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linux下搭建rtthread qemu环境

1.获取RT-Thread以及env工具

1.1 源码包获取

RT-Thread源码的获取方式有多种,可以是官网浏览器下载、云盘下载、git获取,强烈推荐git,因为使用git可以很方便的切换各种版本的rtthread,但是前提是要先安装git,linux下的安装方法不多叙述。这里不推荐拷贝windows系统里面的源码包,因为windows与linux的文件换行符等差异,会导致各种坑,所以还是老老实实的重新下载源码包吧。

git方式国内建议使用gitee。

在终端输入

git clone http://gitee.com/rtthread/rt-thread.git

即可获取rtthread最新版的源码包,但是由于兼容问题不太推荐最新的包,终端输入cd rt-thread 进入源码包后,使用git reset --hard + 某旧版本id可以快速切换到改旧版本的源码包,以4.1.1为例,在终端输入

git reset --hard aab2428d4177a02cd3b0fd020e47a88de379a6ab

版本的id号可以通过 git log查看,commit后的就是该版本

在这里插入图片描述

1.2 env工具

https://github.com/RT-Thread/env 可查看env工具相关信息,里面有几句信息:

对于中国大陆用户,请使用以下三行命令进行下载,第一行是下载,第二行修改权限,第三行安装

wget https://gitee.com/RT-Thread-Mirror/env/raw/master/install_ubuntu.sh
chmod 777 install_ubuntu.sh
./install_ubuntu.sh --gitee

Prepare Env

PLAN A: Whenever start the ubuntu system, you need to type command source ~/.env/env.sh to activate the environment variables.

or PLAN B: open ~/.bashrc file, and attach the command source ~/.env/env.sh at the end of the file. It will be automatically executed when you log in the ubuntu, and you don’t need to execute that command any more.

意思就是有两种方法来配置env,推荐第二种,输入

gedit ~/.bashrc

再在文件最后一行输入source ~/.env/env.sh

1.3 编译调试所需工具

除此之外,需安装编译工具gcc-arm-none-eabi、scons、gdb调试工具等,输入以下指令下载安装

sudo apt-get install gcc-arm-none-eabi 
sudo apt-get install qemu-system-arm 
sudo apt-get install scons 
sudo apt-get install binutils-arm-none-eabi

通常编译器都自动安装到/usr/bin下了,安装好之后需进入rt-thread/bsp/qemu-vexpress-a9,打开rtconfig.py文件,37行左右会指定编译工具,设置为gcc,路径为/usr/bin

PLATFORM    = 'gcc'
EXEC_PATH   = r'/usr/bin'

2.运行QEMU看看效果

在windows下是运行qemu.bat,linux下则是qemu.sh。进入到rt-thread/bsp/qemu-vexpress-a9下,输入

./qemu.sh

即可启动虚拟的开发板。如果运行不了qemu.sh,则需要使用

chmod +x qemu.sh

为该文件增加“可执行”的属性。

如果还是运行不了,可能是没有生成rtthread.elf的文件,qemu.sh脚本里面就一句话,作用是使用qemu创建机器,运行rtthread.elf。

输入scons可编译工程生成rtthread.elf

运行效果如下图,已经进入了虚拟开发板的命令行界面。

在这里插入图片描述

输入 Ctrl + c 可退出

3.修改main.c并编译运行

打开rt-thread/bsp/qemu-vexpress-a9/application下的main.c,可以看到如下内容,经典的hello world

#include <stdint.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

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

    return 0;
}

尝试修改一下,printf(“Hello RT-Thread this is a test \n”);

保存后,再linux终端rt-thread/bsp/qemu-vexpress-a9/目录下,输入scons,工程便开始编译

在这里插入图片描述

最终提示生成了rtthread.elf文件。运行./qemu.sh,可以看到启动后打印修改的内容

在这里插入图片描述

4.搭建VSCode,开发更方便

很多人不习惯使用vi编辑器、gedit编辑器修改文件,不习惯使用gdb进行调试(我就是),搭建VSCode是很有必要的,看代码很方便,调试界面也很友好。

VSCode的下载安装不多作介绍,简介就是宇宙最强万能写代码工具。

这里还要借助VSCode里面的插件: RT-Thread Studio

在这里插入图片描述

安装好之后,按照扩展设置,添加几个必要的路径:

1.rtthread源码包路径

2.gdb路径:/usr/bin/arm-none-eabi-gdb

3.Toolchain_Loacation工具链 gcc编译器的路径:/usr/bin

使用左侧的RT按钮,即可打开一个工程。鼠标悬停再工程上,可看到编译、调试等选项:
在这里插入图片描述

如此,就很方便了。调试起来毫无压力。

在这里插入图片描述

5.为QEMU增加网卡

到这里,基本的环境就已经搭建好了。但是需要使用更多的接口,还需要了解以下QEMU。

QEMU的本质是使用电脑的硬件,虚拟出一个开发板,也就是说这个开发板使用的接口实际上都是你的电脑的接口。

这一步,为QEMU增加网卡,为后续学习云端数据交互做铺垫。根据RT-Thread文档中心的指引,在windows下使用qemu,添加网卡是首先安装一个虚拟网卡,然后将真实的可上网的网卡共享到虚拟网卡,然后再启动虚拟开发板的时候设置启动参数,将虚拟网卡作为启动项,当作虚拟开发板的网卡。

Linux中也是如此。大概的示意图如下图所示。

在这里插入图片描述

需要先安装网桥软件包

sudo apt-get install bridge-utils
sudo apt-get install uml-utilities

参照网上的例子改写了qemu.sh,如下。其中ens33和ens36为我电脑上的两个网卡,一个是以太网(VMware实体window和linux虚拟机NET模式),一个是WIFI(VMware桥接模式,linux和windows共用wifi)。

if [ ! -f "sd.bin" ]; then
dd if=/dev/zero of=sd.bin bs=1024 count=65536
fi

#检测是否可上网 
function network()
{
	local ret_code=`curl -I -s --connect-timeout 1 www.baidu.com -w %{http_code} | tail -n1`
	if [ "x$ret_code" = "x200" ]; then
		return 1 #网络畅通
	else
		return 0 #不通
	fi

	return 0
}

network
if [ $? -eq 0 ];then
	echo "网络不通畅"      #不使用dhcp
	sudo ifconfig ens33 down 
	if [ ! -d /sys/class/net/br0 ];then
		sudo brctl addbr br0 #添加名为br0的网桥
		sudo brctl addif br0 ens33 #网桥上添加接口ens33
		sudo brctl stp br0 off #关闭生成树协议
		sudo brctl setfd br0 1 #设置转发延迟
		sudo brctl sethello br0 1 #设置hello时间
	fi
	sudo ifconfig br0 192.168.75.12 promisc up #启用br0接口
	sudo ifconfig ens33 192.168.75.128 promisc up #启用网卡接口
	sudo dhclient br0 #从dhcp服务器获得br0IP地址
	sudo brctl show br0 #查看虚拟网桥列表
	sudo brctl showstp br0 #查看br0各接口信息
	tunctl -t tap0 -u root
	brctl addif br0 tap0
	ifconfig tap0 0.0.0.0 promisc up
	brctl showstp br0
else
	sudo ifconfig ens36 down #关闭能连接的主机网卡
	if [ ! -d /sys/class/net/br0 ];then
		sudo brctl addbr br0 #添加名为br0的网桥
		sudo brctl addif br0 ens36 #网桥上添加接口ens36
		sudo brctl stp br0 off #关闭生成树协议
		sudo brctl setfd br0 1 #设置转发延迟
		sudo brctl sethello br0 1 #设置hello时间
	fi
	sudo ifconfig br0 0.0.0.0 promisc up #启用br0接口
	sudo ifconfig ens36 0.0.0.0 promisc up #启用网卡接口
	sudo dhclient br0 #从dhcp服务器获得br0IP地址
	sudo brctl show br0 #查看虚拟网桥列表
	sudo brctl showstp br0 #查看br0各接口信息
	tunctl -t tap0 -u root
	brctl addif br0 tap0
	ifconfig tap0 0.0.0.0 promisc up
	brctl showstp br0
fi




sudo qemu-system-arm \
-M vexpress-a9 \
-smp cpus=2 \
-kernel rtthread.bin \
-serial stdio \
-sd sd.bin \
-net nic -net tap,ifname=tap0


修改完之后,保存,运行qemu.sh,在rtthread终端ping一个网站即可ping通,到此就可以进行下一步学习了。B站上RTThread官方账号有网络课程专栏【7天入门网络编程】,搭配使用真香。若ping不通则有可能是你的linux系统本身就上不了网,所以网桥一定要连接到可以上网的网卡才能往下走。ping不通移步第6节 VMWare虚拟机网卡配置简介,参考一下我的配置。

在这里插入图片描述

此时启动另一个终端,输入ifconfig,可以看到网卡的信息,里面有qemu.sh文件里新建的br0网桥、本机网卡ens33、ens36、lo回环、tap0虚拟网卡
在这里插入图片描述

6.VMWare虚拟机网卡配置简介

以下给出我的参考配置

在windows平台下使用VMware,windos下网络适配器为如下配置,其中WLAN就是可以上网的Wifi,虚拟网卡VMnet8用于NET模式进行windows和Ubuntu的文件共享、SSH等

在这里插入图片描述

在虚拟机设置里面使用VMnet8和VMnet0,其中VMnet8设置为NAT模式,VMnet0设置为自定义桥接模式。在虚拟网络编辑器里设置VMnet0桥接目标为我的WIFI,即RZ608 Wi-Fi 6E 80MHz。

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

设置完成后,在Ubuntu中使用ifconfig就可以看到这两个网卡了,或者在图形界面中也可以设置,但是Ubuntu都认为这两个网卡都是有线网卡

在这里插入图片描述

这时在去ping一个网站就可以ping通了,如果ping不通可以尝试关闭再重新打开。

7.TCP客户端示例

演示TCP客户端示例。

在windows下打开一个TCP服务器(咱也不知道为什么用windows,正好电脑上有,用着方便)

在这里插入图片描述

在RT-Thread命令行中输入tcp_client命令 + 服务器IP +服务器端口号

msh /> tcp_client 192.168.75.1 7001

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

源码见文末尾,该源码包通过sons --menuconfig弹出裁剪配置界面,添加

RT-Thread online packages  ---->

	miscellaneous packages ---->

		samples:kernel and components samples --->

             a network_samples package for rt-thread ---->

				[network] tcp client

即可获得,添加完成之后,在终端输入

pkgs --update

自动下载TCP示例源代码,然后直接scons编译即可使用

/*
 * Copyright (c) 2006-2022, RT-Thread Development Team
 *
 * SPDX-License-Identifier: Apache-2.0
 *
 * Change Logs:
 * Date             Author      Notes
 *
 */
/*
 * 程序清单:tcp 客户端
 *
 * 这是一个 tcp 客户端的例程
 * 导出 tcpclient 命令到控制终端
 * 命令调用格式:tcpclient URL PORT
 * URL:服务器地址 PORT::端口号
 * 程序功能:接收并显示从服务端发送过来的信息,接收到开头是 'q' 或 'Q' 的信息退出程序
*/
#include <rtthread.h>
#include <sys/socket.h> /* 使用BSD socket,需要包含socket.h头文件 */
#include <netdb.h>
#include <string.h>
#include <finsh.h>
#include <stdlib.h>

#define BUFSZ   1024

static const char send_data[] = "This is TCP Client from RT-Thread."; /* 发送用到的数据 */
static void tcpclient(int argc, char **argv)
{
    int ret;
    char *recv_data;
    struct hostent *host;
    int sock, bytes_received;
    struct sockaddr_in server_addr;
    const char *url;
    int port;

    if (argc < 3)
    {
        rt_kprintf("Usage: tcpclient URL PORT\n");
        rt_kprintf("Like: tcpclient 192.168.12.44 5000\n");
        return ;
    }

    url = argv[1];
    port = strtoul(argv[2], 0, 10);//第2个参数字符串转为整形  端口号

    /* 通过函数入口参数url获得host地址(如果是域名,会做域名解析) */
    host = gethostbyname(url);

    /* 分配用于存放接收数据的缓冲 */
    recv_data = rt_malloc(BUFSZ);
    if (recv_data == RT_NULL)
    {
        rt_kprintf("No memory\n");
        return;
    }

    /* 创建一个socket,类型是SOCKET_STREAM,TCP类型 */
    if ((sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == -1)
    {
        /* 创建socket失败 */
        rt_kprintf("Socket error\n");

        /* 释放接收缓冲 */
        rt_free(recv_data);
        return;
    }

    /* 初始化预连接的服务端地址 */
    server_addr.sin_family = AF_INET;
    server_addr.sin_port = htons(port);
    server_addr.sin_addr = *((struct in_addr *)host->h_addr);
    rt_memset(&(server_addr.sin_zero), 0, sizeof(server_addr.sin_zero));

    /* 连接到服务端 */
    if (connect(sock, (struct sockaddr *)&server_addr, sizeof(struct sockaddr)) == -1)
    {
        /* 连接失败 */
        rt_kprintf("Connect fail!\n");
        closesocket(sock);

        /*释放接收缓冲 */
        rt_free(recv_data);
        return;
    }
    else
    {
        /* 连接成功 */
        rt_kprintf("Connect successful\n");
    }

    while (1)
    {
        /* 从sock连接中接收最大BUFSZ - 1字节数据 */
        bytes_received = recv(sock, recv_data, BUFSZ - 1, 0);
        if (bytes_received < 0)
        {
            /* 接收失败,关闭这个连接 */
            closesocket(sock);
            rt_kprintf("\nreceived error,close the socket.\r\n");

            /* 释放接收缓冲 */
            rt_free(recv_data);
            break;
        }
        else if (bytes_received == 0)
        {
            /* 默认 recv 为阻塞模式,此时收到0认为连接出错,关闭这个连接 */
            closesocket(sock);
            rt_kprintf("\nreceived error,close the socket.\r\n");

            /* 释放接收缓冲 */
            rt_free(recv_data);
            break;
        }

        /* 有接收到数据,把末端清零 */
        recv_data[bytes_received] = '\0';

        if (strncmp(recv_data, "q", 1) == 0 || strncmp(recv_data, "Q", 1) == 0)
        {
            /* 如果是首字母是q或Q,关闭这个连接 */
            closesocket(sock);
            rt_kprintf("\n got a 'q' or 'Q',close the socket.\r\n");

            /* 释放接收缓冲 */
            rt_free(recv_data);
            break;
        }
        else
        {
            /* 在控制终端显示收到的数据 */
            rt_kprintf("\nReceived data = %s ", recv_data);
        }

        /* 发送数据到sock连接 */
        ret = send(sock, send_data, strlen(send_data), 0);
        if (ret < 0)
        {
            /* 接收失败,关闭这个连接 */
            closesocket(sock);
            rt_kprintf("\nsend error,close the socket.\r\n");

            rt_free(recv_data);
            break;
        }
        else if (ret == 0)
        {
            /* 打印send函数返回值为0的警告信息 */
            rt_kprintf("\n Send warning,send function return 0.\r\n");
        }
    }
    return;
}

MSH_CMD_EXPORT(tcpclient, a tcp client sample);

更多信息可查看官方文档中心 https://www.rt-thread.org/document/site/#/rt-thread-version/rt-thread-standard/tutorial/qemu-network/tcpclient/tcpclient

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