djyos与stm32学习心得

看完了DJYOS以后想把它移植到自己手中的开发板中，开发板是原子的ALIENTEK，其实自己也想买一块论

坛里讲到的板子，但是自己手上目前有一块，就没必要浪费MONEY了，这块板子是用的STM32F103RBT6，

FLASH:128K,SRAM:20k.没有外部SRAM，所以像GUI可能玩不了，不过现在也是初期，将系统配置简单点应

该可以应付像点灯的工作，等灯点亮了，再考虑一下串口与PC通信，看看内存能不能使用shell，如果能

的话就可以试一下外围硬件了，当然也可以不使用GUI使用一下LCD。总之是在这么小的SRAM中多学一点

东西，当都明白了再考虑下换板子，或者自己想办法外扩一个SRAM和NANDFLASH.

因为自己虽然接触这方面很久了，但是一直就是课余爱好还没有做多少事之前只用avr做过一些CAN的实

验做硬件也花了不少大洋，自学过ucos，也在MEGA128上面移植过，但也没有深入的研究应用程序，最近

发现了DJYOS,对它很是感兴趣，也看了它配套的资料，热情很高，所以现在想把热情转为实际行动，实

际的提高一下自己，现在先自己写下来将来在发出去，呵呵，不要让别人感觉太菜了，好了言归正传，

我们开始实际行动吧

因为DJYOS作者已经在STM32F103上移植过了，所以我们可能不需要费很大的力气，只是一些配置不同而

已，所以自己就想边看作者的的移植例程边向自己的板子上面移植，那怎么开始研究作者的例程呢？本

人想从单片机上电开始依次跟踪它的动作，当然这就要需要从上电第一步动作开始，上电后产生上电复

位，复位程序将从FLASH的0x00000000处得到栈顶地址然后从FLASH的0x00000004开始执行代码（SRAM起

始地址是0x2000 0000 主闪存存储器地址为0x0800 0000 但启动时会映射到0x0000 0000），从

Debug.lds中我们可以发现定义段时有一行

KEEP(* (.isr_vector .isr_vector.*))

./src/bsp/arch/core/exceptions.o (.text .text.* .rodata .rodata.*)

这一句是将中断向量表定义在FLASH起始位置，向量表在exceptions.s中定义，我们可以在exceptions.s

中发现

.section .isr_vector, "ax", %progbits

.align 3

.global isr_vector

isr_vector:

.word msp_top 听田园说定义在.lds中

.word cpu_init

.word nmi_handler

.word hardfault_handler

.word 0 @ Reserved

.word exp_svc_handler @ SVCall Handler

.word 0 @ Reserved

.word 0 @ PendSV Handler

.word exp_systick_handler @ SysTick Handler

就是这个表定义了当发生复位或中断时程序应该跳转到哪里，复位后CPU从msp_top得到栈顶地址然后从

cpu_init函数开始执行，cpu_init属于启动函数负责CPU的初始化工作.可以在initcpuc.c中找到，我们

可以看一下，这个函数做了什么：

1、设置了栈顶、

2、关闭了中断（PRIMASK:这是个只有1 个位的寄存器。当它置1 时，就关掉所有可屏蔽的异常，只剩下NMI和硬fault 可以响应。它的缺省值是0，表示没有关中断。FAULTMASK:这是个只有1 个位的寄存器。当它置1 时，只有NMI 才能响应，所有其它的异常，包括中断和fault，通通闭嘴。它的缺省值也是0，表示没有关异常）、

3、选择主堆栈指针特权级线程模式

（CONTROL[1] 堆栈指针选择 0=选择主堆栈指针MSP（复位后缺省值） 1=选择进程堆栈指针PSP，在线程或基础级（没有在响应异常——译注），可以使用PSP。在handler 模式下，只允许使用MSP，所以此时不得往该位写1。CONTROL[0] 0=特权级的线程模式，1=用户级的线程模式，Handler 模式永远都是特权级的。）、

4、cortex-m3需要将堆栈双字对齐、

5、设置FLASH等待周期、开启预取、

6设置时钟、

7初始化SRAM,因为我的开发板没有外扩ram flash器件所以我的此处不需要

8、load_preload();再下一篇我们再去看这个函数做了什么

load_preload();这个函数，今天我们分析一下它做了哪些工作，这个函数作用是预加载

系统，我们可以在load/si/pre_loader.c 中找到。这里我们复制过来便于观察。

void pre_start(void);

extern struct copy_table preload_copy_table;

//----预加载程序---------------------------------------------------------------

//功能：加载主加载器、中断管理模块，紧急代码

//参数: 无。

//返回: 无。

//----------------------------------------------------------------------------

//备注: 本函数移植敏感，与开发系统有关，也与目标硬件配置有关

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(); //用指针做远程调用

}

代码一开始就申明了一个外部结构，这个结构是定义在lds文件中的，所以要熟悉lds文件，不熟悉的可

以在网上搜一下相关的文档学习一下，因为lds文件关系到代码如何存储以及在rom还是ram运行。

pre_load函数首先定义了一个指针pl_1st指向pre_start,然后对copy_table类型的preload_copy_table

结构数据进行判断代码是否需要从rom复制到ram，从lds文件中对preload_copy_table分析可知.text代

码段是定义在rom运行的，运行地址=加载地址所以不需要复制，.data初始化好的数据段复制到内

存，.bss未初始化的数据段将内存相应数据清零。这样预加载程序的使命完成，最终调用pl_lst()即

pre_start。下一篇看一下pre_start做了什么。

pre_start属于加载函数，我们可以在loader/si/loader.c中找到它，我们还是把它复制到这里

void pre_start(void)

{

#ifdef debug

loader();

#endif

int_init();

critical();

#ifndef debug

loader();

#endif

start_sys(); //开始启动系统

}

这里有个宏debug,debug已经在eclipse中定义具体是在工程properties > c/c++Build > Settings

>preprocessor中，所以一开始就要调用loader(),loader与pre_loader()功能差不多，这里是把剩余的

需要复制到ram里的代码段数据段复制到ram中。然后就是执行int_init()函数，这个函数是完成中断的

初始化，我们一会在看。继续就是执行critical()钩子函数，就是在启动系统之前需要做的紧急任务在

此完成。最后启动系统start_sys().

这里我们详细看一下int_init()这个函数：

关于中断djyos定义了两个结构：

1、中断线数据结构，每中断一个

//移植敏感

struct int_line

{

u32 (*ISR)(ufast_t line);

struct event_ECB *sync_event; //正在等待本中断发生的事件

ucpu_t en_counter; //禁止次数计数,等于0时表示允许中断

ucpu_t int_type; //1=实时中断,0=异步信号

bool_t enable_nest; //true=本中断响应期间允许嵌套，对硬件能力有依赖

//性，也与软件设置有关。例如cortex-m3版本，异步

//信号被设置为最低优先级，从而所有异步信号都不

//允许嵌套。

//特别注意，实时中断能够无条件嵌套异步信号。

//中断响应后，由中断引擎根据enable_nest的值使能

//或禁止中断来控制是否允许嵌套，如果在响应中断

//后，硬件没有立即禁止中断，将有一个小小的"窗口"

//，在该窗口内，是允许嵌套的。例如cm3的实时中断

uint16_t my_evtt_id;

u32 prio; //优先级，含义由使用者解析

};

2.中断总控数据结构.

struct int_master_ctrl

{

//中断线属性位图，0=异步信号，1=实时中断,数组的位数刚好可以容纳中断数量,与

//中断线数据结构的int_type成员含义相同。

ucpu_t property_bitmap[cn_int_bits_words];

ucpu_t nest_asyn_signal; //中断嵌套深度,主程序=0,第一次进入中断=1,依次递加

ucpu_t nest_real; //中断嵌套深度,主程序=0,第一次进入中断=1,依次递加

//中断线使能位图,1=使能,0=禁止,反映相应的中断线的控制状态,

//与总开关/异步信号开关的状态无关.

ucpu_t enable_bitmap[cn_int_bits_words];

// bool_t en_trunk; //1=总中断使能, 0=总中断禁止

// bool_t en_asyn_signal; //1=异步信号使能,0=异步信号禁止

ucpu_t en_trunk_counter; //全局中断禁止计数,=0表示允许全局中断

ucpu_t en_asyn_signal_counter; //异步信号禁止计数,=0表示允许异步信号

};

熟悉了以上两个结构我们看一下中断初始化函数,过程已经详细注释，函数主要初始化了向量表，初始化

了中断线数据结构，初始化中断总控数据结构

//----初始化中断---------------------------------------------------------------

//功能：初始化中断硬件,初始化中断线数据结构

// 2.异步信号保持禁止,它会在线程启动引擎中打开.

// 3.总中断允许，

// 用户初始化过程应该遵守如下规则:

// 1.系统开始时就已经禁止所有异步信号,用户初始化时无须担心异步信号发生.

// 2.初始化过程中如果需要操作总中断/实时中断/异步信号,应该成对使用.禁止使

// 异步信号实际处于允许状态(即异步和总中断开关同时允许).

// 3.可以操作中断线,比如连接、允许、禁止等,但应该成对使用.

// 4.建议使用save/restore函数对,不要使用enable/disable函数对.

//参数：无

//返回：无

//-----------------------------------------------------------------------------

void int_init(void)

{

ufast_t ufl_line;

int_cut_trunk(); //关总中断

int_echo_all_line();//此行动作for(ufl=0; ufl < cn_int_bits_words; ufl++) //pg_int_reg->clrpend[ufl] = 0xffffffff;

//清除全部中断线的挂起

pg_scb_reg->CCR |= 1<<bo_scb_ccr_usersetmpend;//USERSETMPEND 如果写成1，那么用户代码可

//以写软件触发中断寄存器以触发（挂起）一个主异

//常，该异常是和主堆栈指针相联系的。

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; //全部初始化为异步信号此数组为中断 //向量表，预加载时已经加载到RAM,现在是将数组全部初始化为异步信号处理的入口地址

}

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; //禁止中断,计数为1

tg_int_table[ufl_line].int_type = cn_asyn_signal; //设为异步信号

//所有中断函数指针指向空函数

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; //不弹出事件

pg_int_reg->pri[ufl_line] = 0xff; //异步信号优先级最低

}

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; //全部清除挂起状态

//属性位图清零,全部置为异步信号方式

tg_int_global.property_bitmap[ufl_line] = 0;

//中断使能位图清0,全部处于禁止状态

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; //异步信号计数

int_cut_asyn_signal();

// tg_int_global.en_trunk = true;

tg_int_global.en_trunk_counter = 0; //总中断计数

int_contact_trunk(); //接通总中断开关

cm3_cpsie_f(); //接通所有异常开关

}

这里介绍一个eclipse的快捷键，Ctrl+h 可以调出查询对话框，可以在工作区查找字符串函数等，很方便.

中断初始化已经完成，接下来就是开始启动系统了，下一篇我们再看.有些底层函数我们可能到系统启动

完成都没有涉及到，是因为必须有中断或者调用才会涉及到，以后的时间我们看一下，现在主要是看一

下系统是怎样启动的。

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