stm32f103移植

stm32移植stm32移植本文件请参考《都江堰操作系统与嵌入式系统设计》第15章，该书在可以下载。1.浅谈移植本次移植针对的硬件平台，是“起航一号”djyos评估板，大家可到这里了解这块评估板：=6043。Djyos为方便大家移植，所有在移植时可能需要修改的地方，均注有“移植关键”字样。在开始之前，对于OS移植，先回答一个大家普遍关心的问题：“移植操作系统的首要工作是什么？”“废话，这算哪门子问题哦，不就是用新cpu的指令重写汇编部分代码，重写硬件相关的部分代码嘛！”如果这样想的话，你就大错特错了！操作系统就是计算机中的政府机关，开机后首先得到cpu眷顾的就是你，你享有控制一切社会资源的权利，移植操作系统，就相当于以某一个地区政府为蓝本，在一个新大陆上建立起政治制度相同的政府机关。然而各地有自己的乡土人情、风俗习惯、文化程度、经济水平等，政府机构的设置虽大同，但必存小异。依葫芦画瓢地创建一套行政机关，必然水土不服。因此，同一个操作系统，由不同的人移植到同一套硬件平台上，结果可能大相迳庭，甚至运行效率也相差很远。移植操作系统的首要工作是：决定目标系统资源的使用方式和权限管理策略，也就是常说的先定个调。一般来说，移植操作系统，在动手写代码之前，至少应该确定以下几个策略：1、有许多cpu有多种运行模式，操作系统要安排好内核和应用程序代码分别在什么模式下运行，应用程序代码有什么权限，使其各守本分，各司其职。2、分配内存空间，代码存放地址，运行时地址，数据存放地址，运行时地址，堆内存地址，线程的栈地址，异常处理程序的栈空间，中断的栈空间等。3、系列化安排，嵌入式cpu都是系列化的cpu，同一个内核，系列化型号，不同型号之间大同小异，内核在适应不同型号cpu时，不应该修改代码，而是应该只修改配置文件。4、决定中断管理硬件如何与操作系统的中断模块匹配。前三点是传统操作系统需要考虑的，而第四条是djyos独有的。这来源于djyos特有的中断管理模块，传统操作系统对中断的管理很少，基本上不外乎提供以下几个功能：1、提供一个中断处理函数的封皮和封底，一般用汇编语言实现，使应用程序可以用普通C语言函数的方式写ISR。2、提供关中断和开中断的函数。3、提供中断连接函数，使中断发生时相应的应用程序ISR能被调用。4、设置中断ISR的栈指针。5、linux提供了上下半部的管理功能，算是有一点管理，其实现方式虽然跟djyos的“中断同步”完全不一样，但能实现相似的目的。而djyos则对中断实施了系统级的管理，详见《都江堰操作系统与嵌入式系统设计》一书的第六章，djyos把中断划分为实时中断和异步信号，并且提供中断同步功能，使得大部分中断代码变得更加容易，少量实时性要求高的代码又有更高的实时性，而且更加方便了项目经理管理项目团队。Djyos有无以伦比的中断延迟，在M0（主频40Mhz，flash速度20Mhz）平台下，可保证在昀坏情况下实现1.5us的中断响应时间。在RTOS应用中，设计者往往会把实时性要求昀高的功能，放在中断中完成，在这个意义上，RTOS的实时性，等效于昀坏情况下中断延迟时间。然而，有得必有失，这些红利不是白白得来的，你需要在移植操作系统时，付出代价。因此，移植djyos的工作量，会比普通stm32移植同类操作系统大一些。然而，移植操作系统是一次性的，应用程序项目则有成千上万，故这种付出是值得的。讲了这么多大道理，都是纸上谈兵，来点实际的吧，我们也给si版本的djyosforstm32定个调：1、操作系统内核和应用程序都在特权模式下运行。2、异步事件的优先级全部设为昀低优先级，且不可改变。3、所有异常ISR函数使用使用同一个栈，栈指针是msp，其他代码使用线程栈，栈指针psp。4、代码在flash中执行。2.开发环境先交代一下开发环境，eclipse+codesourcery+djysdk插件，其中djysdk插件是我们自己开发的，使用说明见《djysdk使用手册》（可在下载），该文详细介绍了djysdk的使用方法。说一下调试环境的问题，keilMDK是有严重bug的，大家注意规避，表现为：1、如果在中断函数中下断点，由于keil处理psp（栈指针）有问题，能正确压栈，但不能正确更新psp，所以只要进入了中断函数的断点，中断返回时程序必死无疑，这时候必须使用CDT带的调试器，该调试器使用方法在《djysdk使用手册》有详细说明。2、不能使用keilMDK4.21及更高版本，自从4.21以后，一直存在一个严重问题，就是结构里面还套结构、联合或其指针的话，在watch窗口中不能正常显示。keilMDK4.20也有一点则结构内套联合不能正常显示，其余还没发现问题。更低版本则不能正确识别elf格式的执行文件，不能用。3.启动代码啰嗦半天后，终于开始移植代码了。移植操作系统，首先修改的永远是启动代码，启动代码是为后续程序准备昀起码的运行环境的，每个OS都要有自己独特的要求，像IAR、MDK之类的工具自带的启动代码一般是不能用了，你把它翻译到gcc汇编也没用。Gcc自备的启动代码crt0.s呢，一般来说也没有用了，启动代码必须自己写，这点是不能偷懒的。Djyos无论arm7还是arm9的版本中，总有洋洋数百行的启动代码initcpu.s，令人望而生畏！不过，arm公司在设计cm3时，做了大量改进，使得不需要汇编就能书写启动代码。用调试工具打开qh_1工程后，大家会看到，PC指针停在函数cpu_init（在initcpuc.c文件中）。在cpu_init之前，还需要安排异常向量表，这个，其实也可以用C语言实现，但djyos中没有这样做。毕竟，学嵌入式，会看几行汇编，也是十分必要的。.section.isr_vector,ax,%progbits.align3.globalisr_vectorisr_vector:.word[e-mail][e-mail]0@Reservedstm32移植[e-mail][e-mail][e-mail][e-mail][e-mail][e-mail][e-mail][e-mail]_systick_handler@SysTickHandler首先，这行：.section.isr_vector,ax,%progbits定义了一个isr_vector段，这段是必须定位到0地址的，那么，编译器又如何知道该把这段代码放到零地址的呢？这要归功于“内存配置工具”，该工具的用法见这个文档：“(开发工具）使用手册20120712.pdf”在内存配置界面中，我们可以看到：其中startup下的第一行，就是指定把isr_vector段放到startup段的开始位置的。我们来看看cpu_init函数都干了些什么，代码如下：voidcpu_init(void){__set_PSP((uint32_t)msp_top);//设置栈指针__set_PRIMASK(1);//禁止中断__set_FAULTMASK(1);//禁止全部异常__set_CONTROL(0);//选择主栈指针MSP，特权级switch(pg_scb_reg-CPUID)//根据CPU的不同版本，做相应设置{casecn_revision_r0p0:break;//市场没有版本0的芯片casecn_revision_r1p0:pg_scb_reg-CCR|=1bo_scb_ccr_stkalign;break;casecn_revision_r1p1:pg_scb_reg-CCR|=1bo_scb_ccr_stkalign;break;casecn_revision_r2p0:break;//好像没什么要做的}stm32移植//以下几句设置flash等待周期pg_inflash_fpec_reg-ACR&=~(u32)0x1f;pg_inflash_fpec_reg-ACR|=(cn_mclk-1)/24000000;//设置等待周期。pg_inflash_fpec_reg-ACR|=0x10;//开启预取//这句判断很重要，因为时钟起振要很长时间，如果系统运行中复位，此时时钟是已经初始化好的，无须重复做一次if(((pg_rcc_reg-CR&cn_cr_check_mask)!=cn_cr_check)||((pg_rcc_reg-CFGR&cn_cfgr_check_mask)!=cn_cfgr_check)){//开始初始化时钟//step1:复位时钟控制寄存器pg_rcc_reg-CR|=(uint32_t)0x00000001;//复位SW[1:0],HPRE[3:0],PPRE1[2:0],PPRE2[2:0],ADCPRE[1:0]MCO[2:0]位pg_rcc_reg-CFGR&=(uint32_t)0xF8FF0000;//复位HSEON,CSSONandPLLON位pg_rcc_reg-CR&=(uint32_t)0xFEF6FFFF;//复位HSEBYP位pg_rcc_reg-CR&=(uint32_t)0xFFFBFFFF;//复位PLLSRC,PLLXTPRE,PLLMUL[3:0]andUSBPRE位pg_rcc_reg-CFGR&=(uint32_t)0xFF80FFFF;//禁止所有中断pg_rcc_reg-CIR=0x00000000;//step2:设置各时钟控制位以及倍频、分频值pg_rcc_reg-CFGR=cn_cfgr_set+(724);//setclockconfigurationregisterpg_rcc_reg-CR=cn_cr_set;//setclockcontrolregisterwhile(bb_rcc_cr_hserdy==0);while(bb_rcc_cr_pllrdy==0);}SRAM_Init();//外扩SRAM初始化，无外扩ram的，无须这句load_preload();//执行预加载模块，此时，cpu初始化已经完成}初始化时钟的代码，先判断了一下时钟是否已经正常工作，为什么要这样做呢？这个跟djyos的启动过程是有关的，djyos允许用在昀紧急的控制系统中。任何系统都可能因bug而崩溃，崩溃导致重新启动时，系统会短暂失效，用户肯定希望关键功能失效时间越短越好，djyos的危急代码加载和实时中断机制就是为这个量身定做的。但如果硬件初始化需要很长时间的话，系统就无法在几个微秒内获得关键控制权。有硬件经验的人都知道，晶体起振和PLL稳定是需要比较长的时间的，在灾难恢复中，灾难事件往往没有破坏系统的时钟部分，这种情况就无需重新初始化时钟，以节约时间。所以在代码的开头，我们首先判断时钟状态，也就是判断RCC寄存器组的CR和CFGR两个寄存器中跟主时钟相关的成员的值是否等于就绪状态。stm32移植4.中断系统中断系统是djyos中昀具特色的系统之一，djyos中断系统的设计，使得djyos具有无以伦比的实时性，这在嵌入式应用中，是至关重要的。在一定程度下，RTOS的实时性，等同于“昀坏情况下的中断延迟”。前面说道，djyos移植有一个重要的工作就是中断系统的决策，djyos允许在中断服务中执行系统调用，可能会使比被中断线程更高优先级的线程就绪，中断返回时将直接返回到高优先级的线程，这就需要有一个被中断线程的栈、高优先级线程栈、中