【.Net Micro Framework PortingKit – 14】TinyCLR编译与测试

在前面的系列文章中我们不厌其烦地一一介绍了在NativeSample中如何开发和调试驱动。从今天开始，我们将介绍TinyCLR项目的相关知识，也许读者以为这又得需要洋洋洒洒十几篇才能介绍的完，其实不然，这将是该系列中唯一篇介绍TinyCLR的文章。

由于TinyCLR的相关代码与硬件无关，我们所做的就是根据实际需要，添加不同的Feature，此外就是合理配置堆栈和代码存储位置。其主要工作，具体地来说就是搞定/Solutions/STM3210E/TinyCLR目录下的TinyCLR.proj和scatterfile_tinyclr_mdk.xml文件。

TinyCLR.proj文件和NativeSample.proj的内容类似，不过额外要添加一些由托管代码（C#）写好的库，比较重要的就是mscorlib.pe，它是TinyCLR的核心文件，大小大概29k。这里也许读者会奇怪，它的扩展名为什么是pe而不是windows系统上的dll，其实.Net Micro Framework的托管代码编译和桌面版的没有什么不同，用的都是VS2008环境中的Csc.exe，我们的MF程序所引用的Program Files/Microsoft .NET Micro Framework/v4.0/Assemblies目录下的库（扩展名为dll的文件），其实就是由Csc.exe编译而成的，它和.Net Framework没有任何本质区别，可直接在彼此的工程中互为引用。换句话说dll文件是给我们在PC上编译.Net Micro Framework时用的，而pe文件才是真正下载到硬件平台给我们的嵌入式系统用的文件。

那pe文件和dll文件又是什么关系呢？其实pe文件是Program Files/Microsoft .NET Micro Framework/v4.0/Tools /MetaDataProcessor.exe对dll再编译（更确切的说是删减和处理）后的文件，其大小大概为原dll文件的一半，如mscorlib.dll文件为85.8k，而mscorlib.pe文件为29k。我们的TinyCLR就是这些pe文件的执行引擎（更详尽的内容我将在以后准备写的【玩转.Net MF】系列文章中介绍pe文件的相关知识）。

我们说过，由于EM-STM3210E开发板的RAM太小，所以我们一开始就得要调试Flash版本的TinyCLR，由于TinyCLR在创建程序集实例时，定义了一个与程序集同样大小的数组，所以我们的栈至少要大于我们我所要加载的最大的pe文件，比如至少要大于29k。堆是给托管代码的对象用的，可以根据实际需要定义大小，针对EM-STM3210E开发板scatterfile_tinyclr_mdk.xml的最终配置如下：

<If Name="TARGETLOCATION" In="FLASH">

        <!-- 120k -->

        <Set Name="Heap_Begin"          Value="0x68000000"/>

         <Set Name="Heap_End"            Value="0x6801DFFC"/>

        <!-- 8k -->

         <Set Name="Custom_Heap_Begin"   Value="0x6801E000"/>

        <Set Name="Custom_Heap_End"     Value="0x6801FFFC"/>

         <!-- 32k -->

         <Set Name="Stack_Bottom"        Value="0x20008000"/>

         <Set Name="Stack_Top"           Value="0x2000FFFC"/>

 

        <Set Name="Code_BaseAddress"    Value="0x08000000"/>

        <Set Name="Code_Size"           Value="0x00080000"/>

       

        <Set Name="Config_BaseAddress" Value="0x00000000"/>   

        <Set Name="Config_Size"         Value="0x00020000"/>   

       

        <Set Name="Deploy_BaseAddress" Value="0x00020000"/>       

        <Set Name="Valid"               Value="true"/>

    </If>

其中Config是放在NandFlash上的。

Custom_Heap是在V4.0才加入的，主要给Native Code用的，而Heap是专给托管代码用的。即使我们的Native Code没有用到Custom_Heap，也一定要定义，否则会出现意想不到问题（当然你也可以屏蔽TinyHal.cpp文件中的HAL_Init_Custom_Heap()代码，这样就不需要定义Custom_Heap了）。

在TinyCLR.proj文件中我们仅需支持mscorlib.pe、Microsoft.SPOT.Native.pe、Microsoft.SPOT.Hardware.pe这三个核心库即可，所以我们也仅添加这三者的Feature。

 <!-- ====================== -->

  <!-- mscorlib.pe 29k / Microsoft.SPOT.Native.pe 5.58k total = 34.58k -->

 <Import Condition="" Project="$(SPOCLIENT)/Framework/Features/core.featureproj" />

 <!-- Microsoft.SPOT.Hardware.pe 11.1k -->

 <Import Condition="" Project="$(SPOCLIENT)/Framework/Features/Hardware.featureproj" /> 

 <Import Condition="" Project="$(SPOCLIENT)/Framework/Features/NativeEventDispatcher.featureproj" /> 

 <Import Condition="" Project="$(SPOCLIENT)/Framework/Features/InterruptHandler.featureproj" />

 

 <Import Condition="" Project="$(SPOCLIENT)/Framework/Features/Diagnostics.featureproj" />

 <Import Condition="" Project="$(SPOCLIENT)/Framework/Features/Debugger.featureproj" />

 

 <Import Condition="" Project="$(SPOCLIENT)/Framework/Features/Serialization.featureproj" /> 

 

 <Import Project="$(SPOCLIENT)/tools/targets/Microsoft.SPOT.System.Interop.Settings" />

 

 <!-- ====================== -->

 <!-- ********************* clr ******************** -->

 <!-- mscorlib.pe -->

 <ItemGroup>

    <RequiredProjects Include="$(SPOCLIENT)/CLR/Core/dotNetMF.proj" />

    <PlatformIndependentLibs Include="Core.$(LIB_EXT)" />

 </ItemGroup>

 <ItemGroup>

    <RequiredProjects Include="$(SPOCLIENT)/CLR/StartupLib/dotNetMF.proj" />

    <PlatformIndependentLibs Include="CLRStartup.$(LIB_EXT)" />

 </ItemGroup>

 <ItemGroup>

    <RequiredProjects Include="$(SPOCLIENT)/CLR/Libraries/CorLib/dotNetMF.proj" />

    <PlatformIndependentLibs Include="CorLib.$(LIB_EXT)" />

 </ItemGroup>

 <!-- Microsoft.SPOT.Native.pe -->

 <ItemGroup>

    <RequiredProjects Include="$(SPOCLIENT)/CLR/Libraries/SPOT/dotNetMF.proj" />

    <PlatformIndependentLibs Include="SPOT.$(LIB_EXT)" />

 </ItemGroup>

 <!-- Microsoft.SPOT.Hardware.pe -->

 <ItemGroup>

    <RequiredProjects Include="$(SPOCLIENT)/CLR/core/Hardware/dotNetMF.proj" />

    <PlatformIndependentLibs Include="Hardware.$(LIB_EXT)" />

 </ItemGroup>

 <ItemGroup>

    <RequiredProjects Include="$(SPOCLIENT)/CLR/Libraries/SPOT_Hardware/dotNetMF.proj" />

    <PlatformIndependentLibs Include="SPOT_Hardware.$(LIB_EXT)" />

 </ItemGroup> 

余下的项和NativeSample.proj文章中的类似，这里就不熬述了。

除此之外我们还得要配置一下Solutions/STM3210E目录下的platform_selector.h文件，具体配置如下：

#define DEBUG_TEXT_PORT         COM1

#define STDIO                       COM2

#define DEBUGGER_PORT           COM1

#define MESSAGING_PORT          COM2

DEBUG_TEXT_PORT指的是我们调试信息输出通道，如debug_printf的输出信息就通过该通道，可以为串口、USB也可以是网口。

STDIO hal_printf函数就是通过该通道输出的。

DEBUGGER_PORT比较重要，MFDeploy的Ping指令就是通过该通道，VS2008下载调试也是该通道。

MESSAGING_PORT 这个通道目前好像没有被用到。

DEBUG_TEXT_PORT最好也配置为COM2，否则用MFDeploy工具区Ping设备的时候，会失败。这是因为大量的debug信息会发到PC的串口接收区，而我们的MFDeploy没有针对此处理，所以会失败（对USB和网口来说，一般不会存在此类似问题），如果不修改MFDeploy的源码我们可以先打开超级终端，然后再关闭，由超级终端为我们清空接收缓冲区，这样再用MFDeploy Ping设备就没有问题了。我们也可以修改代码，在Debugger项目中我们在Native.cs文件中添加如下代码：

[DllImport(KERNEL32, SetLastError = true)]

        private static extern bool PurgeComm(IntPtr handle, uint dwFlags);

        public static void ClearReceiveBuf(IntPtr handle)

        {

            const int PURGE_RXABORT = 0x2;

            const int PURGE_RXCLEAR = 0x8;

            PurgeComm(handle, PURGE_RXABORT | PURGE_RXCLEAR);

        }

        public static void ClearSendBuf(IntPtr handle)

        {

            const int PURGE_TXABORT = 0x1;

            const int PURGE_TXCLEAR = 0x4;

            PurgeComm(handle, PURGE_TXABORT | PURGE_TXCLEAR);

  }

然后在Stream.cs文件的AsyncSerialStream中的public AsyncSerialStream( string port, uint baudrate ) : base( port, System.IO.FileShare.None )函数中添加如下代码：

       Native.ClearReceiveBuf(m_handle.DangerousGetHandle());

 Native.ClearSendBuf(m_handle.DangerousGetHandle());

编译为Microsoft.SPOT.Debugger.dll文件后，直接覆盖Microsoft .NET Micro Framework/v4.0/Tools目录下的同名文件即可。

好了，我们开始编译Flash版本的TinyCLR，命令如下：

Msbuild ./Solutions/STM3210E/dotNetMF.proj /t:build /p:flavor=debug;memory=Flash

很不幸，我们编译后的Hex文件并不是Inter Hex文件格式，用ISP工具是无法下载的。幸好MDK目录下有一个BIN2HEX.EXE文件，通过它我们可以把ER_FLASH.bin文件转换为Inter Hex文件格式的Hex文件。下面是我为转换而写的批处理文件。

if exist tinyclr.bin ( del tinyclr.bin )

if exist tinyclr.hex ( del tinyclr.hex )

copy C:/MicroFramework_CortexM3/BuildOutput/THUMB2/MDK3.1/le/FLASH/debug/STM3210E/bin/tinyclr.bin/ER_FLASH tinyclr.bin

bin2hex /O134217728 /4 /T tinyclr.bin

rem if exist tinyclr.bin ( del tinyclr.bin )

设置好开发板上的跳线，用ISP工具下载我们的tinyclr.hex。如果一切OK，运行后的系统，LCD就会显示如下画面：

 

用MFDeploy Ping一下我们的开发板，如果出现Pinging... TinyCLR（如下图），那么祝贺你，你成功了。

 

 

好了，我们编写一个.Net Micro Frame工程示例，来测试一下我们的系统：

 

using System;

using Microsoft.SPOT;

using Microsoft.SPOT.Hardware;

using System.Threading;

 

namespace MFConsoleApplication1

{

    enum GPIO_NAMES

    {

        PA0, PA1, PA2, PA3, PA4, PA5, PA6, PA7, PA8, PA9, PA10, PA11, PA12, PA13, PA14, PA15,

        PB0, PB1, PB2, PB3, PB4, PB5, PB6, PB7, PB8, PB9, PB10, PB11, PB12, PB13, PB14, PB15,

        PC0, PC1, PC2, PC3, PC4, PC5, PC6, PC7, PC8, PC9, PC10, PC11, PC12, PC13, PC14, PC15,

        PD0, PD1, PD2, PD3, PD4, PD5, PD6, PD7, PD8, PD9, PD10, PD11, PD12, PD13, PD14, PD15,

        PE0, PE1, PE2, PE3, PE4, PE5, PE6, PE7, PE8, PE9, PE10, PE11, PE12, PE13, PE14, PE15,

        PF0, PF1, PF2, PF3, PF4, PF5, PF6, PF7, PF8, PF9, PF10, PF11, PF12, PF13, PF14, PF15,

        PG0, PG1, PG2, PG3, PG4, PG5, PG6, PG7, PG8, PG9, PG10, PG11, PG12, PG13, PG14, PG15

    };

 

    public class Program

    {

        static OutputPort LED4 = new OutputPort((Cpu.Pin)GPIO_NAMES.PF8, false);

        static OutputPort LED1 = new OutputPort((Cpu.Pin)GPIO_NAMES.PF7, false);

        static OutputPort LED2 = new OutputPort((Cpu.Pin)GPIO_NAMES.PF6, false);

        static OutputPort LED3 = new OutputPort((Cpu.Pin)GPIO_NAMES.PF9, false);

        public static void Main()

        {

            Port PG8 = new InterruptPort((Cpu.Pin)GPIO_NAMES.PG8, true, Port.ResistorMode.PullUp, Port.InterruptMode.InterruptEdgeBoth);

            PG8.OnInterrupt += new NativeEventHandler(KeyCallback);                     

            Thread thread1 = new Thread(new ThreadStart(run1));

            thread1.Start();

            Thread thread2 = new Thread(new ThreadStart(run2));

            thread2.Start();       

            while (true)

            {       

                LED1.Write(!LED1.Read());                    

                for (int e = 0; e < 1000; e++) ;       

            }     

        }

        static void run1()

        {

            while (true)

            {

                LED2.Write(!LED2.Read());

                for (int e = 0;e < 1000; e++) ;

            }

        }  

        static void run2()

        {

            while (true)

            {

                LED3.Write(!LED3.Read());

                for (int e = 0; e < 1000; e++) ;

            }

        }        

        private static void KeyCallback(uint data1, uint data2, DateTime time)

        {

            if (data2 != 0)

            {

                //up

                 LED4.Write(false);

            }

            else

            {

                //down

                 LED4.Write(true);

            }

        }

     }

}

 

下载运行后，你会发现三个LED在不停地闪烁，此外按User按钮，另一个LED会因按下而亮，放开而灭。

好了，我们的.Net Micro Framework移植工作终于告一段落了（当然我们的代码还不尽完善，也肯定存在一些Bug，不过相关问题我们也只有留待日后慢慢解决了），等再写一篇移植总结后，我们便正是结束我们此系列的文章。以后我将准备开始写【玩转.Net MF】系列文章了。写该系列的文章的目的，主要是想深入探讨MF技术和对MF做一些您意想不到的拓展。