一般嵌入式操作系統(tǒng)因?yàn)樗奶厥庑?，往往和硬件平臺(tái)密切相關(guān)，具體的嵌入式操作系統(tǒng)往往只能在特定的硬件上運(yùn)行。對(duì)于剛接觸 RT-Thread 操作系統(tǒng)的讀者來說并不容易馬上就獲得一個(gè)和 RT-Thread 操作系統(tǒng)相配套的硬件模塊，但隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，我們可以采用軟件方式來模擬一個(gè)能夠運(yùn)行 RT-Thread 操作系統(tǒng)的硬件模塊，這就是 ARM 公司的 MDK-ARM 仿真模擬環(huán)境。

MDK-ARM（MDK-ARM Micro

controller Development Kit）軟件是一套完整的集成開發(fā)環(huán)境（IDE），它出自 ARM 公司，包括了針對(duì) ARM 芯片（ARM7、ARM9、Cortex-M 系列、Cortex-R 系列等）的高效 C/C++ 編譯器；針對(duì)各類 ARM 設(shè)備、評(píng)估板的工程向?qū)А⒐こ坦芾?；用于軟件模擬運(yùn)行硬件平臺(tái)的模擬器；以及與市面上常見的如 ST-Link、JLink 等在線仿真器相連接以配合調(diào)試目標(biāo)板的調(diào)試器。MDK-ARM 軟件中的軟件仿真模擬器，采用完全軟件模擬方式解釋執(zhí)行 ARM 的機(jī)器指令，并實(shí)現(xiàn)外圍的一些外設(shè)邏輯，從而構(gòu)成一套完整的虛擬硬件環(huán)境，使得用戶能夠不借助真實(shí)的硬件平臺(tái)就能夠在電腦上執(zhí)行相應(yīng)的目標(biāo)程序。

MDK-ARM 集成開發(fā)環(huán)境因?yàn)槠渫耆?STM32F103 軟件仿真環(huán)境，也讓我們有機(jī)會(huì)在不使用真實(shí)硬件環(huán)境的情況下直接在電腦上運(yùn)行目標(biāo)代碼。這套軟件仿真模擬器能夠完整地虛擬出 ARM Cortex-M3 的各種運(yùn)行模式、外設(shè)，如中斷異常、時(shí)鐘定時(shí)器、串口等，這幾乎和真實(shí)的硬件環(huán)境完全一致。實(shí)踐也證明，本文使用到的這份 RT-Thread 入門例程，在編譯成二進(jìn)制代碼后，不僅能夠在模擬器上實(shí)現(xiàn)軟件模擬運(yùn)行，也能夠不需要修改而在真實(shí)硬件平臺(tái)上正常運(yùn)行。

下面我們將選擇 MDK-ARM 集成開發(fā)環(huán)境作為目標(biāo)硬件平臺(tái)來觀察 RT-Thread 操作系統(tǒng)是如何運(yùn)行的。

一、準(zhǔn)備工作

MDK 開發(fā)環(huán)境：需要安裝 MDK-ARM 5.24 （正式版或評(píng)估版，5.14 版本及以上版本均可），這個(gè)版本也是當(dāng)前比較新的版本，它能夠提供相對(duì)比較完善的調(diào)試功能。安裝方法可以參考Keil MDK安裝。

Keil MDK安裝鏈接：

https：//www.rt-thread.org/docum

ent/site/tutorial/quick-start/keil/keil/

二、初識(shí) RT-Thread

作為一個(gè)操作系統(tǒng)，RT-Thread 的代碼規(guī)模怎么樣呢？我們找到RT-Thread壓縮包文件，將它解壓，我們這里解壓到 D盤，解壓完成后的目錄結(jié)構(gòu)如圖1所示：

各個(gè)目錄所包含的文件類型的描述如圖2所示：

在目錄下，有一個(gè) project.uvprojx 文件，它是本文內(nèi)容所引述的例程中的一個(gè) MDK5 工程文件，雙擊 “project.uvprojx” 圖標(biāo)，打開此工程文件（圖3）：

在工程主窗口的左側(cè) “Project” 欄里可以看到該工程的文件列表，這些文件被分別存放到如下幾個(gè)組內(nèi)，分別是（圖4）：

現(xiàn)在我們點(diǎn)擊一下窗口上方工具欄中的按鈕，對(duì)該工程進(jìn)行編譯，如圖5所示：

編譯的結(jié)果顯示在窗口下方的 “Build” 欄中，沒什么意外的話，最后一行會(huì)顯示“0 Error（s）， * Warning（s）.”，即無任何錯(cuò)誤和警告。

在編譯完 RT-Thread/STM32 后，我們可以通過 MDK-ARM 的模擬器來仿真運(yùn)行 RT-Thread。點(diǎn)擊窗口右上方的按鈕或直接按 “Ctrl+F5” 進(jìn)入仿真界面，再按 F5 開始運(yùn)行，然后點(diǎn)擊該圖工具欄中的按鈕或者選擇菜單欄中的 “View→Serial Windows→UART#1”，打開串口 1 窗口，可以看到串口的輸出只顯示了 RT-Thread 的 LOGO，這是因?yàn)橛脩舸a是空的，其模擬運(yùn)行的結(jié)果如圖6、7所示：

三、系統(tǒng)啟動(dòng)代碼

一般了解一份代碼大多從啟動(dòng)部分開始，同樣這里也采用這種方式，先尋找啟動(dòng)的源頭。以 MDK-ARM 為例，MDK-ARM 的用戶程序入口為 main（） 函數(shù)，位于 main.c 文件中。系統(tǒng)啟動(dòng)后先從匯編代碼 startup_stm32f103xe.s 開始運(yùn)行，然后跳轉(zhuǎn)到 C 代碼，進(jìn)行 RT-Thread 系統(tǒng)功能初始化，最后進(jìn)入用戶程序入口 main（）。

下面我們來看看在 components.c 中定義的這段代碼：

1//components.c中定義

2/*re-define main function */

3int $Sub$$main（void）

4{

5rt_hw_interrupt_disable（）；

6rtthread_startup（）；

7return 0；

8}

在這里$Sub$$main函數(shù)僅僅調(diào)用了rtthread_startup（）函數(shù)。RT-Thread 支持多種平臺(tái)和多種編譯器，而rtthread_startup（）函數(shù)是 RT-Thread 規(guī)定的統(tǒng)一入口，所以$Sub$$main函數(shù)只需調(diào)用rtthread_startup（）函數(shù)即可。例如采用 GNU GCC 編譯器編譯的 RT-Thread，就是直接從匯編啟動(dòng)代碼部分跳轉(zhuǎn)到rtthread_startup（）函數(shù)中，并開始第一個(gè) C 代碼的執(zhí)行的。在 components.c 的代碼中找到rtthread_startup（）函數(shù)，我們將可以看到 RT-Thread 的啟動(dòng)流程：

1int rtthread_startup（void）

2{

3rt_hw_interrupt_disable（）；

4

5/*board level initalization

6*NOTE：please initialize heap inside board initialization.

7*/

8rt_hw_board_init（）；

9

10/*show RT-Thread version？*/

11 rt_show_version（）；

12

13/*timer system initialization*/

14rt_system_timer_init（）；

15

16/*scheduler system initializati on*/

17rt_system_scheduler_init（）；

18

19#ifdef RT_USING_SIGNALS

20/*signal system initialization */

21rt_system_signal_init（）；

22#endif

23

24/* create init_thread */

25rt_application_init（）；

26

27/* timer thread initialization*/

28rt_system_timer_thread_init（）；

29

30/* idle thread initialization*/

31rt_thread_idle_init（）；

32

33/* start scheduler */

34rt_system_scheduler_start（）；

35

36/* never reach here */

37return 0；

38}

這部分啟動(dòng)代碼，大致可以分為四個(gè)部分：

初始化與系統(tǒng)相關(guān)的硬件；

初始化系統(tǒng)內(nèi)核對(duì)象，例如定時(shí)器、調(diào)度器；

初始化系統(tǒng)設(shè)備，這個(gè)主要是為 RT-Thread 的設(shè)備框架做的初始化；

初始化各個(gè)應(yīng)用線程，并啟動(dòng)調(diào)度器。

四、用戶入口代碼

上面的啟動(dòng)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的應(yīng)用程序的初始化代碼呢？RT-Thread 將 main 函數(shù)作為了用戶代碼入口，只需要在 main 函數(shù)里添加自己的代碼即可。

1int main（void）

2{

3/* user app entry*/

4return 0；

5}

ARM教程鏈接：

http：//infocenter.arm.com/help/index.jsp topic=/com.arm.doc.dui0377g/pge1362065967698.html

五、跑馬燈的例子

對(duì)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(jiǎn)單的例子，就類似于每種編程語(yǔ)言中程序員接觸的第一個(gè)程序 Hello World 一樣，所以這個(gè)例子就從跑馬燈開始。讓它定時(shí)地對(duì) LED 進(jìn)行更新（關(guān)或滅）。

我們 在UART#1 中輸入 msh 命令：led 然后回車就可以運(yùn)行起來了，如圖8所示：

六、跑馬燈例子

1/*

2*程序清單：跑馬燈例程

3*

4*跑馬燈大概是最簡(jiǎn)單的例子，就類似于每種編程語(yǔ)言中程序員接觸的第一個(gè)程序

5*Hello World 一樣，所以這個(gè)例子就從跑馬燈開始。創(chuàng)建一個(gè)線程，讓它定時(shí)地對(duì)

6*LED進(jìn)行更新（關(guān)或滅）

7*/

8

9int led（void）

10{

11 rt_uint8_t count；

12

13rt_pin_mode（LED_PIN，PIN_MODE_OUTPUT）；

14

15for（count=0；count<10；count++）

16{

17rt_pin_write（LED_PIN，PIN_HIG

H）；

18rt_kprintf（“l(fā)ed on，count：%d”，count）；

19rt_thread_mdelay（500）；

20

21rt_pin_write（LED_PIN，PIN_LO

W）；

22rt_kprintf（“l(fā)ed off

”）；

23rt_thread_mdelay（500）；

24}

25return 0；

26}

27MSH_CMD_EXPORT（led，RT-Thread first led sample）；

七、常見問題

出現(xiàn)如下編譯錯(cuò)誤

1rt-threadsrckservice.c（823）：error：#929：incorrect use of vaarg fieldwidth=aarg（args，int）；

2rt-threadsrckservice.c（842）：error：#929：incorrect use of vaarg precision=aarg（args，int）；

3………

原因：這類問題基本上都是因?yàn)榘惭b了 ADS 導(dǎo)致，ADS 與 keil共存，va_start 所在的頭文件指向了 ADS 的文件夾。

八、解決辦法

1.刪除 ADS 環(huán)境變量；

2.卸載 ADS 和Keil，重啟電腦，重裝Keil。