上一篇博客簡單說了下如何使用Keil創(chuàng)建STM32F103的工程，并且完成了LED點(diǎn)亮，及讓LED等閃爍的功能，那是諸多同學(xué)學(xué)習(xí)單片機(jī)的起手式。本篇博客繼續(xù)上一篇博客的內(nèi)容，依舊是點(diǎn)亮LED，不同的是，這次點(diǎn)亮LED等，是在RT-Thread操作系統(tǒng)中進(jìn)行的。

創(chuàng)建工程

創(chuàng)建一個(gè)Keil工程，芯片依舊選擇STM32F103C8T6，然后在Manage Run-Time Environment對(duì)話框中選擇需要用的的軟件組件，與上文不同的是，我們需要把RTT一起勾上。如下圖： 

上圖中，紅線框中即為RTT操作系統(tǒng)的組件，分別為設(shè)備驅(qū)動(dòng)，系統(tǒng)內(nèi)核以及shell。藍(lán)線框中為Keil的RTX操作系統(tǒng)。我們現(xiàn)在要用的是RTT，所以勾選RTT的組件即可，其中Kernel為必選項(xiàng)，device drivers依賴kernel，shell又依賴device drivers。

shell也提一下，shell強(qiáng)翻成中文就是命令行外殼，如同linux操作系統(tǒng)一樣，RTT也提供了一套共用戶在命令行操作的操作接口。RTT提供的這套接口叫做finsh，主要用于調(diào)試、查看系統(tǒng)信息。finsh支持兩種模式：1. C語言解釋器模式, 為行文方便稱之為c-style；2. 傳統(tǒng)命令行模式，此模式又稱為msh(module shell)。 

在大部分嵌入式系統(tǒng)中，一般開發(fā)調(diào)試都使用硬件調(diào)試器和printf日志打印，在有些情況下，這兩種方式并不是那么好用。比如對(duì)于RT-Thread這個(gè)多線程系統(tǒng)，我們想知道某個(gè)時(shí)刻系統(tǒng)中的線程運(yùn)行狀態(tài)、手動(dòng)控制系統(tǒng)狀態(tài)。如果有一個(gè)shell，就可以輸入命令，直接相應(yīng)的函數(shù)執(zhí)行獲得需要的信息，或者控制程序的行為。這無疑會(huì)非常方便。finsh就是基于此而設(shè)計(jì)，它運(yùn)行于開發(fā)板，可以使用串口/以太網(wǎng)/USB等與PC機(jī)進(jìn)行通信。

創(chuàng)建工程后，相對(duì)上一篇博客創(chuàng)建的工程，項(xiàng)目中會(huì)多出了RTT，如下圖。至于各個(gè)文件及其作用，后續(xù)使用的時(shí)候再逐步理解。我們當(dāng)前最需要關(guān)注的是board.c和rtthread.h兩個(gè)文件。從圖中可以看出，只有這兩個(gè)文件上沒有標(biāo)注鑰匙，有鑰匙標(biāo)注的是不允許更改，也就是我們能更改就是這兩個(gè)文件。后面再分析這兩個(gè)文件。且走下一步。 

編寫點(diǎn)燈程序

創(chuàng)建好工程后，開始編寫點(diǎn)燈程序了，與上篇博客一樣，直接貼上代碼：

#include "rtthread.h"

#include "stm32f10x.h"

#include "stm32f10x_gpio.h"

int main(){

    GPIO_InitTypeDef gpioInit;

    //打開GPIOB的時(shí)鐘

    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);

    //LED上拉連接GPIOB 12引腳，所以設(shè)置如下，推挽輸出，Pin12,2MHz輸出速度

    gpioInit.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP;

    gpioInit.GPIO_Pin=GPIO_Pin_12;

    gpioInit.GPIO_Speed=GPIO_Speed_2MHz;

    GPIO_Init(GPIOB,&gpioInit);

    while(1){

        //點(diǎn)亮LED

        GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_12);

        //延時(shí)0.5s

        rt_thread_delay(RT_TICK_PER_SECOND/2);

        //關(guān)閉LED

        GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_12);

        //延時(shí)0.5s

        rt_thread_delay(RT_TICK_PER_SECOND/2);

    }

}

這樣編寫程序后，編譯通過，燒寫后卻發(fā)現(xiàn)LED根本無法按照預(yù)期進(jìn)行工作，這是因?yàn)槲覀冞€缺少工作沒有做。 

打開board.c，可以看到它上面有幾句注釋，根據(jù)注釋，修改如下：

#include

#include

#include "stm32f10x_rcc.h"

// rtthread tick configuration

// 1. include header files

// 2. configure rtos tick and interrupt

// 3. add tick interrupt handler

// rtthread tick configuration

// 1. include some header file as need

//#include

#ifdef __CC_ARM

extern int Image$$RW_IRAM1$$ZI$$Limit;

#define HEAP_BEGIN    (&Image$$RW_IRAM1$$ZI$$Limit)

#elif __ICCARM__

#pragma section="HEAP"

#define HEAP_BEGIN    (__segment_end("HEAP"))

#else

extern int __bss_end;

#define HEAP_BEGIN    (&__bss_end)

#endif

#define SRAM_SIZE         8

#define SRAM_END          (0x20000000 + SRAM_SIZE * 1024)

/**

 * This function will initial STM32 board.

 */

void rt_hw_board_init()

{    

    // rtthread tick configuration

    // 2. Configure rtos tick and interrupt

    //SysTick_Config(SystemCoreClock / RT_TICK_PER_SECOND);

    SysTick_Config(SystemCoreClock / RT_TICK_PER_SECOND);

    /* Call components board initial (use INIT_BOARD_EXPORT()) */

#ifdef RT_USING_COMPONENTS_INIT

    rt_components_board_init();

#endif

#if defined(RT_USING_CONSOLE) && defined(RT_USING_DEVICE)

    rt_console_set_device(RT_CONSOLE_DEVICE_NAME);

#endif

#if defined(RT_USING_USER_MAIN) && defined(RT_USING_HEAP)

    rt_system_heap_init((void*)HEAP_BEGIN, (void*)SRAM_END);

#endif

}

// rtthread tick configuration

// 3. add tick interrupt handler 

// tickvoid SysTick_Handler(void)

// {

//  /* enter interrupt */

//  rt_interrupt_enter();

// 

//  rt_tick_increase();

// 

//  /* leave interrupt */

//  rt_interrupt_leave();

// }

void SysTick_Handler(void)

{

//  /* enter interrupt */

rt_interrupt_enter();

// 

rt_tick_increase();

// 

//  /* leave interrupt */

rt_interrupt_leave();

}

再次編譯，燒寫程序，LED開始閃爍。

RTT第一次分析

board.c修改后，程序就正常工作了?？墒菫槭裁茨兀扛鶕?jù)經(jīng)驗(yàn)來說，C程序不是從main開始的么，board中的程序又是何時(shí)執(zhí)行的呢？在main中我們有死循環(huán)，如果是從main開始執(zhí)行的，那么board.c的函數(shù)就絕對(duì)不可能執(zhí)行了。

為什么不是從main開始執(zhí)行的

Ctrl+F搜索rt_hw_board_init函數(shù)。發(fā)現(xiàn)他在components.c中的rtthread_startup調(diào)用，再搜索rtthread_startup結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)其調(diào)用如下：

#if defined (__CC_ARM)

extern int $Super$$main(void);

/* re-define main function */

int $Sub$$main(void)

{

    rt_hw_interrupt_disable();

    rtthread_startup();

    return 0;

}

#elif defined(__ICCARM__)

extern int main(void);

/* __low_level_init will auto called by IAR cstartup */

extern void __iar_data_init3( void );

int __low_level_init(void)

{

    // call IAR table copy function.

    __iar_data_init3();

    rt_hw_interrupt_disable();

    rtthread_startup();

    return 0;

}

#elif defined(__GNUC__)

extern int main(void);

/* Add -eentry to arm-none-eabi-gcc argument */

int entry(void)

{

    rt_hw_interrupt_disable();

    rtthread_startup();

    return 0;

}

#endif

在上面預(yù)處理指令有三段，分別判斷三個(gè)宏是否被定義——__CC_ARM、__ICCARM__、__GNUC__，這三個(gè)是什么呢？如果全局搜索，會(huì)發(fā)現(xiàn)在core_cm3.h中它們出現(xiàn)很多次了。 

ARM 系列目前支持三大主流的工具鏈，即ARM RealView (armcc), IAR EWARM (iccarm), and GNU Compler Collection (gcc)，這三個(gè)就是用來指示當(dāng)前使用的是哪個(gè)工具鏈。因?yàn)槲覀兪褂玫木褪荝ealView（Keil）了。 

可以看到$Super$$main和$Sub$$main，這又是什么呢？ 

在某些情況下，無法修改現(xiàn)有符號(hào)，例如，由于符號(hào)位于外部庫或 ROM 代碼中。為了解決這個(gè)問題，Keil提供了使用 $Super$$ 和 $Sub$$ 模式來修補(bǔ)現(xiàn)有符號(hào)的方法。 $Super$$標(biāo)識(shí)的是原函數(shù)， $Sub$$標(biāo)識(shí)的是新函數(shù)。上面的代碼就是它們用法的最好示例了。

extern int $Super$$main(void);

/* re-define main function */

int $Sub$$main(void)

{

    rt_hw_interrupt_disable();

    rtthread_startup();

    return 0;

}

這樣，程序的執(zhí)行就不是從用戶寫的main方法開始了。而是從這個(gè)$Sub$$main(void)開始的了。

main是怎么執(zhí)行的

已經(jīng)知道了程序不是從main開始執(zhí)行的是RTT系統(tǒng)作的怪，那么用戶寫的main方法是何時(shí)執(zhí)行的呢？接著搜索$Super$$main，得到其調(diào)用如下：

/* the system main thread */

void main_thread_entry(void *parameter)

{

    extern int main(void);

    extern int $Super$$main(void);

    /* RT-Thread components initialization */

    rt_components_init();

    /* invoke system main function */

#if defined (__CC_ARM)

    $Super$$main(); /* for ARMCC. */

#elif defined(__ICCARM__) || defined(__GNUC__)

    main();

#endif

}

接著搜索main_thread_entry得帶代碼如下：

void rt_application_init(void)

{

    rt_thread_t tid;

#ifdef RT_USING_HEAP

    tid = rt_thread_create("main", main_thread_entry, RT_NULL,

                           RT_MAIN_THREAD_STACK_SIZE, RT_THREAD_PRIORITY_MAX / 3, 20);

    RT_ASSERT(tid != RT_NULL);

#else

    rt_err_t result;

    tid = &main_thread;

    result = rt_thread_init(tid, "main", main_thread_entry, RT_NULL,

                            main_stack, sizeof(main_stack), RT_THREAD_PRIORITY_MAX / 3, 20);

    RT_ASSERT(result == RT_EOK);

#endif

    rt_thread_startup(tid);

}

從名字就可以看得出來，這是在造線程啊，查閱下rtthread的官方文檔果然如此。rt_application_init被rtthread_startup調(diào)用，然后它創(chuàng)建了一個(gè)線程，并在線程中調(diào)用了用戶定義的main函數(shù)。至此就真相大白了。RTT利用工具鏈提供的方式，替換掉了用戶的main，來啟動(dòng)操作系統(tǒng)，并創(chuàng)建了一條線程，在線程中調(diào)用了用戶的main方法。

至此，RTT操作系統(tǒng)就已經(jīng)在STM32C8T6核心板上跑起來了。后續(xù)使用RTT操作系統(tǒng)得先看下官方文檔，然后在使用中實(shí)踐，在實(shí)踐中深入理解，以便更快更好的掌握RTT。