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RTThread-Nano学习二-RT-Thread启动流程

一、简介

        上一章,我们已经了解了如何通过MDK来移植RTT,不熟悉的可以看如下链接:RTThread-Nano学习一-基于MDK移植-CSDN博客本章我们就来继续了解一下,RTT的启动流程。        

二、启动流程

        官方给了一幅非常清晰的启动流程图,可以看下:

        使用 MDK来开发的芯片,大部分都是从startip_XXX.s开始

        程序在这里开始启动,这里本来是要调用main函数的,但是RTT添加了$Sub$$main函数。该功能是MDK特有的,可以在main函数之前补充一些其他函数。最后通过$Super$$main来调用真正的main函数

        全局搜索一下$Sub$$main函数。

        可以看到在components.c中找到了$Sub$$main。该函数调用了rtthread_startup。在进入看一下。

        可以看到,这里面调用了一堆函数,这里用中文备注一下这些函数。

int rtthread_startup(void)
{/* 关闭系统中断 */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();/* 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;
}

        需要注意的是,很多文件是只读属性,开发者只能看,无法修改。只有board.c和rtconfig,h两个文件是可以修改的

        可以看到,在关闭中断后,首先运行的就是rt_hw_board_init()函数。这个函数是不是看着有点眼熟?没错,这个函数就是在移植系统是要操作的函数,在该函数中,必须要给系统提供底层节拍

        在看一下rt_application_init()函数。

        该函数创建了main线程,但是没有运行。看一下这个main线程。

        在这里,找到了$Super$$main函数。

        那什么时候调用main线程呢?

        再看rt_system_scheduler_start()函数。

        这里之后,就跳转到我们自己的main函数中开始执行

        那总结一下, rtthread_startup()函数总体可以分为4个部分。

        (1)初始化与系统相关的硬件。(rt_hw_board_init)

        (2)初始化系统内核对象,例如定时器、调度器、信号量(rt_system_timer_init、rt_system_scheduler_init)

        (3)创建main线程。(rt_application_init)

        (4)初始化定时器线程、空闲线程,并启动调度器(rt_system_timer_thread_init、rt_thread_idle_init、rt_system_scheduler_start)。

        注: 创建的线程在rt_thread_startup()执行后并不会立马执行,他们会处于就绪状态等待系统调度,直到rt_system_scheduler_start调度器被调用后,才会开始执行。在启动调度器后,系统会转入第一个线程开始执行,根据调度规则,选择的是就绪队列中优先级最高的线程。

三、自动初始化机制

        RTT提供了一种自动初始化机制,来满足用户在对外设初始化时的运行顺序的需求。

        自动初始化机制是指初始化函数不需要被显性调用,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

        该机制主要涉及以下宏定义

INIT_BOARD_EXPORT(fn)非常早期的初始化,此时调度器还未启动
 INIT_PREV_EXPORT(fn)主要是用于纯软件的初始化、没有太多依赖的函数
 INIT_DEVICE_EXPORT(fn)外设驱动初始化相关,比如网卡设备
INIT_COMPONENT_EXPORT(fn)组件初始化,比如文件系统或者 LWIP
 INIT_ENV_EXPORT(fn) 系统环境初始化,比如挂载文件系统
 INIT_APP_EXPORT(fn)应用初始化,比如 GUI 应用

        那这些定义是在哪里执行呢?

        执行位置对应如下:

宏定义执行位置
INIT_BOARD_EXPORT(fn)board init functions
 INIT_PREV_EXPORT(fn)pre-initialization functions
 INIT_DEVICE_EXPORT(fn)device init functions
INIT_COMPONENT_EXPORT(fn)components init functions
 INIT_ENV_EXPORT(fn) enviroment init functions
 INIT_APP_EXPORT(fn)application init functions

        这里以实际的例子来演示一下:

        在rt_components_board_init()函数前后各加一行打印。main函数如下

        打印结果:

        可以看到,main函数在最后才调用,并且sys_init最后被调用

        接下来,使用INIT_BOARD_EXPORT函数,将sys_init的执行提前

        可以看到,sys_init已经出现在了rt_components_board_init中,与官方图对应。

        可能会有人问,这么做的意义是什么

        上面已经介绍过了,最后执行main,实际上是创建了一个main任务,既然是任务,那就一定会有栈的分配,查看一下main任务的栈是多少。

        可以看到,main线程的栈大小是256

        如果程序要初始化的东西不多,那确实可以把sys_init放在main任务中执行。但是如果系统初始化的东西很多,如果都放在main任务中执行,那么很有可能会造成main任务的栈溢出,导致整个程序崩溃。所以,如果要初始化的东西比较多,且种类很多的时候,就可以通过自动初始化的方式,来在不同的位置进行外设的初始化

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