RT-Thread概述与体验

news2024/11/26 10:02:16

RTT目录结构

在这里插入图片描述
最核心的文件只有5个：

  • src\thread.c：线程相关的文件，比如创建线程、启动线程。
  • src\timer.c：定时器相关的文件。
  • src\scheduler.c：调度器：维护线程的就绪链表、提供临界区的进出函数。
  • src\ipc.c：实现了线程间通信的各类对象：消息队列、信号量、互斥量、事件等。
  • include\rtservice.h：提供了链表操作

启动流程及main函数

在startup_stm32f103xe.S中，首先进入SystemInit，系统初始化，初始化系统时钟，以及向量表重定位。

void SystemInit (void)
{
  /* Reset the RCC clock configuration to the default reset state(for debug purpose) */
  /* Set HSION bit */
  RCC->CR |= 0x00000001U;

  /* Reset SW, HPRE, PPRE1, PPRE2, ADCPRE and MCO bits */
#if !defined(STM32F105xC) && !defined(STM32F107xC)
  RCC->CFGR &= 0xF8FF0000U;
#else
  RCC->CFGR &= 0xF0FF0000U;
#endif /* STM32F105xC */   
  
  /* Reset HSEON, CSSON and PLLON bits */
  RCC->CR &= 0xFEF6FFFFU;

  /* Reset HSEBYP bit */
  RCC->CR &= 0xFFFBFFFFU;

  /* Reset PLLSRC, PLLXTPRE, PLLMUL and USBPRE/OTGFSPRE bits */
  RCC->CFGR &= 0xFF80FFFFU;

#if defined(STM32F105xC) || defined(STM32F107xC)
  /* Reset PLL2ON and PLL3ON bits */
  RCC->CR &= 0xEBFFFFFFU;

  /* Disable all interrupts and clear pending bits  */
  RCC->CIR = 0x00FF0000U;

  /* Reset CFGR2 register */
  RCC->CFGR2 = 0x00000000U;
#elif defined(STM32F100xB) || defined(STM32F100xE)
  /* Disable all interrupts and clear pending bits  */
  RCC->CIR = 0x009F0000U;

  /* Reset CFGR2 register */
  RCC->CFGR2 = 0x00000000U;      
#else
  /* Disable all interrupts and clear pending bits  */
  RCC->CIR = 0x009F0000U;
#endif /* STM32F105xC */
    
#if defined(STM32F100xE) || defined(STM32F101xE) || defined(STM32F101xG) || defined(STM32F103xE) || defined(STM32F103xG)
  #ifdef DATA_IN_ExtSRAM
    SystemInit_ExtMemCtl(); 
  #endif /* DATA_IN_ExtSRAM */
#endif 

#ifdef VECT_TAB_SRAM
  SCB->VTOR = SRAM_BASE | VECT_TAB_OFFSET; /* Vector Table Relocation in Internal SRAM. */
#else
  SCB->VTOR = FLASH_BASE | VECT_TAB_OFFSET; /* Vector Table Relocation in Internal FLASH. */
#endif 
}

然后进入entry

/* Add -eentry to arm-none-eabi-gcc argument */
int entry(void)
{
    rtthread_startup();
    return 0;
}
#endif

进入内核启动

int rtthread_startup(void)
{
    rt_hw_interrupt_disable(); //关中断

    /* board level initialization
     * NOTE: please initialize heap inside board initialization.
     */
    rt_hw_board_init();

    /* show RT-Thread version */
    rt_show_version();

    /* timer system initialization */
    rt_system_timer_init();

    /* scheduler system initialization */
    rt_system_scheduler_init();

#ifdef RT_USING_SIGNALS
    /* signal system initialization */
    rt_system_signal_init();
#endif

    /* create init_thread */
    rt_application_init();

    /* timer thread initialization */
    rt_system_timer_thread_init();

    /* idle thread initialization */
    rt_thread_idle_init();

#ifdef RT_USING_SMP
    rt_hw_spin_lock(&_cpus_lock);
#endif /*RT_USING_SMP*/

    /* start scheduler */
    rt_system_scheduler_start();

    /* never reach here */
    return 0;
}
#endif

系统开始调度后，进入main_thread_entry

/* the system main thread */
void main_thread_entry(void *parameter)
{
    extern int main(void);
    extern int $Super$$main(void);
    
#ifdef RT_USING_COMPONENTS_INIT
    /* RT-Thread components initialization */
    rt_components_init();
#endif    
#ifdef RT_USING_SMP
    rt_hw_secondary_cpu_up();
#endif
    /* invoke system main function */
#if defined(__CC_ARM) || defined(__CLANG_ARM)
    $Super$$main(); /* for ARMCC. */
#elif defined(__ICCARM__) || defined(__GNUC__)
    main();
#endif
}

rt_components_init()组件初始化
进入main函数

void rt_components_init(void)
{
#if RT_DEBUG_INIT
    int result;
    const struct rt_init_desc *desc;

    rt_kprintf("do components initialization.\n");
    for (desc = &__rt_init_desc_rti_board_end; desc < &__rt_init_desc_rti_end; desc ++)
    {
        rt_kprintf("initialize %s", desc->fn_name);
        result = desc->fn();
        rt_kprintf(":%d done\n", result);
    }
#else
    const init_fn_t *fn_ptr;

    for (fn_ptr = &__rt_init_rti_board_end; fn_ptr < &__rt_init_rti_end; fn_ptr ++)
    {
        (*fn_ptr)();
    }
#endif
}

组件初始化：初始化一系列组件，创建了SHELL线程，用户可以在串口上输入各种命令。因此main函数为空函数时，也可以通过SHELL访问。

#if defined(__CC_ARM) || defined(__CLANG_ARM)
    $Super$$main(); /* for ARMCC. */
#elif defined(__ICCARM__) || defined(__GNUC__)
    main();
#endif

S u p e r Super Super$main函数：就是调用main函数
在这里插入图片描述
rt_components_init函数中已经创建了SHELL线程，用户可以通过串口跟它交互。所以即使main函数为空，还是可以通过串口操作开发板。

每个工程都有一个 main.c 文件：

  • 可以把 main 函数写为空函数
  • 可以在 main 函数里面创建线程
  • 也可以在 main.c 任意位置使用宏 MSH_CMD_EXPORT 定义命令，然后在串口中执行这个命令

在这里插入图片描述

数据类型和编程规范

在这里插入图片描述
RT-Thread的数据类型定义在rtdef.h中，涉及8位、16位、32位、64位的定义。

格式为都以rt_开头，然后指明是否是有符号类型和位数，最后以_t结尾。

/* RT-Thread basic data type definitions */
#ifndef RT_USING_ARCH_DATA_TYPE
typedef signed   char                   rt_int8_t;      /**<  8bit integer type */
typedef signed   short                  rt_int16_t;     /**< 16bit integer type */
typedef signed   int                    rt_int32_t;     /**< 32bit integer type */
typedef unsigned char                   rt_uint8_t;     /**<  8bit unsigned integer type */
typedef unsigned short                  rt_uint16_t;    /**< 16bit unsigned integer type */
typedef unsigned int                    rt_uint32_t;    /**< 32bit unsigned integer type */

#ifdef ARCH_CPU_64BIT
typedef signed long                     rt_int64_t;     /**< 64bit integer type */
typedef unsigned long                   rt_uint64_t;    /**< 64bit unsigned integer type */
#else
typedef signed long long                rt_int64_t;     /**< 64bit integer type */
typedef unsigned long long              rt_uint64_t;    /**< 64bit unsigned integer type */
#endif
#endif

typedef int                             rt_bool_t;      /**< boolean type */
typedef long                            rt_base_t;      /**< Nbit CPU related date type */
typedef unsigned long                   rt_ubase_t;     /**< Nbit unsigned CPU related data type */

typedef rt_base_t                       rt_err_t;       /**< Type for error number */
typedef rt_uint32_t                     rt_time_t;      /**< Type for time stamp */
typedef rt_uint32_t                     rt_tick_t;      /**< Type for tick count */
typedef rt_base_t                       rt_flag_t;      /**< Type for flags */
typedef rt_ubase_t                      rt_size_t;      /**< Type for size number */
typedef rt_ubase_t                      rt_dev_t;       /**< Type for device */
typedef rt_base_t                       rt_off_t;       /**< Type for offset */

还定义特殊数据类型，比如rt_base_t是基础数据类型，和芯片位数有关，在Cortex-M3等32位架构中，就是32位的；在 A57 等 64 位架构中，它就是 64 位的。

rt_err_t用于记录错误编号。

rt_time_t 用于时间戳
rt_tick_t用于周期性时钟tick计数。

函数名使用英文小写，单词之间使用_连接，通常以rt开头。

如果函数入口参数是空，必须使用void作为入口参数。

内部静态函数，则以_开头。

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