前言

关于本书

本书是野火嵌入式教学丛书“RTOS内核实现与应用开发实战指南的”RT-Thread版本, 其中机械工业出版社出版的《FreeRTOS内核实现与应用开发实战指南—基于i.MX RT》是该书的姐妹篇。 因为两本书均是写RTOS的书籍,只是针对的RTOS对象不一样, 所以书中凡是涉及到RTOS抽象层的理论部分均会有很多相同的地方,具体的不同就体现为这两个RTOS的实现原理和代码层面上。

本书分为两个部分,第一部分为“从0到1叫你写RT- Thread内核”,该部分的章节名字与其姐妹篇《FreeRTOS内核实现与应用开发实战指南—基于i.MX RT》的章节名字基本类似, 均采取循序渐进,层层叠加的方式来编排章节的序号和名字,但是在具体的内容上是不一样的,因为针对的RTOS不一样。 其中“新建RT-Thread工程—软件仿真”和“裸机系统与多任务系统”这两章属于理论的抽象层,不具体针对哪一个RTOS,所以基本一样。

本书第二部分为“RT-Thread内核应用开发”,主要讲解RT-Thread内核组件的源码实和API的使用, 同样在章节命名和排序上也与该书的姐妹篇《FreeRTOS内核实现与应用开发实战指南—基于i.MX RT》类似。 对于什么是任务、阻塞延时和信号量的应用等这些RTOS的共同抽象层的理论讲解也基本类似, 但是具体涉及到这两个RTOS的原理实现和代码讲解的时候是完全不一样的,往往这部分的知识点才是读者要真正关心的内容。

我把这两本书归为姐妹篇是因为两书的编写风格、内容框架和章节命名与排序基本一致,语言阐述也类似, 且涉及到RTOS抽象层的理论部分均相同,但不同的是凡是涉及到RTOS的实现原理、内核源码的讲解和上层API使用时, 均是不一样的,而且这些内容才是本书的重点部分,是读者朋友关心和学习的核心。两本书又无法合并在一起讲解,所以分为姐妹篇两本书。

如果读者已经学习了其中一本书,再学习另外一本的话,那么涉及到RTOS抽象层的理论部分可跳过, 只需把精力放在RTOS内核的实现和源码API的应用方面。因为现有的RTOS,在理论层基本都是想通的, 但在具体的码实现上又各有不同且各有特点,所以两书可以作为互补学习,只要掌握了其中一本的知识, 再学习另外一本定会得心应手,如有神助。

如何学习本书

本书是首本系统讲解RT-Thread的中文书籍,共分为两个部分,第一部分为“从0到1教你写RT-Thread内核”, 即重点讲解RT-Thread的原理实现,从0开始,不断迭代,教你怎么把RT-Thread的内核写出来, 让你彻底学会线程是如何定义的,系统是如何调度的(包括底层的汇编代码讲解), 多优先级是如何实现的等等操作系统最深层次的知识。当你拿到本书开始学习的时候你一定会惊讶, 原来RTOS的学习并没有那么复杂,反而是那么的有趣,原来自己也可以写RTOS,成就感立马爆棚。

当第一部分知识你彻底掌握好之后,再切换到其它RTOS的学习,那简直就是易如反掌,纵观现在市面上流行的几种RTOS, 它们的内核的实现基本都差不多,只需要深入研究其中一种即可,没有必要每一种RTOS都深入的研究源码,如果你时间允许, 看看那也无所谓。第二部分是“RT-Thread内核应用开发”,重点讲解RT-Thread的移植,内核每个组件的应用, 比起第一部分,这部分内容掌握起来比较容易。

全书内容循序渐进,不断迭代,前一章都是后一章的基础,必须从头开始阅读,不能进行跳跃式的阅读。 在学习的时候务必做到两点:一是不能一味地看书,要把代码和书本结合起来学习,一边看书,一边调试代码。 看书倒是很简单,那如何调试代码?即单步执行每一条程序,看看程序的执行流程和执行的效果与自己大脑所想是不是一样; 二是在每学完一章之后,必须将配套的例程重写一遍(切记不要复制,哪怕是一个分号,但可以抄),做到举一反三, 确保真正理解。在自己写的时候肯定会错漏百出,这个时候要珍惜这些错误,好好调试, 这是你提高编程能力的最好的机会。记住,程序不是一气呵成写出来的,而是一步一步调试出来的。

本书的参考资料

  1. RT-Thread 官方源代码

  2. RT-Thread_manual.zh.pdf(电子版)

  3. 《i.MX RT库开发实战指南》(电子版)

本书的编写风格

本书第一部分以RT-Thread Nano 3.0.3官方源码为蓝本,抽丝剥茧,不断迭代,教你怎么从0开始把RT-Thread内核写出来。 书中涉及到的数据类型,变量名称、函数名称,文件名称,文件存放的位置都完全按照RT-Thread官方的方式来实现, 当你学完这本书之后可以无缝地切换到原版的RT-Thread的使用。要注意的是,在实现的过程中, 某些函数我会去掉一些形参和一些冗余的代码,只保留核心的功能,但这并不会影响我们学习。

本书第二部分主要讲RT-Thread的移植和内核组件的使用,不会再去深入讲解源码,着重讲应用, 如果对第一部分不感兴趣的朋友,可以跳过第一部分,直接进入第二部分的学习,两者之间没有必然的联系。

本书的配套硬件

本书支持野火i.MX RT开发板全套系列,具体型号见表格 1‑1,具体图片见图 1‑1、图 1‑2、图 1‑3、图 1‑4。 学习的时候如果配套这些硬件平台做实验,学习必会达到事半功倍的效果,可以省去中间硬件不一样时移植遇到的各种问题。

表格 1‑1 野火i.MX RT开发板型号汇总

型号

区别

内核

引脚

RAM

RT1021

Cortex-M7

144

256KB

RT1052

Cortex-M7

196

512KB

野火【i.MX RT1021 EVK 】开发板

图 1‑1 野火【i.MX RT1021 EVK 】开发板

野火【i.MX RT1052 MINI】开发板

图 1‑2野火【i.MX RT1052 MINI】开发板

野火【i.MX RT1052 Pro】开发板

图 1‑3野火【i.MX RT1052 Pro】开发板

野火【i.MX RT1052 邮票孔】核心板

图 1‑4野火【i.MX RT1052 邮票孔】核心板

本书的技术论坛

如果在学习过程中遇到问题,可以到野火电子论坛:www.firebbs.cn发帖交流 ,开源共享,共同进步。

鉴于水平有限,本书难免有纰漏,热心的读者也可把勘误发到论坛好让我们改进做得更好,祝您学习愉快,RT-Thread的世界,野火与您同行。