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本期分享来自 RT-Thread 社区胡自成同学（RT-Thred Smart x86移植）的项目经验。
自我介绍
大家好，我是胡自成，我参与了RT-Thread开源社区的项目，很高兴有这次机会能来和大家分享本次的项目经验！
项目名称
RT-Thread Smart x86移植
项目综述
目前RT-Thread Smart主要支持了ARM Cortex-A（如树莓派），MIPS64（如龙芯2K1000），RISC-V（如嘉楠K210、全志 D1）。而对于大家更为广泛使用的PC，x86架构还不支持。RT-Thread Smart for x86就是一份对PC的基础移植，主要是对主要环境的移植，例如控制台，ATA硬盘，有线以太网等。
项目步骤
1.分析项目需求
2.查找x86架构相关资料
3. 学习RT-Thread Smart移植接口
4. 针对arch接口做代码移植
项目实施
分析项目需求
对x86架构的移植，首先需要对x86架构比较熟悉，有相关的开发经验。然后就是要有驱动开发经验，要实现ATA硬盘驱动和pcnet网卡，驱动的调试在驱动框架的支持下是比较方便的。除此之外，还要能够最后合并到RT-Thread Smart仓库中，就要遵守代码规范才行。
查找x86架构相关资料
x86架构简介：1978年6月8日，Intel发布了新款16位微处理器“8086”，x86架构就此诞生了，直到现在已经发展了40余年，广泛地应用于服务器以及PC个人电脑中。它是属于CISC复杂指令集，和Arm，RISC-V架构有比较大的区别，由于历史悠久，历史包袱也是比较严重的，也就比较复杂了。
兼容x86架构intel处理器
目前国内关于x86的资料还是比较多的，教学的操作系统基本都是使用x86架构，学习资料丰富，可以参考的地方也比较多，为移植做好了铺垫。
学习RT-Thread Smart移植接口
RT-Thread Smart在RT-Thread的基础上做了升级，添加了对MMU的支持，LWP轻量级进程的支持，这就意味着，Smart版本可以做到多进程，进程空间隔离，那么就可以在性能更高，支持MMU的芯片上运行。
RT-Thread Smart架构图
由于RT-Thread Smart是支持POSIX接口的，那么对gnu应用程序的支持也就比较方便了，未来的应用领域也就变得更广阔了。
Smart版本的移植的核心点在于bsp，libcpu，lwp component中与平台相关的部分代码的移植。
针对arch接口做代码移植
在bsp中，主要是板子的初始化和驱动程序的实现，目前实现了uart串口驱动，ahci磁盘驱动，时钟驱动等。除此之外就是一些编译配置脚本，RT-Thread采用的是SCons构建脚本，它是使用python开发的一个轻量级，功能强大的构建脚本，只需要需要提供一个SConstruct作为入口，一个或者多个SConscript作为子脚本，就可以完成一个项目的构建。
SConscript脚本的组成方式
在libcpu中就是存放和处理器相关的代码，比如内核入口，中断初始化，MMU初始化与页表映射，线程上下文的切换等内容。
目前使用GRUB作为引导器，GRUB是一个来自GNU项目的多操作系统启动程序。GRUB是多启动规范的实现，它允许用户可以在计算机内同时拥有多个操作系统，并在计算机启动时选择希望运行的操作系统。
GRUB引导RT-Thread Smart系统
开机后后，会先执行BIOS自检，会对硬件设备进行一个初始化，完成后，就会选择一个可引导的磁盘，从上面加载引导扇区。引导介质可以是软盘，硬盘，光盘，网络，只要是可引导的扇区，那么这个BIOS就会跳入引导扇区代码执行。GRUB目前是打包在光盘上面，所以在读取光盘的时候，会识别为可引导磁盘，就会执行GRUB的引导代码。最开始进入的时候是实模式，也就是16位模式，最大可以寻址1MB，在进行一系列设置后，就切换到保护模式，并且跳入rtthread内核。从GRUB进入内核后，就是出于保护模式，可以进行32位寻址，这样，就可以大展手脚了！
RT-Thread Smart的启动流程
lwp是Light-Weight Process的缩写，是RT-Thread中的组件，这个组件可以实现多进程功能。lwp的移植中主要涉及到的内容是用户空间的初始化，用户栈的初始化，内核进入用户入口的实现，信号捕捉以及返回的实现等。通过这部分的移植，就可以实现用户态的应用程序的运行。
RT-Thread Smart在QEMU虚拟机中的运行效果
这样，内核的基础内容移植就完成了，后续可以进行适当完善，优化一下代码，添加更多驱动，增强内核稳定性等。
bsp部分代码展示：
libcpu部分代码展示：
lwp部分代码展示：
项目总结
从着手项目开始，到内核移植的基础完成，花了1个多月。最开始在环境搭建上面跌跌撞撞，到后面遇到BUG慢慢调试，经历这些之后，又增加了许多知识，掌握了更多调试方法。在遇到问题的时候，和导师熊大进行讨论，也很快得到了回复，迅速定位了问题所在。除此之外，也认识了RT-Thread开源社区的其他大牛，再一次感受到了开源的魅力！
在移植期间，学习了Kconfig配置，SCons脚本，以及git更加丰富的用法，学习到了Smart内核中很多巧妙的设计，了解到了同一个东西的不同实现方式，开阔了视野！
最后，希望大家多多关注RT-Thread社区，成为活跃的开源项目开发者！希望RT-Thread社区越办越好！开源之夏越办越好！
本文为胡自成同学原创文章，欢迎更多同学参与投稿开源之夏，分享你的热爱。
