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如何用Ubuntu qemu跑zephyr_polling的蓝牙

发布于 2023-03-31 14:54:34 浏览：444 订阅该版

[tocm]

# rtthread_uart

rtthread平台下通用uart接口实现。

## Ubuntu平台下利用qemu实现蓝牙功能

### 搭建 RT-Thread QEMU 环境

参考 [文档：在 Ubuntu 平台开发 RT-Thread](https://www.rt-thread.org/document/site/#/rt-thread-version/rt-thread-standard/application-note/setup/qemu/ubuntu/an0005-qemu-ubuntu.md) 完成 RT-Thread qemu 环境的搭建。目前我们使用**qemu-vexpress-a9**的bsp环境。

#### 配置 zephyr_polling 软件包

1、在 **qemu-vexpress-a9** BSP 根目录输入：

```shell
scons --menuconfig
```

2、进入 RT-Thread online packages → IoT - internet of things 目录即可看到 zephyr_polling软件包，勾选软件包。

![image-20230324162232170](https://markdown-1306347444.cos.ap-shanghai.myqcloud.com/img/image-20230324162232170.png)

3、配置 zephyr_polling项目的参数，如下述配置chipset选common，example选beacon，platform选rtthread_uart。

![image-20230324162304667](https://markdown-1306347444.cos.ap-shanghai.myqcloud.com/img/image-20230324162304667.png)

4、选择HCI接口参数

这里 The uart for HCI Transport 默认输入 “**uart1**” 就好

![image-20230324162430691](https://markdown-1306347444.cos.ap-shanghai.myqcloud.com/img/image-20230324162430691.png)

保存后退出。

#### 下载软件包

使用 scons --menuconfig 命令后会安装及初始化 Env 工具，并在 home 目录下面生成 “.env” 文件夹，此文件夹为隐藏文件夹，切换到 home 目录，使用 ls 命令可查看所有目录和文件。

```shell
$ ls ~/.env
env.sh  local_pkgs  packages  tools
```

运行 **env.sh** 会配置好环境变量，让我们可以使用 **pkgs** 命令来更新软件包，执行

```shell
$ source ~/.env/env.sh
```

使用 **pkgs --update** 命令下载 NimBLE 软件包到 BSP 目录下的 packages 文件夹里。

```shell
$ pkgs --update
```

### btproxy方式

本节是参考：[QEMU BLE (rt-thread.org)](https://www.rt-thread.org/document/site/#/rt-thread-version/rt-thread-standard/application-note/setup/qemu/qemu-ble/qemu_ble?id=qemu-环境运行-ble)。

如果你手头有一个USB蓝牙dongle。只要Ubuntu能识别的都可以使用。

#### 环境介绍

本次搭建环境所使用的资源和版本为：

- Ubuntu 18.04
- Bluez - v5.55
- ell - v0.35
- qemu - v2.11.1
- RT-Thread - v5.0.0
- 一个蓝牙适配器

#### 环境搭建

环境搭建主要分为两部分，

1. bluez 的编译
2. Ubuntu里 RT-Thread QEMU 环境的搭建

首先需要更新源：

```shell
sudo apt update
sudo apt upgrade
```

安装所需要的依赖：

```shell
sudo apt install git automake libtool libelf-dev elfutils libdw-dev libjson-c-dev libical-dev libreadline-dev libglib2.0-dev libdbus-1-dev libudev-dev libncurses5-dev python3 python3-pip qemu
```

#### bluez 编译安装

bluez 里有许多实用的工具，例如 `btproxy`，但是 Ubuntu 自带的 bluez 并未将这些工具都编译出来，因此需要我们重新编译 bluez。

在相同目录下克隆获取 0.35 版本的 ell，5.55 版本的 bluez 。

```shell
git clone -b 0.35 git://git.kernel.org/pub/scm/libs/ell/ell.git
git clone -b 5.55 https://github.com/bluez/bluez.git
```

最终 ell 和 bluez 应该在同一个目录级别下，目录结构为：

```shell
.
    |--- ell
    |    |--- ell
    |    |--- unit
    |--- bluez
    |    |--- src
    |    |--- tools
```

然后输入下述命令编译 bluez：

```shell
cd bluez
./bootstrap-configure --disable-android --disable-midi --disable-mesh
make
```

注意，这个时候会报错，但是不用管，tools目录下已经有所需的`btproxy`。

![image-20230324161225919](https://markdown-1306347444.cos.ap-shanghai.myqcloud.com/img/image-20230324161225919.png)

![image-20230324161324577](https://markdown-1306347444.cos.ap-shanghai.myqcloud.com/img/image-20230324161324577.png)

#### QEMU 运行 BLE

qemu 运行 BLE 时，本质上还是在和物理机的蓝牙设备通信，下面介绍如何在 qemu 环境中使用蓝牙设备。

首先输入 `hciconfig` 查看本机的蓝牙设备，

![image-20230324161621296](https://markdown-1306347444.cos.ap-shanghai.myqcloud.com/img/image-20230324161621296.png)

我这里是 hci0 蓝牙设备，需要保证上述红框框住的部分为 `DOWN`，也就是该蓝牙设备未打开，否则需要输入下述命令关闭该蓝牙设备：

```shell
sudo hciconfig hci0 down
```

然后进入 bluez 的 tools 目录，输入命令为该蓝牙设备创建一个代理（proxy）。

```shell
sudo ./btproxy -u -i 0
```

其中 `-u` 代表使用 Unix Server，默认路径为 `/tmp/bt-server-bredr`，`-i 0` 指使用 hci0 蓝牙设备，如果是 hci1 蓝牙设备，则需更改为 `-i 1` 。运行成功后会有下述显示：

![image-20230324161708541](https://markdown-1306347444.cos.ap-shanghai.myqcloud.com/img/image-20230324161708541.png)

然后在 RT-Thread 的 bsp/qemu-vexpress-a9 目录下编译运行：

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

即可成功在 qemu 环境里与蓝牙卡片交互，下面稍微介绍下原理和注意事项。

qemu 命令参数里与串口相关的有 `-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 去访问蓝牙设备。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。**

若成功运行，则在 btproxy 界面会有如下显示：

![image-20230324161832389](https://markdown-1306347444.cos.ap-shanghai.myqcloud.com/img/image-20230324161832389.png)

若蓝牙设备未关闭，则会显示设备或资源忙：

![image-20230324162718229](https://markdown-1306347444.cos.ap-shanghai.myqcloud.com/img/image-20230324162718229.png)

建议每次运行前都关闭一次蓝牙设备：`sudo hciconfig hci0 down` 。

#### 测试运行

而后输入**zephyr_polling_init**既可以运行demo工程了。可以看到蓝牙地址是**11:22:33:44:55:66**。

![image-20230324162928956](https://markdown-1306347444.cos.ap-shanghai.myqcloud.com/img/image-20230324162928956.png)

用nordic的app搜索，就可以看到发送的beacon数据包了。

![ca9bcd0d5bf31ddaed5fcc9ef7f9053](https://markdown-1306347444.cos.ap-shanghai.myqcloud.com/img/ca9bcd0d5bf31ddaed5fcc9ef7f9053.jpg)

### 串口方式

本节是参考：[RT-Thread-QEMU下运行NimBLERT-Thread问答社区 - RT-Thread](https://club.rt-thread.org/ask/article/47e1aad061e7a53c.html)。

如果你手头就是一个uart设备，系统中还没驱动的情况下。

#### 环境介绍

本次搭建环境所使用的资源和版本为：

- Ubuntu 18.04
- qemu - v2.11.1
- RT-Thread - v5.0.0
- 一个蓝牙UART模组

#### 环境搭建

连接蓝牙 Control 芯片（使用 pts_dongle 进行演示，将其直接连接电脑）。

需要注意，下面的**/dev/ttyACM0**需要根据具体情况调整，看你实际的串口是哪个。Linux串口是默认普通用户没有读写权限的，每次开机后对串口读写都要附加权限。

```shell
sudo chmod 666 /dev/ttyACM0
qemu-system-arm -M vexpress-a9 -smp cpus=2 -kernel rtthread.bin -nographic -sd sd.bin -serial mon:stdio -serial /dev/ttyACM0
```

#### 测试运行

而后输入**zephyr_polling_init**既可以运行demo工程了。可以看到蓝牙地址是**c0:07:e8:e1:2d:e8**。

![1679647130430](https://markdown-1306347444.cos.ap-shanghai.myqcloud.com/img/1679647130430.png)

用nordic的app搜索，就可以看到发送的beacon数据包了。

![98692c1fb1c5df8fc5bb681531b37d7](https://markdown-1306347444.cos.ap-shanghai.myqcloud.com/img/98692c1fb1c5df8fc5bb681531b37d7.jpg)