树莓派上rt-smart的应用编程入门
我们从现在开始会逐步连载rt-thread smart（简称rt-smart，甚至有时会称为smart os）的介绍文章，旨在让大家认识，接触到smart os的方方面面。
这个是本系列的第一篇文章，一些介绍及树莓派上rt-smart的应用编程入门（更多的从应用程序角度入手）。后续还包括在rt-smart上的不同应用程序介绍：
wget & curl移植
busybox移植
sdl图形类应用
dropbear及ssh server应用
为什么选择树莓派
树莓派是第一个smart对外提供公开支持的硬件平台？选择树莓派有诸多方面的原因：第一，它可以算是普及度最广的一款arm cortex-a硬件开发板，被广泛地应用在一些创新应用，高校教育等方面。第二，自树莓派4b发布以来，芯片核心部分也越来越标准化（相比较之前的树莓派2、3等，携带了标准的gic中断控制器，有线以太网网口（vs 树莓派3的usb转有线以太网）），从这个再把rt-smart移植扩展到其他a系列处理器也会是很好的参考，例如后续art-pi版本art-pi smart开发板（arm cortex-a7核心，更合适的量产版本）。
树莓派4b包括了4核的arm cortex-a72，1.5ghz的bcm2711芯片，可以执行arm aarch64位指令，也可以执行arm aarch32位指令，具备标准化的通用控制器gic。和树莓派3b+的硬件规格对比情况：
编写应用程序
要在树莓派上运行smart也很简单，直接下载smart的发布版，里面有树莓派4b上对应的移植代码，及一些用户态应用程序。
在smart上写程序，可以有以下几种方式：传统的rt-thread scons构建方式；类linux的方式，这里给出了基于makefile的方式，及基于cmake的方式。下面通过一个 ❀ 花式的hello world程序来进行介绍。
采用scons构建的应用程序
因为rt-thread原生是采用scons来进行构建的，所以这里也用scons来构建一个应用程序，它会调用rt-thread的一些api来创建一个线程，并输出“hello world！”。
examples/scons/main.c文件清单
1#include 《rtthread.h》
2
3void thread_entry（void* parameter）
4{
5 rt_kprintf（“hello world
”）;
6}
7
8int main（int argc， char** argv）
9{
10 rt_thread_t tid;
11 tid = rt_thread_create（“hello”， thread_entry， rt_null，
12 1024， 20， 20）;
13 if （tid）
14 {
15 rt_thread_startup（tid）;
16 }
17 rt_thread_mdelay（100）;
18
19 return 0;
20}
对应的编译脚本，包含两个，一份是sconscript脚本，另外一份是scontruct脚本
sconstruct文件清单：
1import os
2import sys
3
4# uroot_dir指向rt-smart sdk中的userapps文件夹
5uroot_dir = os.path.join（‘。.’， ‘。.’）
6
7# 把building.py的目录添加到系统搜索路径中
8sys.path = sys.path + ［os.path.join（uroot_dir， ‘。.’， ‘tools’）］
9from building import *
10
11# 编译一个应用程序
12buildapplication（‘scons’， ‘sconscript’， usr_root = uroot_dir）
sconscript文件清单，和原本的rt-thread 组件sconscript文件类似：
1from building import *
2
3cwd = getcurrentdir（）
4src = glob（‘*.c’） + glob（‘*.cpp’）
5cpppath = ［cwd］
6
7cppdefines = ［‘have_cconfig_h’］
8group = definegroup（‘scons’， src， depend = ［‘’］， cpppath = cpppath， cppdefines = cppdefines）
9
10return（‘group’）
按照rt-thread传统的构建方式，直接执行scons，会生成相应的scons.elf可执行文件。
1~/workspace/rtthread-smart/userapps/examples/scons$ scons
2scons： reading sconscript files 。..
3scons： done reading sconscript files.
4scons： building targets 。..
5scons： building associated variantdir targets： build/scons
6cc build/scons/main.o
7link scons.elf
8scons： done building targets.
采用makefile构建的应用程序
除了scons构建方式以外，我们也可以使用makefile方式，以一个c++版本的方式来给出这份例子。
main.cpp文件清单：
1#include 《vector》
2#include 《iostream》
3
4extern “c” {
5
6int main（int argc， char** argv）
7{
8 int index = 0;
9 std：：vector《int》 a;
10 for （index = 0; index 《 5; index ++）
11 {
12 a.push_back（index）;
13 }
14
15 for （std：：vector《int》：：iterator it=a.begin（）; it ！= a.end（）; it++）
16 std：：cout 《《 “hello world， index = ” 《《 *it 《《 std：：endl;
17 return 0;
18}
19
20}
而makefile的编写可以按照这样的方式编写：
1# 设置交叉工具链
2cross_compile= arm-linux-musleabi-
3cc= $（cross_compile）gcc
4cxx= $（cross_compile）g++
5
6# 获得当前目录
7pwd ：= $（shell pwd）
8
9# uroot_dir指向rt-smart sdk中的userapps文件夹
10uroot_dir ：= $（pwd）/。./。.
11rt_dir=$（uroot_dir）/sdk/rt-thread
12inc_dir=$（uroot_dir）/sdk/include
13lib_dir=${uroot_dir}/sdk/lib
14
15# 编译及链接时参数
16cflags= -march=armv7-a -marm -msoft-float -d__rtthread__ -wall -o0 -g -gdwarf-2 -n --static
17cflags+= -i. -i$（rt_dir）/include -i$（rt_dir）/components/dfs -i$（rt_dir）/components/drivers -i$（rt_dir）/components/finsh -i$（rt_dir）/components/net -i${inc_dir}
18
19ldflags= -march=armv7-a -marm -msoft-float -t ${uroot_dir}/linker_scripts/arm/cortex-a/link.lds
20ldflags+= -l$（rt_dir）/lib -l$（lib_dir） -wl，--whole-archive -lrtthread -wl，--no-whole-archive -n --static -wl，--start-group -lrtthread -wl，--end-group
21
22default：
23 $（cxx） $（cflags） -c main.cpp -o main.o
24 $（cxx） $（ldflags） main.o -o main.elf
25
26clean：
27 @rm *.o *.elf
28
29.phony： default clean
在目录下执行make即可生成makefile.elf可执行文件。
采用cmake构建的应用程序
针对cmake的版本，我们以pthreads的方式来编写这个pthread多线程版本的hello world：在一个posix thread线程中输出”hello world”。
posix thread版本的main.c代码清单
1#include 《stdio.h》
2#include 《pthread.h》
3
4void *pthread_entry（void* parameter）
5{
6 printf（“hello world
”）;
7 return null;
8}
9
10int main（int argc， char** argv）
11{
12 int ret;
13 void *value;
14 pthread_t pth;
15
16 /* 创建pthread线程来执行后续的hello输出 */
17 ret = pthread_create（&pth， null， pthread_entry， null）;
18 printf（“ret = %d
”， ret）;
19
20 /* 等待结束 */
21 pthread_join（pth， &value）;
22
23 return 0;
24}
对应的cmakelists.txt文件清单
1cmake_minimum_required（version 3.5）
2
3project（cmake）
4
5## system configuration
6enable_language（c asm）
7
8set（cmake_system_name generic）
9set（cmake_system_processor arm）
10
11if（not defined env{rtt_exec_path}）
12 message（fatal_error “not defined environment variable： rtt_exec_path”）
13 message（fatal_error “please execute the command： $ source smart_env.sh”）
14endif（）
15
16set（config_prefix “$env{rtt_exec_path}/arm-linux-musleabi-”）
17# uroot_dir指向rt-smart sdk中的userapps文件夹
18set（uroot_dir “${project_source_dir}/。./。.”）
19
20set（cmake_c_compiler “${config_prefix}gcc”）
21set（cmake_cxx_compiler “${config_prefix}g++”）
22set（cmake_asm_compiler “${config_prefix}gcc”）
23set（cmake_objcopy “${config_prefix}objcopy”）
24set（cmake_c_ar “${config_prefix}ar”）
25set（cmake_size “${config_prefix}size”）
26
27set（sdk_dir “${uroot_dir}/sdk”）
28set（link_scripts_dir “${uroot_dir}/linker_scripts/arm/cortex-a”）
29
30set（cmake_c_flags “${cmake_c_flags} -march=armv7-a -marm -msoft-float -werror -wall -o0 -g -gdwarf-2 -n --static”）
31set（cmake_asm_flags “${cmake_asm_flags} -march=armv7-a -marm -msoft-float -x assembler-with-cpp -o0 -g”）
32set（cmake_cxx_flags “${cmake_cxx_flags} -march=armv7-a -marm -msoft-float -werror -wall -woverloaded-virtual -fno-exceptions -fno-rtti -o0 -g -gdwarf-2 -n --static”）
33
34set（sdk_inc
35 “${uroot_dir}/include”
36 “${uroot_dir}/rt-thread/include”
37 “${uroot_dir}/rt-thread/components/dfs”
38 “${uroot_dir}/rt-thread/components/drivers”
39 “${uroot_dir}/rt-thread/components/finsh”
40 “${uroot_dir}/rt-thread/components/net”
41）
42
43# 设置链接脚本位置
44set（cmake_exe_linker_flags “-t ${link_scripts_dir}/link.lds -static”）
45
46## user configuration
47set（apps_inc
48 “${project_source_dir}”
49 “${sdk_inc}”
50）
51
52set（apps_src
53 “${project_source_dir}/main.c”
54）
55
56set（cmake_executable_suffix “.elf”）
57
58add_executable（${project_name} ${sdk_src} ${apps_src}）
59target_include_directories（${project_name} private ${apps_inc}）
可以在这个目录下创建一个build文件夹，然后通过cmake
1~/workspace/rtthread-smart/userapps/examples/cmake/build$ cmake 。.
2-- the c compiler identification is gnu 7.5.0
3-- the cxx compiler identification is gnu 7.5.0
4-- check for working c compiler： /usr/bin/cc
5-- check for working c compiler： /usr/bin/cc -- works
6-- detecting c compiler abi info
7-- detecting c compiler abi info - done
8-- detecting c compile features
9-- detecting c compile features - done
10-- check for working cxx compiler： /usr/bin/c++
11-- check for working cxx compiler： /usr/bin/c++ -- works
12-- detecting cxx compiler abi info
13-- detecting cxx compiler abi info - done
14-- detecting cxx compile features
15-- detecting cxx compile features - done
16-- the asm compiler identification is gnu
17-- found assembler： /usr/bin/cc
18-- configuring done
19-- generating done
20-- build files have been written to： ~/workspace/rtthread-smart/userapps/examples/cmake/build
来生成makefile文件，然后通过make进行编译。
1~/workspace/rtthread-smart/userapps/examples/cmake/build$ make
2［ 50%］ building c object cmakefiles/cmake.dir/main.c.o
3［100%］ linking c executable cmake.elf
4［100%］ built target cmake
运行应用程序
在使用的时候，需要把上面编译好的三个应用程序放置到树莓派用的sd卡上。我们可以使用读卡器在pc上把应用程序复制到sd卡上。然后再插回到树莓派板子上，重新上电。这个时候我们可以在串口上看到rt-thread smart的启动界面：
1 | /
2- rt - thread smart operating system
3 / | 5.0.0 build may 4 2021
4 2006 - 2020 copyright by rt-thread team
5lwip-2.1.2 initialized！
6［i/sal.skt］ socket abstraction layer initialize success.
7file system initialization done！
8msh /》 cd bin
9msh /bin》 scons.elf
10msh /bin》 hello world！
执行程序，可以输出hello world！
通过上面三个例子，我们看到了在smart上目前支持的数种技术：1、在用户态以rt-thread传统api方式运行：rt-thread的多线程，基于优先级全抢占的调度都可以被使用，具备平滑的延续性；2、可以支持c++编写应用程序，同时也可以使用stdc++库；3、可以支持pthreads，以posix thread线程的模式执行，它们会被映射到rt-thread的多线程上执行。
原文标题：当“树莓派”遇上rt-thread smart——应用编程入门
文章出处：【微信公众号：rtthread物联网操作系统】欢迎添加关注！文章转载请注明出处。
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wget & curl移植
busybox移植
sdl图形类应用
dropbear及ssh server应用
为什么选择树莓派
树莓派是第一个smart对外提供公开支持的硬件平台？选择树莓派有诸多方面的原因：第一，它可以算是普及度最广的一款arm cortex-a硬件开发板，被广泛地应用在一些创新应用，高校教育等方面。第二，自树莓派4b发布以来，芯片核心部分也越来越标准化（相比较之前的树莓派2、3等，携带了标准的gic中断控制器，有线以太网网口（vs 树莓派3的usb转有线以太网）），从这个再把rt-smart移植扩展到其他a系列处理器也会是很好的参考，例如后续art-pi版本art-pi smart开发板（arm cortex-a7核心，更合适的量产版本）。
树莓派4b包括了4核的arm cortex-a72，1.5ghz的bcm2711芯片，可以执行arm aarch64位指令，也可以执行arm aarch32位指令，具备标准化的通用控制器gic。和树莓派3b+的硬件规格对比情况：
编写应用程序
要在树莓派上运行smart也很简单，直接下载smart的发布版，里面有树莓派4b上对应的移植代码，及一些用户态应用程序。
在smart上写程序，可以有以下几种方式：传统的rt-thread scons构建方式；类linux的方式，这里给出了基于makefile的方式，及基于cmake的方式。下面通过一个 ❀ 花式的hello world程序来进行介绍。
采用scons构建的应用程序
因为rt-thread原生是采用scons来进行构建的，所以这里也用scons来构建一个应用程序，它会调用rt-thread的一些api来创建一个线程，并输出“hello world！”。
examples/scons/main.c文件清单
1#include 《rtthread.h》
2
3void thread_entry（void* parameter）
4{
5 rt_kprintf（“hello world
”）;
6}
7
8int main（int argc， char** argv）
9{
10 rt_thread_t tid;
11 tid = rt_thread_create（“hello”， thread_entry， rt_null，
12 1024， 20， 20）;
13 if （tid）
14 {
15 rt_thread_startup（tid）;
16 }
17 rt_thread_mdelay（100）;
18
19 return 0;
20}
对应的编译脚本，包含两个，一份是sconscript脚本，另外一份是scontruct脚本
sconstruct文件清单：
1import os
2import sys
3
4# uroot_dir指向rt-smart sdk中的userapps文件夹
5uroot_dir = os.path.join（‘。.’， ‘。.’）
6
7# 把building.py的目录添加到系统搜索路径中
8sys.path = sys.path + ［os.path.join（uroot_dir， ‘。.’， ‘tools’）］
9from building import *
10
11# 编译一个应用程序
12buildapplication（‘scons’， ‘sconscript’， usr_root = uroot_dir）
sconscript文件清单，和原本的rt-thread 组件sconscript文件类似：
1from building import *
2
3cwd = getcurrentdir（）
4src = glob（‘*.c’） + glob（‘*.cpp’）
5cpppath = ［cwd］
6
7cppdefines = ［‘have_cconfig_h’］
8group = definegroup（‘scons’， src， depend = ［‘’］， cpppath = cpppath， cppdefines = cppdefines）
9
10return（‘group’）
按照rt-thread传统的构建方式，直接执行scons，会生成相应的scons.elf可执行文件。
1~/workspace/rtthread-smart/userapps/examples/scons$ scons
2scons： reading sconscript files 。..
3scons： done reading sconscript files.
4scons： building targets 。..
5scons： building associated variantdir targets： build/scons
6cc build/scons/main.o
7link scons.elf
8scons： done building targets.
采用makefile构建的应用程序
除了scons构建方式以外，我们也可以使用makefile方式，以一个c++版本的方式来给出这份例子。
main.cpp文件清单：
1#include 《vector》
2#include 《iostream》
3
4extern “c” {
5
6int main（int argc， char** argv）
7{
8 int index = 0;
9 std：：vector《int》 a;
10 for （index = 0; index 《 5; index ++）
11 {
12 a.push_back（index）;
13 }
14
15 for （std：：vector《int》：：iterator it=a.begin（）; it ！= a.end（）; it++）
16 std：：cout 《《 “hello world， index = ” 《《 *it 《《 std：：endl;
17 return 0;
18}
19
20}
而makefile的编写可以按照这样的方式编写：
1# 设置交叉工具链
2cross_compile= arm-linux-musleabi-
3cc= $（cross_compile）gcc
4cxx= $（cross_compile）g++
5
6# 获得当前目录
7pwd ：= $（shell pwd）
8
9# uroot_dir指向rt-smart sdk中的userapps文件夹
10uroot_dir ：= $（pwd）/。./。.
11rt_dir=$（uroot_dir）/sdk/rt-thread
12inc_dir=$（uroot_dir）/sdk/include
13lib_dir=${uroot_dir}/sdk/lib
14
15# 编译及链接时参数
16cflags= -march=armv7-a -marm -msoft-float -d__rtthread__ -wall -o0 -g -gdwarf-2 -n --static
17cflags+= -i. -i$（rt_dir）/include -i$（rt_dir）/components/dfs -i$（rt_dir）/components/drivers -i$（rt_dir）/components/finsh -i$（rt_dir）/components/net -i${inc_dir}
18
19ldflags= -march=armv7-a -marm -msoft-float -t ${uroot_dir}/linker_scripts/arm/cortex-a/link.lds
20ldflags+= -l$（rt_dir）/lib -l$（lib_dir） -wl，--whole-archive -lrtthread -wl，--no-whole-archive -n --static -wl，--start-group -lrtthread -wl，--end-group
21
22default：
23 $（cxx） $（cflags） -c main.cpp -o main.o
24 $（cxx） $（ldflags） main.o -o main.elf
25
26clean：
27 @rm *.o *.elf
28
29.phony： default clean
在目录下执行make即可生成makefile.elf可执行文件。
采用cmake构建的应用程序
针对cmake的版本，我们以pthreads的方式来编写这个pthread多线程版本的hello world：在一个posix thread线程中输出”hello world”。
posix thread版本的main.c代码清单
1#include 《stdio.h》
2#include 《pthread.h》
3
4void *pthread_entry（void* parameter）
5{
6 printf（“hello world
”）;
7 return null;
8}
9
10int main（int argc， char** argv）
11{
12 int ret;
13 void *value;
14 pthread_t pth;
15
16 /* 创建pthread线程来执行后续的hello输出 */
17 ret = pthread_create（&pth， null， pthread_entry， null）;
18 printf（“ret = %d
”， ret）;
19
20 /* 等待结束 */
21 pthread_join（pth， &value）;
22
23 return 0;
24}
对应的cmakelists.txt文件清单
1cmake_minimum_required（version 3.5）
2
3project（cmake）
4
5## system configuration
6enable_language（c asm）
7
8set（cmake_system_name generic）
9set（cmake_system_processor arm）
10
11if（not defined env{rtt_exec_path}）
12 message（fatal_error “not defined environment variable： rtt_exec_path”）
13 message（fatal_error “please execute the command： $ source smart_env.sh”）
14endif（）
15
16set（config_prefix “$env{rtt_exec_path}/arm-linux-musleabi-”）
17# uroot_dir指向rt-smart sdk中的userapps文件夹
18set（uroot_dir “${project_source_dir}/。./。.”）
19
20set（cmake_c_compiler “${config_prefix}gcc”）
21set（cmake_cxx_compiler “${config_prefix}g++”）
22set（cmake_asm_compiler “${config_prefix}gcc”）
23set（cmake_objcopy “${config_prefix}objcopy”）
24set（cmake_c_ar “${config_prefix}ar”）
25set（cmake_size “${config_prefix}size”）
26
27set（sdk_dir “${uroot_dir}/sdk”）
28set（link_scripts_dir “${uroot_dir}/linker_scripts/arm/cortex-a”）
29
30set（cmake_c_flags “${cmake_c_flags} -march=armv7-a -marm -msoft-float -werror -wall -o0 -g -gdwarf-2 -n --static”）
31set（cmake_asm_flags “${cmake_asm_flags} -march=armv7-a -marm -msoft-float -x assembler-with-cpp -o0 -g”）
32set（cmake_cxx_flags “${cmake_cxx_flags} -march=armv7-a -marm -msoft-float -werror -wall -woverloaded-virtual -fno-exceptions -fno-rtti -o0 -g -gdwarf-2 -n --static”）
33
34set（sdk_inc
35 “${uroot_dir}/include”
36 “${uroot_dir}/rt-thread/include”
37 “${uroot_dir}/rt-thread/components/dfs”
38 “${uroot_dir}/rt-thread/components/drivers”
39 “${uroot_dir}/rt-thread/components/finsh”
40 “${uroot_dir}/rt-thread/components/net”
41）
42
43# 设置链接脚本位置
44set（cmake_exe_linker_flags “-t ${link_scripts_dir}/link.lds -static”）
45
46## user configuration
47set（apps_inc
48 “${project_source_dir}”
49 “${sdk_inc}”
50）
51
52set（apps_src
53 “${project_source_dir}/main.c”
54）
55
56set（cmake_executable_suffix “.elf”）
57
58add_executable（${project_name} ${sdk_src} ${apps_src}）
59target_include_directories（${project_name} private ${apps_inc}）
可以在这个目录下创建一个build文件夹，然后通过cmake
1~/workspace/rtthread-smart/userapps/examples/cmake/build$ cmake 。.
2-- the c compiler identification is gnu 7.5.0
3-- the cxx compiler identification is gnu 7.5.0
4-- check for working c compiler： /usr/bin/cc
5-- check for working c compiler： /usr/bin/cc -- works
6-- detecting c compiler abi info
7-- detecting c compiler abi info - done
8-- detecting c compile features
9-- detecting c compile features - done
10-- check for working cxx compiler： /usr/bin/c++
11-- check for working cxx compiler： /usr/bin/c++ -- works
12-- detecting cxx compiler abi info
13-- detecting cxx compiler abi info - done
14-- detecting cxx compile features
15-- detecting cxx compile features - done
16-- the asm compiler identification is gnu
17-- found assembler： /usr/bin/cc
18-- configuring done
19-- generating done
20-- build files have been written to： ~/workspace/rtthread-smart/userapps/examples/cmake/build
来生成makefile文件，然后通过make进行编译。
1~/workspace/rtthread-smart/userapps/examples/cmake/build$ make
2［ 50%］ building c object cmakefiles/cmake.dir/main.c.o
3［100%］ linking c executable cmake.elf
4［100%］ built target cmake
运行应用程序
在使用的时候，需要把上面编译好的三个应用程序放置到树莓派用的sd卡上。我们可以使用读卡器在pc上把应用程序复制到sd卡上。然后再插回到树莓派板子上，重新上电。这个时候我们可以在串口上看到rt-thread smart的启动界面：
1 | /
2- rt - thread smart operating system
3 / | 5.0.0 build may 4 2021
4 2006 - 2020 copyright by rt-thread team
5lwip-2.1.2 initialized！
6［i/sal.skt］ socket abstraction layer initialize success.
7file system initialization done！
8msh /》 cd bin
9msh /bin》 scons.elf
10msh /bin》 hello world！
执行程序，可以输出hello world！
通过上面三个例子，我们看到了在smart上目前支持的数种技术：1、在用户态以rt-thread传统api方式运行：rt-thread的多线程，基于优先级全抢占的调度都可以被使用，具备平滑的延续性；2、可以支持c++编写应用程序，同时也可以使用stdc++库；3、可以支持pthreads，以posix thread线程的模式执行，它们会被映射到rt-thread的多线程上执行。
原文标题：当“树莓派”遇上rt-thread smart——应用编程入门
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