Nucleus SE RTOS 初始化和启动

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对于任何一种操作系统，都有某种类型的启动机制。确切的工作方式因一个系统而异。通常说操作系统将“启动”。这是“bootstrap”的缩写，它描述了 CPU 如何从内存空缺，特别是稳定的程序执行状态。传统上，一小块软件被加载到内存中；它可以简单地保存在 ROM 中。在过去的几年里，它可能是通过计算机前面板上的开关键入的。这个“引导加载程序”会读入更复杂的引导程序，然后加载并启动操作系统。这是今天台式计算机启动的过程；BIOS 中的代码寻找可引导设备（硬盘驱动器或 CD-ROM），从中加载引导程序，从而加载操作系统。

嵌入式系统的操作系统也可以通过这种方式进行初始化。事实上，源自桌面操作系统的嵌入式操作系统正是这样做的。但对于大多数“经典”实时操作系统，使用了更简单（因此更快）的过程。

操作系统只是一个软件。如果该软件已经在内存中（例如以某种形式的 ROM），那么只需安排 CPU 的复位序列以执行操作系统的初始化代码结束即可。这是大多数 RTOS 的工作方式，Nucleus SE 也不例外。

大多数嵌入式软件开发工具包都包含必要的启动代码来处理 CPU 复位并到达main() 函数的入口点。Nucleus SE 分发代码与此过程无关，因为它旨在尽可能地可移植。相反，它提供了一个main() 函数，该函数控制 CPU 并初始化和启动操作系统；稍后将对此进行详细描述。

内存初始化

Nucleus SE 代码中所有静态变量的声明都以ROM 或RAM 为前缀，以指示它们可能位于何处。这两个#define 符号在nuse_types.h中定义，应设置以适应正在使用的开发工具包（编译器和链接器）的功能。通常，ROM 可以设置为const 而RAM 留空。

所有ROM 变量都是静态初始化的，这是合乎逻辑的。没有静态初始化RAM变量（因为这仅适用于某些工具包，这些工具包安排从 ROM 到 RAM 的自动复制）；包含显式初始化代码，本文将详细介绍这些代码。

Nucleus SE 不会在 RAM 中保存任何“恒定”数据，这在小型系统中可能供不应求。不是使用复杂的数据结构来描述内核对象，而是采用了一系列表（数组），它们很容易在 ROM 或 RAM 中适当地定位。

main() 函数

以下是 Nucleus SE main() 函数的完整代码：
void main(void)
{
NUSE_Init(); /* 初始化内核数据 /
/ 用户初始化代码在这里 /
NUSE_Scheduler(); / 开始任务 */
}
操作顺序非常简单：

首先调用 NUSE_Init() 函数。这将初始化所有 Nucleus SE 数据结构，并在下面更详细地概述。

接下来，用户有机会插入任何特定于应用程序的初始化代码，这些代码将在任务调度程序启动之前执行。可以在本文后面找到有关此代码可以实现的内容的更多详细信息。

最后，启动 Nucleus SE 调度程序 ( NUSE_Scheduler() )。本文稍后还将对此进行更详细的研究。

NUSE_Init() 函数

此函数初始化所有 Nucleus SE 内核变量和数据结构。这是完整的代码：
void NUSE_Init(void)
{
U8 索引；
/* 全局数据 /
NUSE_Task_Active = 0;
NUSE_Task_State = NUSE_STARTUP_CONTEXT;
#if NUSE_SYSTEM_TIME_SUPPORT
NUSE_Tick_Clock = 0;
#endif
#if NUSE_SCHEDULER_TYPE == NUSE_TIME_SLICE_SCHEDULER
NUSE_Time_Slice_Ticks = NUSE_TIME_SLICE_TICKS;
#endif
/ 任务 /
#if ((NUSE_SCHEDULER_TYPE != NUSE_RUN_TO_COMPLETION_SCHEDULER)
|| NUSE_SIGNAL_SUPPORT || NUSE_TASK_SLEEP
|| NUSE_SUSPEND_ENABLE || NUSE_SCHEDULE_COUNT_SUPPORT)
for (index=0; index {
NUSE_Init_Task(index);
}
#endif
/ 分区池 /
#if NUSE_PARTITION_POOL_NUMBER != 0
for (index=0; index {
NUSE_Init_Partition_Pool(index);
}
#endif
/ 邮箱 /
#if NUSE_MAILBOX_NUMBER != 0
for (index=0; index {
NUSE_Init_Mailbox(index);
}
#endif
/ 队列 /
#if NUSE_QUEUE_NUMBER != 0
for (index=0; index {
NUSE_Init_Queue(索引);
}
#endif
/ 管道 /
#if NUSE_PIPE_NUMBER != 0
for (index=0; index {
NUSE_Init_Pipe(索引);
}
#endif
/ 信号量 /
#if NUSE_SEMAPHORE_NUMBER != 0
for (index=0; index {
NUSE_Init_Semaphore(index);
}
#endif
/ 事件组 /
#if NUSE_EVENT_GROUP_NUMBER != 0
for (index=0; index {
NUSE_Init_Event_Group(index);
}
#endif
/ 定时器 */
#if NUSE_TIMER_NUMBER != 0
for (index=0; index {
NUSE_Init_Timer(index);
}
#endif
}
首先，初始化一些全局变量：

NUSE_Task_Active—— 当前活动任务的索引——设置为零；这可能会在适当的时候由调度程序修改。

NUSE_Task_State 设置为NUSE_STARTUP_CONTEXT，这表明对任何后续应用程序初始化代码的 API 功能有限。

如果启用系统时间支持，NUSE_Tick_Clock 设置为零。

如果已启用时间片调度程序，则NUSE_Time_Slice_Ticks 将设置为配置的时间片值NUSE_TIME_SLICE_TICKS。

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然后，调用一系列函数来初始化内核对象：

调用 NUSE_Init_Task() 来初始化每个任务的数据结构。只有在选择 Run to Completion 调度程序并且信号、任务挂起和调度计数都未配置时才省略此调用（因为这种组合将导致没有属于任务的 RAM 数据结构，因此没有初始化要完毕）。

调用 NUSE_Init_Partition_Pool() 来初始化每个分区池对象。如果未配置分区池，则省略调用。

调用 NUSE_Init_Mailbox() 来初始化每个邮箱对象。如果未配置邮箱，则省略呼叫。

调用 NUSE_Init_Queue() 来初始化每个队列对象。如果未配置队列，则省略调用。

调用 NUSE_Init_Pipe() 来初始化每个管道对象。如果没有配置管道，则省略调用。

调用 NUSE_Init_Semaphore() 来初始化每个信号量对象。如果未配置信号量，则省略调用。

调用 NUSE_Init_Event_Group() 来初始化每个事件组对象。如果未配置事件组，则省略调用。

调用 NUSE_Init_Timer() 来初始化每个计时器对象。如果没有配置定时器，则省略调用。

初始化任务

这是NUSE_Init_Task()的完整代码：
void NUSE_Init_Task(NUSE_TASK task)
{
#if NUSE_SCHEDULER_TYPE != NUSE_RUN_TO_COMPLETION_SCHEDULER
NUSE_Task_Context[task][15] = /* SR /
NUSE_STATUS_REGISTER;
NUSE_Task_Context[task][16] = / PC /
NUSE_Task_Start_Address[task];
NUSE_Task_Context[task][17] = / SP */
(U32 *)NUSE_Task_Stack_Base[task] +
NUSE_Task_Stack_Size[task];
#endif
#if NUSE_SIGNAL_SUPPORT || NUSE_INCLUDE_EVERYTHING
NUSE_Task_Signal_Flags[task] = 0;
#endif
#if NUSE_TASK_SLEEP || NUSE_INCLUDE_EVERYTHING
NUSE_Task_Timeout_Counter[任务] = 0;
#endif
#if NUSE_SUSPEND_ENABLE || NUSE_INCLUDE_EVERYTHING
#if NUSE_INITIAL_TASK_STATE_SUPPORT ||
NUSE_INCLUDE_EVERYTHING
NUSE_Task_Status[task] =
NUSE_Task_Initial_State[task];
#else
NUSE_Task_Status[task] = NUSE_READY;
#endif
#endif
#if NUSE_SCHEDULE_COUNT_SUPPORT || NUSE_INCLUDE_EVERYTHING
NUSE_Task_Schedule_Count[task] = 0;
#endif
}
除非已配置 Run to Completion 调度程序，否则任务的上下文块 – NUSE_Task_Context[task][] – 将被初始化。大多数条目没有设置值，因为它们代表通用机器寄存器，在任务启动时假定这些寄存器具有不确定的值。在 Nucleus SE 的示例 (Freescale ColdFire) 实现中（这对于任何处理器都是类似的），最后三个条目是明确设置的：

NUSE_Task_Context[task][15] 保存状态寄存器 ( SR ) 并设置为#define 符号NUSE_STATUS_REGISTER 中的值。

NUSE_Task_Context[task][16] 保存程序计数器（PC）并设置为任务代码入口点的地址：NUSE_Task_Start_Address[task]。

NUSE_Task_Context[task][17] 保存堆栈指针 (SP)，它被初始化为通过将任务的堆栈基地址 ( NUSE_Task_Stack_Base[task] ) 添加到任务的堆栈大小 ( NUSE_Task_Stack_Size[task] ) 计算出的值。

如果启用了信号支持，则任务的信号标志 ( NUSE_Task_Signal_Flags[task] ) 将设置为零。

如果启用了任务睡眠（即 API 调用NUSE_Task_Sleep()），则任务的超时计数器（NUSE_Task_Timeout_Counter[task]）将设置为零。

如果启用了任务挂起，则任务的状态 ( NUSE_Task_Status[task] ) 将被初始化。如果启用了任务初始任务状态支持，则此初始值是用户指定的（在NUSE_Task_Initial_State[task] 中）。否则状态设置为NUSE_READY。

如果启用了任务计划计数，则任务的计数器 ( NUSE_Task_Schedule_Count[task] ) 将设置为零。

初始化分区池
void NUSE_Init_Partition_Pool(NUSE_PARTITION_POOL pool)
{
NUSE_Partition_Pool_Partition_Used[pool] = 0;
#if NUSE_BLOCKING_ENABLE
NUSE_Partition_Pool_Blocking_Count[pool] = 0;
#endif
}
相关实战：https://www.yunduoketang.com/article/wangxiaozhiboxitong1.html
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https://www.yunduoketang.com/article/xianshangzhibodajian1.html

Nucleus SE RTOS 初始化和启动

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