支持使用keil编译的32位芯片使用Linux自注册机制,用于将所有初始化函数进行模块化处理
说明：
本文沿用项目中的“Linux 自注册”叫法。严格来说，当前实现不是 Linux 内核原版
initcall，而是一套借鉴 Linux/RT-Thread 思路、适用于裸机/FreeRTOS 固件的静态
初始化注册机制。它通过“编译期生成描述项 + 链接脚本集中收集 + 启动时扫描调用”
来代替在 main() 中逐个手工调用初始化函数。
传统写法通常把所有初始化函数直接写在 main() 中，例如：
GPIO_IO_Init();
UART_Init();
RTC_Init();
......
当模块增多时，这种方式会产生以下问题：
- main() 与所有模块强耦合；
- 新增或删除模块时必须同步修改 main()；
- 初始化先后关系分散，不易按层次管理；
- 容易漏掉初始化调用。
当前项目把初始化过程分为 BOARD、DRIVER、DEVICE、APP 四级。模块只需在自己的
C 文件中声明注册宏，编译器和链接器就会把注册信息放入统一的 INITCALL 区域；
main() 只调用一次 do_initcalls()，即可按级别执行全部已注册函数。
这是一种静态自注册机制：注册关系在编译、链接阶段已经确定，不是运行期间动态
加载模块，也不是运行时向链表添加节点。
/.c文件实现/
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#include "initcall.h"
extern const initcall_t Image$$INITCALL_REGION$$Base;
extern const initcall_t Image$$INITCALL_REGION$$Limit;
void do_initcalls(void)
{
const initcall_t *p;
uint32_t level;
for (level = 10; level <= 40; level += 10)
{
for (p = &Image$$INITCALL_REGION$$Base;
p < &Image$$INITCALL_REGION$$Limit;
p++)
{
if (p->level == level)
{
if (p->fn)
{
p->fn();
}
}
}
}
}
/.h文件实现/
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/*
BOARD
│
├── clock
├── gpio
└── heap
↓
DRIVER
│
├── uart
├── spi
└── i2c
↓
DEVICE
│
├── w25qxx
├── sht30
└── lcd
↓
APP
│
├── shell
├── filesystem
├── modbus
└── mqtt
*/
#ifndef __INITCALL_H__
#define __INITCALL_H__
#include <stdint.h>
typedef void (*init_fn_t)(void);
typedef struct
{
const char *name;
uint32_t level;
init_fn_t fn;
} initcall_t;
/* init levels */
#define INIT_LEVEL_BOARD 10
#define INIT_LEVEL_DRIVER 20
#define INIT_LEVEL_DEVICE 30
#define INIT_LEVEL_APP 40
/* export macro */
#define INIT_EXPORT(fn, lvl) \
const initcall_t __init_##fn \
__attribute__((used)) \
__attribute__((section("INITCALL"))) = \
{ \
#fn, lvl, fn \
}
/* wrappers */
#define BOARD_INIT(fn) \
INIT_EXPORT(fn, INIT_LEVEL_BOARD)
#define DRIVER_INIT(fn) \
INIT_EXPORT(fn, INIT_LEVEL_DRIVER)
#define DEVICE_INIT(fn) \
INIT_EXPORT(fn, INIT_LEVEL_DEVICE)
#define APP_INIT(fn) \
INIT_EXPORT(fn, INIT_LEVEL_APP)
void do_initcalls(void);
#endif
/.sct文件实现/
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; *************************************************************
; *** Scatter-Loading Description File generated by uVision ***
; *************************************************************
LR_IROM1 0x08000000 0x00030000 { ; boot reserved region, APP starts at 0x08030000
ER_IROM1 0x08000000 0x00025000 { ; main RO, INITCALL_REGION uses the remaining boot space
*.o (RESET, +First)
*(InRoot$$Sections)
.ANY (+RO)
; .ANY (+XO)
}
INITCALL_REGION +0 ALIGN 4
{
*(INITCALL)
}
; APP starts at 0x08030000. Keep INITCALL_REGION before that address.
; If INITCALL_REGION is fixed manually, place it in the reserved boot gap.
RW_IRAM1 0x20000000 0x00038000 { ; RW data
.ANY (+RW +ZI)
}
}
/使用方式/
板层级别初始化,优先级第一 init level first
BOARD_INIT(GPIO_IO_Init);
/注册项的数据结构/
每个注册项包含三个字段：
-
name
初始化函数名称字符串。宏通过 #fn 自动把函数名转换为字符串。
当前 do_initcalls() 没有使用该字段打印日志，但它可用于后续调试、统计或故障定位。 -
level
初始化级别，决定函数在哪一轮被调用。 -
fn
初始化函数地址，函数原型必须与 void fn(void) 兼容。
在当前 32 位 Cortex-M4/ARMCC 5 环境中，字符串指针、uint32_t 和函数指针均为
32 位，因此一个 initcall_t 通常占 12 字节。扫描代码并未把 12 写死，而是通过
initcall_t 指针自增，实际步长由 sizeof(initcall_t) 决定。
-
BOARD（10）
板级基础资源，例如基础时钟、引脚、最早期调试串口等。 -
DRIVER（20）
芯片外设驱动，例如 UART、SPI、I2C、RTC 等。 -
DEVICE（30）
建立在驱动之上的具体设备或中间件设备层，例如外部 Flash、传感器、FlashDB
存储设备等。 -
APP（40）
上层组件和应用资源，例如文件系统、协议、队列、应用框架、内存钩子等。
级别之间的顺序由 do_initcalls() 明确保证：10 一定先于 20，20 一定先于 30，
30 一定先于 40。
使用教程:
1.可以直接使用我提供的.c和.h文件模板,需要了解如何自定义初始化优先级.
2.需要了解如何自定义.sct文件和sct文件内容意义,sct文件用于引导keil,主要内容就是需要规划程序放置的区域和函数存在的区域,比如我现在规划了LR_IROM1 0x08000000 0x00030000,意思是我现在的程序空间规划了0x00030000这个大小,ER_IROM1 0x08000000 0x00025000的话是我规划0x00025000用于存储程序,写在ER_IROM1后面的部分有0x5000的剩余空间是0x00025000后面,所以INITCALL_REGION放在了,原理是*(INITCALL) 是整个机制的关键：它把各个目标文件中名为 INITCALL 的输入节全部收集INITCALL_REGION，使多个分散模块的 initcall_t 描述项在 Flash 中形成一段连续表。
3.使用方式只需要在你的初始化函数写完后,在该函数下面把函数名填进去就行,例如;BOARD_INIT(GPIO_IO_Init);
4.keil需要设置取消自动.sct文件,选择并改用自己的sct文件.如下图:
5.在main函数中运行do_initcalls();函数会自动寻找注册过的函数进行运行.
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