GD32407V-START開發(fā)板的BSP框架制作與移植

手把手教你使用RT-Thread制作GD32 ARM系列BSP

熟悉RT-Thread的朋友都知道，RT-Thread提供了許多BSP，但不是所有的板子都能找到相應(yīng)的BSP，這時(shí)就需要移植新的BSP。RT-Thread的所有BSP中，最完善的BSP就是STM32系列，但從2020年下半年開始，國內(nèi)出現(xiàn)史無前例的芯片缺貨潮，芯片的交期和價(jià)格不斷拉升，STM32的價(jià)格也是水漲船高，很多朋友也在考慮使用國產(chǎn)替代，筆者使用的兆易創(chuàng)新的GD32系列，我看了下RT-Thread中GD系列BSP，都是玩家各自為政，每個(gè)人都是提交自己使用的板子的BSP，充斥著大量冗余的代碼，對于有強(qiáng)迫癥的我就非常不爽，就根據(jù)手頭的板子，參看STM32的BSP架構(gòu)，構(gòu)建了GD32的BSP架構(gòu)。

筆者使用的開發(fā)板是兆易創(chuàng)新設(shè)計(jì)的GD32407V-START開發(fā)板。其主控芯片為GD32F407VKT6，主頻168MHz，內(nèi)部3072K Flash，192KB SRAM，資源相當(dāng)豐富。

1 BSP框架制作

在具體移植GD32407V-START的BSP之前，先做好GD32的BSP架構(gòu)。BSP框架結(jié)構(gòu)如下圖所示：

GD32的BSP架構(gòu)主要分為三個(gè)部分：libraries、tools和具體的Boards，其中l(wèi)ibraries包含了GD32的通用庫，包括每個(gè)系列的Firmware Library以及適配RT-Thread的drivers；tools是生成工程的Python腳本工具；另外就是Boards文件，當(dāng)然這里的Boards有很多，我這里值列舉了GD32407V-START。

這里先談?wù)刲ibraries和tools的構(gòu)建，然后在后文單獨(dú)討論具體板級BSP的制作。

1.1 Libraries構(gòu)建

Libraries文件夾包含兆易創(chuàng)新提供的固件庫，這個(gè)直接在兆易創(chuàng)新的官網(wǎng)就可以下載。

下載地址：http://www.gd32mcu.com/cn/download/

然后將GD32F4xx_Firmware_Library復(fù)制到libraries目錄下，其他的系列類似。

GD32F4xx_Firmware_Library就是官方的文件，基本是不用動的，只是在文件夾中需要添加構(gòu)建工程的腳本文件SConscript，其實(shí)也就是Python腳本。

SConscript文件的內(nèi)容如下：

import rtconfig #導(dǎo)包
from building import *

# get current directory
cwd = GetCurrentDir() #獲取當(dāng)然路徑

# The set of source files associated with this SConscript file.

src = Split('''
CMSIS/GD/GD32F4xx/Source/system_gd32f4xx.c
GD32F4xx_standard_peripheral/Source/gd32f4xx_gpio.c
GD32F4xx_standard_peripheral/Source/gd32f4xx_rcu.c
GD32F4xx_standard_peripheral/Source/gd32f4xx_exti.c
GD32F4xx_standard_peripheral/Source/gd32f4xx_misc.c
GD32F4xx_standard_peripheral/Source/gd32f4xx_syscfg.c
''')#將括號中的字符串分割后成列表(list)，以便包含到工程中
   
if GetDepend(['RT_USING_SERIAL']):#如果打開了RT_USING_SERIAL的宏，則會包含以下源文件
    src += ['GD32F4xx_standard_peripheral/Source/gd32f4xx_usart.c']
   
if GetDepend(['RT_USING_I2C']):
    src += ['GD32F4xx_standard_peripheral/Source/gd32f4xx_i2c.c']

if GetDepend(['RT_USING_SPI']):
    src += ['GD32F4xx_standard_peripheral/Source/gd32f4xx_spi.c']

if GetDepend(['RT_USING_CAN']):
    src += ['GD32F4xx_standard_peripheral/Source/gd32f4xx_can.c']

if GetDepend(['BSP_USING_ETH']):
    src += ['GD32F4xx_standard_peripheral/Source/gd32f4xx_enet.c']

if GetDepend(['RT_USING_ADC']):
    src += ['GD32F4xx_standard_peripheral/Source/gd32f4xx_adc.c']

if GetDepend(['RT_USING_DAC']):
    src += ['GD32F4xx_standard_peripheral/Source/gd32f4xx_dac.c']

if GetDepend(['RT_USING_RTC']):
    src += ['GD32F4xx_standard_peripheral/Source/gd32f4xx_rtc.c']

if GetDepend(['RT_USING_WDT']):
    src += ['GD32F4xx_standard_peripheral/Source/gd32f4xx_wwdgt.c']
    src += ['GD32F4xx_standard_peripheral/Source/gd32f4xx_fwdgt.c']

if GetDepend(['RT_USING_SDIO']):
    src += ['GD32F4xx_standard_peripheral/Source/gd32f4xx_sdio.c']

#頭文件路徑
path = [
    cwd + '/CMSIS/GD/GD32F4xx/Include',
    cwd + '/CMSIS',
    cwd + '/GD32F4xx_standard_peripheral/Include',]

CPPDEFINES = ['USE_STDPERIPH_DRIVER']
#定義一個(gè)組，組名為'Libraries', depend為空表示依賴任何一個(gè)其他宏，另外當(dāng)前的頭文件路徑添加到工程中
group = DefineGroup('Libraries', src, depend = [''], CPPPATH = path, CPPDEFINES = CPPDEFINES)

Return('group')

該文件主要的作用就是添加庫文件和頭文件路徑，一部分文件是屬于基礎(chǔ)文件，因此直接調(diào)用Python庫的Split包含，另外一部分文件是根據(jù)實(shí)際的應(yīng)用需求添加的。

這里是以GD32F4來舉例的，其他系列的都是類似的。

接下來說說Kconfig文件，這里是對內(nèi)核和組件的功能進(jìn)行配置，對RT-Thread的組件進(jìn)行自由裁剪。

如果使用RT-Thread studio，則通過RT-Thread Setting可以體現(xiàn)Kconfig文件的作用。

如果使用ENV環(huán)境，則在使用 menuconfig配置和裁剪 RT-Thread時(shí)體現(xiàn)。

后面所有的Kconfig文件都是一樣的邏輯。下表列舉一些常用的Kconfig句法規(guī)則。

Kconfig的語法規(guī)則網(wǎng)上資料很多，自行去學(xué)習(xí)吧。

bsp/gd32/arm/libraries/Kconfig內(nèi)容如下：

config SOC_FAMILY_GD32
    bool

config SOC_SERIES_GD32F4
    bool
    select ARCH_ARM_CORTEX_M4
    select SOC_FAMILY_GD32

因?yàn)樵摷軜?gòu)目前筆者只移植了GD32F4的，因此這里的內(nèi)容比較少，如果有些的系列，直接參考F4的配置例子在這里加就可以了。

最后談?wù)刧d32_drivers，這個(gè)文件夾就是GD32的外設(shè)驅(qū)動文件夾，為上層應(yīng)用提供調(diào)用接口。

該文件夾是整個(gè)GD32共用的，因此在編寫和修改都要慎重。關(guān)于drv_xxx文件在后句具體移植BSP的時(shí)候講解，這里主要將整體架構(gòu)，SConscript和Kconfig的作用和前面的一樣，只是具體的內(nèi)容不同罷了。

好了，先看bsp/gd32/arm/libraries/gd32_drivers/SConscript文件。

import('RTT_ROOT')
import('rtconfig')
from building import *

cwd = GetCurrentDir()

# add the general drivers.
src = Split("""
""")

# add pin drivers.
if GetDepend('RT_USING_PIN'):
    src += ['drv_gpio.c']

# add usart drivers.
if GetDepend(['RT_USING_SERIAL']):
    src += ['drv_usart.c']

# add adc drivers.
if GetDepend('RT_USING_ADC'):
    src += ['drv_adc.c']

# add i2c drivers.
if GetDepend(['RT_USING_I2C', 'RT_USING_I2C_BITOPS']):
    if GetDepend('BSP_USING_I2C0') or GetDepend('BSP_USING_I2C1') or GetDepend('BSP_USING_I2C2') or GetDepend('BSP_USING_I2C3'):
        src += ['drv_soft_i2c.c']

# add spi drivers.
if GetDepend('RT_USING_SPI'):
    src += ['drv_spi.c']  

# add spi flash drivers.
if GetDepend('RT_USING_SFUD'):
    src += ['drv_spi_flash.c', 'drv_spi.c']  

# add hwtimer drivers.
if GetDepend('RT_USING_HWTIMER'):
    src += ['drv_hwtimer.c']

# add rtc drivers.
if GetDepend('RT_USING_RTC'):
    src += ['drv_rtc.c']

# add iwdt drivers.
if GetDepend('RT_USING_WDT'):
    src += ['drv_iwdt.c']

path = [cwd]

group = DefineGroup('Drivers', src, depend = [''], CPPPATH = path)

Return('group')

和GD32F4xx_Firmware_Library文件夾中的SConscript是類似的。

bsp/gd32/arm/libraries/gd32_drivers/Kconfig文件結(jié)構(gòu)如下：

if BSP_USING_USBD
    config BSP_USBD_TYPE_FS
        bool
        # "USB Full Speed (FS) Core"
    config BSP_USBD_TYPE_HS
        bool
        # "USB High Speed (HS) Core"

    config BSP_USBD_SPEED_HS
        bool 
        # "USB High Speed (HS) Mode"
    config BSP_USBD_SPEED_HSINFS
        bool 
        # "USB High Speed (HS) Core in FS mode"

    config BSP_USBD_PHY_EMBEDDED
        bool 
        # "Using Embedded phy interface"
    config BSP_USBD_PHY_UTMI
        bool 
        # "UTMI: USB 2.0 Transceiver Macrocell Interace"
    config BSP_USBD_PHY_ULPI
        bool 
        # "ULPI: UTMI+ Low Pin Interface"
endif

1.2 Tools構(gòu)建

該文件夾就是工程構(gòu)建的腳本，

import os
import sys
import shutil

cwd_path = os.getcwd()
sys.path.append(os.path.join(os.path.dirname(cwd_path), 'rt-thread', 'tools'))

def bsp_update_board_kconfig(dist_dir):
    # change board/kconfig path
    if not os.path.isfile(os.path.join(dist_dir, 'board/Kconfig')):
        return

    with open(os.path.join(dist_dir, 'board/Kconfig'), 'r') as f:
        data = f.readlines()
    with open(os.path.join(dist_dir, 'board/Kconfig'), 'w') as f:
        for line in data:
            if line.find('../libraries/gd32_drivers/Kconfig') != -1:
                position = line.find('../libraries/gd32_drivers/Kconfig')
                line = line[0:position] + 'libraries/gd32_drivers/Kconfig"\n'
            f.write(line)
           
# BSP dist function
def dist_do_building(BSP_ROOT, dist_dir):
    from mkdist import bsp_copy_files
    import rtconfig

    print("=> copy gd32 bsp library")
    library_dir = os.path.join(dist_dir, 'libraries')
    library_path = os.path.join(os.path.dirname(BSP_ROOT), 'libraries')
    bsp_copy_files(os.path.join(library_path, rtconfig.BSP_LIBRARY_TYPE),
                   os.path.join(library_dir, rtconfig.BSP_LIBRARY_TYPE))

    print("=> copy bsp drivers")
    bsp_copy_files(os.path.join(library_path, 'gd32_drivers'), os.path.join(library_dir, 'gd32_drivers'))
    shutil.copyfile(os.path.join(library_path, 'Kconfig'), os.path.join(library_dir, 'Kconfig'))
   
    bsp_update_board_kconfig(dist_dir)

以上代碼很簡單，主要使用了Python的OS模塊的join函數(shù)，該函數(shù)的作用就是連接兩個(gè)或更多的路徑名。最后將BSP依賴的文件復(fù)制到指定目錄下。

在使用scons --dist命令打包的時(shí)候，就是依賴的該腳本，生成的dist文件夾的工程到任何目錄下使用，也就是將BSP相關(guān)的庫以及內(nèi)核文件提取出來，可以將該工程任意拷貝。

需要注意的是，使用scons --dist打包后需要修改board/Kconfig中的庫路徑，因此這里調(diào)用了bsp_update_board_kconfig方法修改。

1.3 gd32407v-start構(gòu)建

該文件夾就gd32407v-start的具體BSP文件，文件結(jié)構(gòu)如下：

在后面將具體講解如何構(gòu)建該部分內(nèi)容。

2 BSP移植

2.1 Keil環(huán)境準(zhǔn)備

目前市面通用的MDK for ARM版本有Keil 4和Keil 5：使用Keil 4建議安裝4.74及以上；使用Keil 5建議安裝5.20以上版本。筆者的MDK是5.30。

從MDK的官網(wǎng)可以下載得到MDK的安裝包，然后安裝即可，關(guān)于的MDK安裝請看筆者的教程。

MDK安裝教程：https://blog.csdn.net/bruceoxl/article/details/108548573

MDK下載地址：https://www.keil.com/download/product/

安裝完成后會自動打開，我們將其關(guān)閉。

接下來我們下載GD32F4xx的軟件支持包。

下載地址：http://www.gd32mcu.com/cn/download

下載好后雙擊GigaDevice.GD32F4xx_DFP.2.1.0.pack運(yùn)行即可：

點(diǎn)擊[Next]即可安裝完成。

安裝成功后，重新打開Keil，則可以在File->Device Database中出現(xiàn)Gigadevice的下拉選項(xiàng)，點(diǎn)擊可以查看到相應(yīng)的型號。

2.2 BSP工程制作

1.構(gòu)建基礎(chǔ)工程

首先看看RT-Thread代碼倉庫中已有很多BSP，而我要移植的是Cortex-M4內(nèi)核。這里我找了一個(gè)相似的內(nèi)核，把它復(fù)制一份，并修改文件名為：gd32407v-start。這樣就有一個(gè)基礎(chǔ)的工程。然后就開始增刪改查，完成最終的BSP，幾乎所有的BSP的制作都是如此。

2.修改BSP構(gòu)建腳本

bsp/gd32/arm/gd32407v-start/SConstruct修改后的內(nèi)容如下：

import os
import sys
import rtconfig

if os.getenv('RTT_ROOT'):
    RTT_ROOT = os.getenv('RTT_ROOT')
else:
    RTT_ROOT = os.path.normpath(os.getcwd() + '/../../../..')

sys.path = sys.path + [os.path.join(RTT_ROOT, 'tools')]
try:
    from building import *
except:
    print('Cannot found RT-Thread root directory, please check RTT_ROOT')
    print(RTT_ROOT)
    exit(-1)

TARGET = 'rtthread.' + rtconfig.TARGET_EXT

DefaultEnvironment(tools=[])
env = Environment(tools = ['mingw'],
    AS = rtconfig.AS, ASFLAGS = rtconfig.AFLAGS,
    CC = rtconfig.CC, CCFLAGS = rtconfig.CFLAGS,
    AR = rtconfig.AR, ARFLAGS = '-rc',
    CXX = rtconfig.CXX, CXXFLAGS = rtconfig.CXXFLAGS,
    LINK = rtconfig.LINK, LINKFLAGS = rtconfig.LFLAGS)
env.PrependENVPath('PATH', rtconfig.EXEC_PATH)

if rtconfig.PLATFORM == 'iar':
    env.Replace(CCCOM = ['$CC $CCFLAGS $CPPFLAGS $_CPPDEFFLAGS $_CPPINCFLAGS -o $TARGET $SOURCES'])
    env.Replace(ARFLAGS = [''])
    env.Replace(LINKCOM = env["LINKCOM"] + ' --map rtthread.map')

Export('RTT_ROOT')
Export('rtconfig')

SDK_ROOT = os.path.abspath('./')

if os.path.exists(SDK_ROOT + '/libraries'):
    libraries_path_prefix = SDK_ROOT + '/libraries'
else:
    libraries_path_prefix = os.path.dirname(SDK_ROOT) + '/libraries'

SDK_LIB = libraries_path_prefix
Export('SDK_LIB')

# prepare building environment
objs = PrepareBuilding(env, RTT_ROOT, has_libcpu=False)

gd32_library = 'GD32F4xx_Firmware_Library'
rtconfig.BSP_LIBRARY_TYPE = gd32_library

# include libraries
objs.extend(SConscript(os.path.join(libraries_path_prefix, gd32_library, 'SConscript')))

# include drivers
objs.extend(SConscript(os.path.join(libraries_path_prefix, 'Drivers', 'SConscript')))

# make a building
DoBuilding(TARGET, objs)

該文件用于鏈接所有的依賴文件，并調(diào)用make進(jìn)行編譯。

3.修改KEIL的模板工程

雙擊：template.uvprojx即可修改模板工程。

修改為對應(yīng)芯片設(shè)備:

修改FLASH和RAM的配置:

修改可執(zhí)行文件名字：

修改默認(rèn)調(diào)試工具：CMSIS-DAP Debugger。

修改編程算法：GD32F4xx FMC。

4.修改board文件夾

(1)修改bsp/gd32/arm/gd32407v-start/board/linker_scripts/link.icf

修改后的內(nèi)容如下：

/*###ICF### Section handled by ICF editor, don't touch! ****/
/*-Editor annotation file-*/
/* IcfEditorFile="$TOOLKIT_DIR$\config\ide\IcfEditor\cortex_v1_0.xml" */
/*-Specials-*/
define symbol __ICFEDIT_intvec_start__ = 0x08000000;
/*-Memory Regions-*/
define symbol __ICFEDIT_region_ROM_start__ = 0x08000000;
define symbol __ICFEDIT_region_ROM_end__  = 0x082FFFFF;
define symbol __ICFEDIT_region_RAM_start__ = 0x20000000;
define symbol __ICFEDIT_region_RAM_end__  = 0x2002FFFF;
/*-Sizes-*/
define symbol __ICFEDIT_size_cstack__ = 0x2000;
define symbol __ICFEDIT_size_heap__  = 0x2000;
/**** End of ICF editor section. ###ICF###*/

export symbol __ICFEDIT_region_RAM_end__;

define symbol __region_RAM1_start__ = 0x10000000;
define symbol __region_RAM1_end__  = 0x1000FFFF;

define memory mem with size = 4G;
define region ROM_region  = mem:[from __ICFEDIT_region_ROM_start__  to __ICFEDIT_region_ROM_end__];
define region RAM_region  = mem:[from __ICFEDIT_region_RAM_start__  to __ICFEDIT_region_RAM_end__];
define region RAM1_region = mem:[from __region_RAM1_start__  to __region_RAM1_end__];

define block CSTACK   with alignment = 8, size = __ICFEDIT_size_cstack__  { };
define block HEAP     with alignment = 8, size = __ICFEDIT_size_heap__    { };

initialize by copy { readwrite };
do not initialize { section .noinit };

keep { section FSymTab };
keep { section VSymTab };
keep { section .rti_fn* };
place at address mem:__ICFEDIT_intvec_start__ { readonly section .intvec };

place in ROM_region  { readonly };
place in RAM_region  { readwrite,
                        block CSTACK, block HEAP };                      
place in RAM1_region { section .sram };

該文件是IAR編譯的鏈接腳本，根據(jù)《GD32F407xx_Datasheet_Rev2.1》可知，GD32F407VKT6的flash大小為3072KB，SRAM大小為192KB，因此需要設(shè)置ROM和RAM的起始地址和堆棧大小等。

(2)修改bsp/gd32/arm/gd32407v-start/board/linker_scripts/link.ld

修改后的內(nèi)容如下：

/* Program Entry, set to mark it as "used" and avoid gc */
MEMORY
{
    CODE (rx) : ORIGIN = 0x08000000, LENGTH = 3072k /* 3072KB flash */
    DATA (rw) : ORIGIN = 0x20000000, LENGTH = 192k /* 192KB sram */
}
ENTRY(Reset_Handler)
_system_stack_size = 0x200;

SECTIONS
{
    .text :
    {
        . = ALIGN(4);
        _stext = .;
        KEEP(*(.isr_vector))           /* Startup code */
        . = ALIGN(4);
        *(.text)                       /* remaining code */
        *(.text.*)                     /* remaining code */
        *(.rodata)                     /* read-only data (constants) */
        *(.rodata*)
        *(.glue_7)
        *(.glue_7t)
        *(.gnu.linkonce.t*)

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

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

        . = ALIGN(4);
        _etext = .;
    } > CODE = 0

    /* .ARM.exidx is sorted, so has to go in its own output section. */
    __exidx_start = .;
    .ARM.exidx :
    {
        *(.ARM.exidx* .gnu.linkonce.armexidx.*)

        /* This is used by the startup in order to initialize the .data secion */
        _sidata = .;
    } > CODE
    __exidx_end = .;

    /* .data section which is used for initialized data */

    .data : AT (_sidata)
    {
        . = ALIGN(4);
       /* This is used by the startup in order to initialize the .data secion */
        _sdata = . ;

        *(.data)
        *(.data.*)
        *(.gnu.linkonce.d*)

        . = ALIGN(4);
        /* This is used by the startup in order to initialize the .data secion */
        _edata = . ;
    } >DATA

    .stack : 
    {
        . = . + _system_stack_size;
        . = ALIGN(4);
        _estack = .;
    } >DATA

    __bss_start = .;
    .bss :
    {
        . = ALIGN(4);
        /* This is used by the startup in order to initialize the .bss secion */
        _sbss = .;

        *(.bss)
        *(.bss.*)
        *(COMMON)

        . = ALIGN(4);
        /* This is used by the startup in order to initialize the .bss secion */
        _ebss = . ;
       
        *(.bss.init)
    } > DATA
    __bss_end = .;

    _end = .;

    /* Stabs debugging sections. */
    .stab         0 : { *(.stab) }
    .stabstr      0 : { *(.stabstr) }
    .stab.excl    0 : { *(.stab.excl) }
    .stab.exclstr 0 : { *(.stab.exclstr) }
    .stab.index   0 : { *(.stab.index) }
    .stab.indexstr 0 : { *(.stab.indexstr) }
    .comment      0 : { *(.comment) }
    /* DWARF debug sections.
     * Symbols in the DWARF debugging sections are relative to the beginning
     * of the section so we begin them at 0. */
    /* DWARF 1 */
    .debug         0 : { *(.debug) }
    .line          0 : { *(.line) }
    /* GNU DWARF 1 extensions */
    .debug_srcinfo 0 : { *(.debug_srcinfo) }
    .debug_sfnames  0 : { *(.debug_sfnames) }
    /* DWARF 1.1 and DWARF 2 */
    .debug_aranges 0 : { *(.debug_aranges) }
    .debug_pubnames 0 : { *(.debug_pubnames) }
    /* DWARF 2 */
    .debug_info    0 : { *(.debug_info .gnu.linkonce.wi.*) }
    .debug_abbrev  0 : { *(.debug_abbrev) }
    .debug_line    0 : { *(.debug_line) }
    .debug_frame   0 : { *(.debug_frame) }
    .debug_str     0 : { *(.debug_str) }
    .debug_loc     0 : { *(.debug_loc) }
    .debug_macinfo 0 : { *(.debug_macinfo) }
    /* SGI/MIPS DWARF 2 extensions */
    .debug_weaknames 0 : { *(.debug_weaknames) }
    .debug_funcnames 0 : { *(.debug_funcnames) }
    .debug_typenames 0 : { *(.debug_typenames) }
    .debug_varnames 0 : { *(.debug_varnames) }
}

該文件是GCC編譯的鏈接腳本，根據(jù)《GD32F407xx_Datasheet_Rev2.1》可知，GD32F407VKT6的flash大小為3072KB，SRAM大小為192KB，因此CODE和DATA的LENGTH分別設(shè)置為3072KB和192KB，其他芯片類似，但其實(shí)地址都是一樣的。

(3)修改bsp/gd32/arm/gd32407v-start/board/linker_scripts/link.sct

該文件是MDK的連接腳本，根據(jù)《GD32F407xx_Datasheet_Rev2.1》手冊，因此需要將 LR_IROM1和 ER_IROM1的參數(shù)設(shè)置為 0x00300000；RAM的大小為192k，因此需要將 RW_IRAM1的參數(shù)設(shè)置為 0x00030000。

; *************************************************************
; *** Scatter-Loading Description File generated by uVision ***
; *************************************************************

LR_IROM1 0x08000000 0x00300000 {   ; load region size_region
 ER_IROM1 0x08000000 0x00300000{ ; load address = execution address
   *.o (RESET, +First)
   *(InRoot$$Sections)
   .ANY (+RO)
 }
 RW_IRAM1 0x20000000 0x00030000{ ; RW data
   .ANY (+RW +ZI)
 }
}

(4)修改bsp/gd32/arm/gd32407v-start/board/board.h文件

修改后內(nèi)容如下：

#ifndef __BOARD_H__
#define __BOARD_H__

#include "gd32f4xx.h"
#include "drv_usart.h"
#include "drv_gpio.h"

#include "gd32f4xx_exti.h"

#define EXT_SDRAM_BEGIN   (0xC0000000U) /* the begining address of external SDRAM */
#define EXT_SDRAM_END     (EXT_SDRAM_BEGIN + (32U * 1024 * 1024)) /* the end address of external SDRAM */

//  Internal SRAM memory size[Kbytes] <8-64>
// Default: 64
#ifdef __ICCARM__
// Use *.icf ram symbal, to avoid hardcode.
extern char __ICFEDIT_region_RAM_end__;
#define GD32_SRAM_END         &__ICFEDIT_region_RAM_end__
#else
#define GD32_SRAM_SIZE        192
#define GD32_SRAM_END         (0x20000000 + GD32_SRAM_SIZE * 1024)
#endif

#ifdef __CC_ARM
extern int Image$$RW_IRAM1$$ZI$$Limit;
#define HEAP_BEGIN   (&Image$$RW_IRAM1$$ZI$$Limit)
#elif __ICCARM__
#pragma section="HEAP"
#define HEAP_BEGIN   (__segment_end("HEAP"))
#else
extern int __bss_end;
#define HEAP_BEGIN   (&__bss_end)
#endif

#define HEAP_END         GD32_SRAM_END

#endif

值得注意的是，不同的編譯器規(guī)定的堆棧內(nèi)存的起始地址 HEAP_BEGIN和結(jié)束地址 HEAP_END。這里 HEAP_BEGIN和 HEAP_END的值需要和前面的鏈接腳本是一致的，需要結(jié)合實(shí)際去修改。

(5)修改bsp/gd32/arm/gd32407v-start/board/board.c文件

修改后的文件如下：

#include 
#include 
#include 
#include 

/**
 * @brief This function is executed in case of error occurrence.
 * @param None
 * @retval None
 */
void Error_Handler(void)
{
    /* USER CODE BEGIN Error_Handler */
    /* User can add his own implementation to report the HAL error return state */
    while (1)
    {
    }
    /* USER CODE END Error_Handler */
}

/** System Clock Configuration
*/
void SystemClock_Config(void)
{
    SysTick_Config(SystemCoreClock / RT_TICK_PER_SECOND);
    NVIC_SetPriority(SysTick_IRQn, 0);
}

/**
 * This is the timer interrupt service routine.
 *
 */
void SysTick_Handler(void)
{
    /* enter interrupt */
    rt_interrupt_enter();

    rt_tick_increase();

    /* leave interrupt */
    rt_interrupt_leave();
}

/**
 * This function will initial GD32 board.
 */
void rt_hw_board_init()
{
    /* NVIC Configuration */
#define NVIC_VTOR_MASK             0x3FFFFF80
#ifdef VECT_TAB_RAM
    /* Set the Vector Table base location at 0x10000000 */
    SCB->VTOR = (0x10000000 & NVIC_VTOR_MASK);
#else /* VECT_TAB_FLASH */
    /* Set the Vector Table base location at 0x08000000 */
    SCB->VTOR = (0x08000000 & NVIC_VTOR_MASK);
#endif

    SystemClock_Config();

#ifdef RT_USING_COMPONENTS_INIT
    rt_components_board_init();
#endif

#ifdef RT_USING_CONSOLE
   rt_console_set_device(RT_CONSOLE_DEVICE_NAME);
#endif

#ifdef BSP_USING_SDRAM
    rt_system_heap_init((void *)EXT_SDRAM_BEGIN, (void *)EXT_SDRAM_END);
#else
    rt_system_heap_init((void *)HEAP_BEGIN, (void *)HEAP_END);
#endif
}

該文件重點(diǎn)關(guān)注的就是SystemClock_Config配置，SystemCoreClock的定義在system_gd32f4xx.c中定義的。

(6)修改bsp/gd32/arm/gd32407v-start/board/Kconfig文件

修改后內(nèi)容如下：

menu "Hardware Drivers Config"

config SOC_GD32407V
    bool 
    select SOC_SERIES_GD32F4
    select RT_USING_COMPONENTS_INIT
    select RT_USING_USER_MAIN
    default y
  
menu "Onboard Peripheral Drivers"

endmenu

menu "On-chip Peripheral Drivers"

    config BSP_USING_GPIO
        bool "Enable GPIO"
        select RT_USING_PIN
        default y

    menuconfig BSP_USING_UART
        bool "Enable UART"
        default y
        select RT_USING_SERIAL
        if BSP_USING_UART
            config BSP_USING_UART1
                bool "Enable UART1"
                default y

           config BSP_UART1_RX_USING_DMA
                bool "Enable UART1 RX DMA"
                depends on BSP_USING_UART1 && RT_SERIAL_USING_DMA
                default n
        endif

    menuconfig BSP_USING_SPI
        bool "Enable SPI BUS"
        default n
        select RT_USING_SPI
        if BSP_USING_SPI
            config BSP_USING_SPI1
                bool "Enable SPI1 BUS"
                default n

            config BSP_SPI1_TX_USING_DMA
                bool "Enable SPI1 TX DMA"
                depends on BSP_USING_SPI1
                default n
               
            config BSP_SPI1_RX_USING_DMA
                bool "Enable SPI1 RX DMA"
                depends on BSP_USING_SPI1
                select BSP_SPI1_TX_USING_DMA
              default n
        endif

    menuconfig BSP_USING_I2C1
        bool "Enable I2C1 BUS (software simulation)"
        default n
        select RT_USING_I2C
        select RT_USING_I2C_BITOPS
        select RT_USING_PIN
        if BSP_USING_I2C1
            config BSP_I2C1_SCL_PIN
                int "i2c1 scl pin number"
                range 1 216
                default 24
            config BSP_I2C1_SDA_PIN
                int "I2C1 sda pin number"
                range 1 216
               default 25
        endif
    source "../libraries/gd32_drivers/Kconfig"
   
endmenu

menu "Board extended module Drivers"

endmenu
 
endmenu

這個(gè)文件就是配置板子驅(qū)動的，這里可根據(jù)實(shí)際需求添加。

(7)修改bsp/gd32/arm/gd32407v-start/board/SConscript文件

修改后內(nèi)容如下：

import os
import rtconfig
from building import *

Import('SDK_LIB')

cwd = GetCurrentDir()

# add general drivers
src = Split('''
board.c
''')

path = [cwd]

startup_path_prefix = SDK_LIB

if rtconfig.CROSS_TOOL == 'gcc':
    src += [startup_path_prefix + '/GD32F4xx_Firmware_Library/CMSIS/GD/GD32F4xx/Source/GCC/startup_gd32f4xx.s']
elif rtconfig.CROSS_TOOL == 'keil':
    src += [startup_path_prefix + '/GD32F4xx_Firmware_Library/CMSIS/GD/GD32F4xx/Source/ARM/startup_gd32f4xx.s']
elif rtconfig.CROSS_TOOL == 'iar':
    src += [startup_path_prefix + '/GD32F4xx_Firmware_Library/CMSIS/GD/GD32F4xx/Source/IAR/startup_gd32f4xx.s']
   
CPPDEFINES = ['GD32F407']
group = DefineGroup('Drivers', src, depend = [''], CPPPATH = path, CPPDEFINES = CPPDEFINES)

Return('group')

該文件主要添加board文件夾的.c文件和頭文件路徑。另外根據(jù)開發(fā)環(huán)境選擇相應(yīng)的匯編文件，和前面的libraries的SConscript語法是一樣，文件的結(jié)構(gòu)都是類似的，這里就沒有注釋了。

到這里，基本所有的依賴腳本都配置完成了，接下來將通過menuconfig配置工程。

5.menuconfig配置

關(guān)閉套接字抽象層。

關(guān)閉網(wǎng)絡(luò)設(shè)備接口。

關(guān)閉LWIP協(xié)議棧。

GD32407V-START板載沒有以太網(wǎng)，因此這里主要是關(guān)閉網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的內(nèi)容，當(dāng)然GD32407V-START的資源豐富，不關(guān)這些其實(shí)也不影響，如果是其他MCU，根據(jù)實(shí)際需求自行修改吧。

6.驅(qū)動修改

一個(gè)基本的BSP中，串口是必不可少的，所以還需要編寫串口驅(qū)動，這里使用的串口2作為調(diào)試串口。

板子上還有LED燈，主要要編寫GPIO驅(qū)動即可。

關(guān)于串口和LED的驅(qū)動可以查看源碼，這里就不貼出來了。

7.應(yīng)用開發(fā)

筆者在applications的main.c中添加LED的應(yīng)用代碼，

#include 
#include 
#include 
#include 

/* defined the LED2 pin: PC6 */
#define LED2_PIN GET_PIN(C, 6)

int main(void)
{
    int count = 1;

    /* set LED2 pin mode to output */
    rt_pin_mode(LED2_PIN, PIN_MODE_OUTPUT);

    while (count++)
    {
        rt_pin_write(LED2_PIN, PIN_HIGH);
        rt_thread_mdelay(500);
        rt_pin_write(LED2_PIN, PIN_LOW);
        rt_thread_mdelay(500);
    }

    return RT_EOK;
}

當(dāng)然，這需要GPIO驅(qū)動的支持。

8.使用ENV編譯工程

在env中執(zhí)行：scons

編譯成功打印信息如下：

9.使用env生成MDK工程

在env中執(zhí)行：scons --target=mdk5

生成MDK工程后，打開MDK工程進(jìn)行編譯

成功編譯打印信息如下：

【注】筆者沒有IAR環(huán)境，有興趣的朋友自行去開發(fā)吧。

2.3使用GD-Link下載調(diào)試GD32

前面使用ENV和MDK成功編譯可BSP，那么接下來就是下載調(diào)試環(huán)節(jié)，下載需要下載器，而GD32部分開發(fā)板自帶GD-link，可以用開發(fā)板上自帶的GD-link調(diào)試仿真代碼，不帶的可外接GD-link模塊，還是很方便的。具體操作方法如下。

1.第一次使用GD-link插入電腦后，會自動安裝驅(qū)動。

在Options for Target -> Debug中選擇“CMSIS-DAP Debugger”，值得注意的是，只有Keil4.74以上的版本和Keil5才支持CMSIS-DAP Debugger選項(xiàng)。

2.在Options for Target -> Debug ->Settings勾選SWJ、 Port選擇 SW。右框IDcode會出現(xiàn)”0xXBAXXXXX”。

3.在Options for Target -> Debug ->Settings -> Flash Download中添加GD32的flash算法。

4.單擊下圖的快捷方式“debug”，即可使用GD-Link進(jìn)行仿真。

當(dāng)然啦，也可使用GD-Link下載程序。

下載程序成功后，打印信息如下：

接上串口，打印信息如下：

同時(shí)LED會不斷閃爍。

2.4 RT-Thread studio開發(fā)

當(dāng)然，該工程也可導(dǎo)出使用rt-thread studio開發(fā)。

先使用scons --dist導(dǎo)出工程。

再將工程導(dǎo)入rt-thread studio中

最后，就可在rt-thread studio就可進(jìn)行開發(fā)工作了。

當(dāng)然啦，后面也可在rt-thread studio中新建工程時(shí)選擇筆者提交的GD32407V-START的BSP。

關(guān)于BSP的移植就到這里了，當(dāng)然還有很多內(nèi)容，這里只是拋磚引玉。最后希望更多的朋友加入進(jìn)來，為國產(chǎn)RTOS貢獻(xiàn)自己的力量吧。

源碼地址：

GD32 BSP: https://gitee.com/ouxiaolong/GD32_RT-Thread

RT-Thread：https://github.com/Ouxiaolong/rt-thread/tree/master/bsp/gd32

審核編輯：湯梓紅