libbare-cpu 介绍

libbare-cpu 是Ingenic为其MCU提供的一个底层硬件库，旨在提供不依依赖于操作系统的裸机环境，其结构简单，直接面对硬件控制器寄存器编程，能够实现误操作系统的业务逻辑。同时libbare-cpu提供了基于 freertos/alios/rthtread的porting文件，方便适配到rtos系统，满足对操作系统有需求的用户。

配合Ingenic提供的JTAG调试器，支持使用VSCode 在线调试代码。

目前主要支持芯片

• X16XX

• X26XX

系统结构

源码目录结构

 ├── cpu
 │   ├── core                    # CPU 体系结构相关，主要是mips xburst系列.
 │   └── soc-x16xx               # soc-x16xx 系列芯片寄存器定义
 │   └── soc-x2000               # soc-x2000 系列芯片寄存器定义<X2000/X2000E/X2100/X2000H>
 ├── Doxyfile                    # 用于生成API文档
 ├── drivers
 │   ├── bsp                     # 开发板级相关的驱动，例如：开发板上的camera/lcd驱动等，封装成库文件
 │   │   ├── common
 │   │   ├── x16xx-halley6       # [chipname]-[devboard]
 │   │   └── x2000-halley5
 │   ├── core                    # mips架构,用于适配不同系统的文件，支持裸系统bare/alios/rtthread/freertos.
 │   │   ├── alios
 │   │   ├── bare
 │   │   ├── freertos
 │   │   └── rtthread
 │   ├── core-riscv              # riscv架构,用于适配不同系统的文件，支持裸系统bare/alios/rtthread/freertos.
 │   └── drivers-x16xx           # soc-x16xx 对应的hal 寄存器驱动
 │   ├── drivers-x2000           # soc-x2000 对应的hal 寄存器驱动
 │   ├── drivers-x2600           # soc-x2600 对应的hal 寄存器驱动
 ├── lib
 │   ├── gcc                     # gcc 库
 │   └── libc
 |       ├── minimal             # 最小的C库实现，不支持浮点
 │       └── newlib              # 移植的newlibc，支持浮点和软浮点
 ├── Middlewares                 # 中间组件
 │   ├── Third_Party
 │   └── X16XX_USB_Device_Library
 ├── projects                    # 工程示例
 │   ├── x16xx-halley6           # 针对 x16xx系列芯片 halley6开发板的示例程序.
 │   │   ├── Apps                # 实现某些有特色功能的应用程序，例如：音频播放器，camera recorder 等等。
 │   │   ├── Demos               # 结合市场需求，开发的具有特色的产品推广的 demo.
 │   │   ├── Examples            # 针对芯片控制器编写的使用示例，例如：串口，SPI，I2C 等等.
 │   │   └── Templates           # 工程模板，可以复制Templates到其他文件夹，进行工程创建.
 │   ├── x2000-halley5           # 针对 x2000系列芯片 halley5开发板的示例程序.
 │   │   ├── Apps                # 实现某些有特色功能的应用程序，例如：音频播放器，camera recorder 等等。
 │   │   ├── Demos               # 结合市场需求，开发的具有特色的产品推广的 demo.
 │   │   ├── Examples            # 针对芯片控制器编写的使用示例，例如：串口，SPI，I2C 等等.
 │   │   └── Templates           # 工程模板，可以复制Templates到其他文件夹，进行工程创建.
 │   └── x2660-halley            # 针对 x2600系列芯片 halley开发板的示例程序. 支持mips/riscv体系结构的程序.
 │       ├── Apps
 │       ├── Demos
 │       ├── Examples
 │       └── Templates
 ├── README.md
 └── tools
     ├── astyle.sh
     ├── create_project.py
     ├── ld.lds                  # 系统的链接脚本
     ├── proj
     ├── vscode_template
     ├── dev-tools
     |    ├── Windows            # windows 开发工相关软件安装包
     |    └── Linux              # Linux 开发工具相关软件
     └── windows

lib 目录说明

 ├── gcc
 │   ├── fp64
 │   ├── include
 │   └── sof
 └── libc
     ├── minimal
     │   └── include
     └── newlib
         ├── include
         └── lib
             ├── fp64
             └── sof

主要包含

• gcc libgcc 使用说明

• libc-minimal

• libc-newlib

开发环境搭建

工具链信息汇总

工具链名称	支持芯片系列	Linux下载链接	Windows下载链接	百度网盘链接
XBURST1	X1600系列	ftp://ftp.ingenic.com.cn/Ingenic-MIPS-Toolchain/releases/ingenic-mips-toolchain-r5.1.6/mips-ingenic-xburst1-elf-tools-r5.1.6.tar.bz2	ftp://ftp.ingenic.com.cn/Ingenic-MIPS-Toolchain/releases/ingenic-mips-toolchain-r5.1.6/mips-ingenic-xburst1-elf-tools-x86_64-w64.r5.1.6.zip	链接提取码: res3
XBURST2	X2000/X2600系列	ftp://ftp.ingenic.com.cn/Ingenic-MIPS-Toolchain/releases/ingenic-mips-toolchain-r5.1.6/mips-ingenic-xburst2-elf-tools-r5.1.6.tar.bz2	ftp://ftp.ingenic.com.cn/Ingenic-MIPS-Toolchain/releases/ingenic-mips-toolchain-r5.1.6/mips-ingenic-xburst2-elf-tools-x86_64-w64.r5.1.6.zip	链接提取码: 9g4f
RISC-V V0	X2600系列(RISC-V小核)	ftp://ftp.ingenic.com.cn/Ingenic-RISCV-Toolchain/Victory0-Series/releases/riscv-ingenic-victory0-series-toolchain-r1.0.1/riscv-ingenic-victory0-series-toolchain-r1.0.1.tar.bz2	ftp://ftp.ingenic.com.cn/Ingenic-RISCV-Toolchain/Victory0-Series/releases/riscv-ingenic-victory0-series-toolchain-r1.0.0/riscv-ingenic-victory0-series-toolchain-win64-r1.0.0.tar.bz2	链接提取码: nz6i

注意: 如果ftp无法访问，请使用百度网盘链接进行下载。

U-BOOT 下载

• git clone http://git1.ingenic.com.cn:8082/gerrit/bootloader/u-boot -b ingenic-master u-boot-ingenic-master

烧录工具下载

平台	官方下载链接	替代下载方案（百度网盘）
Linux	ftp://ftp.ingenic.com.cn/DevSupport/Tools/USBBurner/cloner-latest-ubuntu.tar.gz
Windows	ftp://ftp.ingenic.com.cn/DevSupport/Tools/USBBurner/cloner-latest-windows.zip
Linux & Windows		链接提取码: svwi

参考文档

tools 目录下包含必要的开发工具：

 tools
 ├── dev-tools
 │   ├── linux
 │   └── windows
 │       ├── adb
 │       ├── CMake
 │       └── mingw64
 ├── ld.lds
 └── windows
     └── Windows开发环境搭建.md

开发环境设置

• windows 开发环境搭建

• Linux 开发环境搭建

使用方法

使用示例参考projects/template

2.1 Linux 平台开发

2.1.1 基于Makefile编译

 $ make

会在build目录生成template.elf, template.bin文件.

2.1.2 基于cmake构建

前提：确认cmake 版本 cmake-v3.23.1 ，可以使用最新的cmake版本。

 $ mkdir build
 $ cd build
 $ cmake -DCMAKE_TOOLCHAIN_FILE=../mips-gcc-sde-elf.cmake ..
 $ make

会在build目录下生成template.elf，template.bin文件.

2.1.3 基于vscode 集成开发环境

前提：确认cmake 版本 cmake-v3.23.1 ，可以使用最新的cmake版本。注意：不要使用工具链的cmake。否则vscode 会报错。

流程如下：

1. vscode 打开工程

2. 选择cmake kits：cmake-kits "GCC for ingenic cross compile on Linux"

3. lunch(F5) 运行编译、调试

4. 选择状态栏,build，进行代码编译.

2.2 windows 平台开发

windows 开发需要安装相关的软件和系统环境变量配置，参考 Windows开发环境搭建手册

2.2.1 基于vscode集成开发环境

流程如下:

1. vscode 打开创建好的工程文件夹，例如 projects/template 文件夹

2. 选择cmake-kits "GCC for ingenic cross compile on Windows"

3. lunch(F5) 运行编译、调试

4. 或者选择状态栏，build，仅编译.

说明: vscode 可以支持在线调试，也可以仅编译后，使用烧录工具烧到开发板运行

2.2.2 基于命令行编译

前提：系统必须安装msys - mingw64-make 工具.

 $ mkdir build
 $ cd build
 $ cmake -DCMAKE_TOOLCHAIN_FILE=../mips-gcc-sde-elf.cmake -G "MinGW Makefiles" ../
 $ mingw32-make

3. 程序烧录

烧录配置

打开烧录工具，选择配置界面

3.1 选择烧录配置

以x16xx系列芯片x1600e,halley6开发板为例.

1. 选择芯片平台"x1600"

2. 根据开发板配置选择板级。

开发板板载nand flash，选择"x1600e_sfc_nand_lpddr2_linux.cfg"

开发板板载nor flash，选择"x1600e_sfc_nor_lpddr2_linux.cfg"

3.2 选择烧录镜像

运行裸机驱动程序需要烧录uboot和裸机程序

1. 选择uboot镜像, u-boot-with-spl.bin

注意:uboot镜像需要另外修改和编译，uboot需要将裸机程序引导在0x80600000地址进行启动，所以需要修改其boot command。

以halley6开发板为例，在Manhattan工程的u-boot目录，修改uboot板级配置文件( u-boot/include/configs/halley6.h )中boot command的定义, 根据板载flash类型进行区分： Nor flash:

 #define CONFIG_BOOTCOMMAND "sfcnor read 0x40000 0x600000 0x80600000;go 0x80600000"

Nand flash:

 #define CONFIG_BOOTCOMMAND "sfcnand read 0x100000 0x800000 0x80600000;go 0x80600000"

修改保存之后，回到u-boot/目录，进行编译，同样根据板载flash类型进行区分： Nor flash: 执行make halley6_uImage_sfc_nor -j Nand flash: 执行make halley6_uImage_sfc_nand -j

编译成功之后，就会在该目录下生成u-boot-with-spl.bin镜像。

2. 选择之前编译完成的裸机驱动程序(二进制*.bin文件，这里以template.bin为例)

到这里烧录配置完成，点击“保存”按钮，保存配置, 回到初始界面后，点击“开始”按钮，开始烧录.

3.3 spl 启动 raw driver

注：目前此启动模式暂时只针对x1600 nor flash panda 板。该章节中采用的是 spl 启动 raw driver ，3.2 部分采用的是 u-boot 启动。

3.3.1 uboot 编译 spl

打开 ubooot 程序在u-boot 目录下进行执行

 make distclean;make panda_rtos_sfc_nor;

在 u-boot/spl 目录下生成 u-boot-spl-pad.bin ，烧录工具选择该文件位置以及选择之前编译完成的裸机驱动程序(二进制*.bin文件，这里以 template.bin 为例)，此时 spl 所占大小为 256K

烧录具体选择如下

3.3.2 减少 spl 所占空间修改

注：与 3.3.1 选择一个即可

第一步：打开 uboot 源码目录输入,对应图片进行修改如下可作为参考最小 32k 大小

 vim include/configs/panda.h

编译执行

 make distclean;make panda_rtos_sfc_nor

此时烧录文件为 uboot /spl目录下 u-boot-spl-pad.bin 与编译出的template.bin文件

烧录工具也需要进行对应的修改，按照以下图片进行修改。

需要对 uboot 部分和 kernel部分都修改为与图片一致的数据

3.4 详细参考资料

libbare 是裸机SDK，对应Linux 的SDK 资料更加全面，其中部分开发流程可以参考Linux的开发资料。

• 烧录工具的详细使用

• uboot 开发和配置

芯片平台	资料名称	链接
X16XX	文档仓库	X16XX开发手册
X26XX	文档仓库	X2600开发手册

4. 创建工程

4.1 基于已有工程

可以在project目录下，找到一个合适的工程，复制到新的文件夹，进行以下修改

1. SDK_PATH 修改

    修改工程目录CMakelists.txt 中SDK_PATH 到 libbare-cpu 根目录，可以是相对路径，也可以使用绝对路径.

    SDK_PATH = ../../

2. 修改CMakelists.txt 工程名称例如:

 Project(my_template)          # Modified

3. 添加源文件根据工程实际情况，添加需要编译的源文件

 set(sources_SRCS                    # Modified
     ${SDK_PATH}/cpu/core/genex.S
     ${SDK_PATH}/cpu/core/spinlock.c
     ${SDK_PATH}/cpu/core/start.S
     ${SDK_PATH}/cpu/core/traps.c
     ${SDK_PATH}/cpu/soc-x16xx/interrupt.c
     ${SDK_PATH}/cpu/soc-x16xx/serial.c
     ${SDK_PATH}/cpu/soc-x16xx/startup.c
     ${SDK_PATH}/drivers/drivers-x16xx/src/x16xx_hal_def.c
     ${SDK_PATH}/lib/libc/minimal/ctype.c
     ${SDK_PATH}/lib/libc/minimal/div64.c
     ${SDK_PATH}/lib/libc/minimal/string.c
     ${SDK_PATH}/lib/libc/minimal/vsprintf.c
     main.c

 )

4. 添加头文件路径根据实际情况，添加需要包含的路径

 include_directories(
     ${SDK_PATH}/lib/libc/minimal/include
     ${SDK_PATH}/drivers/drivers-x16xx/include
     ${SDK_PATH}/cpu/core/include
     ${SDK_PATH}/cpu/soc-x16xx/include
 )

5. 添加库路径

 link_directories(
 ${SDK_PATH}/lib/libc/newlib/lib/
 )

6. 添加链接的库选项确保要链接的库在link_directories中定义

 set(CMAKE_LD_FLAGS          "${CPU_PARAMETERS}" -lm -lc -lgcc -lnosys)

在线调试

5 JDI调试

5.1.准备调试环境

• JDI 调试环境搭建和使用

5.2. 调试说明

按下键盘的F5或者Run菜单下的Start Debugging开始调试。等待代码编译并加载完成会出现如图所示界面。图中标注的序号代表不同的工作区域。各个区域含义如下。

表示目前处于debug菜单栏，显示各种调试相关的选项视图。
显示调试过程中的变量、数组、寄存器值。这些值会随着调试位置变化而动态变化。另外，鼠标放在结构体上也可以显示
调试控制区域。6个按钮从左到右依次是：执行到下一个断点（断点位置需手动添加）、执行到下一行、执行到函数体内、从函数体中执行出去、重新开始调试、结束调试。
在该区域可以手动添加断点。
函数的调用堆栈
添加的断点信息

注意

6 开发板调试

使用配套的panda开发板通过添加打印的方式进行调试。