简单了解一下小米 vela

0x00 小米 vela

前段时间小米推出了 vela 物联网平台，vela 就是基于 NuttX 打造的物联网开发平台。

小米对 NuttX 的评价：

1. NuttX 对 POSIX 标准有原生兼容：NuttX 是可商用化 RTOS 中唯一一个对 POSIX API 有原生支持的实时操作系统，所以很多 Linux 社区的开源软件可以很方便的移植到 NuttX 上，这样可以极大的简化开源软件移植，方便代码复用，降低学习曲线，其它 RTOS 需要适配层把 POSIX API 转成内部 API，而且通常只兼容一小部分的 POSIX 接口。
2. 完成度高：NuttX 集成了文件系统、网络协议栈、图形库和驱动框架，减少开发成本。
3. 模块化设计：所有组件甚至组件内部特性，都可以通过配置 Kconfig 来调整或关闭，可按需对系统进行裁剪，适用于不同产品形态。
4. 代码精简：所有组件都是从头编码，专门对代码和数据做了优化设计。
5. 轻量级：虽然 NuttX 实现了传统操作系统的所有功能，但是最终生成的代码尺寸还是可以很小（最小配置不到 32KB，最大配置不超过 256KB）。
6. 和 Linux 系统的兼容性：因为 NuttX 整体设计、代码组织，编译过程和 Linux 非常接近，将会极大地降低 Android/Linux 开发者的迁移成本。
7. 活跃开放的社区：很多厂商（比如小米、Sony，乐鑫、NXP 等）和开源爱好者都在积极回馈社区。

不难看出小米对 NuttX 的评价很不错。所以我也来赶紧学习一波，做了一个简单的了解，作为自己的技术储备。

0x01 安装配置

环境： Ubuntu20.04 系统、ARM GUN 2019q4 版本 gcc、openocd 0.10 版本

安装 ARM gcc 工具链，如果开发板是用其他的架构 cpu 请去安装其他架构下相应的版本工具链，我这里是 ARM 的。

sudo mkdir /opt/gcc
sudo chgrp -R users /opt/gcc
cd /opt/gcc
wget https://developer.arm.com/-/media/Files/downloads/gnu-rm/9-2019q4/gcc-arm-none-eabi-9-2019-q4-major-x86_64-linux.tar.bz2
tar xf gcc-arm-none-eabi-9-2019-q4-major-x86_64-linux.tar.bz2

配置工具链到系统环境变量

echo "export PATH=/opt/gcc/gcc-arm-none-eabi-9-2019-q4-major/bin:$PATH" >> ~/.bashrc

下载 nuttx 、apps、tools 三个 nuttx 系统源码及构建工具

mkdir nuttxWS
cd nuttxWS
git clone https://github.com/apache/incubator-nuttx.git nuttx
git clone https://github.com/apache/incubator-nuttx-apps apps
git clone https://bitbucket.org/nuttx/tools.git tools

安装 kconfig ，构建工具。注意：低于 ubuntu20 版本的安装要少许麻烦一些

$ apt install kconfig-frontends

查看 nuttx 支持的板卡

$ cd nuttxWS
$ ./tools/configure.sh -L | less

选择相应的板卡及其支持的应用程序进行配置

$ cd nuttxWS
$ ./tools/configure.sh -l <board-name>:<config-dir>
# for instance:
$ ./tools/configure.sh -l stm32f103-minimum:nsh

运行 menuconfig 进行自定义配置

$ make menuconfig

0x02 编译运行

配置完成后编译 NuttX 系统

$ make -j$(nproc)

编译完成后会在 nuttx 目录下生成一个 nuttx.bin 文件，接下来把他下载到板子是运行
首先安装 openocd

$ sudo apt install openocd

如果使用 apt 安装的 openocd 版本过低，就自己从源码安装一下 openocd 即可

Openocd 安装好之后，正确连接板卡和电脑，下载程序。
烧写程序之前可以先打开串口，当系统正常运行起来之后可以在串口中观察到 nsh> 命令行。注意，我这边是 stlink 的虚拟串口所以是 ACM0，你的如果不是虚拟串口，可能是 USB0 之类的。

$  picocom -b 115200 /dev/ttyACM0

下载程序需要注意正确选择你使用的下载器和板卡对应的 .cfg 文件

$ cd nuttxWS
$ openocd -f interface/stlink-v2-1.cfg -f target/stm32f1x.cfg -c 'init'  -c 'program nuttx.bin 0x08000000 verify reset' -c 'shutdown'

如果程序正常运行了就可以在中观察到信息，输入 help 命令就可以查看支持的命令列表。如果没有看到信息，reset 一下板子。

修改配置编译一个 blinking 控制 led 的程序

回到 nuttx 目录下清除原来的配置，重新生成，在 menuconfig 中检查 led 相关配置是否设置成功。在 NSH library 中使能 printf 功能。

$ cd nuttxWS/nuttx
$ make distclean
$ ./tools/configure.sh -l stm32f103-minimum:userled
$ make menuconfig
$ make -j$(nproc)

编译完成后下载到板卡上，打开串口，按一下 reset 连接上板子就可以在串口看到输出的信息了。直接执行 leds ，可以看到板卡上的 led 已经正常运行起来了。

今天就先点个灯了解一下，其他的内容，等我翻翻 NuttX 源码在学习一下。