单核系统启动流程

更新时间：

2024-03-14

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单核系统启动流程

本节使用 mini2440 的 SylixOS BSP 来介绍 SylixOS 单核启动流程。其主要流程如下图单核启动流程图：

前面提到过 SylixOS 启动时，会先从 startup.S 文件中的 reset 汇编函数开始执行，reset 函数最后会调用 bspInit.c 文件中的 C 入口函数 bspInit 函数。

bspInit 函数包含了整个 BSP 单核启动的所有流程，其内容可以总结为以下部分：

初始化硬件，包括调试串口。
设置操作系统启动参数。
启动内核。

目前，因为 mini2440 大多使用 u-boot 启动，u-boot 本身会对板子上基础硬件做初始化操作，其中包括调试串口，所以第一步可以不必做过多操作。

第二步启动参数设置，在上节已经做过介绍，需将启动参数传入 API_KernelStartParam 函数执行即可。

bspInit 函数最主要的是第三步启动内核。启动内核调用的是 API_KernelStart 。 API_KernelStart 是一个宏，内容如下：

#Include <SylixOS.h>
#define API_KernelStart API_KernelPrimaryStart

它对应内核里的 API_KernelPrimaryStart 函数。此函数原型如下：

#Include <SylixOS.h>
VOID  API_KernelPrimaryStart (PKERNEL_START_ROUTINE          pfuncStartHook,
                              PVOID                         pvKernelHeapMem,
                              size_t                        stKernelHeapSize,
                              PVOID                         pvSystemHeapMem,
                              size_t                        stSystemHeapSize);

函数 API_KernelPrimaryStart 原型分析：

此函数没有返回值。
参数 pfuncStartHook 是系统启动中的用户回调。
参数 pvKernelHeapMem 是内核堆内存首地址。
参数 stKernelHeapSize 是内核堆大小。
参数 pvSystemHeapMem 是系统堆内存首地址。
参数 stSystemHeapSize 是系统堆大小。

API_KernelPrimaryStart 函数是系统内核的入口，只允许系统逻辑主核调用。因为 mini2440 是单核，其唯一的一个核就是逻辑主核，因此可以使用这个函数。

API_KernelPrimaryStart 函数会先对内核底层做初始化操作，这里的底层指的是系统堆和内核堆，以及一些消息队列，内存管理等内容。然后会初始化中断系统，接着会对内核高层和CPP运行库做对应的初始化操作。

完成上述这些步骤后，会执行用户的回调函数，即执行 pfuncStartHook 。mini2440 的 BSP 里实现的这个回调参数为 usrStartup。其调用如下：

API_KernelStart(usrStartup,
               (PVOID)&__heap_start,
               (size_t)&__heap_end - (size_t)&__heap_start,
               LW_NULL, 0);

usrStartup 函数会初始化应用相关的组件，并且创建操作系统的第一个任务。在初始化相关组件的时候，用户需要注意代码编写的顺序，必须先初始化 vmm，才能正确初始化 cache。网络因为需要其他资源，所以需要最后初始化。如下：

static VOID  usrStartup (VOID)
{
    LW_CLASS_THREADATTR     threakattr;
    /*
     *  注意, 不要修改该初始化顺序 (必须先初始化 vmm 才能正确的初始化 cache, 网络需要其他资源必须最后初始化)
     */
    halIdleInit();
#if LW_CFG_CPU_FPU2_EN > 0
    halFpuInit();
#endif                                                /*  LW_CFG_CPU_FPU_EN > 0       */
#if LW_CFG_RTC_EN > 0
    halTimeInit();
#endif                                                /*  LW_CFG_RTC_EN > 0           */
#if LW_CFG_VMM_EN > 0
    halVmmInit();
#endif                                                /*  LW_CFG_VMM_EN > 0           */
#if LW_CFG_CACHE_EN > 0
    halCacheInit();
#endif                                                /*  LW_CFG_CACHE_EN > 0         */
    API_ThreadAttrBuild(&threakattr,
                         __LW_THREAD_BOOT_STK_SIZE,
                         LW_PRIO_CRITICAL,
                         LW_OPTION_THREAD_STK_CHK,
                         LW_NULL);
    API_ThreadCreate("t_boot",
                     (PTHREAD_START_ROUTINE)halBootThread,
                     &threakattr,
                     LW_NULL);                        /*  Create boot thread          */
}

从上述代码中可以发现，在 usrStartup 最后会创建的操作系统的第一个任务，“t_boot”任务。其会初始化系统启动时要用的各项设备、驱动及 log 等内容。初始化完之后，会执行启动脚本并会创建“t_main”线程。

当“t_main”线程创建完成之后， pfuncStartHook 执行完成，此时代码继续从 API_KernelPrimaryStart 函数中往后执行，API_KernelPrimaryStart 函数最后通过调用 _KernelPrimaryEntry 函数启动内核。_KernelPrimaryEntry 函数原型如下：

#include <SylixOS.h>
static  VOID  _KernelPrimaryEntry (PLW_CLASS_CPU   pcpuCur)

函数 _KernelPrimaryEntry 原型分析：

此函数没有返回值。
参数 pcpuCur 是当前CPU的信息。

这个函数是主核调用的启动函数。因为 mini2440 是单核，因此当前的CPU就是主核，从而可以调用此函数。_KernelPrimaryEntry 函数最终会调用 _KernelPrimaryCoreStartup 函数，其函数原型如下：

#include <SylixOS.h>
static  VOID  _KernelPrimaryCoreStartup (PLW_CLASS_CPU   pcpuCur)

函数 _KernelPrimaryCoreStartup 原型分析：

此函数没有返回值。
参数 pcpuCur 是当前CPU的信息。

_KernelPrimaryCoreStartup 函数使得系统的主核 (负责初始化的核) 进入多任务状态，方法是调用 archTaskCtxStart，即进行一次任务切换。此时，SylixOS 单核启动的流程基本完成。

内核启动参数

多核启动

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