FreeRTOS qemu mps2-an385 bsp 移植制作 ：串口打印篇

开发环境

• Win10 64位 + VS Code，ssh 远程连接 ubuntu
• VMware Workstation Pro 16 + Ubuntu 20.04
• FreeRTOSv202212.01（备注：可以在 github 获取最新版本）
• qemu qemu-system-arm mps2-an385 开发板，qemu 版本 QEMU emulator version 4.2.1 或更高
• arm gcc 交叉编译工具链：当前使用 gcc 编译环境， gcc-arm-11.2-2022.02-x86_64-arm-none-eabi， gcc version 11.2.1 20220111

前言

• 前面的 FreeRTOS qemu mps2-an385 bsp 移植制作 ：环境搭建篇 大体讲了一下环境搭建，初步配置了工程目录
• FreeRTOS qemu mps2-an385 bsp 移植制作 ：系统启动篇 配置了 VS Code gdb 调试环境，初步让MCU 启动，进入了启动入口函数

FreeRTOS qemu mps2-an385 bsp 移植制作 ：系统运行篇 实现了 FreeRTOS 的运行，创建一个task 并成功运行

• 本篇继续优化，增加串口驱动，让系统运行时打印串口信息

串口驱动

• qemu mps2-an385 的串口驱动相对简单，当前串口打印只需要关心串口的输出，串口的中断输入，待后续增加 shell 终端功能时再处理
• 创建 qemu_mps2/driver/drv_uart.c，内容如下：

#include <stdint.h>
#include <stdio.h>
#include <stdarg.h>
#include <string.h>

#include "drv_uart.h"
#include "CMSDK_CM3.h"

#define DBG_BUFF_MAX_LEN    256
static char rt_log_buf[DBG_BUFF_MAX_LEN] = { 0 };

/* qemu uart dirver class */
struct uart_instance
{
    const char *name;
    CMSDK_UART_TypeDef *handle;
    IRQn_Type irq_num;
    int uart_index;
};

static struct uart_instance uart0_handle = { 0 };

static void uart_putc(uint8_t c)
{
    uart0_handle.handle->DATA = c;
}

static int serial_put(const char *data, int length)
{
    int size;

    size = length;
    while (length)
    {
        uart_putc(*data);
        ++ data;
        -- length;
    }

    return size - length;
}

/* debug print */
int os_printf(const char *fmt, ...)
{
    int length;
    va_list args;
    va_start(args, fmt);
    length = vsnprintf(rt_log_buf, sizeof(rt_log_buf) - 1, fmt, args);

    serial_put(rt_log_buf, length);
    return length;
}

void UART0RX_Handler(void)
{
    uint32_t irq_status = 0x00;
    irq_status = uart0_handle.handle->INTCLEAR;
    uart0_handle.handle->INTCLEAR = irq_status;
}

int uart_init(void)
{
    uart0_handle.handle = CMSDK_UART0;
    uart0_handle.uart_index = UART0RX_IRQn;
    uart0_handle.name = "uart0";

    uart0_handle.handle->BAUDDIV = 16; /* 115200bps */
    uart0_handle.handle->CTRL = CMSDK_UART_CTRL_RXIRQEN_Msk | CMSDK_UART_CTRL_RXEN_Msk | CMSDK_UART_CTRL_TXEN_Msk;
    NVIC_EnableIRQ(uart0_handle.irq_num);
    uart0_handle.handle->STATE = 0;

    return 0;
}

• 这里借助 C 库 函数 vsnprintf，实现格式化输出，实现比较的简单，类似于 printf 功能
• 创建 qemu_mps2/driver/drv_uart.h 串口头文件

#ifndef __DRV_UART_H__
#define __DRV_UART_H__

#include <stdint.h>

int uart_init(void);
int os_printf(const char *fmt, ...);

#endif //__DRV_UART_H__

修改 main.c 增加串口打印

• 在 qemu_mps2/application/main.c 中，再创建一个 task，注意 栈空间可以适当的加大，防止栈溢出引发异常

#include "FreeRTOS.h"
#include "task.h"

#include <stdio.h>
#include <string.h>

#include "drv_uart.h"

#define TASK_TEST_PRIORITY      (tskIDLE_PRIORITY + 6)
#define TASK_TEST2_PRIORITY     (tskIDLE_PRIORITY + 8)

static void task_test_entry(void *pvParameters)
{
    uint32_t cnt = 0;

    os_printf("%s : enter\r\n", __func__);
    while (1)
    {
        vTaskDelay(1000);
        os_printf("%s : cnt %d\r\n", __func__, cnt++);
    }
}

static void task_test2_entry(void *pvParameters)
{
    uint32_t cnt = 0;

    os_printf("%s : enter\r\n", __func__);
    while (1)
    {
        vTaskDelay(2000);
        os_printf("%s : cnt %d\r\n", __func__, cnt++);
    }
}

void main( void )
{
    uart_init();
    os_printf("%s : enter\r\n", __func__);
    xTaskCreate(task_test_entry, "task_test", 512, NULL, TASK_TEST_PRIORITY, NULL);
    xTaskCreate(task_test2_entry, "task_test2", 512, NULL, TASK_TEST2_PRIORITY, NULL);
    vTaskStartScheduler();
    for( ;; );
}

• 串口输出信息

• 串口输出正常，两个任务轮流输出

小结

• 本篇主要实现 qemu mps2-an385 的串口输出打印功能，借助 C 库函数简单实现
• 后续可以增加串口的 shell 终端功能，到时候会利用起来串口的接收处理