diff --git a/Ubiquitous/XiUOS/board/cortex-m4-emulator/documents/img/main.png b/Ubiquitous/XiUOS/board/cortex-m4-emulator/documents/img/main.png new file mode 100644 index 000000000..9c1102b06 Binary files /dev/null and b/Ubiquitous/XiUOS/board/cortex-m4-emulator/documents/img/main.png differ diff --git a/Ubiquitous/XiUOS/board/cortex-m4-emulator/documents/img/menuconfig.png b/Ubiquitous/XiUOS/board/cortex-m4-emulator/documents/img/menuconfig.png new file mode 100644 index 000000000..b48b7ded8 Binary files /dev/null and b/Ubiquitous/XiUOS/board/cortex-m4-emulator/documents/img/menuconfig.png differ diff --git a/Ubiquitous/XiUOS/board/cortex-m4-emulator/documents/img/menuconfig1.png b/Ubiquitous/XiUOS/board/cortex-m4-emulator/documents/img/menuconfig1.png new file mode 100644 index 000000000..449200f64 Binary files /dev/null and b/Ubiquitous/XiUOS/board/cortex-m4-emulator/documents/img/menuconfig1.png differ diff --git a/Ubiquitous/XiUOS/board/cortex-m4-emulator/documents/img/road.png b/Ubiquitous/XiUOS/board/cortex-m4-emulator/documents/img/road.png new file mode 100644 index 000000000..ff9d81be6 Binary files /dev/null and b/Ubiquitous/XiUOS/board/cortex-m4-emulator/documents/img/road.png differ diff --git a/Ubiquitous/XiUOS/board/cortex-m4-emulator/documents/img/terminal.png b/Ubiquitous/XiUOS/board/cortex-m4-emulator/documents/img/terminal.png new file mode 100644 index 000000000..db05b9149 Binary files /dev/null and b/Ubiquitous/XiUOS/board/cortex-m4-emulator/documents/img/terminal.png differ diff --git a/Ubiquitous/XiUOS/board/cortex-m4-emulator/documents/img/vscode.jpg b/Ubiquitous/XiUOS/board/cortex-m4-emulator/documents/img/vscode.jpg new file mode 100644 index 000000000..b9bacff78 Binary files /dev/null and b/Ubiquitous/XiUOS/board/cortex-m4-emulator/documents/img/vscode.jpg differ diff --git a/Ubiquitous/XiUOS/board/cortex-m4-emulator/documents/技术文档.md b/Ubiquitous/XiUOS/board/cortex-m4-emulator/documents/技术文档.md new file mode 100644 index 000000000..e6804481a --- /dev/null +++ b/Ubiquitous/XiUOS/board/cortex-m4-emulator/documents/技术文档.md @@ -0,0 +1,234 @@ +# 技术报告(作品类别:系统软件) + + + +## 1.设计方案 + +Add QEMU support for XiUOS based on Cortex-M4 + +- 分析操作系统启动流程并且确定移植方案 + +
+ +
+ + 如图,操作系统在启动时需进行一系列初始化操作,包括设置内存起止地址和大小,设置堆栈、指针等。这些操作随着主板的变化而变化。因此,为了将XiUOS移植到cortex-m4-emulator平台,需要针对该平台编写相应的初始化代码。增加 xiuos\Ubiquitous\XiUOS\board\cortex-m4-emulator 目录,目录包括cortex-m4初始化代码。 + +- XiUOS 用cortex-m4-emulator编译 + + 修改 xiuos\Ubiquitous\XiUOS 文件夹下的 path_kernel.mk 、 Makefile 、 kconfig 和 xconfig.h + + 修改 xiuos\Ubiquitous\XiUOS\arch\arm 文件下的 Makefile + +- 编译后的XiUOS在QEMU运行 + + + +## 2.实现方案 + +### 2.1 编译环境搭建 + +#### 推荐使用: + +**操作系统:** ubuntu18.04 [https://ubuntu.com/download/desktop](https://ubuntu.com/download/desktop) + +更新`ubuntu 18.04`源的方法:(根据自身情况而定,可以不更改) + +第一步:打开sources.list文件 + +```c +sudo vim /etc/apt/sources.list +``` + +第二步:将以下内容复制到sources.list文件 + +```c +deb http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ bionic main restricted universe multiverse +deb http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ bionic-security main restricted universe multiverse +deb http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ bionic-updates main restricted universe multiverse +deb http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ bionic-proposed main restricted universe multiverse +deb http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ bionic-backports main restricted universe multiverse +deb-src http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ bionic main restricted universe multiverse +deb-src http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ bionic-security main restricted universe multiverse +deb-src http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ bionic-updates main restricted universe multiverse +deb-src http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ bionic-proposed main restricted universe multiverse +deb-src http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ bionic-backports main restricted universe multiverse +``` + +第三步:更新源和系统软件 + +```c +sudo apt-get update +sudo apt-get upgrade +``` + +**开发工具推荐使用 VSCode ,VScode下载地址为:** VSCode [https://code.visualstudio.com/](https://code.visualstudio.com/),推荐下载地址为 [http://vscode.cdn.azure.cn/stable/3c4e3df9e89829dce27b7b5c24508306b151f30d/code_1.55.2-1618307277_amd64.deb](http://vscode.cdn.azure.cn/stable/3c4e3df9e89829dce27b7b5c24508306b151f30d/code_1.55.2-1618307277_amd64.deb) + +#### 依赖包安装: + +``` +$ sudo apt install build-essential pkg-config git +$ sudo apt install gcc make libncurses5-dev openssl libssl-dev bison flex libelf-dev autoconf libtool gperf libc6-dev +``` + +**XiUOS操作系统源码下载:** XiUOS [https://forgeplus.trustie.net/projects/xuos/xiuos](https://forgeplus.trustie.net/projects/xuos/xiuos) + +新建一个空文件夹并进入文件夹中,并下载源码,具体命令如下: + +```c +mkdir test && cd test +git clone https://git.trustie.net/xuos/xiuos.git +``` + +打开源码文件包可以看到以下目录: + +| 名称 | 说明 | +| ----------- | ---------- | +| application | 应用代码 | +| board | 板级支持包 | +| framework | 应用框架 | +| fs | 文件系统 | +| kernel | 内核源码 | +| resources | 驱动文件 | +| tool | 系统工具 | + +使用VScode打开代码,具体操作步骤为:在源码文件夹下打开系统终端,输入`code .`即可打开VScode开发环境,如下图所示: + +
+ +
+ +#### 裁减配置工具的下载 + +裁减配置工具: + +**工具地址:** kconfig-frontends [https://forgeplus.trustie.net/projects/xuos/kconfig-frontends](https://forgeplus.trustie.net/projects/xuos/kconfig-frontends),下载与安装的具体命令如下: + +```c +mkdir kfrontends && cd kfrontends +git clone https://git.trustie.net/xuos/kconfig-frontends.git +``` + +下载源码后按以下步骤执行软件安装: + +```c +cd kconfig-frontends + ./xs_build.sh +``` + +#### 编译工具链: + +ARM: arm-none-eabi(`gcc version 6.3.1`),默认安装到Ubuntu的/usr/bin/arm-none-eabi-,使用如下命令行下载和安装。 + +```shell +$ sudo apt install gcc-arm-none-eabi +``` + + + +### 2.2 XiUOS 用cortex-m4编译 + +#### 编辑环境:`Ubuntu18.04` + +#### 编译工具链:`arm-none-eabi-gcc` + +使用`VScode`打开工程的方法有多种,本文介绍一种快捷键,在项目目录下将`code .`输入linux系统命令终端即可打开目标项目 + + +编译步骤: + +1.在VScode命令终端中执行以下命令,生成配置文件 + +```c + make BOARD=cortex-m4-emulator menuconfig +``` + +2.在menuconfig界面配置需要关闭和开启的功能,按回车键进入下级菜单,按Y键选中需要开启的功能,按N键选中需要关闭的功能,配置结束后保存并退出(本例旨在演示简单的输出例程,所以没有需要配置的选项,双击快捷键ESC退出配置) + +
+ +
+ + +退出时选择`yes`保存上面所配置的内容,如下图所示: + +
+ +
+ + +3.继续执行以下命令,进行编译 + +``` +make BOARD=cortex-m4-emulator +``` + +4.如果编译正确无误,会产生XiUOS_cortex-m4-emulator.elf、XiUOS_cortex-m4-emulator.bin文件。 + + + +### 2.3 QEMU环境 + +Q‎EMU 是一个通用的开源模拟器和虚拟化工具。目前Q‎EMU已经可以较完整的支持ARM cortex-m4架构。XiUOS同样支持运行在Q‎EMU上 + +| 硬件 | 描述 | +| -------- | ------------- | +| 芯片型号 | netduinoplus2 | +| 架构 | cortex-m4 | +| 主频 | 168MHz | +| 片内SRAM | 100+KB | +| 外设支持 | UART、GPIO | + + + + + +## 3.运行效果 + +### 3.1 安装Q‎EMU + +``` +sudo apt install qemu-system-arm +``` + +### 3.2 运行结果 + +通过以下命令启动Q‎EMU并加载XiUOS ELF文件 + +``` +qemu-system-arm -machine netduinoplus2 -nographic -kernel build/XiUOS_cortex-m4-emulator.elf +``` + +QEMU运行起来后将会在终端上看到信息打印输出 + +
+ +
+ + +### 3.3 调试 + +通过Q‎EMU可以方便的对XiUOS进行调试,首先安装gdb调试工具 + +``` +sudo apt install gdb-multiarch +``` + +并通过以下命令启动Q‎EMU + +``` +qemu-system-arm -machine netduinoplus2 -nographic -kernel build/XiUOS_cortex-m4-emulator.elf -s -S +``` + +然后要重新开启另一个linux系统终端一个终端,执行`riscv-none-embed-gdb`命令 + +``` +gdb-multiarch build/XiUOS_cortex-m4-emulator.elf -ex "target remote localhost:1234" +``` + + + + + + + diff --git a/Ubiquitous/XiUOS/board/cortex-m4-emulator/documents/演示视频.mp4 b/Ubiquitous/XiUOS/board/cortex-m4-emulator/documents/演示视频.mp4 new file mode 100644 index 000000000..993502532 Binary files /dev/null and b/Ubiquitous/XiUOS/board/cortex-m4-emulator/documents/演示视频.mp4 differ