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的BSP，這時就需要移植新的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，國內出現史無前例的芯片缺貨潮，芯片的交期和價格不斷拉升，STM32的價格也是水漲船高，很多朋友也在考慮使用國產替代，筆者使用的兆易創新的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，對于有強迫癥的我就非常不爽，就根據手頭的板子，參看STM32的BSP架構，構建了GD32的BSP架構。

目前筆者已經完成了ARM架構和RISC-V架構的移植，關于ARM架構的移植可以看我以前的文章，本文將要講解基于RISC-V架構的移植。

筆者使用的開發板是兆易創新設計的GD32VF103V-SEVAL開發板。其主控芯片為GD32VF103VB，主頻 108MHz，128KB FLASH，32KB RAM，資源還算豐富。

1 BSP框架制作

在具體移植GD32VF103V-SEVAL的BSP之前，先做好GD32 RISC-V系列的BSP架構。BSP框架結構如下圖所示：

BSP架構主要分為三個部分：libraries、tools和具體的Boards，其中libraries包含了GD32的通用庫，包括每個系列的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，當然這里的Boards有很多，我這里值列舉了GD32VF103V-SEVAL。

這里先談談libraries和tools的構建，然后在后文單獨討論具體板級BSP的制作。

1.1 Libraries構建

Libraries文件夾包含兆易創新提供的固件庫，這個直接在兆易創新的官網就可以下載。

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

然后將GD32VF103_Firmware_Library復制到libraries目錄下，其他的系列類似。

GD32VF103_Firmware_Library就是官方的文件，基本是不用大改，這里先在在文件夾中需要添加構建工程的腳本文件SConscript，其實也就是Python腳本。后面具體講解需要修改的地方。

SConscript文件的內容如下：

import rtconfig

from building import *

# get current directory

cwd = GetCurrentDir()

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

cwd = GetCurrentDir()

src = Split('''

RISCV/env_Eclipse/handlers.c

RISCV/env_Eclipse/init.c

RISCV/env_Eclipse/your_printf.c

RISCV/drivers/n200_func.c

GD32VF103_standard_peripheral/system_gd32vf103.c

GD32VF103_standard_peripheral/Source/gd32vf103_gpio.c

GD32VF103_standard_peripheral/Source/gd32vf103_rcu.c

GD32VF103_standard_peripheral/Source/gd32vf103_exti.c

GD32VF103_standard_peripheral/Source/gd32vf103_eclic.c

''')

if GetDepend(['RT_USING_SERIAL']):

    src += ['GD32VF103_standard_peripheral/Source/gd32vf103_usart.c']

if GetDepend(['RT_USING_I2C']):

    src += ['GD32VF103_standard_peripheral/Source/gd32vf103_i2c.c']

if GetDepend(['RT_USING_SPI']):

    src += ['GD32VF103_standard_peripheral/Source/gd32vf103_spi.c']

if GetDepend(['RT_USING_CAN']):

    src += ['GD32VF103_standard_peripheral/Source/gd32vf103_can.c']

if GetDepend(['BSP_USING_ETH']):

    src += ['GD32VF103_standard_peripheral/Source/gd32vf103_enet.c']

if GetDepend(['RT_USING_ADC']):

    src += ['GD32VF103_standard_peripheral/Source/gd32vf103_adc.c']

if GetDepend(['RT_USING_DAC']):

    src += ['GD32VF103_standard_peripheral/Source/gd32vf103_dac.c']

if GetDepend(['RT_USING_HWTIMER']):

    src += ['GD32VF103_standard_peripheral/Source/gd32vf103_timer.c']

if GetDepend(['RT_USING_RTC']):

    src += ['GD32VF103_standard_peripheral/Source/gd32vf103_rtc.c']

    src += ['GD32VF103_standard_peripheral/Source/gd32vf103_pmu.c']

if GetDepend(['RT_USING_WDT']):

    src += ['GD32VF103_standard_peripheral/Source/gd32vf103_wwdgt.c']

    src += ['GD32VF103_standard_peripheral/Source/gd32vf103fwdgt.c']

path = [

    cwd + '/RISCV/drivers',

    cwd + '/GD32VF103_standard_peripheral',

    cwd + '/GD32VF103_standard_peripheral/Include',]

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

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文件，因此直接調用Python庫的Split包含，另外一部分文件是根據實際的應用需求添加的。

這里是以GD32VF1來舉例的，其他系列的都是類似的。

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

如果使用ENV環境，則在使用 menuconfig配置和裁剪 RT-Thread時體現。

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句法規則。

Kconfig的語法規則網上資料很多，自行去學習吧。

bsp/gd32/risc-v/libraries/Kconfig內容如下：

config SOC_FAMILY_GD32

    bool

config SOC_GD32VF103V

    bool

    select SOC_SERIES_GD32VF103V

    select SOC_FAMILY_GD32

最后談談gd32_drivers，這個文件夾就是GD32的外設驅動文件夾，為上層應用提供調用接口。

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

好了，先看bsp/gd32/risc-v/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 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 wdt drivers.

if GetDepend('RT_USING_WDT'):

    src += ['drv_wdt.c']

# add rtc drivers.

if GetDepend('RT_USING_RTC'):

    src += ['drv_rtc.c']

# add timer drivers.

if GetDepend('RT_USING_HWTIMER'):

    src += ['drv_hwtimer.c']

# add adc drivers.

if GetDepend('RT_USING_ADC'):

    src += ['drv_adc.c']

path = [cwd]

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

Return('group')

和GD32VF103_Firmware_Library文件夾中的SConscript是類似的。

bsp/gd32/risc-v/libraries/gd32_drivers/Kconfig文件結構如下：

if BSP_USING_USBD

    config BSP_USBD_TYPE_FS

        bool

        # 'USB Full Speed (FS) Core'

endif

1.2 Tools構建

該文件夾就是工程構建的腳本，

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，該函數的作用就是連接兩個或更多的路徑名。最后將BSP依賴的文件復制到指定目錄下。

在使用scons --dist命令打包的時候，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相關的庫以及內核文件提取出來，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，因此這里調用了bsp_update_board_kconfig方法修改。

1.3 gd32vf103v-eval構建

該文件夾就gd32vf103v-eval的具體BSP文件，文件結構如下：

在后面將具體講解如何構建該部分內容。

2 BSP移植

2.1GCC環境準備

RISC-V系列MCU使用的工具鏈是xPack GNU RISC-V Embedded GCC。

在配置交叉編譯工具鏈之前，需要下載得到GCC工具鏈的安裝包，然后解壓即可，也可配置環境變量。

GCC工具鏈下載地址：https://github.com/xpack-dev-tools/riscv-none-embed-gcc-xpack/releases/

根據自己的主機選擇相應的版本，下載完成解壓即可。

2.2 BSP工程制作

1.構建基礎工程

首先看看RT-Thread代碼倉庫中已有很多BSP，而我要移植的是RISC-V內核。這里參考GD32 ARM工程。最終目錄如下：

risc-v
docs #說明文檔
gd32vf103v-eval #具體BSP
libraries #庫文件
  gd32_drivers
  GD32VF103_Firmware_Library # GD官方固件庫
tools
  OpenOCD # OpenOCD下載調試工具
README.md

2.修改BSP構建腳本

bsp/gd32/risc-v/gd32vf103v-eval/SConstruct修改后的內容如下：

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)

env['ASCOM'] = env['ASPPCOM']

Export('RTT_ROOT')

Export('rtconfig')

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

if os.path.exists(SDK_ROOT + '/libraries'):

    libraries_path_prefix = SDK_ROOT + '/libraries'