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

Alt text

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

交叉工具链下载

XBURST1 工具链

支持芯片
- X1600 系列
适用于x86_64（64位）Linux系统： 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
适用于x86_64（64位） Win10/Win11操作系统： 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

XBURST2 工具链

支持芯片
- X2000 系列
- X2600 系列（MIPS主核）
适用于x86_64（64位）Linux系统：

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

适用于x86_64（64位） Win10/Win11操作系统：

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

RISC-V V0 工具链

支持芯片
- X2600 系列 (RISCV 小核)
适用于x86_64（64位）Linux host PC：

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

适用于x86_64（64位）Win10/Win11 host PC： 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

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

Linux 平台:

ftp://ftp.ingenic.com/DevSupport/Tools/USBBurner/cloner-latest-ubuntu.tar.gz

Windows 平台:

ftp://ftp.ingenic.com/DevSupport/Tools/USBBurner/cloner-latest-windows.zip

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

Windows 完整开发环境下载链接:

X16XX 裸机环境链接: https://pan.baidu.com/s/1RKk4Aeg_kKIdMjvm52c0Lw?pwd=uf28 提取码: uf28

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：

vscode 打开工程
选择cmake kits：cmake-kits "GCC for ingenic cross compile on Linux"
lunch(F5) 运行编译、调试
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:

vscode 打开创建好的工程文件夹，例如 projects/template 文件夹
选择cmake-kits "GCC for ingenic cross compile on Windows"
lunch(F5) 运行编译、调试
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.

选择芯片平台"x1600"
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

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。

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

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

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 = ../../

修改CMakelists.txt 工程名称例如:

Project(my_template)          # Modified

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

)

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
)

添加库路径

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

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。

1.表示目前处于debug菜单栏，显示各种调试相关的选项视图。
2.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
3.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。
4.在该区域可以手动添加断点。
5.函数的调用堆栈
6.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。

ingenic / libbare-cpu

libbare-cpu 介绍

系统结构

源码目录结构

lib 目录说明

开发环境搭建

交叉工具链下载

XBURST1 工具链

XBURST2 工具链

RISC-V V0 工具链

U-BOOT 下载

烧录工具下载

使用方法

2.1 Linux 平台开发

2.1.1 基于Makefile编译

2.1.2 基于cmake构建

2.1.3 基于vscode 集成开发环境

2.2 windows 平台开发

2.2.1 基于vscode集成开发环境

2.2.2 基于命令行编译

3. 程序烧录

烧录配置

3.1 选择烧录配置

3.2 选择烧录镜像

3.3 spl 启动 raw driver

3.3.1 uboot 编译 spl

3.3.2 减少 spl 所占空间修改

4. 创建工程

4.1 基于已有工程

在线调试

5 JDI调试

5.1.准备调试环境

5.2. 调试说明

6 开发板调试

简介

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使用方法

2.1 Linux 平台开发

2.1.1 基于Makefile编译

2.1.2 基于cmake构建

2.1.3 基于vscode 集成开发环境

2.2 windows 平台开发

2.2.1 基于vscode集成开发环境

2.2.2 基于命令行编译

3. 程序烧录

烧录配置

3.1 选择烧录配置

3.2 选择烧录镜像

3.3 spl 启动 raw driver

3.3.1 uboot 编译 spl

3.3.2 减少 spl 所占空间修改

4. 创建工程

4.1 基于已有工程

在线调试

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5.1.准备调试环境

5.2. 调试说明

6 开发板调试

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