RT-Thread 自动初始化机制

1万 · 2022-2-10 16:11

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:

1万 · 2022-2-10 16:14

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。

1万 · 2022-2-10 16:17

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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/**

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

 *         initialization function will be called to complete the initialization

 *         of the on-board peripherals.

 */

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 done\n", result);

    }

#else

    volatile 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_DEBUG_INIT */

}



/**

 * @brief  RT-Thread Components Initialization.

 */

void rt_components_init(void)

{

#if RT_DEBUG_INIT

    int result;

    const struct rt_init_desc *desc;



    rt_kprintf("do components initialization.\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 done\n", result);

    }

#else

    volatile 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 /* RT_DEBUG_INIT */

}

#endif /* RT_USING_COMPONENTS_INIT */

1万 · 2022-2-10 16:31

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：

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。

1万 · 2022-2-10 16:32

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

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



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

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

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

/* device initialization */

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

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

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

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

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

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

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

1万 · 2022-2-10 16:34

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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 #define INIT_EXPORT(fn, level)                                                       \

            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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  #define RT_USED                     __attribute__((used))

  typedef int (*init_fn_t)(void);

  #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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/*

 * Components Initialization will initialize some driver and components as following

 * order:

 * rti_start         --> 0

 * BOARD_EXPORT      --> 1

 * rti_board_end     --> 1.end

 *

 * DEVICE_EXPORT     --> 2

 * COMPONENT_EXPORT  --> 3

 * FS_EXPORT         --> 4

 * ENV_EXPORT        --> 5

 * APP_EXPORT        --> 6

 *

 * rti_end           --> 6.end

 *

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

 * be defined with:

 * INIT_BOARD_EXPORT(fn);

 * INIT_DEVICE_EXPORT(fn);

 * ...

 * INIT_APP_EXPORT(fn);

 * etc.

 */

static int rti_start(void)

{

    return 0;

}

INIT_EXPORT(rti_start, "0");



static int rti_board_start(void)

{

    return 0;

}

INIT_EXPORT(rti_board_start, "0.end");



static int rti_board_end(void)

{

    return 0;

}

INIT_EXPORT(rti_board_end, "1.end");



static int rti_end(void)

{

    return 0;

}

INIT_EXPORT(rti_end, "6.end");

1万 · 2022-2-10 16:40

对照着映像文件可以看到：

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：

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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。

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

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。

1万 · 2022-2-10 16:41

最后我们再回到这个初始化的过程（以第一个流程为例）：

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/**

 * RT-Thread Components Initialization for board

 */

void rt_components_board_init(void)

{

    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)();

    }

}

1万 · 2022-2-10 16:41

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。

1万 · 2022-2-10 17:44

flashdb：
https://blog.csdn.net/o0001_0000/article/details/110631170

1万 · 2022-2-10 17:44

flashdb：
https://blog.csdn.net/o0001_0000/article/details/110631170

RT-Thread 自动初始化机制

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