RTT启动流程

       一般了解一份代码大多从启动部分开始,同样这里也采用这种方式,先寻找启动的源头。以 MDKARM 为例, MDK-ARM 的用户程序入口为 main() 函数,位于 main.c 文件中。系统启动后先从汇编代码startup_stm32f103xe.s 开始运行,然后跳转到 C 代码,进行 RT-Thread 系统功能初始化,最后进入用户程序入口 main()。
       为了在进入 main() 之前完成 RT-Thread 系统功能初始化,我们使用了 MDK 的扩展功能 $Sub$$ 和$Super$$。可以给 main 添加 $Sub$$ 的前缀符号作为一个新功能函数 $Sub$$main,这个 $Sub$$main 可以先调用一些要补充在 main 之前的功能函数(这里添加 RT-Thread 系统初始化功能),再调用 $Super$$main转到 main() 函数执行,这样可以让用户不用去管 main() 之前的系统初始化操作。

下面我们来看看在 components.c 中定义的这段代码:
/* $Sub$$main 函 数 */
int $Sub$$main(void)
{
rtthread_startup();
return 0;
}

系统启动流程:
RTT启动流程_第1张图片

启动代码 

int rtthread_startup(void)
{
rt_hw_interrupt_disable();
/* 板 级 初 始 化 : 需 在 该 函 数 内 部 进 行 系 统 堆 的 初 始 化 */
rt_hw_board_init();
/* 打 印 RT-Thread 版 本 信 息 */
rt_show_version();
/* 定 时 器 初 始 化 */
rt_system_timer_init();
/* 调 度 器 初 始 化 */
rt_system_scheduler_init();
#ifdef RT_USING_SIGNALS
/* 信 号 初 始 化 */
rt_system_signal_init();
#endif
/* 由 此 创 建 一 个 用 户 main() 线 程 */
rt_application_init();
/* 定 时 器 线 程 初 始 化 */
rt_system_timer_thread_init();
/* 空 闲 线 程 初 始 化 */
rt_thread_idle_init();
/* 启 动 调 度 器 */
rt_system_scheduler_start();
/* 不 会 执 行 至 此 */
return 0;
}

这部分启动代码,大致可以分为四个部分:
(1)初始化与系统相关的硬件;
(2)初始化系统内核对象,例如定时器、调度器、信号;
(3)创建 main 线程,在 main 线程中对各类模块依次进行初始化;
(4)初始化定时器线程、空闲线程,并启动调度器。
     rt_hw_board_init() 中完成系统时钟设置,为系统提供心跳、串口初始化,将系统输入输出终端绑定到这个串口,后续系统运行信息就会从串口打印出来。
     main() 函数是 RT-Thread 的用户代码入口,用户可以在 main() 函数里添加自己的应用。


RTT自动初始化机制

自动初始化机制是指初始化函数不需要被显式调用,只需要在函数定义处通过宏定义的方式进行申明,就会在系统启动过程中被执行。例如在串口驱动中调用一个宏定义告知系统初始化需要调用的函数,代码如下:
 

int rt_hw_usart_init(void) /* 串 口 初 始 化 函 数 */
{
... ...
/* 注 册 串 口 1 设 备 */
rt_hw_serial_register(&serial1, "uart1",
RT_DEVICE_FLAG_RDWR | RT_DEVICE_FLAG_INT_RX,
uart);
return 0;
}
INIT_BOARD_EXPORT(rt_hw_usart_init); /* 使 用 组 件 自 动 初 始 化 机 制 */

示例代码最后的 INIT_BOARD_EXPORT(rt_hw_usart_init) 表示使用自动初始化功能,按照这种方式, rt_hw_usart_init() 函数就会被系统自动调用,那么它是在哪里被调用的呢?在系统启动流程图中,有两个函数: rt_components_board_init() 与 rt_components_init(),其后的带底色方框内部的函数表示被自动初始化的函数,其中:

1. “board init functions” 为所有通过 INIT_BOARD_EXPORT(fn) 申明的初始化函数。
2. “pre-initialization functions” 为所有通过 INIT_PREV_EXPORT(fn) 申明的初始化函数。
3. “device init functions” 为所有通过 INIT_DEVICE_EXPORT(fn) 申明的初始化函数。
4. “components init functions” 为所有通过 INIT_COMPONENT_EXPORT(fn) 申明的初始化函数。
5. “enviroment init functions” 为所有通过 INIT_ENV_EXPORT(fn) 申明的初始化函数。
6. “application init functions” 为所有通过 INIT_APP_EXPORT(fn) 申明的初始化函数。

RTT启动流程_第2张图片

初始化函数主动通过这些宏接口进行申明,如 INIT_BOARD_EXPORT(rt_hw_usart_init),链接
器会自动收集所有被申明的初始化函数,放到 RTI 符号段中,该符号段位于内存分布的 RO 段中,该 RTI
符号段中的所有函数在系统初始化时会被自动调用。

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