RT-Thread启动流程

RT-Thread启动流程

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1. Boot Loader

LPC17xx系列芯片的Boot Loader一般命名为startup_LPC17xx.s。这个文件是Cortex-M3的启动文件，启动文件由汇编语言组成。LPC17xx硬件初始化主要完成了以下功能：

1.堆和栈的初始化

2.中断向量表定义

3.地址重映射及中断向量表的转移

4.设置系统时钟频率

5.中断寄存器的初始化

6.进入C应用程序

其中，startup_LPC17xx.s完成了1、2和6两个功能。3、4、5三个功能是通过startup_LPC17xx.s调用中的SystemInit函数来完成的。
以下是startup_LPC17xx.s中的代码实现。

• 初始化堆栈，堆顶指针设置为__initial_sp，栈顶指针设置为__heap_limit

Stack_Size      EQU     0x00000200

                AREA    STACK, NOINIT, READWRITE, ALIGN=3
Stack_Mem       SPACE   Stack_Size
__initial_sp


;  Heap Configuration
;     Heap Size (in Bytes) <0x0-0xFFFFFFFF:8>
; 

Heap_Size       EQU     0x00000000

                AREA    HEAP, NOINIT, READWRITE, ALIGN=3
__heap_base
Heap_Mem        SPACE   Heap_Size
__heap_limit 

• 初始化中断向量表,中断向量表里面存储的都是指针类型的变量，除了第一个变量存储的是初始堆栈指针以外，其他的变量都是对应的中断响应函数的函数指针。

                AREA    RESET, DATA, READONLY
                EXPORT  __Vectors

__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     WDT_IRQHandler            ; 16: Watchdog Timer
                DCD     TIMER0_IRQHandler         ; 17: Timer0
                DCD     TIMER1_IRQHandler         ; 18: Timer1
                DCD     TIMER2_IRQHandler         ; 19: Timer2
                DCD     TIMER3_IRQHandler         ; 20: Timer3
                DCD     UART0_IRQHandler          ; 21: UART0
                DCD     UART1_IRQHandler          ; 22: UART1
                DCD     UART2_IRQHandler          ; 23: UART2
                DCD     UART3_IRQHandler          ; 24: UART3
                DCD     PWM1_IRQHandler           ; 25: PWM1
                DCD     I2C0_IRQHandler           ; 26: I2C0
                DCD     I2C1_IRQHandler           ; 27: I2C1
                DCD     I2C2_IRQHandler           ; 28: I2C2
                DCD     SPI_IRQHandler            ; 29: SPI
                DCD     SSP0_IRQHandler           ; 30: SSP0
                DCD     SSP1_IRQHandler           ; 31: SSP1
                DCD     PLL0_IRQHandler           ; 32: PLL0 Lock (Main PLL)
                DCD     RTC_IRQHandler            ; 33: Real Time Clock
                DCD     EINT0_IRQHandler          ; 34: External Interrupt 0
                DCD     EINT1_IRQHandler          ; 35: External Interrupt 1
                DCD     EINT2_IRQHandler          ; 36: External Interrupt 2
                DCD     EINT3_IRQHandler          ; 37: External Interrupt 3
                DCD     ADC_IRQHandler            ; 38: A/D Converter
                DCD     BOD_IRQHandler            ; 39: Brown-Out Detect
                DCD     USB_IRQHandler            ; 40: USB
                DCD     CAN_IRQHandler            ; 41: CAN
                DCD     DMA_IRQHandler            ; 42: General Purpose DMA
                DCD     I2S_IRQHandler            ; 43: I2S
                DCD     ENET_IRQHandler           ; 44: Ethernet
                DCD     RIT_IRQHandler            ; 45: Repetitive Interrupt Timer
                DCD     MCPWM_IRQHandler          ; 46: Motor Control PWM
                DCD     QEI_IRQHandler            ; 47: Quadrature Encoder Interface
                DCD     PLL1_IRQHandler           ; 48: PLL1 Lock (USB PLL)

• 中断响应函数

芯片启动的时候主要是Reset_Handler的中断响应函数在起作用。该函数会先调用system_LPC17xx.c中的函数对系统时针等进行初始化，然后跳转进入main()函数执行C语言代码。到此，芯片启动程序执行完毕，跳转到main()函数中的应用。

• EXPORT Reset_Handler [WEAK]

这条语句中的[weak]告诉编译器，如果用户没有实现对应的中断响应函数的话就将这段代码当做该函数的实现来进行编译连接，如果用户实现了自己的中断响应函数，那么这段对应的汇编语言代码就不算数了。这里的作用优点类似于重载或者面向对象中的虚函数的概念。但是由于C语言中没有重载方法这种语法，所以在外边的C语言函数的实现也只能实现一次，并不能使用这种方法来模拟重载方法的实现。

 
; Reset Handler

Reset_Handler   PROC
                EXPORT  Reset_Handler             [WEAK]
                IMPORT  SystemInit
                IMPORT  __main
                LDR     R0, =SystemInit
                BLX     R0
                LDR     R0, =__main
                BX      R0
                ENDP


; Dummy Exception Handlers (infinite loops which can be modified)                

NMI_Handler     PROC
                EXPORT  NMI_Handler               [WEAK]
                B       .
                ENDP

; ……

2. RT-Thread系统启动代码

• main函数

Boot Loader文件执行完成之后程序跳转到main函数。RT-Thread的main函数只干了两件事，关中断和启动RT-Thread。具体的系统启动过程都在rtthread_startup函数中执行。

int main(void)
{
    /* disable interrupt first */
    rt_hw_interrupt_disable();

    /* startup RT-Thread RTOS */
    rtthread_startup();

    return 0;
}

• 系统启动函数rtthread_startup