[经验]

RT-Thread系统自动初始化机制简介

2022-4-12 17:43:15

4394 RT-Thread 函数接口

RT-Thread 自动初始化机制

1、自动初始化机制简介

在系统启动流程图中，有两个函数：rt_components_board_init() 与 rt_components_init()，其后的带底色方框内部的函数表示被自动初始化的函数，其中：

“board init functions” 为所有通过 INIT_BOARD_EXPORT(fn) 申明的初始化函数。

“pre-initialization functions” 为所有通过 INIT_PREV_EXPORT(fn)申明的初始化函数。

“device init functions” 为所有通过 INIT_DEVICE_EXPORT(fn) 申明的初始化函数。

“components init functions” 为所有通过 INIT_COMPONENT_EXPORT(fn)申明的初始化函数。

“enviroment init functions” 为所有通过 INIT_ENV_EXPORT(fn) 申明的初始化函数。

“application init functions” 为所有通过 INIT_APP_EXPORT(fn)申明的初始化函数

用来实现自动初始化功能的宏接口定义详细描述如下表所示：

2、自动初始化机制原理

RT-Thread 的自动初始化机制使用了自定义 RTI 符号段，将需要在启动时进行初始化的函数指针放到了该段中，形成一张初始化函数表，在系统启动过程中会遍历该表，并调用表中的函数，达到自动初始化的目的。

进入任意一个宏定义，可以查看源码中的宏定义如下：

继续展开INIT_EXPORT(fn, level) 如下：

其中##代表连接符，把__rt_init_与fn这个形参名字链接起来，即__rt_init_fn
查看init_fn_t的定义如下：

表示用typedef 定义了一个函数指针类型，init_fn_t _rt_init##fn SECTION(".rti_fn." level) = fn表示定义了一个函数指针变量，并初始化，把fn这个函数的地址赋给__rt_init_fn这个函数指针。

其中SECTION(".rti_fn." level)展开如下：

_attribute_((section(“name”))) ：将作用的函数或数据放入指定名为"name"的输入段中。（在不同的编译器中实现的方式也有所不同。)

总结：作用就是将函数 fn 的地址赋给一个 __rt_init_fn 的指针，然后放入相应 level 的数据段中。所以函数使用自动初始化宏导出后，这些数据段中就会存储指向各个初始化函数的指针。

3、自动初始化机制过程

在程序启动后，会分别运行 rt_components_board_init() 与 rt_components_init() 函数，其中 rt_components_board_init()完成了第1段的初始化，rt_components_init()完成了2到6段的初始化。

1、第一个函数 rt_components_board_init() 的实现：

2、第二个函数 rt_components_board_init() 的实现：

其中__rt_init_rti_board_start，__rt_init_rti_board_end，__rt_init_rti_end表示不同的区间段。

在系统中，定义了这几个空函数：rti_start、rti_board_start、rti_board_end、rti_end。划分成不同的段：0、 0.end 、 1.end 、6.end。

自定义的初始化函数就夹裹在这些段内。

这几个函数的导出，加上上面 6 个初始化宏的导出，就有了这样一个表格：

查看map文件可知：

其中__rt_init_finsh_system_init 为内核shell的初始化：

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