请选择 进入手机版 | 继续访问电脑版

你的浏览器版本过低,可能导致网站不能正常访问!
为了你能正常使用网站功能,请使用这些浏览器。

【经验分享】在STM32上模拟Linux自动初始化过程

[复制链接]
STMCU小助手 发布时间:2022-6-22 21:14
Linux中有很多编程思想可以学习,很多大佬把这些思想、机制运用到单片机的编程上,STM32 模拟Linux kernel自动初始化流程。
通常我们写程序都是按照这个套路,一个函数一个函数按照顺序逻辑一个一个的执行下去。
17.jpg


如果逻辑非常复杂,涉及的模块比较多,那么这种顺序执行的代码就会比较臃肿,各模块耦合非常紧密。Linux kernel 中,有各种外设驱动,想按照一个顺序逻辑执行下去,几乎是不可能的。而kenrel 代码能有这么大的代码量,大而不乱,把各层次,各模块有效的分离,而大量的代码又有逻辑的组织在一起,和这个initcall 有至关重要的作用。通过模仿这种方式,最后把图片中main函数代码清空,分离这种逻辑,又实现同样的功能。如何能实现这样的功能了,需要一些背景知识:1,程序代码的组织2,链接脚本相关的知识。3,函数指针的应用。

16.jpg


代码的组织,如图片需要知道变量a,b及函数指针 f,f2是存放在程序的哪些段中,可以去看一下这篇stm32 启动代码 实现|C语言,上述的a,f都是存放在bss 段中,b,f2是存放在data段中,因为已经给定了初始值,而实现这个intcall会把需要自动初始化的数据放到一个自定义的段中去,如.initcall。
如何放到特定的段中了,就需要用到了attribute((section)) 关键字来改变的数据存放段了。目前的程序编译出来用到了这些个段,除了.isr_vector也是添加的,其他都是编译器默认的。


15.png

先加段代码:

14.png


当然这还不够,还需要告诉连接器(LD) 要把 .initcall 段也链接到程序中,所以也需要这段修改。


13.jpg

这段按8字节对齐,定义两个全局变量,及按0-5顺序的链接这些数据,这样的两处修改,再来看一下程序各段的情况。如图片:

12.png


已经多出红色框框为.initcalls段,这段总共是8个字节,从0x80005a8除开始。在来看一下具体的这一段的情况,用readelf 工具。

11.png
和上面的size工具是匹配的,而绿色框框的地址就是SystemInit(0x08000231,小端模式。)

10.png


所以通过attribute及修改链接脚本,就把函数指针变量放到了.initcall 段中。那么如何来调用这个函数了,和之前的初始化data段数据类似,遍历这个段,然后取出这个函数地址,然后强制把段中的地址,转成函数指针,再直接调用即可。

9.png

8.png


实现的这张图片,就是从.initcall段中取出函数地址,然后直接调用,非常容易把函数的地址及这个函数指针变量的地址搞混。代码这么修改,需要自动初始化函数的确是可以调到了,但是每次都写这么长长的一段static initcall_t __ attribute__(( __ used__,__ section__(".initcall.0.init"))),就是不舒服. linux kernel中通过宏来修改。这个也一样。

7.png


添加 按照程序逻辑顺序执行的一些宏0,low_level_init 比如放始化系统基本时钟
1,arch_init 比如放CPU架构d如初始化NVIC的一些初始化。
2,dev_init 外设模块初始化,比 i2c, flash, spi等。
3,board_init 做具体硬件板及的一些设置。
4,os_init 操作系统的一些设置如,文件系统,网络协议栈等。
5,app_init 最后跑用户程序。把自己的程序也做一下修改,用宏代替。这样子掉调用do_initcalls 就会按照0,1-到5的顺序执行了。

6.png

5.png


最后在来看一下initcall 段:

4.png

3.png

2.jpg

1.jpg


这样只要在需要自动初始化函数加上类似于dev_init(),app_init() 就可以了,就会自动调用到,而不需要main 函数中一个一个的顺序执行。比如i2c控制的初始化放到dev_init 中,下面挂了很多i2c的从设备,只要分别给个从设备用app_init 初始化就行,即使来了一个新的,也用这app_init初始化就行,也不需要更改原来的,高度的分离模块间的耦合度。这样模拟Linux kenerl 初始化验证成功,最后上库。



收藏 评论0 发布时间:2022-6-22 21:14

举报

0个回答
关于意法半导体
我们是谁
投资者关系
意法半导体可持续发展举措
创新和工艺
招聘信息
联系我们
联系ST分支机构
寻找销售人员和分销渠道
社区
媒体中心
活动与培训
隐私策略
隐私策略
Cookies管理
行使您的权利
关注我们
st-img 微信公众号
st-img 手机版