在Xilinx ZCU102上移植ThreadX SMP
在Xilinx ZCU102上移植ThreadX SMP
- ZCU102移植ThreadX SMP
- 准备工作
- 获取例程
- 安装Xilinx SDK 2018.03
- 移植
- 导入例程
- FSBL引导
- 编译
- 运行
- 验证SMP
- 如何在tx工程中使用xil_printf辅助调试
- 方法如下：
ZCU102移植ThreadX SMP
准备工作
获取例程
ThreadX官方没有直接提供Xilinx ZCU102的移植例程，但是可以发邮件给azure-rtos-support@microsoft.com或者sclarson@microsoft.com，说明你想要移植的板子，就会发给你。
我收到了两个例程：
- zcu102_cortex-a53_smp_full_source.zip
- zcu102_cortex-r5_full_source.zip
百度盘链接
提取码：am85
前者cortex-a53例程支持SMP，cortex-r5例程不支持。
我只运行了cortex-a53例程，若cortex-r5例程有所不同则仅供参考。
安装Xilinx SDK 2018.03
cortex-a53例程是用Xilinx SDK 2018.02完成的，但是当我安装完2018.02版本，导入并编译成功后，运行时没有任何反应。
查到是因为我使用的ZCU102套件(Kit label大于0432055-05）是新版的，不能在2018.02版本使用。参考
我也试过Vitis 2020.02，可能版本差太多，导入失败。
SDK 2019.01可以编译，不过后续没有尝试。
移植
导入例程
1.创建一个存放工程的文件夹。
2.打开SDK 2018.03，选择工程文件夹的路径，点击OK
3.左上角菜单栏选择 File->Import ，弹出如下窗口，选择General->Existing Projects into Workspcae，点击Next。
4.点击Select root directory右边的Browse…，选择cortex-a53例程，点击确定。
5.如果不需要网络，那么只需要勾选：
- demo_threadx
- tx
- libmetal
- zcu102_apu_bsp（这个版本有点低，后面没有用到）
- ZCU102_hw_platform
点击Finish。
FSBL引导
导入工程后，还不能直接编译运行，还要创建一个FSBL应用程序作为引导，因为原来的psu_init已经不适用了。参考
1.File->New->Application Project，输入工程名，其他都一样的选择，Next。
2.选择Zynq MP FSBL模版，再点Finish。
编译
1.依次右键编译 Build Project：
- tx
- libmetal
- fsbl
2.右键demo_threadx，Properties->Project References，去掉zcu102_apu_bsp的勾选，再勾选fsbl_bsp。
3.再点C/C++ General->Paths and Symbols，在右侧Includes标签栏中，Edit原来zcu102_apu_bsp的头文件路径，改为fsbl_bsp的头文件。
4.在右侧Library Paths标签栏中，Edit原来zcu102_apu_bsp的库路径，改为fsbl_bsp的库，点OK保存。
5.右键编译demo_threadx。
运行
1.右键 fsbl 工程，Run as->Run Configurations…
2.双击Xilinx C/C++ application(System Debugger)
3.在右侧Target Setup标签栏，去掉Run psu_init的勾选。
4.开启ZCU102，点击Run，串口输出：
5.对demo_threadx工程重复前四个步骤，弹出是否终止已经运行的工程选择是。
验证SMP
tx_thread_smp_core_get() 函数可以返回该线程被哪个核执行，利用它改写demo_threadx.c文件。
大概过程就是：有4个线程不停将运行自身的核心编号存储在一个数组中，还有一个线程则不停打印数组和自身的核心编号。
因为cortex-a53有4个核心，所以设置了5个线程。
修改后的demo_threadx.c：
#include "tx_api.h"/* XXX prevent xil_types.h from redefining LONG and ULONG types */
#define LONG LONG
#define ULONG ULONG#include "xil_printf.h"#define DEMO_STACK_SIZE 1024
#define DEMO_BYTE_POOL_SIZE 9120
#define DEMO_BLOCK_POOL_SIZE 100
#define DEMO_QUEUE_SIZE 100/* Define the ThreadX object control blocks... */
TX_THREAD thread_0;
TX_THREAD thread_1;
TX_THREAD thread_2;
TX_THREAD thread_3;
TX_THREAD thread_4;
TX_QUEUE queue_0;
TX_SEMAPHORE semaphore_0;
TX_MUTEX mutex_0;
TX_EVENT_FLAGS_GROUP event_flags_0;
TX_BYTE_POOL byte_pool_0;
TX_BLOCK_POOL block_pool_0;/* Define the counters used in the demo application... */
ULONG thread_0_counter;
ULONG thread_1_counter;
ULONG thread_1_messages_sent;
ULONG thread_2_counter;
ULONG thread_2_messages_received;
ULONG thread_3_counter;
ULONG thread_4_counter;UCHAR memory_pool[DEMO_BYTE_POOL_SIZE];/* Define thread prototypes. */
void thread_0_entry(ULONG thread_input);
void thread_1_entry(ULONG thread_input);
void thread_2_entry(ULONG thread_input);
void thread_3_entry(ULONG thread_input);
void thread_4_entry(ULONG thread_input);int core_num[4];//暂存核心编号/* Define main entry point. */
int main()
{/* Enter the ThreadX kernel. */tx_kernel_enter();
}/* Define what the initial system looks like. */void tx_application_define(void *first_unused_memory)
{CHAR *pointer;/* Create a byte memory pool from which to allocate the thread stacks. */tx_byte_pool_create(&byte_pool_0, "byte pool 0", memory_pool, DEMO_BYTE_POOL_SIZE);/* Put system definition stuff in here, e.g. thread creates and other assortedcreate information. *//* Allocate the stack for thread 0. */tx_byte_allocate(&byte_pool_0, (VOID **) &pointer, DEMO_STACK_SIZE, TX_NO_WAIT);/* Create the main thread. */tx_thread_create(&thread_0, "thread 0", thread_0_entry, 0, pointer, DEMO_STACK_SIZE, 1, 1, TX_NO_TIME_SLICE, TX_AUTO_START);/* Allocate the stack for thread 1. */tx_byte_allocate(&byte_pool_0, (VOID **) &pointer, DEMO_STACK_SIZE, TX_NO_WAIT);tx_thread_create(&thread_1, "thread 1", thread_1_entry, 1, pointer, DEMO_STACK_SIZE, 16, 16, 4, TX_AUTO_START);/* Allocate the stack for thread 2. */tx_byte_allocate(&byte_pool_0, (VOID **) &pointer, DEMO_STACK_SIZE, TX_NO_WAIT);tx_thread_create(&thread_2, "thread 2", thread_2_entry, 2, pointer, DEMO_STACK_SIZE, 16, 16, 4, TX_AUTO_START);/* Allocate the stack for thread 3. */tx_byte_allocate(&byte_pool_0, (VOID **) &pointer, DEMO_STACK_SIZE, TX_NO_WAIT);tx_thread_create(&thread_3, "thread 3", thread_3_entry, 3,pointer, DEMO_STACK_SIZE,4, 4, TX_NO_TIME_SLICE, TX_AUTO_START);/* Allocate the stack for thread 4. */tx_byte_allocate(&byte_pool_0, (VOID **) &pointer, DEMO_STACK_SIZE, TX_NO_WAIT);tx_thread_create(&thread_4, "thread 4", thread_4_entry, 4,pointer, DEMO_STACK_SIZE,4, 4, TX_NO_TIME_SLICE, TX_AUTO_START);
}/* Define the test threads. */
void thread_0_entry(ULONG thread_input)
{while(1){core_num[0] = tx_thread_smp_core_get();tx_thread_sleep(100);}
}void thread_1_entry(ULONG thread_input)
{while(1){core_num[1] = tx_thread_smp_core_get();tx_thread_sleep(200);}
}void thread_2_entry(ULONG thread_input)
{while(1){core_num[2] = tx_thread_smp_core_get();tx_thread_sleep(150);}
}void thread_3_entry(ULONG thread_input)
{while(1){xil_printf("thread_0 : core %lu\r\n",core_num[0]);xil_printf("thread_1 : core %lu\r\n",core_num[1]);xil_printf("thread_2 : core %lu\r\n",core_num[2]);xil_printf("thread_3 : core %lu\r\n",_tx_thread_smp_core_get());xil_printf("thread_4 : core %lu\r\n",core_num[3]);tx_thread_sleep(100);}
}void thread_4_entry(ULONG thread_input)
{while(1){core_num[3] = tx_thread_smp_core_get();tx_thread_sleep(200);}
}
结果：
原来一开始是每个线程各打各的信息，结果出来一堆乱序的结果，才改成这样。
现在想来，这其实也是一个多核运行的证据，如果是单核那么即使多线程也不会乱序。
core 0只有一开始引导用到，（猜测）可能是因为core 0需要运行一些隐藏线程，比如定时器线程之类，所以根据平衡分配线程的算法就没有给core 0再分配其他线程。
如何在tx工程中使用xil_printf辅助调试
例程中，是先编译tx工程生成一个libtx.a库文件，然后让demo_threadx工程包含这个库文件。所以tx工程中一开始不能使用xil_printf。
但如果想要探究ThreadX内部的机制，一般来说串口打印信息是必不可少的。
方法如下：
1.右键tx工程，Properties->Project References，勾选fsbl_bsp。
2.再点C/C++ General->Paths and Symbols，在右侧Includes标签栏中，Add头文件fsbl_bsp的路径/fsbl_bsp/psu_cortexa53_0/include。
3.再点C/C++ Build->Settings，在右侧Tool Settings标签栏中，点击ARM v8 gcc compiler->Inferred Options->Software Platform，在Software Platform Inferred Flags中填写-lxil。
4.打开tx/src/tx_port.h文件，在171行左右插入以下代码：
/* XXX prevent xil_types.h from redefining LONG and ULONG types */
#define LONG LONG
#define ULONG ULONG
#include "xil_printf.h"
这是避免ThreadX和Xilinx SDK之间关于LONG 和ULONG 的重复定义。
再重新编译tx即可。
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