULL)
{
rt_thread_startup(tid);
} else {
rt_kprintf("create thread error\n");
}
while (1)
{
HAL_GPIO_WritePin(GPIOE, GPIO_PIN_7, GPIO_PIN_RESET);
rt_kprintf("test\r\n");
rt_thread_delay(1000);
}
}
这里注意将API都修改为rtt的，否则打印只会出现test，enter test thread 不会出现：
