啟動(dòng)流程
一個(gè)開發(fā)板上的RT-Thread的啟動(dòng)流程可能是首先從bsp?當(dāng)中鏈接腳本指定的startup_xxx.S?中的入口函數(shù)（ENTRY）或者復(fù)位異常處理函數(shù)（ResetHandler）開始運(yùn)行，這部分我們?cè)谥v?bsp?支持時(shí)會(huì)詳細(xì)講解。

之后跳入entry?函數(shù)（GCC，使用不同編譯器會(huì)進(jìn)入不同的函數(shù)）執(zhí)行，這里也可以跳入用戶自己的main函數(shù)，但是需要用戶自己完成rtthread_startup?的工作。

這個(gè)函數(shù)十分簡(jiǎn)單，首先先關(guān)中斷（關(guān)中斷操作由cpu支持部分提供），然后進(jìn)入RT-Thread的全局初始化中。

#if defined (__CC_ARM)
extern int Super$main(void);
/* re-define main function /
int Sub$main(void)
{
rt_hw_interrupt_disable();
rtthread_startup();
return 0;
}
#elif defined( ICCARM )
extern int main(void);
/ __low_level_init will auto called by IAR cstartup /
extern void __iar_data_init3(void);
int __low_level_init(void)
{
// call IAR table copy function.
__iar_data_init3();
rt_hw_interrupt_disable();
rtthread_startup();
return 0;
}
#elif defined( GNUC )
extern int main(void);
/ Add -eentry to arm-none-eabi-gcc argument */
int entry(void)
{
rt_hw_interrupt_disable();
rtthread_startup();
return 0;
}
#endif

?rtthread_startup?是啟動(dòng)流程當(dāng)中的關(guān)鍵，首先rtthread_startup?會(huì)先調(diào)用rt_hw_board_init?，這個(gè)函數(shù)也由bsp支持部分提供，一般來(lái)說(shuō)主要完成例如初始化中斷向量表、系統(tǒng)時(shí)鐘的初始化，設(shè)置輸出控制臺(tái)，同時(shí)初始化系統(tǒng)堆內(nèi)存。

緊接著會(huì)調(diào)用rt_show_version?打印RT-Thread內(nèi)核的系統(tǒng)版本信息，其中主要是利用控制臺(tái)（rt_printf?）進(jìn)行輸出，通常來(lái)說(shuō)是用戶在bsp支持中提供串口的注冊(cè)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。以RT-Thread Simulator 例程來(lái)說(shuō)，會(huì)通過(guò)設(shè)備驅(qū)動(dòng)一路調(diào)用到bsp支持部分提供的串口輸出。

void rt_kprintf(const char *fmt, ...) ->
rt_size_t rt_device_write(rt_device_t dev, rt_off_t pos, const void *buffer, rt_size_t size) ->
static rt_size_t rt_serial_write(struct rt_device *dev, rt_off_t pos, const void *buffer, rt_size_t size) ->
rt_inline int _serial_poll_tx(struct rt_serial_device *serial, const rt_uint8_t *data, int length) ->

• static int stm32_putc(struct rt_serial_device *serial, char c)
  

然后會(huì)調(diào)用rt_system_timer_init?初始化系統(tǒng)定時(shí)器鏈表，這個(gè)函數(shù)比較簡(jiǎn)單，主要就是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行初始化。

緊接著會(huì)調(diào)用rt_system_scheduler_init?初始化RT-Thread系統(tǒng)調(diào)度器相關(guān)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：

線程優(yōu)先級(jí)鏈表：每一個(gè)優(yōu)先級(jí)對(duì)應(yīng)一個(gè)鏈表，通過(guò)rt_thread?結(jié)構(gòu)中的tlist?成員來(lái)進(jìn)行相同優(yōu)先級(jí)線程的連接
當(dāng)前線程優(yōu)先級(jí)
當(dāng)前線程控制塊
?rt_thread_ready_priority_group?中的每一位代表1個(gè)優(yōu)先級(jí)，該位為1表示該優(yōu)先級(jí)下有就緒線程，該位為0表示該優(yōu)先級(jí)下沒有就緒線程
僵尸線程鏈表
void rt_system_scheduler_init(void)
{
register rt_base_t offset;
rt_scheduler_lock_nest = 0;
RT_DEBUG_LOG(RT_DEBUG_SCHEDULER, ("start scheduler: max priority 0x%02xn",
RT_THREAD_PRIORITY_MAX));
for (offset = 0; offset < RT_THREAD_PRIORITY_MAX; offset ++)
{
rt_list_init(&rt_thread_priority_table[offset]);
}
rt_current_priority = RT_THREAD_PRIORITY_MAX - 1;
rt_current_thread = RT_NULL;
/* initialize ready priority group /
rt_thread_ready_priority_group = 0;
#if RT_THREAD_PRIORITY_MAX > 32
/ initialize ready table /
rt_memset(rt_thread_ready_table, 0, sizeof(rt_thread_ready_table));
#endif
/ initialize thread defunct */
rt_list_init(&rt_thread_defunct);
}
接下來(lái)會(huì)調(diào)用rt_application_init?初始化一個(gè)main主線程（并不會(huì)馬上運(yùn)行），主要完成組件的初始化以及多核的處理，最后跳入用戶的main?函數(shù)

完成組件初始化的實(shí)現(xiàn)與rt_components_board_init?類似，在BSP支持部分講解。

void rt_application_init(void)
{
rt_thread_t tid;
#ifdef RT_USING_HEAP
tid = rt_thread_create("main", main_thread_entry, RT_NULL,
RT_MAIN_THREAD_STACK_SIZE, RT_MAIN_THREAD_PRIORITY, 20);
RT_ASSERT(tid != RT_NULL);
#else
rt_err_t result;
tid = &main_thread;
result = rt_thread_init(tid, "main", main_thread_entry, RT_NULL,
main_stack, sizeof(main_stack), RT_MAIN_THREAD_PRIORITY, 20);
RT_ASSERT(result == RT_EOK);
/* if not define RT_USING_HEAP, using to eliminate the warning */
(void)result;
#endif
rt_thread_startup(tid);
}
void main_thread_entry(void parameter)
{
extern int main(void);
extern int Super$main(void);
/ RT-Thread components initialization /
rt_components_init();
/ invoke system main function /
#if defined (__CC_ARM)
Super$main(); / for ARMCC. */
#elif defined( ICCARM ) || defined( GNUC )
main();
#endif
}
void rt_components_init(void)
{
#if RT_DEBUG_INIT
int result;
const struct rt_init_desc *desc;
rt_kprintf("do components intialization.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 donen", 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
}

然后，rt_system_timer_thread_init?主要是初始化軟件定時(shí)器的列表，并且創(chuàng)建軟件定時(shí)器線程。而rt_thread_idle_init?創(chuàng)建空閑線程，在系統(tǒng)沒有任何用戶線程調(diào)度的時(shí)候，就會(huì)被調(diào)度起來(lái)，這個(gè)空閑線程主要是檢查系統(tǒng)有沒有已經(jīng)消亡的線程，如果有，則把消亡線程的資源進(jìn)行回收，如果系統(tǒng)使能了電源管理，則會(huì)讓系統(tǒng)進(jìn)行低功耗模式。

最后通過(guò)rt_system_scheduler_start?開啟調(diào)度器。

BSP支持
首先需要提供startup_xxx.S?類似的啟動(dòng)文件，一般來(lái)說(shuō)可能包含中斷向量表以及默認(rèn)的中斷服務(wù)函數(shù)，以及選擇入口函數(shù)，一般可能為_start?或者ResetHandler?。

AREA RESET, DATA, READONLY
EXPORT __Vectors
EXPORT __Vectors_End
EXPORT __Vectors_Size
__Vectors DCD __initial_sp ; Top of Stack
DCD Reset_Handler ; Reset Handler
DCD NMI_Handler ; NMI Handler
DCD HardFault_Handler ; Hard Fault Handler
DCD MemManage_Handler ; MPU Fault Handler
DCD BusFault_Handler ; Bus Fault Handler
DCD UsageFault_Handler ; Usage Fault Handler
DCD 0 ; Reserved
DCD 0 ; Reserved
DCD 0 ; Reserved
DCD 0 ; Reserved
DCD SVC_Handler ; SVCall Handler
DCD DebugMon_Handler ; Debug Monitor Handler
DCD 0 ; Reserved
DCD PendSV_Handler ; PendSV Handler
DCD SysTick_Handler ; SysTick Handler
; External Interrupts
DCD WWDG_IRQHandler ; Window Watchdog
DCD PVD_IRQHandler ; PVD through EXTI Line detect
DCD TAMPER_IRQHandler ; Tamper
DCD RTC_IRQHandler ; RTC
DCD FLASH_IRQHandler ; Flash
DCD RCC_IRQHandler ; RCC
DCD EXTI0_IRQHandler ; EXTI Line 0
DCD EXTI1_IRQHandler ; EXTI Line 1
DCD EXTI2_IRQHandler ; EXTI Line 2
DCD EXTI3_IRQHandler ; EXTI Line 3
DCD EXTI4_IRQHandler ; EXTI Line 4
DCD DMA1_Channel1_IRQHandler ; DMA1 Channel 1
DCD DMA1_Channel2_IRQHandler ; DMA1 Channel 2
DCD DMA1_Channel3_IRQHandler ; DMA1 Channel 3
DCD DMA1_Channel4_IRQHandler ; DMA1 Channel 4
DCD DMA1_Channel5_IRQHandler ; DMA1 Channel 5
DCD DMA1_Channel6_IRQHandler ; DMA1 Channel 6
DCD DMA1_Channel7_IRQHandler ; DMA1 Channel 7
DCD ADC1_2_IRQHandler ; ADC1_2
DCD USB_HP_CAN1_TX_IRQHandler ; USB High Priority or CAN1 TX
DCD USB_LP_CAN1_RX0_IRQHandler ; USB Low Priority or CAN1 RX0
DCD CAN1_RX1_IRQHandler ; CAN1 RX1
DCD CAN1_SCE_IRQHandler ; CAN1 SCE
DCD EXTI9_5_IRQHandler ; EXTI Line 9..5
DCD TIM1_BRK_IRQHandler ; TIM1 Break
DCD TIM1_UP_IRQHandler ; TIM1 Update
DCD TIM1_TRG_COM_IRQHandler ; TIM1 Trigger and Commutation
DCD TIM1_CC_IRQHandler ; TIM1 Capture Compare
DCD TIM2_IRQHandler ; TIM2
DCD TIM3_IRQHandler ; TIM3
DCD 0 ; Reserved
DCD I2C1_EV_IRQHandler ; I2C1 Event
DCD I2C1_ER_IRQHandler ; I2C1 Error
DCD 0 ; Reserved
DCD 0 ; Reserved
DCD SPI1_IRQHandler ; SPI1
DCD 0 ; Reserved
DCD USART1_IRQHandler ; USART1
DCD USART2_IRQHandler ; USART2
DCD 0 ; Reserved
DCD EXTI15_10_IRQHandler ; EXTI Line 15..10
DCD RTC_Alarm_IRQHandler ; RTC Alarm through EXTI Line
DCD USBWakeUp_IRQHandler ; USB Wakeup from suspend
__Vectors_End
__Vectors_Size EQU __Vectors_End - __Vectors
AREA |.text|, CODE, READONLY
; Reset handler routine
Reset_Handler PROC
EXPORT Reset_Handler [WEAK]
IMPORT __main
IMPORT SystemInit
LDR R0, =SystemInit
BLX R0
LDR R0, =__main
BX R0
ENDP
bsp支持主要提供對(duì)開發(fā)板的硬件初始化（通過(guò)rt_hw_board_init?向上提供接口）以及各類外設(shè)的驅(qū)動(dòng)。

以RT-Thread Simulator 例程為例：rt_hw_board_init?中主要完成HAL庫(kù)的初始化、時(shí)鐘配置和RT-Thread系統(tǒng)堆的初始化，以及rt_components_board_init?會(huì)完成硬件的初始化。

#define RT_DEBUG_INIT 0
/**

• RT-Thread Components Initialization for board
  */
  void rt_components_board_init(void)
  {
  #if RT_DEBUG_INIT
  int result;
  const struct rt_init_desc *desc;
  for (desc = &__rt_init_desc_rti_board_start; desc < &__rt_init_desc_rti_board_end; desc ++)
  {
  rt_kprintf("initialize %s", desc->fn_name);
  result = desc->fn();
  rt_kprintf(":%d donen", result);
  }
  #else
  const init_fn_t *fn_ptr;
  for (fn_ptr = &__rt_init_rti_board_start; fn_ptr < & **rt_init_rti_board_end; fn_ptr++)
  {
  (fn_ptr)();
  }
  #endif
  }
  ?RT_USED?： attribute ((used))?，標(biāo)識(shí)不允許編譯器進(jìn)行優(yōu)化
  ?init_fn_t?：typedef int (init_fn_t)(void)?，函數(shù)指針
  ?##?：連接符
  ?SECTION?： attribute ((section(x)))?，執(zhí)行輸入節(jié)名稱
  所以INIT_EXPORT(rti_board_start, "0.end")?等價(jià)于__attribute ((used)) const init_fn_t __rt_init_rti_board_start attribute ((section(".rti_fn.""0.end"))) = rti_board_start?

static int rti_board_start(void)
{
return 0;
}
INIT_EXPORT(rti_board_start, "0.end");
#define INIT_EXPORT(fn, level) RT_USED const init_fn_t _ rt_init ##fn SECTION(".rti_fn."level) = fn
?rt_board_end?同理，所以rt_components_board_init?的含義則為執(zhí)行__rt_init_rti_board_start?到__rt_init_rti_board_end?之間函數(shù)

指定節(jié).rti_fn.1?，根據(jù)鏈接器節(jié)放置規(guī)則，將放置在.rti_fn.0.end?節(jié)和.rti_fn.1.end?節(jié)之間。

#define INIT_BOARD_EXPORT(fn) INIT_EXPORT(fn, "1")
所以RT-Thread提供了另一個(gè)宏，它的主要作用就是用來(lái)在初始化硬件時(shí)調(diào)用相應(yīng)的函數(shù)。所以一些外設(shè)驅(qū)動(dòng)初始化都展開了這個(gè)宏。以RT-Thread Simulator 例程為例：

INIT_BOARD_EXPORT(rt_hw_usart_init);
INIT_BOARD_EXPORT(rt_hw_pin_init);
總的來(lái)說(shuō)，一個(gè)基本的BSP主要任務(wù)是建立讓操作系統(tǒng)運(yùn)行的基本環(huán)境，所以大致需要完成的主要工作是：

初始化CPU內(nèi)部寄存器，設(shè)定RAM工作時(shí)序。
實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)及中斷控制器驅(qū)動(dòng)，完善中斷管理。
實(shí)現(xiàn)串口和 GPIO 驅(qū)動(dòng)。
初始化動(dòng)態(tài)內(nèi)存堆，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)堆內(nèi)存管理。
CPU支持
這部分官方文檔很詳細(xì)，可參考內(nèi)核移植 (rt-thread.org)

在嵌入式領(lǐng)域有多種不同 CPU 架構(gòu)，例如 Cortex-M、ARM920T、MIPS32、RISC-V 等等。為了使 RT-Thread 能夠在不同 CPU 架構(gòu)的芯片上運(yùn)行，RT-Thread 提供了一個(gè) libcpu 抽象層來(lái)適配不同的 CPU 架構(gòu)。libcpu 層向上對(duì)內(nèi)核提供統(tǒng)一的接口，包括全局中斷的開關(guān)，線程棧的初始化，上下文切換等。

RT-Thread 的 libcpu 抽象層向下提供了一套統(tǒng)一的 CPU 架構(gòu)移植接口，這部分接口包含了全局中斷開關(guān)函數(shù)、線程上下文切換函數(shù)、時(shí)鐘節(jié)拍的配置和中斷函數(shù)、Cache 等等內(nèi)容。下表是 CPU 架構(gòu)移植需要實(shí)現(xiàn)的接口和變量。

libcpu 移植相關(guān) API