源码解读·RT-Thread操作系统从开机到关机

本篇内容比较简单,但却很繁琐,篇幅也很长,毕竟是囊括了整个操作系统的生命周期。这篇文章的目的是作为后续设计多任务开发的铺垫,后续会单独再抽出一篇分析任务的相关知识。另外本篇文章以单核MCU为背景,并且以最新的3.1.xLTS版本源码进行分析。主要内容目录如下:

基于bsp/stm32/stm32f103-mini-system为背景

Cortex-M3的堆栈基础概念

C语言main函数和rt-thread的main

rt-thread操作系统的传统初始化与自动初始化组件

任务是怎样运行起来的

Idle任务与新的构想

基于bsp/stm32/stm32f103-mini-system的开机介绍

关于体系结构的知识这里不做过多的介绍,因为这些知识要讲清楚的话足以写出一本大部头的书出来。不过会简单介绍一些必要的东西。

Stm32f103单片机是cortex-m3内核,在cortex-m3内核中使用双堆栈psp和msp,模式分为线程模式和handler模式,权限级别分为非特权级别和特权级别(现在只需要知道这么多就行了),handler模式就是当处理发生中断的时候自动进入的模式,其handler模式永远为特权级。

上电开机最开始运行的是MCU内部的ROM部分,这部分代码我们通常看不到,其通常是对芯片进行必要的初始化,比如FLASH和RAM的时钟初始化等,然后跳转到用户flash区域运行用户代码。在STM32中用户flash地址从0x08000000开始。我们写的代码都是从这里开始运行的。其次由于cortexM规定其用户FLASH区域的最前面必须是一张中断向量表。所以也就是说STM32的0x08000000开始是一张中断向量表,这是必须的也是默认的,当然在之后还可以重映射其它地方的向量表。这张向量表中的第一项是一个栈地址,第二项复位向量地址。下面贴一段向量表部分代码(摘录自startup_stm32f103xb.s):

__Vectors DCD __initial_sp ; Topof Stack DCD Reset_Handler ; Reset Handler DCD NMI_Handler ; NMIHandler 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

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