本文描述了在Ubuntu22.04的环境下利用QEMU模拟开发板，通过RT-thread以及该系统自带的软件包实现网络通信的过程。

# 实验环境
- Ubuntu 22.04.5 LTS
- Rt-thread 5.3.0
- QEMU emulator version 6.2.0

# 实验步骤
### 1. 配置menuconfig，开启网卡驱动,LWIP组件


```shell
scons --menuconfig
```


 
 <img src="http://47.121.218.199/static/img/d5b0c95aaceb7776975c64cb8970fd64.image.webp" alt="开启网卡驱动" style="width:80%; margin-bottom: 5px;">
 
 图1 开启网卡驱动



 
 <img src="http://47.121.218.199/static/img/55ee8d4d4e3c34d18bfc20d22cf00155.image.webp" alt="开启网卡驱动" style="width:80%; margin-bottom: 5px;">
 
 图2 开启LWIP组件


> 事实上我发现开启网卡驱动后会自动开启LWIP组件

### 2. 编译RT-thread工程


```shell
scons
```


 
 <img src="http://47.121.218.199/static/img/9bd077b24ead89a840836d8b96d63d2c.image.webp" alt="编译结果" style="width:80%; margin-bottom: 5px;">
 
 图3 编译结果


### 3. 修改qemu.sh文件

在执行脚本前先安装相关工具

```shell
sudo apt-get install bridge-utils 
sudo apt-get install uml-utilities 
```
br0和tap0的ip要和无线网卡处在同一网段下，并且br0的ip作为tap0的网关

```shell
#!/bin/bash

# 1. 初始化sd.bin文件（保留原逻辑）
if [ ! -f "sd.bin" ]; then
 dd if=/dev/zero of=sd.bin bs=1024 count=65536
fi

# 2. 检测是否可上网（保留原逻辑，优化返回值注释）
function network() {
 local ret_code=`curl -I -s --connect-timeout 1 www.baidu.com -w %{http_code} | tail -n1`
 if [ "x$ret_code" = "x200" ]; then
 return 1 # 网络畅通
 else
 return 0 # 网络不通
 fi
}

# 3. 核心网络配置（统一逻辑，放弃绑定无线网卡到网桥，改用静态IP+NAT）
network
if [ $? -eq 0 ]; then
 echo "网络不通畅，使用静态IP+NAT配置网桥"
else
 echo "网络畅通，使用静态IP+NAT配置网桥"
fi

# 4. 清理原有可能存在的网桥/接口（避免冲突）
sudo ifconfig br0 down 2>/dev/null
sudo brctl delbr br0 2>/dev/null
sudo ifconfig tap0 down 2>/dev/null
sudo tunctl -d tap0 2>/dev/null

# 5. 创建并配置br0网桥（关键：不绑定无线网卡，仅作为内网桥接）
sudo brctl addbr br0 # 创建br0网桥
sudo brctl stp br0 off # 关闭生成树协议
sudo brctl setfd br0 1 # 设置转发延迟
sudo brctl sethello br0 1 # 设置hello时间
sudo ifconfig br0 192.168.10.100 netmask 255.255.255.0 promisc up # 给br0配置静态内网IP

# 6. 启用内核IP转发（NAT必需）
sudo sysctl -w net.ipv4.ip_forward=1 >/dev/null 2>&1

# 7. 配置NAT规则（让br0的流量通过无线网卡wlp0s20f3转发）
# 清除原有同类型规则，避免重复
sudo iptables -t nat -F POSTROUTING 2>/dev/null
sudo iptables -F FORWARD 2>/dev/null
# 添加NAT转发规则
sudo iptables -t nat -A POSTROUTING -o wlp0s20f3 -j MASQUERADE
sudo iptables -A FORWARD -i br0 -o wlp0s20f3 -j ACCEPT
sudo iptables -A FORWARD -i wlp0s20f3 -o br0 -m state --state RELATED,ESTABLISHED -j ACCEPT

# 8. 创建tap0并加入br0（供QEMU使用）
sudo tunctl -t tap0 -u root
sudo brctl addif br0 tap0
sudo ifconfig tap0 0.0.0.0 promisc up

# 9. 打印网桥信息（验证配置）
echo "=== 网桥br0配置信息 ==="
sudo brctl show br0
sudo brctl showstp br0
echo "=== br0 IP配置 ==="
ip addr show br0 | grep inet
echo "=== NAT规则 ==="
sudo iptables -t nat -L POSTROUTING -n

# 10. 启动QEMU虚拟机（保留原参数，网络已通过br0/tap0+NAT配置）
sudo qemu-system-arm \
-M vexpress-a9 \
-smp cpus=2 \
-kernel rtthread.bin \
-serial stdio \
-sd sd.bin \
-net nic -net tap,ifname=tap0

```
> 由于我的电脑目前只用了无线网卡，于是采用让br0的流量通过无线网卡wlp0s20f3转发的方案。如果有网线连接路由器，可以采用绑定有线网卡到网桥的方案具体参考https://www.bilibili.com/read/cv24368022/?opus_fallback=1

### 4. 运行qemu.sh，在msh中配置网络并测试

```msh
ifconfig e0 192.168.10.200 192.168.10.100 255.255.255.0 #设置ip 网关(br0) 子网掩码 
dns e0 0 114.114.114.114 #设置DNS服务器
```

 
 <img src="http://47.121.218.199/static/img/c91543311b0f282c4b29f1f27c34ca1e.image.webp" alt="配置网络并测试" style="width:80%; margin-bottom: 5px;">
 
 图4 配置网络并测试


# 参考
- [linux下搭建rtthread qemu环境](https://www.bilibili.com/read/cv24368022/?opus_fallback=1)
- [使用 QEMU 运行 RT-Thread](https://www.rt-thread.org/document/site/#/rt-thread-version/rt-thread-standard/tutorial/qemu-network/qemu_setup/qemu_setup)

Ubuntu下QEMU网络模拟

介绍了RT-Thread的bsp中如何实现对Flash的读写。用的是野火的F429开发板。

## 创建工程
首先找到RT-Thread提供的野火F429开发板的bsp，利用env工具建立一个工程

```shell
scons --dist --target=mdk5 --project-path="test"
```
进入test目录，打开env工具，配置menuconfig

```shell
#输入
menuconfig
```

![image.png](https://huacy.fun/static/img/efcae7fdfcd9857a98699dbc9486376b.image.webp)
打开板子上的Flash外设驱动

![image.png](https://huacy.fun/static/img/25c7c7cc23ec4948b0261a42f66557b4.image.webp)
随后保存退出。更新pkgs

```shell
pkgs --update
```
然后应该就可以打开MKD编译工程了。
## 简单阅读源码
关注Keil工程中的Drivers/spi_flash_init.c文件

```c
static int rt_hw_spi_flash_init(void)
{
 __HAL_RCC_GPIOF_CLK_ENABLE();
 rt_hw_spi_device_attach("spi5", "spi50", rt_pin_get("PF.6"));

 if (RT_NULL == rt_sfud_flash_probe("W25Q128", "spi50"))
 {
 return -RT_ERROR;
 }

 return RT_EOK;
}
INIT_COMPONENT_EXPORT(rt_hw_spi_flash_init);
```
上面这段代码主要功能是挂载一个 SPI 设备到指定的 SPI 总线，并向内核注册 SPI 设备。
rt_sfud_flash_probe("W25Q128", "spi50")利用了SFUD组件

```c
//函数的大概调用过程
rt_sfud_flash_probe(const char *spi_flash_dev_name, const char *spi_dev_name)；
	--->rt_sfud_flash_probe_ex(const char *spi_flash_dev_name, const char *spi_dev_name,
 struct rt_spi_configuration *spi_cfg, struct rt_qspi_configuration *qspi_cfg)；
 --->(struct rt_spi_device *) rt_device_find(spi_dev_name);
 --->sfud_device_init(sfud_dev);
 --->rt_device_register
```

```c
rt_device_find这个函数应该是用于找到我们之前创建的SPI设备。SPI总线设备
sfud_device_init(sfud_dev)这个函数用于创建sfud设备，他将我们之前注册的SPI设备信息填充到sfud_dev中作为参数传入
rt_device_register用于注册rt_device设备。挂载在SPI总线上的设备
```

```c
struct spi_flash_device
{
 struct rt_device flash_device;
 struct rt_device_blk_geometry geometry;
 struct rt_spi_device * rt_spi_device;
 struct rt_mutex lock;
 void * user_data;
};
```
## 简单应用

```c
// 将代码烧写到开发板上后可以打开MobaXterm等类似设备
// 输入命令 sf 就可以得到相关用法提示.完成对flash的读写
sf probe spi50 // 挂载设备
sf read addr size
sf write addr data...
```
> SFUD 是一款开源的串行 Flash 通用驱动库，由 RT-Thread 社区的 Armink 开发。它的设计目标是解决嵌入式系统中不同品牌、不同型号 SPI Flash 芯片的驱动兼容性问题。

利用SPI读Flash

介绍了在云服务器部署MQTT服务器的流程以及一些注意事项

## 安装流程
```shell
#安装mosquitto
sudo apt update
sudo apt install mosquitto mosquitto-clients -y
```

```shell
#测试是否安装成功
sudo mosquitto --version
#如下图所示就成功了
```

![image.png](https://huacy.fun/static/img/640d8f270605fb989ef75c4a6c124864.image.webp)

```shell
#修改配置文件
sudo vim /etc/mosquitto/mosquitto.conf
如下图所示
```

![image.png](https://huacy.fun/static/img/eb978669fb534185cab66717063f88b5.image.webp)

```shell
#创立用户
# 创建密码文件并添加用户
sudo mosquitto_passwd -c /etc/mosquitto/passwd your_username
# 输入密码两次
```
随后就可以测试了，可以在本地使用MQTTX进行测试
> 记得设置安全组，要设置实例的安全组

![image.png](https://huacy.fun/static/img/18676779427c7a1d4f5b2618a5d7f237.image.webp)

点击上图所示的+号，建立client

![image.png](https://huacy.fun/static/img/0cd4402b9006d0a2601bb391ce486a4f.image.webp)

填完所需的信息之后点击右上角的Connect，如果成功的话会出现下面的界面

![image.png](https://huacy.fun/static/img/197cff4d135120dfab2314821bae48e0.image.webp)
## 简单应用
与上方步骤类似建立两个不同的client，Username可以用同一个(在服务器上添加的那个用户名)但是Client ID不能一样

创建完成之后就可以一个用户订阅另一个用户发布

- 订阅

点击New Subscription 

![image.png](https://huacy.fun/static/img/a2befe6b0f122585b63cf42f4daa6555.image.webp)

设置想要订阅的主题

![image.png](https://huacy.fun/static/img/233b17d0ed14e41abb8468459340137c.image.webp)

- 发布

在另一个客户端发布

![image.png](https://huacy.fun/static/img/1a3d75baf37b9636915c7d1e2decd61e.image.webp)

- 效果

**发布端**

![image.png](https://huacy.fun/static/img/fd31d5b4503409da7ca8af2722f45acd.image.webp)

**订阅端**

![image.png](https://huacy.fun/static/img/143fe268724a92b10d4c3f2bee553922.image.webp)