RT-Thread qemu 环境运行 BLE

发布于 2021-07-20 20:17:07    浏览:270

RT-Thread qemu 环境运行 BLE

最近在基于 RT-Thread 环境开发 BLE,觉得每次都需要烧录代码到开发板太麻烦了,想利用 RT-Thread 的 qemu 环境开发 BLE 应用,于是我想起了之前使用 Zephyr 时,它提供的 qemu 环境能够直接访问物理机上的 Bluetooth Controller,也就是说,qemu 环境里运行 Bluetooth Host,能够直接发送 HCI 命令给 Controller,从而达到在 qemu 环境里运行 BLE 应用的目的。

并且这种 qemu Host + 物理机 Controller 的模式,能够直接使用物理机自带的蓝牙控制器,也可以接入外部的蓝牙卡片充当控制器,十分灵活。下面介绍如何在 RT-Thread 的 qemu 环境里接入 Bluetooth Controller 。

环境安装

这里的环境安装主要是编译 bluez 的源码,因为实现该功能需要 bluez 提供的工具 btattachbtproxybtmon,一般系统自带的 bluez 并未编译这些工具,所以最好自己编译 bluez 的源码。如何编译 bluez 的源码,可以参考我之前的文章 Zephyr - Bluetooth 环境搭建 - QEMU 篇

btproxy 配置

首先需要确定物理机内拥有 Bluetooth Controller,如何利用外接的蓝牙卡片充当 Controller 在以后的文章里介绍,在命令行输入 hciconfig ,一般会有下述信息显示:

这就代表系统内有了 hci0 这个设备。

之后关闭 Controller,再利用 btproxy 工具创建一个 Bluetooth Controller 的代理(proxy),命令如下:

tangjia@FA001334:~/bluez$ sudo systemctl stop bluetooth
tangjia@FA001334:~/bluez$ sudo tools/btproxy -u -i 0

其中 -u 代表使用 Unix Server,默认路径为 /tmp/bt-server-bredr-i 0 代表使用 hci0 设备。上述命令执行完后应该会有下述显示:

说明 btproxy 把 hci0 设备和 /tmp/bt-server-bredr 设备之间建立了联系,其他程序可以通过 /tmp/bt-server-bredr 这个设备访问 hci0 设备,从而访问 Bluetooth Controller 。

qemu 配置

目前在 R 的 qemu-vexpress-a9 环境里,运行 qemu 程序的命令为:

qemu-system-arm -M vexpress-a9 -kernel rtthread.bin -serial stdio -sd sd.bin

只需要更改执行命令为:

qemu-system-arm -M vexpress-a9 -kernel rtthread.bin -sd sd.bin -serial mon:stdio -serial unix:/tmp/bt-server-bredr

即可成功在 qemu 环境里与 Bluetooth Controller 交互,下面稍微介绍下原理和注意事项。

新增加的 qemu 命令参数为 -serial mon:stdio -serial unix:/tmp/bt-server-bredr-serial 参数的介绍为:

-serial dev redirect the serial port to char device 'dev'

这个参数将 qemu 程序的串口重定向到物理机的设备文件,

第一个-serial mon:stdio 将 qemu 里的 uart0 重定向到了物理机的 stdio 设备文件,而且在 qemu 程序里 uart0 用作 msh 命令行工具,类似 stdio,因此我们可以在物理机上看到 qemu 程序的打印数据,也可以输入命令。

第二个 -serial unix:/tmp/bt-server-bredr 是将 qemu 里的 uart1 重定向到物理机的 /tmp/bt-server-bredr 文件,而这个文件又是 hci0 设备的代理,因此从 qemu 程序的角度来看,就是使用 H4 协议,通过 uart1 去访问 Bluetooth Controller。uart1 的波特率使用 115200 即可(未找到说明,但一般都是这样使用)。

注意:上述两个 -serial 的顺序不能颠倒,否则 qemu 程序无法正常运行。

测试

我使用了目前正在开发的 hm 组件来测试环境是否搭建正常,hm 是 HCI-Middleware 的简称,是我在开源软件供应链点亮计划 - 暑期2021活动中开发的项目,它的用途是一个 HCI Transport 的通用组件,方便不同的蓝牙卡片对接,能够灵活地对接到不同的开源蓝牙协议栈,由于正在开发,只能简单地测试一下 qemu 环境能否使用蓝牙 Controller 。

输入命令运行程序:

qemu-system-arm -M vexpress-a9 -kernel rtthread.bin -nographic -serial mon:stdio -serial unix:/tmp/bt-server-bredr

可以看见 RT-Thread 环境已经启动了,

并且 btproxy 界面里也显示有 client 连接了这个代理。

运行单元测试,测试成功,

并且在 btmon 监控 HCI 命令的界面,

可以看见发送了三条测试 HCI 命令,并且 Controller 返回了相应数据,因此 qemu 环境成功访问物理机的 Bluetooth Controller 。


如何在搭建环境或者实际使用中遇到了问题,欢迎联系我。

如果有对蓝牙感兴趣的小伙伴,欢迎加入 RT-Thread 开源社区的 BLE 小组。

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