安裝了64位linux版的arduino IDE　1.8.1用于在arduino_due平臺(tái)上做開發(fā)，總體上給我的感覺用arduio IDE編譯，upload 程序，比之前在due上跑zephyr內(nèi)核要直觀，方便很多，　只需要點(diǎn)擊幾個(gè)按鈕就能搞定一切.　但是IDE背后隱藏了很多重要的啟動(dòng)機(jī)制，則是用這種開發(fā)模式看不到的．

　最簡單的例子，　打開一個(gè)arduion ide的一個(gè)工程，可以看到開發(fā)出來的接口只有setup和loop兩個(gè):

　系統(tǒng)會(huì)主動(dòng)鏈接和調(diào)用這兩個(gè)接口，　用戶只要在這兩個(gè)函數(shù)中寫好自己的邏輯．不需要知道背后的啟動(dòng)細(xì)節(jié)，　但這個(gè)流程是怎樣的呢？

進(jìn)入到arduino的安裝目錄，找到arduion sdk所在路徑　/home/user/.arduino15/packages/arduino/hardware/sam/1.6.11/cores/arduino/main.cpp，打開main.cpp文件: 上圖清楚的表明了setup, loop的調(diào)用機(jī)制，　由此揭開了arduino ide sdk的神秘面紗．為了更好用，sdk屏蔽了 cpu底層的啟動(dòng)細(xì)節(jié)以及必要的底層硬件初始化機(jī)制，　同時(shí)，sdk還提供了很多的庫文件類供用戶調(diào)用．

另一個(gè)問題來了，　main函數(shù)是誰調(diào)用的呢？　要完整描述整個(gè)啟動(dòng)流程，必須了解一些cortex-m系列處理器的細(xì)節(jié)．　 我們知道，cortex-m系列是從復(fù)位向量處開始啟動(dòng)的，cortex_m有２５５個(gè)啟動(dòng)向量，這些向量大部分是給外部ＩＯ中斷使用的，根據(jù)外部IO的連接可選配置，　但前１６個(gè)是必不可少的，必須要設(shè)置，　以zephyr內(nèi)核為例，在zephyr/arch/arm/core/cortex_m/vector_table.S文件中: 向量第二個(gè)slot __reset就是啟動(dòng)入口． 處理器的實(shí)現(xiàn)不依賴os的邏輯，所以arduino也應(yīng)該有同樣一張啟動(dòng)向量表，我們要找到它，然后跟據(jù)第二個(gè)slot的定義去尋徐追蹤，直到找到調(diào)用main函數(shù)，邏輯鏈條閉合．

幾經(jīng)周折，找到.arduino15/packages/arduino/hardware/sam/1.6.11/system/CMSIS/Device/ATMEL/sam3xa/source/gcc_atmel/startup_sam3xa.c 　文件，異常向量表在這里: 　

得知啟動(dòng)入口是Reset_Handler, 同樣定義在本文件中:

可以看到，在啟動(dòng)線程里過來調(diào)用了前面提到的main函數(shù)，整個(gè)邏輯鏈條打通了．

關(guān)于中斷處理，　以PIOD中斷為例，　在異常表中: PIOD_Handler定義在中斷表里面，找到他的定義, 在文件 ~/.arduino15/packages/arduino/hardware/sam/1.6.11/cores/arduino/WInterrupts.c中:

看到函數(shù)中調(diào)用 callback指針表． 函數(shù)指針數(shù)組中記錄有每個(gè)終端發(fā)生時(shí)的終端處理程序入口，在同一個(gè)文件中被初始化: 所以，用戶程序只需要調(diào)用attachInterrupt函數(shù)注冊(cè)中斷入口即可．

從嵌入式os的角度看，arduino ide提供的sdk僅僅是一個(gè)前后臺(tái)系統(tǒng)，　是一個(gè)順序執(zhí)行的系統(tǒng)，其程序進(jìn)程中只有一個(gè)main線＞程，程序功能的實(shí)現(xiàn)是依靠死循環(huán)實(shí)現(xiàn)；實(shí)時(shí)性主要是靠外部中斷信號(hào)，或者檢測(cè)IO口得信號(hào)實(shí)現(xiàn)的，中斷的運(yùn)行的速度還＞是比較快的，這是因?yàn)樗耆腔谟布C(jī)制的。至于實(shí)時(shí)性，如果是在簡單的系統(tǒng)中，即任務(wù)數(shù)少的情況，那前后臺(tái)還是＞很迅速的．實(shí)時(shí)性收到線程數(shù)量的限制．

或者說arduino ide提供的sdk僅僅是一個(gè)單線程的裸機(jī)bootflow，　根本沒有os, 整個(gè)過程僅僅是不斷的執(zhí)行l(wèi)oop函數(shù)，這讓我想起了西門子ＰＬＣ的OB1 大循環(huán)，所有的事件處理都要安排在一個(gè)循環(huán)內(nèi)進(jìn)行，對(duì)于一個(gè)系統(tǒng)來講，實(shí)時(shí)性肯定是不夠的．