RT-Thread 组件 FinSH 使用时遇到的问题

一、FinSH 的移植与使用问题

FinSH组件输入无反应的问题

  • 现象:当打开 finsh 组件后,控制台会打相应的信息,如下图说是:
 \ | /
- RT -     Thread Operating System
 / | \     3.1.5 build Jul  6 2022
 2006 - 2020 Copyright by rt-thread team
do components initialization.
initialize rti_board_end:0 done
initialize finsh_system_init:0 done
RT-Thread Start......
msh >

但是输入回车或任意内容时,无反应。当然导致这样的现象有两种可能,一种可能是未正常开启相应的配置,第二种是未对接收字符的函数进行实现,具体看下面内容

  • FinSH 组件在 rtconfig.h 中的配置,如下所示:
/* --------------------------------- RT-Thread 内核部分 --------------------------------- */
 
/* 表示内核对象的名称的最大长度,若代码中对象名称的最大长度大于宏定义的长度,
 * 多余的部分将被截掉。*/
#define RT_NAME_MAX    8

/* 字节对齐时设定对齐的字节个数。常使用 ALIGN(RT_ALIGN_SIZE) 进行字节对齐。*/
#define RT_ALIGN_SIZE   4

/* 定义系统线程优先级数;通常用 RT_THREAD_PRIORITY_MAX-1 定义空闲线程的优先级 */
#define RT_THREAD_PRIORITY_MAX  32

/* 定义时钟节拍,为 100 时表示 100 个 tick 每秒,一个 tick 为 10ms */
#define RT_TICK_PER_SECOND  1000

/* 检查栈是否溢出,未定义则关闭 */
#define RT_USING_OVERFLOW_CHECK

/* 定义该宏开启 debug 模式,未定义则关闭 */
#define RT_DEBUG

/* 开启 debug 模式时:该宏定义为 0 时表示关闭打印组件初始化信息,定义为 1 时表示启用 */
#define RT_DEBUG_INIT 1

/* 开启 debug 模式时:该宏定义为 0 时表示关闭打印线程切换信息,定义为 1 时表示启用 */
#define RT_DEBUG_THREAD 0

/* 定义该宏表示开启钩子函数的使用,未定义则关闭 */
//#define RT_USING_HOOK

/* 定义了空闲线程的栈大小 */
#define IDLE_THREAD_STACK_SIZE 1024

FinSH 移植

FinSH 组件使用有三种种方式,如下:

  1. 通过 rt_hw_console_getchar() 函数获取控制台数据
    FinSH 线程的使用方式主要是通过实现rt_hw_console_getchar()函数,获取控制台输入的数据,具体方式看我之前的笔记,STM32 移植 RT-Thread 标准版的 FinSH 组件

  2. 通过外设驱动中的 数据流(stm32_getc函数) 获取控制台数据
    具体实现方式见UART外设的移植,稍后我也会将我移植的过程发出来,有需要的可以看我之后的笔记。

  3. 通过外设驱动中的 中断方式 获取控制台数据
    中断的方式包涵了DMA的方式获取控制台数据。

注意: 第二和第三中方式其实都是通过RT-Thread中的外设驱动获取的,这里我为啥会将 数据流和中断 分开说明,是因为他们之间会引入一个新的问题,具体见之后的流程

二、设备为空问题

  • 现象:msh >(dev != RT_NULL) assertion failed at function:rt_device_read, line number:320

  • 原因:出现这个现象主要是在注册设备的时候导致的,在注册设备的时候才用了数据流的方式回去了数据,如下所示:

    /* 配置串口设备 */
    result = rt_hw_serial_register(&uart_obj[i].serial, uart_obj[i].config->name,
                                       RT_DEVICE_OFLAG_RDWR 
                                       | RT_DEVICE_FLAG_INT_RX  
                                       | RT_DEVICE_FLAG_INT_TX
                                       , NULL);
    
    

    相应的配置宏如下所示:

    #define RT_DEVICE_FLAG_RDONLY       0x001 /* 只读 */
    #define RT_DEVICE_FLAG_WRONLY       0x002 /* 只写  */
    #define RT_DEVICE_FLAG_RDWR         0x003 /* 读写  */
    #define RT_DEVICE_FLAG_REMOVABLE    0x004 /* 可移除  */
    #define RT_DEVICE_FLAG_STANDALONE   0x008 /* 独立   */
    #define RT_DEVICE_FLAG_SUSPENDED    0x020 /* 挂起  */
    #define RT_DEVICE_FLAG_STREAM       0x040 /* 流模式  */
    #define RT_DEVICE_FLAG_INT_RX       0x100 /* 中断接收 */
    #define RT_DEVICE_FLAG_DMA_RX       0x200 /* DMA 接收 */
    #define RT_DEVICE_FLAG_INT_TX       0x400 /* 中断发送 */
    #define RT_DEVICE_FLAG_DMA_TX       0x800 /* DMA 发送 */
    
    

    认真思考的小伙伴就会存在一个疑问,为啥将数据接收注册为 流模式 会导致设备为空了,可以猜测在某处导致了设备丢失,我们仔细找一下代码就会发现在shell.c文件中,通过了中断的方式打开了设备,如下图所示:

    现在原因找到了,那么解决方式有两种,如下所示:

解决办法

  1. 将注册设备时,改为中断接收的方式注册设备

  2. 将shell.c文件中的发开方式改为流模式即可,只需要将 RT_DEVICE_FLAG_INT_RX 屏蔽,如下所示:

    void finsh_set_device(const char *device_name)
    {
    	rt_device_t dev = RT_NULL;
    
    	RT_ASSERT(shell != RT_NULL);
    	dev = rt_device_find(device_name);
    	if (dev == RT_NULL)
    	{
    		rt_kprintf("finsh: can not find device: %s\n", device_name);
    		return;
    	}
    
    	/* check whether it's a same device */
    	if (dev == shell->device) return;
    	/* open this device and set the new device in finsh shell */
    	if (rt_device_open(dev, RT_DEVICE_OFLAG_RDWR |  
    //					RT_DEVICE_FLAG_INT_RX |		
    					RT_DEVICE_FLAG_STREAM) == RT_EOK)
    	{
    		if (shell->device != RT_NULL)
    		{
    			/* close old finsh device */
    			rt_device_close(shell->device);
    			rt_device_set_rx_indicate(shell->device, RT_NULL);
    		}
    
    		/* clear line buffer before switch to new device */
    		memset(shell->line, 0, sizeof(shell->line));
    		shell->line_curpos = shell->line_position = 0;
    
    		shell->device = dev;
    		rt_device_set_rx_indicate(dev, finsh_rx_ind);
    	}
    }
    
    

    ** 注意:** 改为流模式后,会发现一个奇怪的现象,就是当你使用调试模式时,可以正常接收指令,但是正常运行时,就无任何响应,遇到这样的现象不要慌,接着往下看。

三、FinSH 卡死问题

  • 现象:FinSH线程卡死,明显的发现就是,使用调试模式时,可以正常接收指令,但是正常运行时,就无任何响应。

  • 原因:深入分析后,会在 shell.c 文件中的 finsh_getchar 函数中看到信号量的使用,如下图所示:

    现在原因找到了,那么我们只需要在适当的时候释放信号量即可,那我们在找找看看有么有信号释放的函数,接下来我们会发现在 shell.c 文件中 finsh_rx_ind 函数就是释放信号量的,如图所示:

    那么新的问题又来了,怎么调用这个函数了,因为在shell.h文件中也没有这个函数的定义, 不要怕我们接着找,最后在shell.c 文件中的 finsh_set_device 函数中,会将释放信号量的函数指针放入 rt_device 结构体中,如下图所示:

    那么问题就变得简单了,解决办法如下

  • 解决办法:我们已经知道怎么释放信号量了,所以只需要在 数据接收函数(stm32_getc)中,完成数据接收后,释放信号量即可,如下所示:

    /**
     * 接收一个字符数据 
     */
    static int stm32_getc(struct rt_serial_device *serial)
    {
    	int ch;
    	struct stm32_uart *uart;
        RT_ASSERT(serial != RT_NULL);
        uart = rt_container_of(serial, struct stm32_uart, serial);
    
    	ch = -1;
        if (USART_GetFlagStatus(uart->handle.Instance, USART_FLAG_RXNE) != RESET)
    {
    #if defined(SOC_SERIES_STM32L4) || defined(SOC_SERIES_STM32F7) || defined(SOC_SERIES_STM32F0) \
        || defined(SOC_SERIES_STM32L0) || defined(SOC_SERIES_STM32G0) || defined(SOC_SERIES_STM32H7) \
        || defined(SOC_SERIES_STM32G4)
            ch = uart->handle.Instance->RDR & 0xff;
    #else		
    //		ch = (uint16_t)uart->handle.Instance->DR & (uint16_t)0x00ff;
    		ch = (char)USART_ReceiveData(uart->handle.Instance);
    #endif
    			
    	}
    	
    	/* 调用设备接收数据回调,释放信号量  */
    	uart->serial.parent.rx_indicate(&serial->parent, 0);
    	return ch;
    }
    
    

四、测试

解决完问题后,在控制台输入回车有相应的回应就没问题,如下图所示:

张贴在2