RT-Thread Smart上手指南~

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.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。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

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：

1sudo apt-get update
2sudo apt-get install vim scons git bzip2 net-tools
3sudo apt-get install python-all python-all-dev
4sudo 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

 1# 进入到rt-smart目录
 2cd rt-smart
 3
 4# 设置对应的环境变量，和原RT-Thread相比，多了RTT_CC_PREFIX环境变量
 5source smart-env.sh
 6
 7# 编译用户态程序
 8cd userapps
 9scons
10
11scons: Reading SConscript files ...
12scons: done reading SConscript files.
13scons: Building targets ...
14CC build/hello/main.o
15CC build/ping/main.o
16CC build/pong/main.o
17CC build/vi/optparse-v1.0.0/optparse.o
18CC build/vi/vi.o
19CC build/vi/vi_utils.o
20CC build/webclient/main.o
21LINK root/bin/hello.elf
22LINK root/bin/ping.elf
23LINK root/bin/pong.elf
24LINK root/bin/vi.elf
25LINK root/bin/webclient.elf
26scons: 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：

1cd userapps
2python ../tools/mkromfs.py root ../kernel/bsp/qemu-vexpress-a9/applications/romfs.c

编译rt-smart内核

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

 1cd 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
 8lwIP-2.0.2 initialized!
 9try to allocate fb... | w - 640, h - 480 | done!
10fb => 0x61100000
11[I/sal.skt] Socket Abstraction Layer initialize success.
12[I/SDIO] SD card capacity 65536 KB.
13Dir /mnt mount failed!
14hello rt-thread
15msh />
16msh />/bin/hello.elf
17msh />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

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

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
2cd rt-smart
3> 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：

1# 查看环境变量是否生效
2> set RTT_CC_PREFIX
3RTT_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：

1#进入userapps目录进行编译
2cd rt-smart\userapps
3scons

编译rt-smart内核

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

1.树莓派4B

2.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
 2\ | /
 3- RT -     Thread Smart Operating System
 4 / | \     5.0.0 build Nov 15 2020
 5 2006 - 2020 Copyright by rt-thread team
 6lwIP-2.0.2 initialized!
 7version is B1
 8bcmgenet: PHY startup ok!
 9[I/sal.skt] Socket Abstraction Layer initialize success.
10[I/SDIO] SD card capacity 31465472 KB.
11found part[0], begin: 4194304, size: 256.0MB
12found part[1], begin: 272629760, size: 29.772GB
13file system initialization done!
14hello rt-thread!
15msh />/bin/hello.elf
16msh />hello world!