STM32移植说明

介绍

由于ST官方的STM32CubeMX能自动生成初始化芯片的代码，因此 XWOS中STM32的 架构描述层(ADL) 、 CPU描述层(CDL) 、 SOC描述层(SDL) 的代码几乎 是一致的，唯一区别是 链接脚本。

链接脚本

STM32的链接脚本也是按照可复用的方式设计的，分为两部分：

• SDL中的链接脚本：描述各个段如何分布在镜像文件中
  • STM32F0：XWOS/xwcd/soc/arm/v7m/m0/stm32/f0.lds
  • STM32G0：XWOS/xwcd/soc/arm/v7m/m0p/stm32/g0.lds
  • STM32F1：XWOS/xwcd/soc/arm/v7m/m3/stm32/f1.lds
  • STM32L1：XWOS/xwcd/soc/arm/v7m/m3/stm32/l1.lds
  • STM32F4：XWOS/xwcd/soc/arm/v7m/m4/stm32/f4.lds
  • STM32L4：XWOS/xwcd/soc/arm/v7m/m4/stm32/l4.lds
  • STM32F7：XWOS/xwcd/soc/arm/v7m/m7/stm32/f7.lds
  • STM32H7：XWOS/xwcd/soc/arm/v7m/m7/stm32/h7.lds
  • 其他SOC还在持续增加中…
• 电路板目录中的链接脚本：只描述内存区域
• WeActMiniStm32H750工程： XWOS/xwbd/WeActMiniStm32H750/cfg/brd.lds
• WeActMiniStm32H750Bootloader工程： XWOS/xwbd/WeActMiniStm32H750Bootloader/cfg/brd.lds
• 其他电路板还在持续增加中…

不同的电路板工程，只有Board中链接脚本中的Memory区域不同。

lds的基本语法

定义存储器区域

名字 (属性): org = xxx, len = xxx

• o , org , ORIGIN : 表示定义存储器的起始地址
• l , len , LENGTH : 表示定义存储器长度
• ORIGIN(x) : 表示取存储器x的起始地址
• LENGTH(x) : 表示取存储器x的长度
• 属性: r 表示读， w 表示写， a 表示可申请， x 表示可执行

xxx_ivt_lmr & xxx_ivt_vmr

XWOS的中断向量表区域，其中 LMR 表示中断向量的加载地址区域， 也即是中断向量在Flash中的存储位置，VMR表示中断向量的运行地址区域， 也即是上电运行时的中断向量的地址。

• 如果 LMR 与 VMR 都指向Flash，且起始地址(org)与大小(len)完全一致，表示加载地址 就是运行地址，XWOS在初始化阶段不会对中断向量执行拷贝操作；
• 如果 VMR 指向RAM的某个地址，XWOS会在初始化阶段把Flash中的中断向量表拷贝到 VMR 指定的RAM内，并设置ARM的VTOR寄存器；
• 需要注意ARM的VTOR寄存器低7位(0~6)必须保持为0，因此VMR的起始地址也必须满足 此规则。

firmware_info_mr

此段中包含镜像文件的一些基本信息，例如起始位置，结尾标志位置等，可用在升级固件功能中。

code_mr

存放代码和常量的地方。

xwos_data_mr

存放xwos全局数据的地方，这些变量在定义时带有修饰符： __xwos_data ，此段可以 不存在，若不存在，需要在SDL中的链接脚本中将此段的数据放到 data_mr 中。

data_mr

存放全局变量的地方。当连接器ld安排完全局变量后，剩余的部分会交给XWOS 的默认的内核内存分配器进行管理，用于为动态创建内核对象的API提供动态内存申请的接口。

xwos_stk_mr

XWOS内核的栈内存，XWOS内核处理中断时会使用此内存作为函数的栈。

SOC的初始化

STM32CubeMX生成的初始化代码，分别由 stm32cube_lowlevel_init() 与 stm32cube_init() 执行， 这两个函数在 启动流程中分别 被 xows_preinit 与 xwos_postinit() 调用。

STM32CubeMX

STM32CubeMX工程是以 玄武模块 中的 电路板模块 的方式进行集成的， 详细可参考 构建系统。

各个工程的STM32CubeMX工程如下（可在STM32CubeMX中打开）：

• WeActMiniStm32H750工程： XWOS/xwbd/WeActMiniStm32H750/bm/stm32cube/WeActMiniStm32H750.ioc
• WeActMiniStm32H750Bootloader工程： XWOS/xwbd/WeActMiniStm32H750Bootloader/bm/stm32cube/WeActMiniStm32H750Bootloader.ioc

中断优先级

• XWOS对中断优先级的要求：

切换上下文的中断为系统中最低优先级中断
切换上下文的中断 <= 滴答定时器的中断 <= 调度器服务中断

• NVIC设置
  • 设置 3 个抢占优先级位和 1 个子优先级位；
  • SVC中断设置成 最高 优先级，即 Preemption Priority 为 0 ；
  • PendSV中断设置成 最低 优先级，即 Preemption Priority 为 7 ；
  • Systick中断设置成 最低 优先级，即 Preemption Priority 为 7 ；
  • 系统Fault的优先级设置为 0 ；
  • 其他中断的优先级只可在 1~6 之间。

中断向量表

STM32CubeMX生成的代码中断向量表是放在 startup.s 中，XWOS并不使用这个文件，因此需要 另外增加中断向量表。STM32型号太多，一个一个编辑工作量巨大，但观察STM32寄存器定义的 头文件（例如： stm32h750xx.h ），可以发现 IRQn_Type 这个枚举类型，其中列举了 所有的中断号，因此可使用脚本自动生成中断向量表的代码。

本项目中提供了一个Emacs-Lisp脚本 XWOS/xwbd/WeActMiniStm32H750/bm/stm32cube/Tools/stm32ivt/stm32ivt.el 来完成这项工作， 用法：

cd XWOS/xwbd/WeActMiniStm32H750/bm/stm32cube
stm32ivt/stm32ivt.el

• 脚本执行完成后，会生成 Core/Src/ivt.c 。

xwac

电路板模块 xwac 是适配性质的代码，是连接BSP与XWOS的纽带。 文件夹名中的 ac 是 Adaptation Code 的缩写。

• fatfs ：fatfs底层设备驱动
• lua ：lua的内存池
• newlib ：为标准C库newlib提供底层的支持
  • mem.c ： malloc() 系列函数的内存池
  • stdio.c ：定义 stdin 的输入设备， stdout 、 stderr 的输出设备
• picolibc ：为标准C库picolibc提供底层的支持
  • mem.c ： malloc() 系列函数的内存池
  • stdio.c ：定义 stdin 的输入设备， stdout 、 stderr 的输出设备
• xwds ：STM32的设备栈
• xwlib ：为XWOS通用库提供底层硬件支持，例如使用硬件CRC模块加速CRC运算、定义Log的输出设备等
• xwos ：XWOS内核的Hook函数
• xwrust ：Rust的内存池