个人学习RT-Thread内核心得（一）——内核基础

Fillmore · 发表于 2019-3-8 18:10:33

本帖最后由 Fillmore 于 2019-3-8 18:17 编辑

第一次系统性的学习RTThread，将个人所学到的东西分享在这里，希望大家多多指点和批评，互相进步，互相提高。主要参考RT-Thread快速入门文档、RT-Thread内核实现与应用开发实战指南——基于*火STM32全系列（M3/4/7）开发板、RT-THREAD编程指南、内核实验手册、网上查询的资料，学习使用的是内核示例代码。

内核示例代码(官网文档中也有下载链接：https://www.rt-thread.org/document/site/) 附件传不上来QAQ

首先打开代码后对其进行仿真
1 R4 w9 C; F" d; M+ o打开串口界面；开始运行可看到RT-Thread标志将程序进行复位，对其进行单步处理，可看到程序的起始函数为:: |$ }8 r0 z, ?; h2 G

int $Sub$main(void)
{
rt_hw_interrupt_disable();//关闭系统中所有的中断
rtthread_startup();//启动线程
return 0;
}

说明程序真正的起始函数为$Sub$main(void)。程序第一步为关闭系统中断，这保证了当前线程或代码不会被其他中断事件所打断，保证了系统初始化的安全性和稳定性。rt_hw_interrupt_disable()函数在context_rvds.S文件中进行定义，返回中断前的系统中断状态。3 W- E) N& d3 e; g* Y
查看rtthread_startup()函数定义，看到系统初始化函数为：+ h: R) E# ?7 U( |

个系统初始化步骤为：0 Z2 h2 M4 J+ ^* b$ \9 D: D' R
1. 初始化与系统相关的硬件、系统内存堆：rt_hw_board_init()
) A- A( ^1 l& x# `8 J0 X2.初始化系统内核对象：定时器、调度器、信号量等：rt_system_timer_init();    rt_system_scheduler_init();    rt_system_signal_init();
0 B' g5 J) ^, B  x; l3.创建main线程，在main线程中用户可以自己创建相关应用：rt_application_init();- G2 v" C, n; K/ c+ i
4.初始化系统定时器线程、空闲线程，启动调度器：rt_system_timer_thread_init();    rt_thread_idle_init();    rt_system_scheduler_start();! |1 d& {' c  m' {
7 S3 S+ |" Z  F3 t7 S5 P
一般MCU的存储空间=片内Flash（硬盘）+片内RAM（内存）。程序编译完成后会生成一个.map文件，来说明各函数的尺寸和地址，在map文件最后会显示出代码的相关存储信息。RO Size=Code+RO-data：程序所占用Flash空间的大小=代码段（程序代码）+只读数据段（程序定义的常量）$ i; T& i6 l; N; J
RW Size=RW-data+ZI-data：运行时占用的RAM空间大小=读写数据段（非0值的全局变量）+0数据段（未初始化的全局变量+初始化为0的变量）
9 }) ?  t; S' n; q" ~$ tROM Size=Code+RO Data+RW Data：表示烧写程序所占用的Flash空间的大小0 V' h  ^  Q! i# X& E, O
同时还会生成烧录进单片机的可执行映射文件：.bin文件或者.hex文件=RO Size+RW Size% P/ a7 @2 P: d& u' k' T" D
关系图如下所示：8 R) m, z; B1 _6 O

单片机上电后：1、默认Flash启动；2、将RW段的RW-data放到RAM中，不搬运RO-data和Code，执行代码时候CPU直接读取Flash；3、根据ZI地址和大小分配ZI段，将RAM区域请0。# j' O6 D, T& Z
其中系统最初初始化的动态内存堆为未使用的RAM，应用程序申请和释放的内存块都来自该空间。
$ \) Z4 _; H# }/ e
8 X: h- Y8 v. b8 O( S+ ^. X! a自动初始化机制可以让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，函数即可在系统启动过程中被执行。即在rt_components_board_init()和rt_components_init()中被执行。; V' u& Z$ F# |
自动初始化机制函数如下图所示：6 M5 H# S; x- B% A