中斷調用方式的ARM二次開發(fā)接口設計
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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。向量表中的內容是32位的地址，這些地址是中斷異常服務程序的入口地址，其中向量表的第一個單元即地址0x00000004處存放的是復位向量，也就是說CortexM3復位后，執(zhí)行該向量（可理解為函數(shù)指針）指向的復位代碼[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的值為正文段結尾處的地址，這之后的Flash空間是初始化的數(shù)據(jù)值，應該復制到SRAM中去。_data、_edata的值分別為數(shù)據(jù)段的開始和結尾處的地址，這部分應該是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)復制到SRAM中。然后將.bss段清零。最后調用main進入到我們的主程序。
3.2 Gcc二次開發(fā)接口設計中的關鍵技術點
(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文件相應的段連接到一起，并把目標文件中的“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空間的設定
對于STM32系列芯片來說向量表、.text和.rodata就應該放到從0x08000000開始的Flash、.data、.bss和堆棧，就應該定位至從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。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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