rt-thread操作系統(tǒng)實(shí)時操作系統(tǒng)編程

1、CONTENTS13334445778811111418202122252627272727282929323939序1.11.21.31.41.51.6RT-Thread誕生 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .艱難的發(fā)展期 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .一年增加0.0.1. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2、 . . . . . . . . . . . . . . . . . .Cortex-M3的. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .象設(shè)計(jì)方法 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .面文檔結(jié)構(gòu) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2實(shí)時系統(tǒng)2.12.22.

3、3系統(tǒng) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .實(shí)時系統(tǒng) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .軟實(shí)時與硬實(shí)時 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3快速入門3.1準(zhǔn)備環(huán)境 . . . . . . . . . . . . . . . .

4、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3.23.33.43.53.6初識RT-Thread. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .系統(tǒng)啟動代碼 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .用戶代碼 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

5、. . . . . . . . . . . .跑馬燈的例子 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .生產(chǎn)者消費(fèi)者問題 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4RT-Thread簡介4.1實(shí)時內(nèi)核 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4.24.3

6、4.44.54.6虛擬文件系統(tǒng) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .輕型IP協(xié)議棧 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .s系統(tǒng) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .圖形用戶界面 . . . . . . . . . . . . .

7、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .支持的5內(nèi)核對象模型5.1C語言的對象化模型 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5.2內(nèi)核對象模型 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

8、 . . . . . . . .6線程調(diào)度與管理6.1實(shí)時系統(tǒng)的需求 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .i6.26.36.46.56.66.7線7.17.27.37.47.67.7線程調(diào)度器 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .線程控制塊 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

9、 . . . . . . . . . . .線程狀態(tài) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .空閑線程 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .調(diào)度器相關(guān)接口 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .線程相關(guān)接口 . . . . . .

10、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .同步與通信關(guān)閉中斷 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .調(diào)度器上鎖 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .信號量 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

11、 . . . . . . . . . . . . . . . . . .互斥量 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .郵箱 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

12、. . .消息隊(duì)列 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .394142434344636364657783889478101. 102. 106111. 111. 113. 114117. 117. 118. 118127. 127. 128. 131145. 145. 146. 146. 148. 149. 149151. 151. 156. 159. 159內(nèi)存管理8.1靜態(tài)內(nèi)存池管理 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

13、 . . . . . . . . . . . . . . . . .8.2動態(tài)內(nèi)存管理 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9異常與中斷9.1中斷處理過程 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9.29.3中斷的底半處理 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

14、.中斷相關(guān)接口 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .定時器與系統(tǒng)時鐘10.1 定時器管理 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10.2 定時器管理控制塊 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10.3 定時器管理接口 . . . . . . . . . .

15、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .I/O設(shè)備管理11.1 I/O設(shè)備管理控制塊 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11.2 I/O設(shè)備管理接口 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11.3 設(shè)備驅(qū)動 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

16、. . . . . . . . . . . .12SH S系統(tǒng)12.1 基本數(shù)據(jù)類型 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12.212.312.412.512.6工作模式 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .RT-Thread內(nèi)置命令 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

17、. . . . .應(yīng)用程序接口 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .移植 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .選項(xiàng) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13 文件系統(tǒng)13.1 文件系統(tǒng)接口 . . . .

18、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13.2 目錄操作接口 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13.3 下層驅(qū)動接口 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13.4 文件系統(tǒng)初始化 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

19、. . . . . . . . . . . . . . . . .iiTCP/IP協(xié)議棧協(xié)議初始化161. 161. 163. 166. 173185. 185. 186. 187. 187. 191. 194. 203. 205. 207. 219257. 257261. 261. 261. 262. 263. 264. 265267. 267. 279289. 289. 292. 294. 296. 306. 306307. 307. 308. 312. 312315. 315. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

20、 . . . . . . . . . . .14.2 緩沖區(qū)函數(shù). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14.3 網(wǎng)絡(luò)連接函數(shù) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14.4 BSD Socket庫 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15 圖形用戶界

21、面15.1 簡介 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15.215.315.415.515.615.715.8構(gòu)架 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .文件目錄 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

22、服務(wù)端 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .客戶端 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .設(shè)備上下文 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .圖像引擎 . . . . . . . . . . . . . . . . . .

23、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .控件樹結(jié)構(gòu)及事件派發(fā) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15.9系統(tǒng)配置與圖形驅(qū)動 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15.10 編程說明 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .內(nèi)核配置

24、rtcong.h配置頭文件. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .ARM基本知識17.1 ARM的工作狀態(tài) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17.2 ARM處理器模式 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17.3 ARM的寄存器組織 . . . . . . . . . . . .

25、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17.4 ARM的異常 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17.5 ARM的IRQ中斷處理 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17.6 AT91SAM7S64概述 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

26、 . . .GNU GCC移植CPU相關(guān)移植板級相關(guān)移植 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .RealView MDK移植19.1 建立RealView MDK工程 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .19.2 添加RT-Thread的源文件 .

27、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .19.3 線程上下文切換 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .19.4 啟動匯編文件 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .19.5 中斷處理 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

28、. . . . . . . . . . . . . .19.6 開發(fā)板初始化 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .RT-Thread/STM32說明20.1 ARM Cortex M3概況 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20.2 ARM Cortex M3移植要點(diǎn) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

29、. . .20.3 RT-Thread/STM32說明 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20.4 RT-Thread/STM32移植默認(rèn)配置參數(shù) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .例程說明21.1 例程的基本結(jié)構(gòu) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .iii21.221.322 Indi例程向測試用例的轉(zhuǎn)換 . . . . .

30、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .測試用例的基本結(jié)構(gòu) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .and tables. 318. 319321ivContents:CONTENTS12CONTENTSCHAPTERONE序1.1 RT-Thread誕生RT-Thread 實(shí)時操作系統(tǒng)，Kernel部分完成于2006年上半年，其IPC部分甚至是年中時才具備相應(yīng)的雛形。最開始時是因?yàn)橐獮榕笥炎鲆粋€小型持設(shè)備，而本人起初又是另一國

31、內(nèi)老牌實(shí)時操作系統(tǒng)：DOOLOO RTOS開發(fā)，但這個團(tuán)隊(duì)在2005年底已經(jīng)解散。但朋友的系統(tǒng)要上，用其他小型系統(tǒng)嗎，一不熟悉，二看不上。答應(yīng)朋友的事，總得有解決方法吧，即使是原來的DOOLOO RTOS，因?yàn)槠浞耉xWorks結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致它的太大，包括太多不必要的東西（一套完整的libc庫），這些方案都否決了。怎么辦？當(dāng)時朋友那邊也不算太急，先自己寫一套內(nèi)核吧。這個就是?。ê髞黼m然朋友的項(xiàng)目夭折了，但這套OS則保留下來了，并開源了，萬幸）當(dāng)然RT-Thread和原來的DOOLOO RTOS差別還是很大的。DOOLOO RTOS是一種類VxWorks風(fēng)格的，而RT-Thread則是一種追求小型風(fēng)

32、格的實(shí)時操作系統(tǒng)：小型、實(shí)時、可剪裁。這三個方面RT-Thread可以驕傲的說做得比DOOLOO RTOS都要好很多，小型：RT-Thread 能夠小到2.5K ROM，1K RAM；實(shí)時：線程調(diào)度 是完全bitmap方式，計(jì)算時間是完全固定的；可剪裁性，配置文件rtcong.h包含多種選項(xiàng)，對Kernel細(xì)節(jié)進(jìn)行精細(xì)調(diào)整，對各種組件（文件系統(tǒng)，使用EFSL、ELM FatFs；網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧，nsh s ，圖形用戶界面GUI）進(jìn)行可選配置。1.2 艱難的發(fā)展期在第一個公開板發(fā)布后（0.1），RT-Thread了一個問題，光有。別人如何使用：雖然采用了doxygen風(fēng)格的注釋，并自動產(chǎn)生相應(yīng)的AP

33、I文檔(且是英文的)，但能夠使用的人寥寥，有這個功底的人不見得認(rèn)可你的系統(tǒng)，沒相應(yīng)功底的人也玩不轉(zhuǎn)你的系統(tǒng)。所以下一個系列，考的。首選ARM，為什么？因?yàn)锳RM正處于發(fā)展的前期，使用的人慮如何讓系統(tǒng)能夠支持也廣泛，而RT-Thread第一個支持的就是s3c4510，這個是 lumit 開源項(xiàng)目的。在其后，支持了包括 s3c44b0，AT91SAM7S64，AT91SAM7X256，s3c2410，AT91SAM9200，coldre， x86等一系列，編譯器使用GCC，這個時期無疑是最艱難的時期(真的艱難嗎？或許不是，但肯定是迷茫的)，這期間陸續(xù)發(fā)布了0.2.0、0.2.1、0.2.3、0.2

34、.4版本等，不同的版本支持不同的平臺。在這個苦中做樂的日子里，shaolin同學(xué)出現(xiàn)了，幫助完成了 RT-Thread/x86的移植，他當(dāng)時還是學(xué)生，同時也把RT-Thread作為了他的畢業(yè)設(shè)計(jì)。31.3 一年增加0.0.1本人很早就接觸了Linux，算是國內(nèi)資深的Linux接觸者（早期也算一個Linux開發(fā)1.0幾乎是發(fā)展起來的（大家有誰用過RedHat 5.1？）。個人算是很多方面有一些吧），KDE的：的版本號是非常重要的一個標(biāo)志，寧愿增加一個細(xì)微的版本號也不輕易的增加一個大的版本號，因?yàn)榇蟮陌姹咎柺切枰獙τ脩糌?fù)責(zé)的。1.0版本更代表了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，健全性。例如mplayer到1.0版本就

35、經(jīng)歷眾多小版本，0.99的beta版本亦無數(shù)。RT-Thread也把這點(diǎn)體現(xiàn)得淋漓盡致，0.2.2到0.2.3一個版本的增加，整整花了一年多的時間。但這環(huán)境中最完善的TCP/IP協(xié)議棧：LwIP。當(dāng)然，開個小版本號的增加，卻帶來了開源社區(qū)始時并不算穩(wěn)定。在這幾個版本中，RT-Thread也終于從迷茫中走出來，RT-Thread需要自己的特色，一個單獨(dú)的實(shí)時操作系統(tǒng)內(nèi)核沒太大的用處，因?yàn)槟悴]有上層應(yīng)用代碼的積累支撐，并且一些基礎(chǔ)組件也非常重要，有這些基礎(chǔ)組件基本上意味著，在這個上寫代碼，這些代碼就屬于你自己的，甚至于哪天也可以把它放到另外一個硬件上運(yùn)行。同樣，0.2到0.3版本號的變更，花費(fèi)的

36、時間會更長：版本號的長短，是和計(jì)劃的功能特性密切相關(guān)的，沒到設(shè)定的目標(biāo)如何可能進(jìn)行發(fā)布？1.4 Cortex-M3的RT-Thread的因?yàn)?Cortex-M3 而來，因?yàn)镾T的 STM32 使用的人太廣了，當(dāng)然還有非常重要的一點(diǎn)。RT-Thread已經(jīng)開始支持 Keil MDK ，armcc編譯器了。 GNU GCC 確實(shí)好，并且也由衷的推崇它，使用它，只是調(diào)試確實(shí)麻煩，阻礙了人使用它（ARM上）。當(dāng) RT-Thread+ Cortex-M3 + Keil MDK碰撞在一起的時候，火花因它而生，越來越多人使用RT-Thread了，當(dāng)然這和RT-Thread厚積薄發(fā)是離不開的，因?yàn)檫@個時候，R

37、T-Thread已經(jīng)有一個穩(wěn)定的內(nèi)核， s方式的調(diào)試?yán)鱪sh，DFS虛擬設(shè)備文件系統(tǒng)，LwIP協(xié)議棧以及自己從頭開發(fā)的圖形用戶界面GUI。RT-Thread/GUI成型于2008年底，但為了 Cortex-M3分支，這個組件停下來很多，但這種停留是值得的。另外就是特別感謝UET的STM32開發(fā)板了，RT-Thread/STM32的分支都是在UET的STM32開發(fā)板上驗(yàn)證的。在Cortex-M3這個上(當(dāng)然也包括其他一些ARM)，已經(jīng)有多家企業(yè)開始使用RT-Thread實(shí)，其中也包括一家國內(nèi)上市企業(yè)，他們把RT-Thread應(yīng)用于電時操作系統(tǒng)作為他們的 力，RFID， LwIP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧，ns

38、h s等數(shù)個領(lǐng)域中，RT-Thread實(shí)時操作系統(tǒng)涵蓋了實(shí)時內(nèi)核，文件系統(tǒng)，等組件。RT-Thread/GUI因?yàn)槌龅罆r間比較晚，還處于試用期:-)1.5 面象設(shè)計(jì)方法了解RT-Thread開源實(shí)時操作系統(tǒng)的都知道，采用面象風(fēng)格的設(shè)計(jì)是RT-Thread一個很大的特點(diǎn)，但它又不等同于eCos操作系統(tǒng)那樣純粹使用C+來實(shí)現(xiàn)，而是采用了一種C編碼的面象編程。面象設(shè)計(jì)更適合于人類思考問題的特點(diǎn)，有著它天然的好處，例如繼承?？梢宰尵邆湎嗤割惖淖宇惞蚕硎褂酶割惖姆椒ǎ究梢哉f是不用寫代碼就憑空多出了很多函數(shù)，何樂而不為。另外，對象的好處在于封裝。當(dāng)一個對象封裝好了以后，并測試完成后，基本上就代表這個

39、類是健全的，從這個類派生的子類不需要過多考慮父類的不穩(wěn)定性。這里著重提提另外一個人，我工作后的第三年，曾向當(dāng)時的同事也是好友，L.Huray學(xué)習(xí)面象的實(shí)時設(shè)計(jì)方法：Octpus II。深刻體會到了面象設(shè)計(jì)的好處（需求分析，體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，子系統(tǒng)中C+的不系統(tǒng)分析，子系統(tǒng)設(shè)計(jì)，子系統(tǒng)測試，集成測試，實(shí)時性分析等），但鑒于確定性，所以個人更偏向于使用C語言來實(shí)現(xiàn)。所以，L.Huray算是老師了，一直希望能夠有4Chapter 1. 序時間把他老人家的更進(jìn)一步的發(fā)揚(yáng)光大，希望以后有這個機(jī)會。（Octpus I最初然后由M.Award, L.Huray發(fā)展成Octpus II，現(xiàn)在幾乎見不到蹤影了）。于

40、Nokia，1.6 文檔結(jié)構(gòu)本書是RT-Thread實(shí)時操作系統(tǒng)的編程指南文檔，它分幾個部分分別描述了:實(shí)時系統(tǒng)概念：實(shí)時系統(tǒng)是一個什么樣的系統(tǒng)，它的特點(diǎn)是什么；RT-Thread快速入門，在無硬件的情況下，如何迅速地了解RT-Thread實(shí)時操作系統(tǒng)，如何使用RT-Thread實(shí)時操作系統(tǒng)最基本的一些元素；RT-Thread作為一個完整的實(shí)時操作系統(tǒng)，它能夠滿足各種實(shí)時系統(tǒng)的需求，所以接下來詳細(xì)地介紹了各個模塊的結(jié)構(gòu)，以及編程時的注意事項(xiàng)。RT-Thread組件的編程說明，RT-Thread不僅包括了一個強(qiáng)實(shí)時的內(nèi)核，也包括的一些組件，例如s，文件系統(tǒng)，協(xié)議棧，圖形用戶界面等。這部分對描述。

41、組件編程進(jìn)行了RT-Thread中一些其他部分說明，包含了如何使用GNU GCC工具搭建RT-Thread的開發(fā)環(huán)境及RT-Thread在Cortex-M3系統(tǒng)上的說明。向使用RT-Thread系統(tǒng)進(jìn)行編程的開發(fā)，并假定開發(fā)具備基本的C語言基礎(chǔ)知本一些概念。本書是一本使用RT-識，如果具備基本的實(shí)時操作系統(tǒng)知識將能夠更好地理解Thread進(jìn)行編程的書籍，對于RT-Thread的實(shí)現(xiàn)并不做過多、過細(xì)節(jié)性的分析。本書中異常與中斷由編寫，定時器與系統(tǒng)時鐘，I/O設(shè)備管理，文件系統(tǒng)由編寫，其余部分由編寫，部分章節(jié)由March 18, 2010進(jìn)行審校。于1.6.5文檔結(jié)構(gòu)6Chapter 1. 序CH

42、APTERTWO實(shí)時系統(tǒng)2.1系統(tǒng)系統(tǒng)是為滿足特定需求而設(shè)計(jì)的計(jì)算系統(tǒng)，常見的系統(tǒng)如：電視用的機(jī)頂盒，網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)中的電視(不會試中的路由器等。它們總是針對特定的需求，例如電視機(jī)頂盒，用于圖用來寫文檔)；網(wǎng)絡(luò)路由器，用于網(wǎng)絡(luò)報文的正確轉(zhuǎn)發(fā)(不會試圖用于，看)。這類系統(tǒng)通常針對特定的外部輸入進(jìn)行處理然后給出相應(yīng)的結(jié)果。功能相對單一(因?yàn)樾枨笠蚕鄬我?，而正是因?yàn)檫@類系統(tǒng)的性，為了完成這能，系統(tǒng)提供相匹配的硬件資源，多余的硬件資源能力是浪費(fèi)，而欠缺的硬件資源能力則不能夠滿足設(shè)定的目標(biāo)，即在成本上“恰好”滿足設(shè)定的要求。通用系統(tǒng)則恰恰相反，他們并不具備特定的需求，是力圖盡可能得滿足最大化的需求，甚至在

43、構(gòu)造硬件系統(tǒng)時還會考慮到滿足未來幾年的需求變化。例如，在人們電腦時，在自身有限的資金情況下，盡可能獲得高端的性能，用于多，工作等。系統(tǒng)的硬件設(shè)備由一些及電路組成，微控制器，存放代碼的Flash，Boot Rom，運(yùn)行代碼時用到的內(nèi)存(開發(fā)階段調(diào)試時用到的JTAG接口)等，也可能包含一定的機(jī)械控制模塊，數(shù)據(jù)采集模塊等，在控制當(dāng)中會包含相應(yīng)的計(jì)算單元?？偟膩碚f，系統(tǒng)提倡的是在滿足設(shè)定系統(tǒng)通常會進(jìn)行大量生產(chǎn)。所需求的條件下，力圖以最小的的成本代價完成相應(yīng)的功能。以單個的成本節(jié)約，能夠隨著產(chǎn)量進(jìn)行成百上千的放大。72.2 實(shí)時系統(tǒng)實(shí)時計(jì)算可以定義成這樣一類計(jì)算，即系統(tǒng)的正確性不僅取決于計(jì)算的邏輯結(jié)果，

44、而且還依賴于產(chǎn)生結(jié)果的時間。關(guān)鍵的兩點(diǎn)：正確地完成和在給定的時間內(nèi)完成，且兩者重要性是等同的。針對于在給定的時間內(nèi)功能性的要求可以劃分出常說的兩類實(shí)時系統(tǒng)，軟實(shí)時和硬實(shí)時系統(tǒng)。如下一個示例圖：對于輸入的信號、事件，實(shí)時系統(tǒng)必須能夠在規(guī)定的時間內(nèi)得到正確的響應(yīng)，而不管這些事件是單一事件、多重事件還是同步信號或異步信號。一個具體的例子：一顆 從20米處射出，射向一個玻璃杯。假設(shè) 的速度是v米/秒，那么經(jīng)過t1=20/v秒后， 將擊碎玻璃杯。而有一系統(tǒng)在檢測到 射出后，將把玻璃杯拿走，假設(shè)這整個過程將持續(xù)t2秒的事件。如果t2 ”進(jìn)入下一畫面為了能夠正常安裝，需要同意它的條款(這是一款評估版)，選擇

45、”Next ”12Chapter 3. 快速入門選擇RealView MDK對于的安裝目錄，默認(rèn)C:Keil即可，選擇”Next ”輸入您的名字及郵件地址，選擇”Next ”3.1. 準(zhǔn)備環(huán)境13安裝完成，選擇”ish”有了RealView MDK的利器，就可以輕松開始RT-Thread之旅，一起探索實(shí)時操作系統(tǒng)的奧秘。請注意RealView MDK正式版是的，如果您希望能夠編譯出更大體積的二進(jìn)制文件，請購買RealView MDK正式版。RT-Thread也支持的GNU GCC編譯器，這是一款開源的編譯器，想要了解如何使用GNU的相關(guān)工具搭建RT-Thread的開發(fā)環(huán)境請參考本書后面的章節(jié)，

46、其中有在Windows/Linux環(huán)境下搭建采用GNU GCC做為RT-Thread開發(fā)環(huán)境的詳細(xì)說明。3.2 初識RT-ThreadRT-Thread做為一個操作系統(tǒng)，它的代碼規(guī)模會不會和Windows或Linux一樣很龐大？代碼會不會達(dá)到驚人的上百萬行代碼級別？弄清楚這些之前，先要做的就是獲得本書相對應(yīng)的RT-Thread0.3.0正式版 RT-Thread 0.3.0正式版本。這個是一個壓縮包文件，請解壓到一個目錄，這里把它解壓到D:目錄中。解壓完成后的目錄結(jié)構(gòu)是這樣的：14Chapter 3. 快速入門各個目錄的解釋如下：(請注意在RT-Thread 0.3.0中，所有的Keil、IA

47、R工程文件都放在bsp中各個子目錄下，如果是命令行編譯也需要在這些目錄下進(jìn)行)目錄名bsp描述的目錄，其中包含相應(yīng)的Keil工程文件（如果包含針對各個具體開發(fā)板、了Keil MDK的移植）lesystem nsh include libc libcpu netrtgui src包含了RT-Thread的文件系統(tǒng)組件代碼包含了RT-Thread的nsh s組件代碼包含了RT-Thread的頭文件面向GCC移植的小型C庫面向各個移植的代碼包含了RT-Thread的網(wǎng)絡(luò)組件代碼包含了RT-Thread/GUI圖形用戶界面組件代碼包含了RT-Thread內(nèi)核的代碼在目錄bspsam7s下，有一個pro

48、ject.Uv2文件3.2. 初識RT-Thread15它是一個RealView MDK的工程文件，如果按照上節(jié)的步驟正確的安裝了RealView MDK，那么在這里直接雙擊鼠標(biāo)可以打開這個文件。打開后會出現(xiàn)如下的畫面：這個就是RT-Thread工程文件夾畫面，在工程文件列表中總共存在如下幾個組16Chapter 3.快速入門Startup 用戶開發(fā)板相關(guān)文件及啟動文件（對應(yīng)kernelbsp目錄）Kernel RT-Thread內(nèi)核實(shí)現(xiàn)（對應(yīng)kernelsrc目錄）AT91SAM7S 針對ATMEL AT91SAM7S64移植的代碼（對應(yīng)kernellibcT91SAM7S目錄）先讓Real

49、View MDK編譯運(yùn)行試試：沒什么意外，最后會出現(xiàn)類似畫面上的結(jié)果，雖然有一些警告但關(guān)系不大。在編譯完RT-Thread/AT91SAM7S后，Thread。模擬運(yùn)行的結(jié)果如下圖所示?？梢酝ㄟ^RealViewMDK的模擬器來仿真運(yùn)行RT-3.2. 初識RT-Thread17因?yàn)橛脩舸a是空的，所以只是顯示了RT-Thread的LOGO。3.3 系統(tǒng)啟動代碼一般了解一份代碼大多從啟動部分開始，同樣這里也采用這種方式，先尋找啟動的：因?yàn)镽ealView MDK的用戶程序采用了main()函數(shù)， 所以先看看main()函數(shù)在哪個文件中：startup.c，它位于Startup組中，是在AT91SA

50、M7S64的啟動匯編代碼（啟動匯編在AT91SAM7SGroup的start rvds.S中，在后面章節(jié)的移植一節(jié)中會詳細(xì)）后跳轉(zhuǎn)到C代碼的位置。main (void)/* 調(diào)用RT-Thread的啟動函數(shù)，rtthread startup */rtthread startup();return 0;很簡單，main()函數(shù)僅僅調(diào)用了rtthread startup()函數(shù)。RT-Thread因?yàn)橹С侄喾N，多種編譯可以看器，rtthread startup()函數(shù)是RT-Thread的到RT-Thread的啟動流程：點(diǎn)。從rtthread startup()函數(shù)中/* 這個函數(shù)將啟動RT-Th

51、read RTOS */void rtthread startup(void)/* 初始化硬件中斷控制器 */rt hwerrupt init();/* 初始化硬件開發(fā)板 */rt hw board init();/* 顯示RT-Thread的LOGO及版本號 */18Chapter 3. 快速入門rt show ver();/* 初始化系統(tǒng)節(jié)拍，用于操作系統(tǒng)的時間技術(shù) */rt system tick init();/* 初始化系統(tǒng)對象 */rt system object init();/* 初始系統(tǒng)定時器 */rt system timer init();/*如果定義了宏RT USING

52、 HEAP，即RT-Thread使用動態(tài)堆AT91SAM7S64的SRAM總共是16kB，地址范圍是*0 x200000 - 0 x204000所以在調(diào)用rt system heap init函數(shù)時的最后一個參數(shù)是尾地址0 x204000前面的初始地址則根據(jù)編譯器環(huán)境的不同而略微不同*/#ifdef RT USING HEAP#ifdefCC ARMrt system heap init(void*)&Image$RW IRAM1$ZI$Limit, (void*)0 x204000); #elifICCARMrt system heap init( segment end(HEAP), (v

53、oid*)0 x204000); #elsert system heap init(void*)& bss end, (void*)0 x204000); #endif#endif/* 初始化系統(tǒng)調(diào)度器 */rt system scheduler init();/* 如果使用了鉤子函數(shù)，把rt hw led flash函數(shù)掛到idle線程的執(zhí)行中去#ifdef RT USING HOOK/* set idle thread hook */rt thread idle sethook(rt hw led flash); #endif/* 如果使用了設(shè)備框架 */#ifdef RT USING D

54、EVICE*/*/初始化硬件串口 */rt hw serial init();/* 初始化所有了的設(shè)備 */rt device init all();#endif/* 初始化上層應(yīng)用 */rt application init();/*#ifdef/*/*如果系統(tǒng)中使用了sRT USINGSH初始化sh */系統(tǒng) */sh system init();sh的輸入設(shè)備是uart1設(shè)備 */3.3. 系統(tǒng)啟動代碼19sh set device(uart1);#endif/* 初始化idle線程 */rt thread idle init();/* 啟動調(diào)度器，將進(jìn)行系統(tǒng)的第一次調(diào)度 */rt sy

55、stem scheduler start();/* 這個地方應(yīng)該是return ;都不應(yīng)該達(dá)到的 */這部分啟動代碼，可以分為幾個部分：初始化系統(tǒng)相關(guān)的硬件初始化系統(tǒng)組件，例如定時器，調(diào)度器初始化系統(tǒng)設(shè)備，這個主要是為RT-Thread的設(shè)備框架做的初始化初始化各個應(yīng)用線程，并啟動調(diào)度器3.4用戶代碼上面的啟動代碼基本上可以說都是和RT-Thread系統(tǒng)相關(guān)的，那么用戶如何加入自己應(yīng)用程序的初始化代碼：/* 初始化上層應(yīng)用 */rt application init();這里，用戶代碼位置是rt application init()，在這個函數(shù)中可以初始化用戶應(yīng)用程序的線程，當(dāng)后面打開調(diào)度器后

56、，用戶線程也將得到執(zhí)行。在工，rt application init()的實(shí)現(xiàn)在application.c文件中，目前跑的RT-Thread是最簡單的，僅包含一個空的rt application init()實(shí)現(xiàn)：/* 包含RT-Thread的頭文件，每一個需要用到RT-Thread服務(wù)的文件都需要包含這個文件 */#include /*點(diǎn) */用戶應(yīng)用程序rt application init()return 0;空的實(shí)現(xiàn)就意味著，系統(tǒng)中不存在用戶的代碼，系統(tǒng)只會運(yùn)行和系統(tǒng)相關(guān)的一些代碼。在以后的都將在這個文件中實(shí)現(xiàn)代碼，并在rt application init()函數(shù)中例子中，如果沒有特

57、殊的說明，進(jìn)行初始化工作。20Chapter 3. 快速入門3.5 跑馬燈的例子對于從事電子方面開發(fā)的技術(shù)工程師來說，跑馬燈大概是最簡單的例子，就類似于每種編程語言中的 o World。所以第一個例子就從跑馬燈例子開始：創(chuàng)建一個線程，讓它不定時的對LED進(jìn)行更新（關(guān)或滅）/* 因?yàn)橐褂肦T-Thread的線程服務(wù)，需要包含RT-Thread的頭文件 */#include /*s/*s/*s線程用到的棧，由于ARM是4字節(jié)對齊的，所以棧的空間必須是4字節(jié)對齊ic char led thread stack512;線程的TCB控制塊 */ic struct rt thread led threa

58、d;*/*/線程的點(diǎn)，當(dāng)線程運(yùn)行起來后，它將從這里開始執(zhí)行l(wèi)ed thread entry(void* parameter)icvoidi;/*循環(huán)執(zhí)行的線程 */這個線程是一個while (1)/* 開LED，然后延時10個OS Tick */led on();rt thread delay(10);/* 關(guān)LED，然后延時10個OS Tick */led off();rt thread delay(10);/*點(diǎn) */用戶應(yīng)用程序rt application init()/*初始化一個線程名稱是led位置是led thread entry參數(shù)是RT NULL，這個參數(shù)會傳遞給函數(shù)的，可以是

59、一個指針或一個數(shù)優(yōu)先級是25（AT91SAM7S64配置的最大優(yōu)先級數(shù)是32，這里使用25）*時間片是8（如果有相同優(yōu)先級的線程存在，時間片才會真正起作用）*/rt thread init(&led thread, led,led thread entry, RT NULL,&led thread stack0, sizeof(led thread stack), 25, 8);/* 上一步僅僅是初始化一個線程，也就是為一個線程的運(yùn)行做準(zhǔn)備，3.5. 跑馬燈的例子21*這里則是啟動這個線程注：這個函數(shù)并不代表線程立刻就運(yùn)行起來，當(dāng)調(diào)度器啟動起來后，線程才得到真正的調(diào)度。如果此時，調(diào)度器已經(jīng)運(yùn)行

60、了，那么則取決于新啟動的線程優(yōu)先級是否高于當(dāng)前任務(wù)優(yōu)先級，如果高于，則立刻執(zhí)行新線程。*/rt thread startup(&led thread);return 0;在代碼中rt thread delay(10)函數(shù)的作用是延時一段時間， 即讓led線程休眠10個tick （按照rtcong.h中的配置， 1秒 = RT TICK PER SECOND個tick = 100 tick， 即這份代碼中是延時100ms）。在休眠的這段時間內(nèi)，如果沒有其他線程運(yùn)行，操作系統(tǒng)會切換到idle線程運(yùn)行。3.6 生產(chǎn)者消費(fèi)者問題生產(chǎn)者消費(fèi)者問題是操作系統(tǒng)中的一個經(jīng)典問題，在操作系統(tǒng)中也經(jīng)常能夠遇到，例