中斷調(diào)用方式的ARM二次開發(fā)接口設(shè)計
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圖4 基于GNU工具鏈的開發(fā)模式圖
這里選用EABI版本，其基本操作命令如表1所列。CortexM3內(nèi)核在地址0x00000000處存放一個向量表，向量表的第0個單元即地址0x00000000處存放的是堆棧頂?shù)牡刂?。CortexM3復(fù)位后即從該處取出數(shù)據(jù)，用以初始化MSP寄存器。向量表中的內(nèi)容是32位的地址，這些地址是中斷異常服務(wù)程序的入口地址，其中向量表的第一個單元即地址0x00000004處存放的是復(fù)位向量，也就是說CortexM3復(fù)位后，執(zhí)行該向量（可理解為函數(shù)指針）指向的復(fù)位代碼[4]，代碼如下：
__attribute__ ((section(".stackarea")))
static unsigned long pulStack[STACK_SIZE];
表1 winARM20080331 GNU 工具鏈的命令名稱
這一句定義了一個pulStack數(shù)組，程序把這個數(shù)組作為了堆棧區(qū)。這條語句使用了__attribute__ ((section(".stackarea")))，把數(shù)組定位在了.stackarea這個段中。
typedef void (* pfnISR)(void);
__attribute__ ((section(".isr_vector")))
pfnISR VectorTable[]={
(pfnISR)((unsigned long)pulStack + sizeof(pulStack)),
ResetISR, //初始化堆棧
NMIException, //復(fù)位句柄
HardFaultException
};
定義了一個數(shù)組VectorTable，作為向量表，定位于.isr_vector段中。通過鏈接腳本的控制，這個表將放在正文區(qū)的最開始，正文區(qū)又將從Flash開始存放，這樣這個向量表就會起到存放在0x00000000開始的地址空間的效果。向量表的第0個單元是((unsigned long)pulStack+sizeof(pulStack))，這是數(shù)組的最后一個元素，因為CortexM3的堆棧是向下增長的。 向量表的第1個單元是ResetISR，它指向復(fù)位處理的代碼也是整個程序的入口。本程序用它來實現(xiàn)啟動代碼的功能。
extern unsigned long _etext;
extern unsigned long _data;
extern unsigned long _edata;
extern unsigned long _bss;
extern unsigned long _ebss;
void ResetISR(void){
unsigned long *pulSrc, *pulDest; //將保存于Flash中的初始化數(shù)據(jù)復(fù)制到SRAM中
pulSrc=_etext;
for(pulDest=_data; pulDest _edata;){
*pulDest++=*pulSrc++;
} // 將.bss段清零
for(pulDest=_bss; pulDest_ebss;){
*pulDest++=0;
}
main(); //最后調(diào)用main進入主程序
}
這段代碼用到了通過連接器賦值的幾個變量值。_etext的值為正文段結(jié)尾處的地址，這之后的Flash空間是初始化的數(shù)據(jù)值，應(yīng)該復(fù)制到SRAM中去。_data、_edata的值分別為數(shù)據(jù)段的開始和結(jié)尾處的地址，這部分應(yīng)該是SRAM的地址。
這部分代碼的主要功能就是將保存于Flash中的初始化數(shù)據(jù)復(fù)制到SRAM中。然后將.bss段清零。最后調(diào)用main進入到我們的主程序。
3.2 Gcc二次開發(fā)接口設(shè)計中的關(guān)鍵技術(shù)點
(1) 連接器中SysCallLib地址的賦值
連接器所做的工作簡單地講就是把所有目標(biāo)文件相應(yīng)的段連接到一起，并把目標(biāo)文件中的“變量地址”、“函數(shù)地址”重新定位至正確的地址空間。通過在SECTIONS段中添加函數(shù)PROVIDE來聲明函數(shù)地址，代碼如下：
SECTIONS{
PROVIDE(SysCallLib= 0x08005935);
/*對于Cortex器件來說，啟動代碼的開始段VectorTable一般存儲在.isr_vector段中*/
.isr_vector :{
. =ALIGN(4);
KEEP(*(.isr_vector)) /*啟動代碼*/
. = ALIGN(4);
} >FLASH
}
（2） 用戶程序Flash空間和SRAM空間的設(shè)定
對于STM32系列芯片來說向量表、.text和.rodata就應(yīng)該放到從0x08000000開始的Flash、.data、.bss和堆棧，就應(yīng)該定位至從0x20000000開始的SRAM中。 但是對于用戶程序，這些地址空間都需要重新設(shè)定。這些定位都可以通過鏈接腳本進行控制。
MEMORY{
FLASH(rx) :
ORIGIN=0x08000000, LENGTH=0x20000
SRAM (rwx):
ORIGIN=0x20000000, LENGTH=0x5000
}
這些語句說明了Flash和SRAM開始的地址以及大小。只需要修改這里，ORIGIN的值即可改變用戶程序存儲的物理地址，通過修改LENGTH來修改空間大小。
（3） SysCallLib函數(shù)的編寫
SysCallLib函數(shù)在系統(tǒng)程序中進行編寫，主要通過Case語句來實現(xiàn)跳轉(zhuǎn)。形式如下：
void SysCallLib(unsigned int Index, int *Ret, unsigned char Argc, unsigned int Arg[]);
通過函數(shù)的參數(shù)來判斷需要調(diào)用的系統(tǒng)函數(shù)。通過把SysCallLib函數(shù)作為過渡函數(shù)來為用戶編寫全新的API函數(shù)，用戶使用起來更加方便，以LCD顯示圖片的函數(shù)為例，代碼如下：
void mLCD_DisplayImage(unsigned char x, unsigned char y, const unsigned char *ImagePt, unsigned char ImageXSize, unsigned char ImageYSize ){
int RetVal;
unsigned int Arg[5];
unsigned char Argc=5;
Arg[0]=x;
Arg[1]=y;
Arg[2]=(unsigned int)ImagePt;
Arg[3]=ImageXSize;
Arg[4]=ImageYSize;
SysCallLib(_SYSCALL_LCD_DIS_IMAGE, RetVal, Argc, Arg);
}
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