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djyos與stm32學習心得

作者:佚名   來源:轉自李夜雪幽夢空間   點擊數:  更新時間:2014年08月29日   【字體:

 

 
看完了DJYOS以后想把它移植到自己手中的開發板中,開發板是原子的ALIENTEK,其實自己也想買一塊論
 
壇里講到的板子,但是自己手上目前有一塊,就沒必要浪費MONEY了,這塊板子是用的STM32F103RBT6,
 
FLASH:128K,SRAM:20k.沒有外部SRAM,所以像GUI可能玩不了,不過現在也是初期,將系統配置簡單點應
 
該可以應付像點燈的工作,等燈點亮了,再考慮一下串口與PC通信,看看內存能不能使用shell,如果能
 
的話就可以試一下外圍硬件了,當然也可以不使用GUI使用一下LCD。總之是在這么小的SRAM中多學一點
 
東西,當都明白了再考慮下換板子,或者自己想辦法外擴一個SRAM和NANDFLASH.
 
因為自己雖然接觸這方面很久了,但是一直就是課余愛好還沒有做多少事之前只用avr做過一些CAN的實
 
驗做硬件也花了不少大洋,自學過ucos,也在MEGA128上面移植過,但也沒有深入的研究應用程序,最近
 
發現了DJYOS,對它很是感興趣,也看了它配套的資料,熱情很高,所以現在想把熱情轉為實際行動,實
 
際的提高一下自己,現在先自己寫下來將來在發出去,呵呵,不要讓別人感覺太菜了,好了言歸正傳,
 
我們開始實際行動吧
 
 
因為DJYOS作者已經在STM32F103上移植過了,所以我們可能不需要費很大的力氣,只是一些配置不同而
 
已,所以自己就想邊看作者的的移植例程邊向自己的板子上面移植,那怎么開始研究作者的例程呢?本
 
人想從單片機上電開始依次跟蹤它的動作,當然這就要需要從上電第一步動作開始,上電后產生上電復
 
位,復位程序將從FLASH的0x00000000處得到棧頂地址然后從FLASH的0x00000004開始執行代碼(SRAM起
 
始地址是0x2000 0000 主閃存存儲器地址為0x0800 0000 但啟動時會映射到0x0000 0000),從
 
Debug.lds中我們可以發現定義段時有一行
KEEP(* (.isr_vector .isr_vector.*))
./src/bsp/arch/core/exceptions.o (.text .text.* .rodata .rodata.*)
這一句是將中斷向量表定義在FLASH起始位置,向量表在exceptions.s中定義,我們可以在exceptions.s
 
中發現
.section    .isr_vector, "ax", %progbits
.align 3
.global isr_vector
isr_vector:
.word msp_top  聽田園說定義在.lds中
.word cpu_init
.word nmi_handler
.word hardfault_handler
    .word   0                         @ Reserved
    .word   0                         @ Reserved
    .word   0                         @ Reserved
    .word   0                         @ Reserved
    .word   0                         @ Reserved
    .word   0                         @ Reserved
    .word   0                         @ Reserved
    .word   exp_svc_handler           @ SVCall Handler
    .word   0                         @ Reserved
    .word   0                         @ Reserved
    .word   0                         @ PendSV Handler
    .word   exp_systick_handler       @ SysTick Handler
就是這個表定義了當發生復位或中斷時程序應該跳轉到哪里,復位后CPU從msp_top得到棧頂地址然后從
 
cpu_init函數開始執行,cpu_init屬于啟動函數負責CPU的初始化工作.可以在initcpuc.c中找到,我們
 
可以看一下,這個函數做了什么:
1、設置了棧頂、
2、關閉了中斷(PRIMASK:這是個只有1 個位的寄存器。當它置1 時,就關掉所有可屏蔽的異常,只剩下NMI和硬fault 可以響應。它的缺省值是0,表示沒有關中斷。FAULTMASK:這是個只有1 個位的寄存器。當它置1 時,只有NMI 才能響應,所有其它的異常,包括中斷和fault,通通閉嘴。它的缺省值也是0,表示沒有關異常)、
3、選擇主堆棧指針特權級線程模式
 
(CONTROL[1] 堆棧指針選擇  0=選擇主堆棧指針MSP(復位后缺省值) 1=選擇進程堆棧指針PSP,在線程或基礎級(沒有在響應異常——譯注),可以使用PSP。   在handler 模式下,只允許使用MSP,所以此時不得往該位寫1。CONTROL[0] 0=特權級的線程模式,1=用戶級的線程模式,Handler 模式永遠都是特權級的。)、
4、cortex-m3需要將堆棧雙字對齊、
5、設置FLASH等待周期、開啟預取、
6設置時鐘、
7初始化SRAM,因為我的開發板沒有外擴ram flash器件所以我的此處不需要
8、load_preload();再下一篇我們再去看這個函數做了什么
 
load_preload();這個函數,今天我們分析一下它做了哪些工作,這個函數作用是預加載
 
系統,我們可以在load/si/pre_loader.c 中找到。這里我們復制過來便于觀察。
void pre_start(void);
 
extern struct copy_table preload_copy_table;
 
//----預加載程序---------------------------------------------------------------
//功能:加載主加載器、中斷管理模塊,緊急代碼
//參數: 無。
//返回: 無。
//----------------------------------------------------------------------------
//備注: 本函數移植敏感,與開發系統有關,也與目標硬件配置有關
void load_preload(void)
{
    void (*volatile pl_1st)(void) = pre_start;
 
    u32 *src,*des;
    u32 i, j;
    for(i=0; i
src = (u32*) preload_copy_table.record[i].load_start_address;
des = (u32*) preload_copy_table.record[i].run_start_address;
if(preload_copy_table.record[i].type == 1) { //copy
    if(src != des) {
for(j=0; j
 
{
*des=*src;
j+=4;
}
    }
} else if(preload_copy_table.record[i].type == 0) { //zero init
for(j=0; j
*des=0;
j+=4;
}
}
    }
 
#if cfg_cache_used == 1
    cache_clean_data();
    cache_invalid_inst();
#endif
    pl_1st();   //用指針做遠程調用
}
 
代碼一開始就申明了一個外部結構,這個結構是定義在lds文件中的,所以要熟悉lds文件,不熟悉的可
 
以在網上搜一下相關的文檔學習一下,因為lds文件關系到代碼如何存儲以及在rom還是ram運行。
 
pre_load函數首先定義了一個指針pl_1st指向pre_start,然后對copy_table類型的preload_copy_table
 
結構數據進行判斷代碼是否需要從rom復制到ram,從lds文件中對preload_copy_table分析可知.text代
 
碼段是定義在rom運行的,運行地址=加載地址 所以不需要復制,.data初始化好的數據段復制到內
 
存,.bss未初始化的數據段將內存相應數據清零。這樣預加載程序的使命完成,最終調用pl_lst()即
 
pre_start。下一篇看一下pre_start做了什么。
 
pre_start屬于加載函數,我們可以在loader/si/loader.c中找到它,我們還是把它復制到這里
 
void pre_start(void)
{
#ifdef debug
        loader();
#endif
        int_init();
 
        critical();
#ifndef debug
        loader();
#endif
    start_sys();        //開始啟動系統
}
 
這里有個宏debug,debug已經在eclipse中定義具體是在工程properties > c/c++Build > Settings 
>preprocessor中,所以一開始就要調用loader(),loader與pre_loader()功能差不多,這里是把剩余的
需要復制到ram里的代碼段數據段復制到ram中。然后就是執行int_init()函數,這個函數是完成中斷的
初始化,我們一會在看。繼續就是執行critical()鉤子函數,就是在啟動系統之前需要做的緊急任務在
此完成。最后啟動系統start_sys().
這里我們詳細看一下int_init()這個函數:
關于中斷djyos定義了兩個結構:
1、中斷線數據結構,每中斷一個
//移植敏感
struct int_line
{
    u32 (*ISR)(ufast_t line);
    struct  event_ECB *sync_event;       //正在等待本中斷發生的事件
    ucpu_t en_counter;          //禁止次數計數,等于0時表示允許中斷
    ucpu_t int_type;            //1=實時中斷,0=異步信號
    bool_t enable_nest;         //true=本中斷響應期間允許嵌套,對硬件能力有依賴
                                //性,也與軟件設置有關。例如cortex-m3版本,異步
                                //信號被設置為最低優先級,從而所有異步信號都不
                                //允許嵌套。
                                //特別注意,實時中斷能夠無條件嵌套異步信號。
                                //中斷響應后,由中斷引擎根據enable_nest的值使能
                                //或禁止中斷來控制是否允許嵌套,如果在響應中斷
                                //后,硬件沒有立即禁止中斷,將有一個小小的"窗口"
                                //,在該窗口內,是允許嵌套的。例如cm3的實時中斷
 
    uint16_t my_evtt_id;
    u32  prio;                  //優先級,含義由使用者解析
};
 
2.中斷總控數據結構.
struct int_master_ctrl
{
    //中斷線屬性位圖,0=異步信號,1=實時中斷,數組的位數剛好可以容納中斷數量,與
    //中斷線數據結構的int_type成員含義相同。
    ucpu_t  property_bitmap[cn_int_bits_words];
    ucpu_t nest_asyn_signal;   //中斷嵌套深度,主程序=0,第一次進入中斷=1,依次遞加
    ucpu_t nest_real;   //中斷嵌套深度,主程序=0,第一次進入中斷=1,依次遞加
    //中斷線使能位圖,1=使能,0=禁止,反映相應的中斷線的控制狀態,
    //與總開關/異步信號開關的狀態無關.
    ucpu_t  enable_bitmap[cn_int_bits_words];
//    bool_t  en_trunk;           //1=總中斷使能,  0=總中斷禁止
//    bool_t  en_asyn_signal;         //1=異步信號使能,0=異步信號禁止
    ucpu_t en_trunk_counter;   //全局中斷禁止計數,=0表示允許全局中斷
    ucpu_t en_asyn_signal_counter; //異步信號禁止計數,=0表示允許異步信號
};
 
熟悉了以上兩個結構我們看一下中斷初始化函數,過程已經詳細注釋,函數主要初始化了向量表,初始化
 
了中斷線數據結構,初始化中斷總控數據結構
 
//----初始化中斷---------------------------------------------------------------
//功能:初始化中斷硬件,初始化中斷線數據結構
//      2.異步信號保持禁止,它會在線程啟動引擎中打開.
//      3.總中斷允許,
//      用戶初始化過程應該遵守如下規則:
//      1.系統開始時就已經禁止所有異步信號,用戶初始化時無須擔心異步信號發生.
//      2.初始化過程中如果需要操作總中斷/實時中斷/異步信號,應該成對使用.禁止使
//        異步信號實際處于允許狀態(即異步和總中斷開關同時允許).
//      3.可以操作中斷線,比如連接、允許、禁止等,但應該成對使用.
//      4.建議使用save/restore函數對,不要使用enable/disable函數對.
//參數:無
//返回:無
//-----------------------------------------------------------------------------
void int_init(void)
{
    ufast_t ufl_line;
    int_cut_trunk();    //關總中斷                                     
    int_echo_all_line();//此行動作for(ufl=0; ufl < cn_int_bits_words; ufl++)                                               //pg_int_reg->clrpend[ufl] = 0xffffffff;
                        //清除全部中斷線的掛起
    pg_scb_reg->CCR |= 1<<bo_scb_ccr_usersetmpend;//USERSETMPEND  如果寫成1,那么用戶代碼可
                                                 //以寫軟件觸發中斷寄存器以觸發(掛起)一個主異
                                                 //常,該異常是和主堆棧指針相聯系的。
    for(ufl_line=0;ufl_line <= cn_int_line_last;ufl_line++)
    {
        tg_int_lookup_table[ufl_line] = (ufast_t)cn_limit_ufast;
        u32g_vect_table[ufl_line] = (u32)__start_asyn_signal;  //全部初始化為異步信號 此數組為中斷                    //向量表,預加載時已經加載到RAM,現在是將數組全部初始化為異步信號處理的入口地址
    }
    for(ufl_line=0;ufl_line < ufg_int_used_num;ufl_line++)
    {
        tg_int_lookup_table[tg_int_used[ufl_line]] = ufl_line;
        tg_int_table[ufl_line].en_counter = 1;                   //禁止中斷,計數為1
        tg_int_table[ufl_line].int_type = cn_asyn_signal;        //設為異步信號
                                                                 //所有中斷函數指針指向空函數
        tg_int_table[ufl_line].ISR = (u32 (*)(ufast_t))NULL_func;
        tg_int_table[ufl_line].sync_event = NULL;                //同步事件空
        tg_int_table[ufl_line].my_evtt_id = cn_invalid_evtt_id;  //不彈出事件
        pg_int_reg->pri[ufl_line] = 0xff;                        //異步信號優先級最低
    }
    for(ufl_line=0; ufl_line < cn_int_bits_words; ufl_line++)
    {
        pg_int_reg->clrena[ufl_line]=0xffffffff;     //全部禁止
        pg_int_reg->clrpend[ufl_line]=0xffffffff;    //全部清除掛起狀態
        //屬性位圖清零,全部置為異步信號方式
        tg_int_global.property_bitmap[ufl_line] = 0;
        //中斷使能位圖清0,全部處于禁止狀態
        tg_int_global.enable_bitmap[ufl_line] = 0;
    }
    tg_int_global.nest_asyn_signal =0;
    tg_int_global.nest_real=0;
 
//    tg_int_global.en_asyn_signal = false;
    tg_int_global.en_asyn_signal_counter = 1;   //異步信號計數
    int_cut_asyn_signal();
//    tg_int_global.en_trunk = true;
    tg_int_global.en_trunk_counter = 0;       //總中斷計數
    int_contact_trunk();                    //接通總中斷開關
    cm3_cpsie_f();                           //接通所有異常開關
}
 
 
這里介紹一個eclipse的快捷鍵,Ctrl+h  可以調出查詢對話框,可以在工作區查找字符串 函數等,很方便.
中斷初始化已經完成,接下來就是開始啟動系統了,下一篇我們再看.有些底層函數我們可能到系統啟動
完成都沒有涉及到,是因為必須有中斷或者調用才會涉及到,以后的時間我們看一下,現在主要是看一
下系統是怎樣啟動的。
 
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