【RT-Thread学习笔记】01：RT-Thread系统启动流程

本文参考RT-Thread官方文档中心和RT-Thread创始人熊谱翔编写的《嵌入式实时操作系统：RT-Thread设计与实现》，官网给的资料很详细，书中和官网给的文档也一样。作这系列文章目的是加深学习印象。

在运行有RT-Thread操作系统的设备中，main()是用户程序入口，操作系统会启动一个主线程模块运行之。在运行主线程之前，需要先进行系统的初始化。故系统的一般启动顺序是 启动文件 → 在函数rtthread_startup()中实现系统的初始化 → 用户入口main()函数。

我们使用ARM官方提供的 $Sub$$ 和 $Super$$ 补丁功能在main()之前进行系统初始化，官方给的解释如下：

$Super$$foo：标识原始未打补丁的函数foo()。直接用这个调用原始函数。

$Sub$$foo：标识被调用的新函数，而不是原始函数foo()。使用这个在原始函数之前增加一些功能处理。
​
void $Sub$$foo(void)
{
  ExtraFunc();    /* 做一些额外的准备工作，本文指系统初始化 */
  $Super$$foo();  /* 调用原始的foo()函数 */
}

对应的RT-Thread源码components.c中的代码：

extern int $Super$$main(void);
/* re-define main function */
int $Sub$$main(void)
{
    rtthread_startup();
    return 0;
}

rtthread_startup()是RT-Thread规定的统一启动入口，主要进行系统一系列初始化。它的流程图如下：

图1 系统启动流程

它的代码如下：

int rtthread_startup(void)
{
	/* 关闭中断 */
    rt_hw_interrupt_disable();

    /* 板级初始化：需要在该函数内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();

    /* 不会执行到此 */
    return 0;
}

这部分启动代码大致可以分为4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。

上述步骤执行完后，系统会跳转到用户程序入口main()上，我们就可以在其中添加我们所需的代码了。

运行main()函数的线程是主线程，我们还可以创建自己的线程以供实时性操作。