嵌入式實時操作系統(tǒng)：RT-Thread設計與實現(xiàn)

前言
第一篇內(nèi)核篇
第1章嵌入式實時操作系統(tǒng)2
1.1嵌入式系統(tǒng)3
1.2實時系統(tǒng)4
1.3嵌入式實時操作系統(tǒng)6
1.3.1主流嵌入式實時操作系統(tǒng)7
1.3.2發(fā)展趨勢8
1.4本章小結8
第2章了解與快速上手RT-Thread9
2.1RT-Thread概述9
2.2RT-Thread的架構10
2.3RT-Thread的獲取11
2.4RT-Thread快速上手12
2.4.1準備環(huán)境13
2.4.2初識RT-Thread16
2.4.3跑馬燈的例子20
2.5本章小結21
第3章內(nèi)核基礎22
3.1RT-Thread內(nèi)核介紹22
3.2RT-Thread啟動流程24
3.3RT-Thread程序內(nèi)存分布26
3.4RT-Thread自動初始化機制28
3.5RT-Thread內(nèi)核對象模型29
3.5.1靜態(tài)對象和動態(tài)對象29
3.5.2內(nèi)核對象管理架構31
3.5.3對象控制塊33
3.5.4內(nèi)核對象管理方式34
3.6RT-Thread內(nèi)核配置示例36
3.7常見宏定義說明38
3.8本章小結39
第4章線程管理40
4.1線程管理的功能特點40
4.2線程的工作機制41
4.2.1線程控制塊41
4.2.2線程的重要屬性42
4.2.3線程狀態(tài)切換45
4.2.4系統(tǒng)線程46
4.3線程的管理方式46
4.3.1創(chuàng)建和刪除線程47
4.3.2初始化和脫離線程48
4.3.3啟動線程49
4.3.4獲得當前線程50
4.3.5使線程讓出處理器資源50
4.3.6使線程睡眠50
4.3.7掛起和恢復線程51
4.3.8控制線程52
4.3.9設置和刪除空閑鉤子52
4.3.10設置調(diào)度器鉤子53
4.4線程應用示例53
4.4.1創(chuàng)建線程示例54
4.4.2線程時間片輪轉(zhuǎn)調(diào)度示例56
4.4.3線程調(diào)度器鉤子示例57
4.5本章小結59
第5章時鐘管理60
5.1時鐘節(jié)拍60
5.1.1時鐘節(jié)拍的實現(xiàn)方式60
5.1.2獲取時鐘節(jié)拍61
5.2定時器管理62
5.2.1RT-Thread定時器介紹62
5.2.2定時器的工作機制63
5.2.3定時器的管理方式65
5.3定時器應用示例69
5.4高精度延時72
5.5本章小結73
第6章線程間同步74
6.1信號量75
6.1.1信號量的工作機制75
6.1.2信號量控制塊75
6.1.3信號量的管理方式76
6.1.4信號量應用示例79
6.1.5信號量的使用場合85
6.2互斥量87
6.2.1互斥量的工作機制87
6.2.2互斥量控制塊89
6.2.3互斥量的管理方式89
6.2.4互斥量應用示例92
6.2.5互斥量的使用場合97
6.3事件集97
6.3.1事件集的工作機制97
6.3.2事件集控制塊98
6.3.3事件集的管理方式99
6.3.4事件集應用示例101
6.3.5事件集的使用場合104
6.4本章小結104
第7章線程間通信105
7.1郵箱105
7.1.1郵箱的工作機制105
7.1.2郵箱控制塊106
7.1.3郵箱的管理方式106
7.1.4郵箱使用示例110
7.1.5郵箱的使用場合112
7.2消息隊列113
7.2.1消息隊列的工作機制113
7.2.2消息隊列控制塊114
7.2.3消息隊列的管理方式115
7.2.4消息隊列應用示例118
7.2.5消息隊列的使用場合121
7.3信號123
7.3.1信號的工作機制123
7.3.2信號的管理方式124
7.3.3信號應用示例126
7.4本章小節(jié)128
第8章內(nèi)存管理129
8.1內(nèi)存管理的功能特點129
8.2內(nèi)存堆管理130
8.2.1小內(nèi)存管理算法131
8.2.2slab管理算法132
8.2.3memheap管理算法133
8.2.4內(nèi)存堆配置和初始化134
8.2.5內(nèi)存堆的管理方式134
8.2.6內(nèi)存堆管理應用示例136
8.3內(nèi)存池138
8.3.1內(nèi)存池的工作機制139
8.3.2內(nèi)存池的管理方式140
8.3.3內(nèi)存池應用示例143
8.4本章小結145
第9章中斷管理146
9.1Cortex-MCPU架構基礎146
9.1.1寄存器介紹147
9.1.2操作模式和特權級別148
9.1.3嵌套向量中斷控制器148
9.1.4PendSV系統(tǒng)調(diào)用149
9.2RT-Thread中斷工作機制149
9.2.1中斷向量表149
9.2.2中斷處理過程151
9.2.3中斷嵌套153
9.2.4中斷棧154
9.2.5中斷的底半處理154
9.3RT-Thread中斷管理接口156
9.3.1中斷服務程序掛接157
9.3.2中斷源管理158
9.3.3全局中斷開關158
9.3.4中斷通知160
9.4中斷與輪詢161
9.5全局中斷開關使用示例162
9.6本章小結164
第10章內(nèi)核移植165
10.1CPU架構移植165
10.1.1實現(xiàn)全局中斷開關166
10.1.2實現(xiàn)線程棧初始化167
10.1.3實現(xiàn)上下文切換168
10.1.4實現(xiàn)時鐘節(jié)拍174
10.2BSP移植175
10.3內(nèi)核移植示例175
10.3.1準備裸機工程176
10.3.2建立RT-Thread工程177
10.3.3實現(xiàn)時鐘管理179
10.3.4實現(xiàn)控制臺輸出180
10.3.5實現(xiàn)動態(tài)堆內(nèi)存管理181
10.3.6移植到更多開發(fā)板183
10.4本章小結184
第二篇組件篇
第11章Env輔助開發(fā)環(huán)境186
11.1Env簡介186
11.2Env的功能特點187
11.3Env工程構建示例189
11.4構建更多MDK工程196
11.4.1創(chuàng)建外設示例工程196
11.4.2創(chuàng)建文件系統(tǒng)示例工程198
11.4.3創(chuàng)建網(wǎng)絡示例工程202
11.5本章小結206
第12章FinSH控制臺207
12.1FinSH介紹207
12.2FinSH內(nèi)置命令209
12.2.1顯示線程狀態(tài)210
12.2.2顯示信號量狀態(tài)210
12.2.3顯示事件狀態(tài)210
12.2.4顯示互斥量狀態(tài)210
12.2.5顯示郵箱狀態(tài)211
12.2.6顯示消息隊列狀態(tài)211
12.2.7顯示內(nèi)存池狀態(tài)211
12.2.8顯示定時器狀態(tài)212
12.2.9顯示設備狀態(tài)212
12.2.10顯示動態(tài)內(nèi)存狀態(tài)212
12.3自定義FinSH命令213
12.3.1自定義msh命令213
12.3.2自定義C-Style命令和變量213
12.3.3自定義命令重命名214
12.4FinSH功能配置214
12.5FinSH應用示例216
12.5.1自定義msh命令示例216
12.5.2帶參數(shù)的msh命令示例217
12.6本章小結218
第13章I/O設備管理219
13.1I/O設備介紹219
13.1.1I/O設備管理框架219
13.1.2I/O設備模型221
13.1.3I/O設備類型222
13.2創(chuàng)建和注冊I/O設備223
13.3訪問I/O設備226
13.3.1查找設備226
13.3.2初始化設備227
13.3.3打開和關閉設備227
13.3.4控制設備228
13.3.5讀寫設備229
13.3.6數(shù)據(jù)收發(fā)回調(diào)229
13.3.7設備訪問示例230
13.4本章小結231
第14章通用外設接口232
14.1UART串口232
14.1.1串口設備管理233
14.1.2創(chuàng)建和注冊串口設備233
14.1.3訪問串口設備235
14.1.4串口設備使用示例235
14.2GPIO237
14.2.1PIN設備管理238
14.2.2創(chuàng)建和注冊PIN設備238
14.2.3訪問PIN設備239
14.2.4PIN設備使用示例242
14.3SPI總線243
14.3.1SPI設備管理244
14.3.2創(chuàng)建和注冊SPI總線設備246
14.3.3創(chuàng)建和掛載SPI從設備247
14.3.4訪問SPI從設備249
14.3.5特殊使用場景254
14.3.6SPI設備使用示例255
14.4I2C總線256
14.4.1I2C設備管理258
14.4.2創(chuàng)建和注冊I2C總線設備258
14.4.3訪問I2C設備259
14.4.4I2C設備應用示例260
14.5運行設備應用示例263
14.5.1運行PIN設備示例264
14.5.2運行SPI設備示例265
14.5.3運行I2C設備示例266
14.5.4運行串口設備示例266
14.6本章小結267
第15章虛擬文件系統(tǒng)268
15.1DFS介紹268
15.1.1DFS架構269
15.1.2POSIX接口層269
15.1.3虛擬文件系統(tǒng)層270
15.1.4設備抽象層270
15.2文件系統(tǒng)掛載管理271
15.2.1DFS組件初始化271
15.2.2注冊文件系統(tǒng)271
15.2.3將存儲設備注冊為塊設備271
15.2.4格式化文件系統(tǒng)272
15.2.5掛載文件系統(tǒng)273
15.2.6卸載文件系統(tǒng)273
15.3文件管理273
15.3.1打開和關閉文件273
15.3.2讀寫數(shù)據(jù)274
15.3.3重命名275
15.3.4獲取狀態(tài)275
15.3.5刪除文件275
15.3.6同步文件數(shù)據(jù)到存儲設備276
15.3.7查詢文件系統(tǒng)相關信息276
15.3.8監(jiān)視I/O設備狀態(tài)276
15.4目錄管理277
15.4.1創(chuàng)建和刪除目錄277
15.4.2打開和關閉目錄277
15.4.3讀取目錄278
15.4.4獲取目錄流的讀取位置278
15.4.5設置下次讀取目錄的位置278
15.4.6重設讀取目錄的位置為開頭位置279
15.5DFS功能配置279
15.6DFS應用示例279
15.6.1準備工作280
15.6.2讀寫文件示例283
15.6.3更改文件名稱示例284
15.6.4獲取文件狀態(tài)示例285
15.6.5創(chuàng)建目錄示例286
15.6.6讀取目錄示例286
15.6.7設置讀取目錄位置示例287
15.7本章小結289
第16章網(wǎng)絡框架290
16.1TCP/IP網(wǎng)絡協(xié)議簡介290
16.1.1OSI參考模型290
16.1.2TCP/IP參考模型291
16.1.3TCP/IP參考模型和OSI參考模型的區(qū)別291
16.1.4IP地址292
16.1.5子網(wǎng)掩碼292
16.1.6MAC地址292
16.2RT-Thread網(wǎng)絡框架介紹292
16.3網(wǎng)絡框架工作流程294
16.3.1網(wǎng)絡協(xié)議簇注冊294
16.3.2網(wǎng)絡數(shù)據(jù)接收流程295
16.3.3網(wǎng)絡數(shù)據(jù)發(fā)送流程296
16.4網(wǎng)絡套接字編程296
16.4.1TCPsocket通信流程296
16.4.2UDPsocket通信流程297
16.4.3創(chuàng)建套接字298
16.4.4綁定套接字298
16.4.5建立TCP連接299
16.4.6數(shù)據(jù)傳輸300
16.4.7關閉網(wǎng)絡連接301
16.5網(wǎng)絡功能配置302
16.6網(wǎng)絡應用示例303
16.6.1準備工作303
16.6.2TCP客戶端示例306
16.6.3UDP客戶端示例310
16.7本章小結312
附錄Amenuconfig配置選項313
附錄BSCons構建系統(tǒng)317