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RT-Thread 自动初始化机制

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 楼主| keer_zu 发表于 2022-2-10 16:11 | 显示全部楼层 |阅读模式
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自动初始化机制是指初始化函数不需要被显式调用，只需要在函数定义处通过宏定义的方式进行申明，就会在系统启动过程中被执行。

例如rt-thread: 411746204c861a4469.png

364326204c8a007a60.png
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 楼主| keer_zu 发表于 2022-2-10 16:14 | 显示全部楼层
在RTT的代码中，有rt_components_init()和rt_components_board_init();两个函数，用于实现自动初始化机制。
RTT官方文档的系统启动流程图中，6种注册分别于上述两个函数中实现自动初始化。


463966204c9698dd73.png


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 楼主| keer_zu 发表于 2022-2-10 16:17 | 显示全部楼层
两个初始化函数也很简单，就是调用从__rt_init_rti_board_start到__rt_init_rti_board_end的函数执行一遍；__rt_init_rti_board_end到__rt_init_rti_end的函数执行一遍。


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  1. /**
    

  2.  * [url=home.php?mod=space&uid=247401]@brief[/url]  Onboard components initialization. In this function, the board-level
    

  3.  *         initialization function will be called to complete the initialization
    

  4.  *         of the on-board peripherals.
    

  5.  */
    

  6. void rt_components_board_init(void)
    

  7. {
    

  8. #if RT_DEBUG_INIT
    

  9.     int result;
    

  10.     const struct rt_init_desc *desc;
    

  11.     for (desc = &__rt_init_desc_rti_board_start; desc < &__rt_init_desc_rti_board_end; desc ++)
    

  12.     {
    

  13.         rt_kprintf("initialize %s", desc->fn_name);
    

  14.         result = desc->fn();
    

  15.         rt_kprintf(":%d done\n", result);
    

  16.     }
    

  17. #else
    

  18.     volatile const init_fn_t *fn_ptr;
    


  19. 

  20.     for (fn_ptr = &__rt_init_rti_board_start; fn_ptr < &__rt_init_rti_board_end; fn_ptr++)
    

  21.     {
    

  22.         (*fn_ptr)();
    

  23.     }
    

  24. #endif /* RT_DEBUG_INIT */
    

  25. }
    


  26. 

  27. /**
    

  28.  * @brief  RT-Thread Components Initialization.
    

  29.  */
    

  30. void rt_components_init(void)
    

  31. {
    

  32. #if RT_DEBUG_INIT
    

  33.     int result;
    

  34.     const struct rt_init_desc *desc;
    


  35. 

  36.     rt_kprintf("do components initialization.\n");
    

  37.     for (desc = &__rt_init_desc_rti_board_end; desc < &__rt_init_desc_rti_end; desc ++)
    

  38.     {
    

  39.         rt_kprintf("initialize %s", desc->fn_name);
    

  40.         result = desc->fn();
    

  41.         rt_kprintf(":%d done\n", result);
    

  42.     }
    

  43. #else
    

  44.     volatile const init_fn_t *fn_ptr;
    


  45. 

  46.     for (fn_ptr = &__rt_init_rti_board_end; fn_ptr < &__rt_init_rti_end; fn_ptr ++)
    

  47.     {
    

  48.         (*fn_ptr)();
    

  49.     }
    

  50. #endif /* RT_DEBUG_INIT */
    

  51. }
    

  52. #endif /* RT_USING_COMPONENTS_INIT */


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 楼主| keer_zu 发表于 2022-2-10 16:31 | 显示全部楼层
由typedef int (*init_fn_t)(void);可知，fn_ptr 是一个32bit的指针，刚好stm32是32bit寻址的，可以存储需要初始化的函数。
官方给的注册接口也很简单：
814906204cd3299ce9.png

我们只需要根据自己的需求，进行相应的函数注册，就可以实现自动初始化了，但具体这个注册过程是怎么实现的呢？可以查看这些INIT的定义。
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 楼主| keer_zu 发表于 2022-2-10 16:32 | 显示全部楼层
不同的INIT对应了同一个函数：INIT_EXPORT，这个函数有两个参数，第一个是传入的函数指针，第二个是一个数字。


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  1. /* board init routines will be called in board_init() function */
    

  2. #define INIT_BOARD_EXPORT(fn)           INIT_EXPORT(fn, "1")
    


  3. 

  4. /* pre/device/component/env/app init routines will be called in init_thread */
    

  5. /* components pre-initialization (pure software initilization) */
    

  6. #define INIT_PREV_EXPORT(fn)            INIT_EXPORT(fn, "2")
    

  7. /* device initialization */
    

  8. #define INIT_DEVICE_EXPORT(fn)          INIT_EXPORT(fn, "3")
    

  9. /* components initialization (dfs, lwip, ...) */
    

  10. #define INIT_COMPONENT_EXPORT(fn)       INIT_EXPORT(fn, "4")
    

  11. /* environment initialization (mount disk, ...) */
    

  12. #define INIT_ENV_EXPORT(fn)             INIT_EXPORT(fn, "5")
    

  13. /* appliation initialization (rtgui application etc ...) */
    

  14. #define INIT_APP_EXPORT(fn)             INIT_EXPORT(fn, "6")


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 楼主| keer_zu 发表于 2022-2-10 16:34 | 显示全部楼层
我们可以简单理解为第二个数字代表的是初始化顺序，可INIT_EXPORT具体是怎么实现的呢？来看下它的定义：


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  1.  #define INIT_EXPORT(fn, level)                                                       \
    

  2.             RT_USED const init_fn_t __rt_init_##fn SECTION(".rti_fn."level) = fn



emm……去查下这些宏的定义：


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  1.   #define RT_USED                     __attribute__((used))
    

  2.   typedef int (*init_fn_t)(void);
    

  3.   #define SECTION(x)                  __attribute__((section(x)))



由GCC手册可知： __attribute__((used))表示这个标记这个东西是使用过的，避免出现如： warning: #177-D: variable "a" was declared but never referenced的警告。
__attribute_unused__和__attribute_used__的作用
在GCC的宏中，##后面跟变量名。
__attribute__((section(x)))则表示fn被放置于指定段中。
可以找到在RTT的初始化过程中，有如下各种INIT：
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  1. /*
    

  2.  * Components Initialization will initialize some driver and components as following
    

  3.  * order:
    

  4.  * rti_start         --> 0
    

  5.  * BOARD_EXPORT      --> 1
    

  6.  * rti_board_end     --> 1.end
    

  7.  *
    

  8.  * DEVICE_EXPORT     --> 2
    

  9.  * COMPONENT_EXPORT  --> 3
    

  10.  * FS_EXPORT         --> 4
    

  11.  * ENV_EXPORT        --> 5
    

  12.  * APP_EXPORT        --> 6
    

  13.  *
    

  14.  * rti_end           --> 6.end
    

  15.  *
    

  16.  * These automatically initialization, the driver or component initial function must
    

  17.  * be defined with:
    

  18.  * INIT_BOARD_EXPORT(fn);
    

  19.  * INIT_DEVICE_EXPORT(fn);
    

  20.  * ...
    

  21.  * INIT_APP_EXPORT(fn);
    

  22.  * etc.
    

  23.  */
    

  24. static int rti_start(void)
    

  25. {
    

  26.     return 0;
    

  27. }
    

  28. INIT_EXPORT(rti_start, "0");
    


  29. 

  30. static int rti_board_start(void)
    

  31. {
    

  32.     return 0;
    

  33. }
    

  34. INIT_EXPORT(rti_board_start, "0.end");
    


  35. 

  36. static int rti_board_end(void)
    

  37. {
    

  38.     return 0;
    

  39. }
    

  40. INIT_EXPORT(rti_board_end, "1.end");
    


  41. 

  42. static int rti_end(void)
    

  43. {
    

  44.     return 0;
    

  45. }
    

  46. INIT_EXPORT(rti_end, "6.end");



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 楼主| keer_zu 发表于 2022-2-10 16:40 | 显示全部楼层
对照着映像文件可以看到：

381306204ced6e70c8.png

选中部分，第一行是一个Section，叫做.rti_fn.0，这个内容实际是我们通过INIT_EXPORT(rti_start, "0");完成的，我们把函数rti_start改名为__rt_init_rti_start，存入.rti_fn.0这个地方。
同样的，INIT_EXPORT(rti_board_start, "0.end");、INIT_EXPORT(rti_board_end, "1.end");、INIT_EXPORT(rti_end, "6.end");也是这里插入的。
注意在这个映像文件中的第2728行，多了一个内容，在shell.c中找到一行：


复制
  1. INIT_APP_EXPORT(finsh_system_init);


通过上面我们知道，通过APP_EXPORT导入的会存放在名为6的Section中，所以这里应该是存放的finsh_system_init的函数指针。
通过Debug查看0x080088e4中的内容，其值为0x08003D39。


239666204cf30c9c2a.png

监视函数finsh_system_init，其值正好是0x08003D39。


772316204cf68be117.png


因为其是Thumb指令，所以监视到的最后一个bit为1，正是我们的函数地址。


578206204cf86b9542.png
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 楼主| keer_zu 发表于 2022-2-10 16:41 | 显示全部楼层
最后我们再回到这个初始化的过程（以第一个流程为例）：
复制
  1. /**
    

  2.  * RT-Thread Components Initialization for board
    

  3.  */
    

  4. void rt_components_board_init(void)
    

  5. {
    

  6.     const init_fn_t *fn_ptr;
    


  7. 

  8.     for (fn_ptr = &__rt_init_rti_board_start; fn_ptr < &__rt_init_rti_board_end; fn_ptr++)
    

  9.     {
    

  10.         (*fn_ptr)();
    

  11.     }
    

  12. }
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 楼主| keer_zu 发表于 2022-2-10 16:41 | 显示全部楼层
对照着映像表，从符号名为__rt_init_rti_board_start（注册名为rti_board_start）（段名为0.end）开始的地方，取出其存放的32bit的值作为函数地址，执行这些函数，一直到符号名为__rt_init_rti_board_end（注册名为rti_board_end）（段名为1.end）的地方结束。
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 楼主| keer_zu 发表于 2022-2-10 17:44 | 显示全部楼层
flashdb：
https://blog.csdn.net/o0001_0000/article/details/110631170
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 楼主| keer_zu 发表于 2022-2-10 17:44 | 显示全部楼层
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