RT-Thread qemu mps2-an385 bsp 移植制作：系统启动篇

news2024/10/5 17:26:01

前言

前面准备了 RT-Thread qemu mps2-an385 bsp 制作相关的环境与相关文件，本篇开始讲解 bsp 如何适配到 RT-Thread
CPU 部分已经适配好了，也就是通过使能 ARCH_ARM_CORTEX_M3 ，来使能 rt-thread/libcpu/arm/cortex-m3，这部分不需要改动
定时器部分：systick 部分，这部分需要配置，mps2-an385 系统时钟应该是 25MHz
RT-Thread 启动入口的执行，在使用 gcc 时，入口函数为：entry
mps2-an385 MCU 上电，第一次执行的是 Reset_Handler，可以查看链接脚本 qemu-mps2-arm/drivers/CMSDK_CM3/Source/GCC/gcc_arm.ld ENTRY(Reset_Handler)

创建 main.c

创建 main.c，位置 qemu-mps2-arm/applications/main.c，可以其他的 bsp 复制一份，代码简单一点即可，注意把构建脚本 SConscript 也复制一份过来

#include <rtthread.h>

int main(void)
{
    rt_kprintf("Hello RT-Thread!\n");

    while (1)
    {
        rt_thread_mdelay(5000);
    }
}

配置 VS Code gdb 调试

使用 qemu 最方便 gdb 调试，使用 VS Code，可以源码调试，非常的方便，同时利于代码执行流程的梳理，问题的排查定位
在没有配置或者启动 RT-Thread 前，在没有开启 uart 串口前，使用 gdb 调试，无疑是必要的。
qemu 正常启动脚本：qemu.sh chmod +x qemu.sh

qemu-system-arm --version
qemu-system-arm -M mps2-an385 \
        -kernel rtthread.bin \
        -nographic

qemu 调试启动脚本：qemu-dbg.sh chmod +x qemu-dbg.sh

qemu-system-arm --version
qemu-system-arm -M mps2-an385 \
        -kernel rtthread.bin \
        -nographic \
        -s -S

VS Code debug 脚本： .vscode/launch.json，点击VS Code 左栏调试按钮，初次创建 launch.json

在这里插入图片描述

{
    // Use IntelliSense to learn about possible attributes.
    // Hover to view descriptions of existing attributes.
    // For more information, visit: https://go.microsoft.com/fwlink/?linkid=830387
    "version": "0.2.0",
    "configurations": [
        {
            "name": "Launch QEMU RTOSDemo",
            "type": "cppdbg",
            "request": "launch",
            "program": "${workspaceFolder}/qemu-mps2-arm/rtthread.elf",
            "cwd": "${workspaceFolder}",
            "miDebuggerPath": "/home/zhangsz/linux/tools/gcc-arm-11.2-2022.02-x86_64-arm-none-eabi/bin/arm-none-eabi-gdb",
            "miDebuggerServerAddress": "localhost:1234",
            "stopAtEntry": true,
        }
    ]
}

初次调试确认是否进入 Reset_Handler

运行 qemu-dbg.sh，进入 qemu-mps2-arm 目录，先执行 ./qemu-dbg.sh，此时会 qemu 会卡住
点击 VS Code 调试按钮，然后点击开始调试按钮，【Start Debugging F5】，我的 VS Code 不能直接点击 F5，这里使用鼠标点击开始调试

在这里插入图片描述

如果正常进入 Reset_Handler，说明启动脚本参与编译并工作了，接下来就需要对接 entry RT-Thread 入口函数了

系统时钟 25MHz

Reset_Handler 是程序的入口，第一个执行的函数： SystemInit，单步进入，这里可以获取到系统的时钟：SYSTEM_CLOCK 为 25MHz

在这里插入图片描述

Reset_Handler 继续执行，复制 Flash 中的 .text 段到 SRAM，并且清零 .bss，启动文件的一些符号，可以通过查看对比链接脚本获取到
【备注】这里 bl _start 应该直接进入 main 函数，由于 RT-Thread 在 main 函数之前，做了初始操作，所以需要改为 RT-Thread entry 入口函数

在这里插入图片描述

进入 RT-Thread entry

Reset_Handler >> bl _start 改为 bl entry，这样调试发现进入了 RT-Thread 的 entry 入口，开始 RT-Thread 系统初始化

在这里插入图片描述

RT-Thread 自动初始化等预留的符号

RT-Thread 自动初始化、MSH shell 等符号，在使用 gcc 编译工具链时，需要在链接脚本中预留，否则 RT-Thread 自动初始化失效、MSH shell cmd 也不能正常的使用
修改链接文件 qemu-mps2-arm/link.lds，在 .text 段，增加

在这里插入图片描述

    /* section information for finsh shell */
    . = ALIGN(4);
    __fsymtab_start = .;
    KEEP(*(FSymTab))
    __fsymtab_end = .;

    . = ALIGN(4);
    __vsymtab_start = .;
    KEEP(*(VSymTab))
    __vsymtab_end = .;

    /* section information for initial. */
    . = ALIGN(4);
    __rt_init_start = .;
    KEEP(*(SORT(.rti_fn*)))
    __rt_init_end = .;

待续：接下来开启 RT-Thread 系统 tick 定时器，适配 uart 串口，让 RT-Thread 运行起来

小结

本篇主要通过 VS Code gdb 的方式，调试入口函数的执行，通过修改入口函数 _start，执行 RT-Thread 入口函数 entry，从而进入 RT-Thread 世界
由于没有 tick 定时器、串口打印，所以需要进一步完善设备驱动
注意连接脚本：需要为 RT-Thread 自动初始化、MSH shell cmd 等预留符号在 .text 段