相信不少工程师在阅读RT-Thread相关源代码的时候,都会经常看到如下图所示的宏定义,按照宏定义的命名来理解,这些宏定义似乎都是对一些初始化函数进行某些声明工作。
如上图所示,通过对源码的跟踪发现,这些INIT_XXX_EXPORT的宏定义,最终都是调用了INIT_EXPORT这个宏定义,而这个宏定义,就是把该初始化函数放在自定义的rti_fn符号段里面,源码在rtdef.h头文件里面,如下图所示。
把初始化函数放到自定义的符号段里面,有什么作用呢?答案就是,可以通过这种方式,让这些初始化函数被隐式调用,不用手动往RT-Thread的初始化过程里面添加该函数。
什么是隐式调用?隐式调用的意思就是,当我们往工程代码里面添加某个系统组件或外接设备的时候,这个组件或设备都需要进行初始化,而这个初始化函数,我们不需要在main函数或RT-Thread的启动函数里面直接添加调用,这样可以避免修改RT-Thread的启动过程代码。
先来看一下RT-Thread的启动函数调用流程,留意红色方框里面的内容,如下图所示。
启动函数里面,rt_components_board_init() 与 rt_components_init()这两个函数是专门用来处理自动初始化的,这两个函数的原型和注释,如下图所示。
从上面的函数原型可以看出,这两个函数都是从符号段区间里面,通过for循环不断遍历符号段里面的初始化函数,并获取这些初始化函数的指针,然后进行调用,以达到对设备或组件初始化的目的。
rt_components_board_init()函数最先执行,这个函数是用来初始化芯片相关的硬件的,这个函数会遍历用 INIT_BOARD_EXPORT(fn)声明的函数列表。
rt_components_init()函数是在系统启动后,在main线程里面被调用执行,这个函数是用来初始化其他用 INIT_XXX_EXPORT(fn)声明的函数列表的。
目前RT-Thread内核里面,用来实现自动初始化功能的宏定义接口,如下图所示。
综上所述,要使用RT-Thread的自动初始化流程,可以概括为以下如图所示的步骤。
为什么初始化函数加入了符号段之后,就可以被自动调用?符号段是什么?使用这种方式有什么好处?
把函数加入符号段,其实就是使用了MDK编译器的__attribute__((section(x)))关键字,对函数进行声明,通过section关键字进行声明的函数,在编译器进行链接的时候,就会自动收集这些函数并把他们放到一个集中的区域里面,查看以下.map文件可知。
如上图红框所示,rt_hw_pin_init和rt_hw_usart_init都是使用 INIT_BOARD_EXPORT(fn)声明的函数,因此,它们是存放在橙色竖线所在的区间的,使用rt_components_board_init()函数就可以对这个区间进行遍历。
如上图蓝框和绿框所示,它们分别是用 INIT_COMPONENT_EXPORT(fn)和 INIT_APP_EXPORT(fn)声明的函数,这些函数是存放在红色竖线所在的区间的,使用rt_components_init()函数就可以对这个区间进行遍历。
从上面的分析可以看出,使用符号段的方式来存放初始化函数,好处就是当我需要添加某一个初始化函数的时候,就不需要再去改动RT-Thread的启动代码了,直接通过section关键字,把初始化函数添加到相应的符号段即可。
以上就是RT-Thread的自动初始化机制分析,正是由于采用了这种机制,所以,当我们对内核或组件进行裁剪的时候,并不需要修改RT-Thread的初始化函数,也可以对组件进行初始化。
责任编辑:lq
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原文标题:【RT-Thread专题连载3】RT-Thread启动过程分析RT-Thread自动初始化机制分析
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