基于RT-Thread和RA6M4实现samba服务移动网盘
【基于rt-thread和ra6m4实现samba服务的移动网盘】
本文详细介绍了基于rt-thread操作系统和ra6m4处理器，如何移植和适配samba服务。同时，还提供linux环境和qemu仿真环境的参考移植，希望对大家有所启发和帮助。
1 前言 本文重点介绍了基于rt-thread和ra6m4实现samba服务的移动网盘，包括rt-thread操作系统的使用情况、硬件载体ra6m4处理器、samba服务的适配移植等核心内容。
关于samba服务，使用linux系统作为开发环境的小伙伴一定非常熟悉，它是linux操作系统中的文件系统与windows操作系统的文件系统沟通的重要桥梁。更多关于它的更多介绍，可以详见 samba 。
2 项目简介 2.1 项目名称 基于rt-thread和ra6m4实现samba服务的移动网盘
2.2 设计思路 基于rt-thread操作系统，使用ra6m4硬件载体实现samba服务器的功能，把文件通过 samba 协议共享出去。
2.3 主要解决的问题 在使用场景上，这个嵌入式移动网盘的投入使用，可以满足一定程度上解决云主机快速免费存储空间扩容的难题，且数据本地可控。
2.4 项目创新点 samba服务在小型rtos设备上的移植和使用。
3 系统架构介绍 系统核心架构图如下图所示：
一言以蔽之：windows系统通过samba协议访问搭载rt-thread操作系统的ra6m4实现的smdb服务 。
4 系统设计说明 下面就系统的各个组件的设计，做简要的说明。
4.1 硬件部分 硬件部分主要分为四大部分：mcu主控、wi-fi模组。
wi-fi模组 : esp8266
我这里使用的搭建esp8266 wi-fi芯片的模组esp-12f，它是由安信可科技开发的，该模块核心处理器 esp8266 在较小尺寸封装中集成了 业界领先的 tensilica l106 超低功耗 32 位微型 mcu，带有 16 位精简模式，主频支持 80 mhz 和 160 mhz，支持 rtos，集成 wi-fi mac/ bb/rf/pa/lna，板载天线。
mcu主控 ：ra6m4
4.2 软件部分 应用逻辑部分
应用逻辑部分，比较简单，基本就是初始化系统、初始化wi-fi网络，初始化文件系统、初始化smbd的配置文件，以及启动smbd服务器，并处于监听状态，等待客户端来连接。
samba服务部分
本次移植samba源码，考虑到嵌入式设备的rom/ram比较紧张，特意找了很老的samba源码，最终的实现也证实了这一点，太新的版本压根不够资源去移植，且它依赖了大量linux原生的接口，根本无从适配。
经过简单验证和挑选，我选的是 smaba-1.9.13，这个版本大概是 1995年发布的，大家可以想象下：
更多samba的历史版本，可以查看 这里。
软件包部分
这里主要用了 at_device 软件包，并且使用它搭载 esp8266 wi-fi模块，建立server角色的网络服务。
在测试工程中，还使用了 ramdisk 这个软件包，但是使用过程中，发现了一些问题，后面没有再使用。
rt-thread内核部分
本项目使用了最新版本的rt-thread，由于本项目需要使用 at-server 的功能，而studio更新的 4.1.0 版本并没有很好地支持这个特性，后面在最新的代码仓库中看到了有关 at-server 的更新，于是手动更新到了最新的版本。
5 项目实施过程 主要实施过程如下所示：
5.1 项目预研 早期有做了一个 嵌入式移动网盘 的初步方案，不过当时是想自己实现协议，真正实现下来，难度可是非常大；不仅要自己设计协议，还要自己设计客户端、服务端，这期间的稳定性也没办法保证。
后来，我考虑到了使用 现在的samba协议做移植，但看了最新版本的smaba协议源码，感觉一般的嵌入式设备压根可能跑不起来，因为实现得太庞大了。
在这次项目前期，我想到会不会samba早期的实现包会比较轻量呢，也许能够在rtos上基于嵌入式设备把它跑起来？抱着试一试的态度，才有了这个项目。
5.2 方案设计 整体方案设计，延续上文有提及的系统架构示意图，整体上思路还是比较简单，核心工作就是完成samba协议基于rt-thread和ra6m4上的移植适配。
这个方案下，客户端（windows侧）都是现成的，并不存在障碍，但是要保证实现的smbd服务能兼容windows10的samba挂载请求。
5.3 方案移植 真正做方案移植的时候，我分三步走，每一步的输出都是后一步输入的重要前提：
第一步：检索可用的samba源码版本，使用原生的linux系统快速验证
这一部分，重点是要快速验证可行性，并且只能是源码编译那种移植，不能用软件包，期间我总共下载了近 20 个版本，最终选定使用 1.9.13 版本，理由是它使用了smb2协议版本，同时，它的源码结构是一开始的简单版本模式的最后一个版本，后面的版本源码目录就变得复杂了，层次关系比较乱。
第二步：使用qemu-vexpress-a9做基于rt-thread操作系统的移植适配
单在linux上跑通了并不稀奇，也不见得就一定能在rt-thread系统上跑通，所以为了尽快验证在rt-thread跑通的可能性，我选用qemu-vexpress-a9做仿真验证，解决一些接口移植的问题，同时还要调通smbd跑起来后，对windows10的samba请求的兼容。
幸运地是，在qemu上移植还是比较顺利的，我把一些操作系统没有实现的接口玻璃出来，同时一些rtt无法支持的特性就使用宏定义屏蔽，只要不影响核心逻辑功能即可。
另外一个，使用qemu模拟器，使用使用 网卡桥接或网卡共享 使得windows可以链接qemu建立的服务器，这个课题也在这部分的移植中有所收获，以后有时间可以写篇教程介绍介绍。
第三步：将qemu模拟器跑通的源码移植到ra6m4上
最后一步才是真正的上战场，这里就需要先熟悉ra6m4的开发环境，工程模板的主题框架等等。
随后才慢慢开始移植esp8266的接入，samba源码的接入，下载调试等等。
这期间也遇到了一个很坑的的事，在接入esp8266的时候，不知参考了论坛哪篇文章，它展示的uart3的引脚号是错误的，结果把我误导了，导致esp8266死活不成功。
后面还是自己翻手册，找到了配置引脚的地方，终于把wi-fi模块搞定了，真的是 尽信书，不如无书 ！
5.4 方案调试 方案调试，一个是把esp8266接入进来，让ra6m4具备对外的网络能力；另一个就是把samba服务在ra6m4上给跑起来。不过这说起来，真的就是一把鼻涕，一把累。后面的项目总结会祥讲，每一个成功的项目背后一定少不了困难。
5.5 方案优化 后续提升下ra6m4的server网络模式的稳定性、将文件系统挂载在flash上的可能性，同时实现samba服务中对用户名和密码的校验。
6 项目效果显示 相关的展示图片和演示视频，见下文：
【项目展示图片】
【项目演示视频】点击 这里 播放。
【项目开源代码】
repo: rt-threadra6m4samba
分支名 主要内容
rt_thread-ra6m4-samba 基于rt-thread操作系统及ra6m4适配移植，实现smbd服务
rt_thread-qemu-vexpress-a9-samba 基于rt-thread操作系统及qemu-vexpress-a9模拟器环境适配移植，实现smbd服务
linuxx64samba 基于原生的linux操作系统在x64服务器源码移植适配，实现smbd服务
7 项目复盘 ra6m4的下载真的太慢了，下载的过程都可以打个瞌睡了，比较影响调试。
samba 源码的移植过程中，遇到很多linux原生对文件系统权限管理的接口或内容，考虑到rtt这边实现的文件系统肯定没有相关的，所以裁掉了很多关于这方面的校验。同时，实现的samba目前还是guest模式，即不检验用户名和密码，后续可以再改进改进。
在我的这个项目中，说实话 ra6m4 这个使用起来还是比较 吃力，主要由两个方面：
1）这个项目强烈依赖网络，而本身资源环境并不带网络适配器，只能使用类似esp8266这种外设网卡，而且是at模式，加上rtt中的 at-server 并不稳定好用，所以前期我这里摸索困惑了好久好久，一度有放弃的念头；
2）这个项目强烈依赖文件系统，而ra6m4的例程里，对文件系统这一块也暂时未看到好的适配例程，只能自己去玩；所以为了加快方案的验证，我采用了 ramfs 用内存去仿真文件系统，一定程度上解决了一些问题；但是偏偏ramfs又不支持创建目录，经过搜索软件包，得知ramdisk这个软件包可以解决这个问题。结果使用后，挂载是挂载上了，也可以创建目录，但是/tmp目录下一堆的莫名文件，每个文件几百mb，也可能是一些配置搞错了，但是挂载出来的文件系统有问题；最后还是放弃了ramdisk。
综上两个最大的需求，都没有很好的解决方案，所以最终在ra6m4上实现的并不是很稳定。
类似的，同样的samba源码，在qemu-vexpress-a9上，跑得非常优秀，非常稳定，这个真就比不了。
rtt中实现 at-server 的可参考例程很少，在论坛里也发现好几个朋友有类似的困惑：第一个是如何使用，第二个是稳定性如何。后续有时间我再总结总结我使用这个 at-server 的一些经验。
搞了几个项目了，rt-thread studio还是用不惯，可能一直以来开发我都习惯了远离这种集成式的编程ide，移植倾向于类似sublime这种轻量级的编辑工具，它只负责编辑，构建编译还是使用其他的方式进行。我总是觉得这样收放更加自如，现在使用studio，有些时候总觉得缩手缩脚的，可能真的是使用不够熟吧。
8 致谢 感谢论坛各路大佬的支持，感谢瑞赛和rt-thread的大力支持，期待后续有更多这样的优秀活动开放。
9 更多分享 架构师李肯
架构师李肯（全网同名），一个专注于嵌入式iot领域的架构师。有着近10年的嵌入式一线开发经验，深耕iot领域多年，熟知iot领域的业务发展，深度掌握iot领域的相关技术栈，包括但不限于主流rtos内核的实现及其移植、硬件驱动移植开发、网络通讯协议开发、编译构建原理及其实现、底层汇编及编译原理、编译优化及代码重构、主流iot云平台的对接、嵌入式iot系统的架构设计等等。拥有多项iot领域的发明专利，热衷于技术分享，有多年撰写技术博客的经验积累，连续多月获得rt-thread官方技术社区原创技术博文优秀奖，荣获csdn博客专家、csdn物联网领域优质创作者、2021年度csdn&rt-thread技术社区之星、2022年rt-thread全球技术大会讲师、rt-thread官方嵌入式开源社区认证专家、rt-thread 2021年度论坛之星top4、华为云云享专家（嵌入式物联网架构设计师）等荣誉。坚信【知识改变命运，技术改变世界】！
欢迎关注我的gitee仓库01workstation ，日常分享一些开发笔记和项目实战，欢迎指正问题。
同时也非常欢迎关注我的csdn主页和专栏：
【csdn主页-架构师李肯】
【rt-thread主页-架构师李肯】
【c/c++语言编程专栏】
【gcc专栏】
【信息安全专栏】
【rt-thread开发笔记】
【freertos开发笔记】
有问题的话，可以跟我讨论，知无不答，谢谢大家。
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1 前言 本文重点介绍了基于rt-thread和ra6m4实现samba服务的移动网盘，包括rt-thread操作系统的使用情况、硬件载体ra6m4处理器、samba服务的适配移植等核心内容。
关于samba服务，使用linux系统作为开发环境的小伙伴一定非常熟悉，它是linux操作系统中的文件系统与windows操作系统的文件系统沟通的重要桥梁。更多关于它的更多介绍，可以详见 samba 。
2 项目简介 2.1 项目名称 基于rt-thread和ra6m4实现samba服务的移动网盘
2.2 设计思路 基于rt-thread操作系统，使用ra6m4硬件载体实现samba服务器的功能，把文件通过 samba 协议共享出去。
2.3 主要解决的问题 在使用场景上，这个嵌入式移动网盘的投入使用，可以满足一定程度上解决云主机快速免费存储空间扩容的难题，且数据本地可控。
2.4 项目创新点 samba服务在小型rtos设备上的移植和使用。
3 系统架构介绍 系统核心架构图如下图所示：
一言以蔽之：windows系统通过samba协议访问搭载rt-thread操作系统的ra6m4实现的smdb服务 。
4 系统设计说明 下面就系统的各个组件的设计，做简要的说明。
4.1 硬件部分 硬件部分主要分为四大部分：mcu主控、wi-fi模组。
wi-fi模组 : esp8266
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mcu主控 ：ra6m4
4.2 软件部分 应用逻辑部分
应用逻辑部分，比较简单，基本就是初始化系统、初始化wi-fi网络，初始化文件系统、初始化smbd的配置文件，以及启动smbd服务器，并处于监听状态，等待客户端来连接。
samba服务部分
本次移植samba源码，考虑到嵌入式设备的rom/ram比较紧张，特意找了很老的samba源码，最终的实现也证实了这一点，太新的版本压根不够资源去移植，且它依赖了大量linux原生的接口，根本无从适配。
经过简单验证和挑选，我选的是 smaba-1.9.13，这个版本大概是 1995年发布的，大家可以想象下：
更多samba的历史版本，可以查看 这里。
软件包部分
这里主要用了 at_device 软件包，并且使用它搭载 esp8266 wi-fi模块，建立server角色的网络服务。
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rt-thread内核部分
本项目使用了最新版本的rt-thread，由于本项目需要使用 at-server 的功能，而studio更新的 4.1.0 版本并没有很好地支持这个特性，后面在最新的代码仓库中看到了有关 at-server 的更新，于是手动更新到了最新的版本。
5 项目实施过程 主要实施过程如下所示：
5.1 项目预研 早期有做了一个 嵌入式移动网盘 的初步方案，不过当时是想自己实现协议，真正实现下来，难度可是非常大；不仅要自己设计协议，还要自己设计客户端、服务端，这期间的稳定性也没办法保证。
后来，我考虑到了使用 现在的samba协议做移植，但看了最新版本的smaba协议源码，感觉一般的嵌入式设备压根可能跑不起来，因为实现得太庞大了。
在这次项目前期，我想到会不会samba早期的实现包会比较轻量呢，也许能够在rtos上基于嵌入式设备把它跑起来？抱着试一试的态度，才有了这个项目。
5.2 方案设计 整体方案设计，延续上文有提及的系统架构示意图，整体上思路还是比较简单，核心工作就是完成samba协议基于rt-thread和ra6m4上的移植适配。
这个方案下，客户端（windows侧）都是现成的，并不存在障碍，但是要保证实现的smbd服务能兼容windows10的samba挂载请求。
5.3 方案移植 真正做方案移植的时候，我分三步走，每一步的输出都是后一步输入的重要前提：
第一步：检索可用的samba源码版本，使用原生的linux系统快速验证
这一部分，重点是要快速验证可行性，并且只能是源码编译那种移植，不能用软件包，期间我总共下载了近 20 个版本，最终选定使用 1.9.13 版本，理由是它使用了smb2协议版本，同时，它的源码结构是一开始的简单版本模式的最后一个版本，后面的版本源码目录就变得复杂了，层次关系比较乱。
第二步：使用qemu-vexpress-a9做基于rt-thread操作系统的移植适配
单在linux上跑通了并不稀奇，也不见得就一定能在rt-thread系统上跑通，所以为了尽快验证在rt-thread跑通的可能性，我选用qemu-vexpress-a9做仿真验证，解决一些接口移植的问题，同时还要调通smbd跑起来后，对windows10的samba请求的兼容。
幸运地是，在qemu上移植还是比较顺利的，我把一些操作系统没有实现的接口玻璃出来，同时一些rtt无法支持的特性就使用宏定义屏蔽，只要不影响核心逻辑功能即可。
另外一个，使用qemu模拟器，使用使用 网卡桥接或网卡共享 使得windows可以链接qemu建立的服务器，这个课题也在这部分的移植中有所收获，以后有时间可以写篇教程介绍介绍。
第三步：将qemu模拟器跑通的源码移植到ra6m4上
最后一步才是真正的上战场，这里就需要先熟悉ra6m4的开发环境，工程模板的主题框架等等。
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这期间也遇到了一个很坑的的事，在接入esp8266的时候，不知参考了论坛哪篇文章，它展示的uart3的引脚号是错误的，结果把我误导了，导致esp8266死活不成功。
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5.5 方案优化 后续提升下ra6m4的server网络模式的稳定性、将文件系统挂载在flash上的可能性，同时实现samba服务中对用户名和密码的校验。
6 项目效果显示 相关的展示图片和演示视频，见下文：
【项目展示图片】
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【项目开源代码】
repo: rt-threadra6m4samba
分支名 主要内容
rt_thread-ra6m4-samba 基于rt-thread操作系统及ra6m4适配移植，实现smbd服务
rt_thread-qemu-vexpress-a9-samba 基于rt-thread操作系统及qemu-vexpress-a9模拟器环境适配移植，实现smbd服务
linuxx64samba 基于原生的linux操作系统在x64服务器源码移植适配，实现smbd服务
7 项目复盘 ra6m4的下载真的太慢了，下载的过程都可以打个瞌睡了，比较影响调试。
samba 源码的移植过程中，遇到很多linux原生对文件系统权限管理的接口或内容，考虑到rtt这边实现的文件系统肯定没有相关的，所以裁掉了很多关于这方面的校验。同时，实现的samba目前还是guest模式，即不检验用户名和密码，后续可以再改进改进。
在我的这个项目中，说实话 ra6m4 这个使用起来还是比较 吃力，主要由两个方面：
1）这个项目强烈依赖网络，而本身资源环境并不带网络适配器，只能使用类似esp8266这种外设网卡，而且是at模式，加上rtt中的 at-server 并不稳定好用，所以前期我这里摸索困惑了好久好久，一度有放弃的念头；
2）这个项目强烈依赖文件系统，而ra6m4的例程里，对文件系统这一块也暂时未看到好的适配例程，只能自己去玩；所以为了加快方案的验证，我采用了 ramfs 用内存去仿真文件系统，一定程度上解决了一些问题；但是偏偏ramfs又不支持创建目录，经过搜索软件包，得知ramdisk这个软件包可以解决这个问题。结果使用后，挂载是挂载上了，也可以创建目录，但是/tmp目录下一堆的莫名文件，每个文件几百mb，也可能是一些配置搞错了，但是挂载出来的文件系统有问题；最后还是放弃了ramdisk。
综上两个最大的需求，都没有很好的解决方案，所以最终在ra6m4上实现的并不是很稳定。
类似的，同样的samba源码，在qemu-vexpress-a9上，跑得非常优秀，非常稳定，这个真就比不了。
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搞了几个项目了，rt-thread studio还是用不惯，可能一直以来开发我都习惯了远离这种集成式的编程ide，移植倾向于类似sublime这种轻量级的编辑工具，它只负责编辑，构建编译还是使用其他的方式进行。我总是觉得这样收放更加自如，现在使用studio，有些时候总觉得缩手缩脚的，可能真的是使用不够熟吧。
8 致谢 感谢论坛各路大佬的支持，感谢瑞赛和rt-thread的大力支持，期待后续有更多这样的优秀活动开放。
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同时也非常欢迎关注我的csdn主页和专栏：
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【c/c++语言编程专栏】
【gcc专栏】
【信息安全专栏】
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有问题的话，可以跟我讨论，知无不答，谢谢大家。
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什么是Zigbee网关
16x16LED汉字显示电路的原理、组成及设计分析
基于RT-Thread和RA6M4实现samba服务移动网盘
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