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-****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。