上节分析2个系统启动脚本，一个是ardupilot/mk/PX4/ROMFS/init.d里的rcS，另一个是rc.APM，这个脚本在rcS里得到了调用，也就是说，rcS就是为Nuttx的启动文件。
查看rc.APM的最低端，调用ArduPilot_main
echo Starting ArduPilot $deviceA$deviceC$deviceD if ArduPilot -d $deviceA -d2 $deviceC -d3 $deviceD start then echo ArduPilot started OK else sh /etc/init.d/rc.error fi
其中ArduPilot是一个内嵌的应用程序，由编译生成的ardupilot/modules/PX4Firmware/Build/px4fmu-v2_APM.build/builtin_commands.c可知，这个应用程序的入口地址就是ArduPilot_main。其实也只有这个ArduPilot_main应用是APM编写的，其余的应用基本上都是px4底层自带的。
{"ArduPilot",SCHED_PRIORITY_DEFAULT,4096,ArduPilot_main}, {"px4flow",SCHED_PRIORITY_DEFAULT,CONFIG_PTHREAD_STACK_DEFAULT,px4flow_main},
ArduPilot_main的内容是什么呢？ArduCopter.cpp实际上是多旋翼飞行器的主程序，那么该文件中找ArduPilot_main。
我们看源代码的时候，特别喜欢从main函数开始，顺着思路开始往下理。下面我就以ArduCopter工程里的px4-v2编译目标为例子，一步一步剖析main函数。
总的来说，这里的main函数就是ArduCopter.cpp里的AP_HAL_MAIN_CALLBACKS(&copter);，它实际上是一个宏定义，传进来的参数为类对象的引用，通过在AP_HAL_Main.h里的定义可知原型为：
#define AP_HAL_MAIN_CALLBACKS(CALLBACKS)extern "C" { \
int AP_MAIN(int argc, char* const argv[]); \
int AP_MAIN(int argc, char* const argv[]) { \
hal.run(argc, argv, CALLBACKS); \
return 0; \
}\
}而这里的AP_MAIN也是一个宏，如下：
#if CONFIG_HAL_BOARD == HAL_BOARD_PX4 ||CONFIG_HAL_BOARD == HAL_BOARD_VRBRAIN
#define AP_MAIN __EXPORT ArduPilot_main
#endif所以它实际上是这样的：
#define AP_HAL_MAIN_CALLBACKS(CALLBACKS)extern "C" { \
int__EXPORT ArduPilot_main(int argc, char* const argv[]); \
int __EXPORT ArduPilot_main(int argc, char* const argv[]) { \
hal.run(argc, argv, CALLBACKS); \
return 0; \
}\
}将这个宏替换到ArduCopter.cpp里的AP_HAL_MAIN_CALLBACKS(&copter);它就变成了：
int __EXPORT ArduPilot_main(int argc, char*const argv[]);
int __EXPORT ArduPilot_main(int argc, char*const argv[]) {
hal.run(argc, argv, &copter);
return 0;
}因此实际上这个工程的main函数就是ArduCopter.cpp里的ArduPilot_main函数。在这个main函数所在的CPP文件创建了不同的线程以供调用。
题外话builtin_commands.c是怎么生成的？这样的命令有很多，在rcS里就开始调用的比如rgbled就是的。至于这些内置的命令是怎么生成的，就要了解PX4原生的编译过程了，查看px4_targes.mk。
PX4_MAKE =$(v)+ GIT_SUBMODULES_ARE_EVIL=1 ARDUPILOT_BUILD=1 $(MAKE) -C $(SKETCHBOOK) -f $(PX4_ROOT)/Makefile.make EXTRADEFINES="$(SKETCHFLAGS)$(WARNFLAGS)$(OPTFLAGS) "'$(EXTRAFLAGS)'APM_MODULE_DIR=$(SKETCHBOOK)SKETCHBOOK=$(SKETCHBOOK)CCACHE=$(CCACHE)PX4_ROOT=$(PX4_ROOT)NUTTX_SRC=$(NUTTX_SRC)MAXOPTIMIZATION="-Os"UAVCAN_DIR=$(UAVCAN_DIR)
其中-f $(PX4_ROOT)/Makefile.make显示了makefile使用了PX4项目根目录的Makefile.make文件，拜读这里即可查出真相，真相在根目录下makefiles文件夹里的firmware.mk里。其实px4的代码使用的是Cmake，所以通过查看根目录下的CMakeLists.txt可知，真正产生builtin_commands.c的是px4_impl_nuttx.cmake里的px4_nuttx_generate_builtin_commands函数。同理，nuttx操作系统的ROMFS是由px4_nuttx_add_romfs函数产生的
接着继续分析main函数里的一些特征及其所做的事情。
由上面分析可知，main函数及为：ardupilot/Arducopter/Arducopter.cpp
int __EXPORTArduPilot_main(int argc,char*const argv[]) {
hal.run(argc, argv, &copter);
return0;
}其中hal定义为const AP_HAL::HAL& hal =AP_HAL::get_HAL();
ardupilot/Arducopter/Copter.cpp，而：
const AP_HAL::HAL& AP_HAL::get_HAL() {
staticconst HAL_PX4 hal_px4;
return hal_px4;
}ardupilot/libraries/AP_HAL_PX4/HAL_PX4_Class.cpp
classHAL_PX4:public AP_HAL::HAL {
public:
HAL_PX4();
void run(int argc,char*const argv[], Callbacks* callbacks)const override;
};ardupilot/libraries/AP_HAL_PX4/HAL_PX4_Class.h
故hal.run函数即为HAL_PX4里面的run方法，这个main函数主要运行的是这个方法。这个方法能在HAL_PX4_Class.cpp中找到。在这个方法中有：
daemon_task =px4_task_spawn_cmd(SKETCHNAME,
SCHED_FIFO,
APM_MAIN_PRIORITY,
APM_MAIN_THREAD_STACK_SIZE,
main_loop,
NULL);所以这里又调用了main_loop函数，在main_loop函数中，主要分析两点：
g_callbacks->setup(); while(!_px4_thread_should_exit){ g_callbacks->loop(); }
setup()函数在板子启动的时候被调用一次，它实际的调用来自每块板子的HAL，所有main函数是在HAL里的，其后就是loop()函数的调用，sketch的主要工作体现在loop()函数里。
setup、loop函数可以在ArduCopter.cpp中分别找到，其中setup函数里有scheduler.init(&scheduler_tasks[0],ARRAY_SIZE(scheduler_tasks));，这样在这个应用函数里又启动了调度任务:
constAP_Scheduler::TaskCopter::scheduler_tasks[]={ SCHED_TASK(rc_loop, 100, 130), SCHED_TASK(throttle_loop, 50, 75), SCHED_TASK(update_GPS, 50, 200), #if OPTFLOW == ENABLED SCHED_TASK(update_optical_flow, 200, 160), #endif SCHED_TASK(update_batt_compass, 10, 120), SCHED_TASK(read_aux_switches, 10, 50), SCHED_TASK(arm_motors_check, 10, 50), SCHED_TASK(auto_disarm_check, 10, 50), SCHED_TASK(auto_trim, 10, 75), SCHED_TASK(update_altitude, 10, 140), SCHED_TASK(run_nav_updates, 50, 100),
所以apm的源码就是在px4的原生代码上以一个应用的接口加入了自己的调度任务，总的来说就是在px4上加了自己的应用。而在loop函数里开展了主要的循环fast_loop函数，如下：
// Main loop - 400hz voidCopter::fast_loop() { // IMU DCM Algorithm // -------------------- read_AHRS(); // run low level rate controllers that only require IMU data attitude_control.rate_controller_run(); #if FRAME_CONFIG == HELI_FRAME update_heli_control_dynamics(); #endif //HELI_FRAME // send outputs to the motors library motors_output(); // Inertial Nav // -------------------- read_inertia(); // check if ekf has reset target heading check_ekf_yaw_reset(); // run the attitude controllers update_flight_mode(); // update home from EKF if necessary update_home_from_EKF(); // check if we've landed or crashed update_land_and_crash_detectors(); #if MOUNT == ENABLED // camera mount's fast update camera_mount.update_fast(); #endif // log sensor health if(should_log(MASK_LOG_ANY)){ Log_Sensor_Health(); } }
在这里边进行姿态解算，PID控制等等，那么分析到这里我想完过飞行器的同学就大致清楚了。
在这个工程里有一个重要的类叫Copter，大部分函数都是该类的方法，如voidCopter::arm_motors_check()，以后用的一些全局变量基本上都属于这个类里面的。
下面看一下一些简单的应用，以电机解锁为例子，玩过飞行器的同胞就知道，油门拉杆按右下角几秒就可以解锁，一般都是这样设置的，看看代码都是怎么实现的：
首先解锁的函数为arm_motors_check，调用次数为10hz。代码很简单，从中可以看出，2s后如果检查通过就可以解锁，当飞行器不属于手动控制模式时，拉杆打左下角2s即可上锁。
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