ARM学习笔记

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在ARM程序的开发中，需要大量读写硬件寄存器，尽量缩短程序的执行时间，因此部分初始化代码一般使用汇编语言来编写，比如ARM的启动代码，ARM的操作系统的移植代码等，除此之外，绝大多数代码可以使用C语言来完成。

C语言使用的是标准的C语言，ARM的开发环境实际上就是嵌入了一个C语言的集成开发环境，只不过这个开发环境和ARM的硬件紧密相关。

ARM使用C语言编程基本规则

在应用系统的程序设计中，若所有的编程任务均由汇编语言来完成，其工作量巨大，并且不易移植。由于ARM的程序执行速度较高，存储器的存储速度和存储量也很高，因此，C语言的特点充分发挥，使得应用程序的开发时间大为缩短，代码的移植十分方便，程序的重复使用率提高，程序架构清晰易懂，管理较为容易等等。因此，C语言的在ARM编程中具有重要地位。
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' M$ f/ O4 ]7 f0 a在ARM程序的开发中，需要大量读写硬件寄存器，尽量缩短程序的执行时间，因此部分初始化代码一般使用汇编语言来编写，比如ARM的启动代码，ARM的操作系统的移植代码等，除此之外，绝大多数代码可以使用C语言来完成。
: w; a; _3 f1 e& z6 C
# h7 S7 ~9 L5 H# ZC语言使用的是标准的C语言，ARM的开发环境实际上就是嵌入了一个C语言的集成开发环境，只不过这个开发环境和ARM的硬件紧密相关。
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在使用C语言时，有时要用到和汇编语言的混合编程。当汇编代码较为简洁，则可使用直接内嵌汇编的方法，否则，将汇编程序以文件的形式加入项目当中，通过ATPCS（ARM/Thumb Procedure Call Standard）的规定与C程序相互调用与访问。

ATPCS，就是ARM、Thumb的过程调用标准，它规定了一些子程序间调用的基本规则。如寄存器的使用规则，堆栈的使用规则，参数的传递规则等。

在C程序和ARM的汇编程序之间相互调用必须遵守ATPCS。而使用ADS的C语言编译器编译的C语言子程序满足用户指定的ATPCS的规则。但是，对于汇编语言来说，完全要依赖用户保证各个子程序遵循ATPCS的规则。具体来说，汇编语言的子程序应满足下面3个条件：
. o5 `' \9 z1 A$ l# M7 g
% P* G' L5 c0 ^$ a" j.  在子程序编写时，必须遵守相应的ATPCS规则；

3 D0 V$ O" ^/ V  Q.  堆栈的使用要遵守相应的ATPCS规则；
8 V; a! M3 ^# q; {1 b9 P1 ~8 M4 T
4 ?) @1 S# q( }! M5 z.  在汇编编译器中使用-atpcs选项。

基本的ATPCS规定，详情请见相关PDF文档,简单说明就是:
4 X/ y# m: @+ V: X% }3 D
: R. L% J0 Y: O: j1. 汇编程序调用C程序
. d! S$ E: h$ k
1 I/ X$ e6 w2 Y: @1 F) |# Y.  汇编程序的设置要遵循ATPCS规则，保证程序调用时参数正确传递。

: ]2 z( ]3 w$ z8 J; T0 x+ G! @.  在汇编程序中使用IMPORT伪指令声明将要调用的C程序函数。
9 X- |7 C5 Z9 H( w0 E
  _, K6 l% R6 x; E5 h4 M" h.  在调用C程序时，要正确设置入口参数，然后使用BL调用。

  v6 j& ]- D" @$ x/ b6 ~3 E) [2. C程序调用汇编程序

9 V  X4 ~1 I8 W+ Y.  汇编程序的设置要遵循ATPCS规则，保证程序调用时参数正确传递。
6 c; g. S4 @: S7 n- I6 ~# {7 I
/ ?+ a$ C: B/ f9 N.  在汇编程序中使用EXPORT伪指令声明本子程序，使其他程序可以调用此子程序。

.  在C语言中使用extern关键字声明外部函数（声明要调用的汇编子程序）。

4 b# c! S! ^1 G7 }8 O在C语言的环境内开发应用程序，一般需要一个汇编的启动程序，从汇编的启动程序，跳到C语言下的主程序，然后，执行C程序，在C环境下读写硬件的寄存器，一般是通过宏调用，在每个项目文件的Startup2410/INC目录下都有一个2410addr.h的头文件，那里面定义了所有关于2410的硬件寄存器的宏，对宏读写，就能操作2410的硬件,具体的编程规则同标准C语言。
% w+ n; |" |6 I. L1 V0 A' F

; M) F) a  u6 o, T7 `
ARM Cortex™ 微控制器软件接口标准(CMSIS：CortexMicrocontroller Software InteRFace Standard) 是 Cortex-M 处理器系列的与供应商无关的硬件抽象层。


, m) _4 e4 b6 ]) z3 _4 s


6 d! C/ e: a/ d3 c* d1 o3 V$ J基于CMSIS标准的软件架构主要分为以下4层：用户应用层、操作系统及

% X8 U7 N6 r; [中间件接口层、CMSIS层、硬件寄存器层。其中CMSIS层起着承上启下的作用：一方面该层
) t4 y: z, T. q- @2 B
对硬件寄存器层进行统一实现，屏蔽了不同厂商对Cortex‐M系列微处理器核内外设寄存器

, @8 d- y6 z. P- b的不同定义；另一方面又向上层的操作系统及中间件接口层和应用层提供接口，简化了应用
! V+ Q& [& z; Y
程序开发难度，使开发人员能够在完全透明的情况下进行应用程序开发。也正是如此，CMSIS
: T" E1 B2 V3 i" u
层的实现相对复杂。
4 d4 f: N1 p, n; ?) q  X6 ^
' U/ t+ H/ x# D; Z) F

( |" b& |, S9 K1 D: T- @: rstm32f10x.h：CMSIS 的
8 {+ _' p+ ?: H( O
" H0 [: Y% I2 C+ U# a0 A- t4 |Cortex‐M3 STM32f10xxx微
! J  i' V) M5 B6 L8 E
6 Y3 H: K7 _1 J- i4 u3 H控制器外设访问层头文件
3 Q3 r7 t! f" h' R7 t
. E; [4 J) R! t* \- d, dsystem_stm32f10x.h ：

CMSIS 的 Cortex‐M3

STM32f10xxx 微控制器外
0 |( l" u9 z0 P2 m& ^9 b$ j
8 g2 k+ G1 a+ Z* I设访问层头文件
6 x7 J( E- V$ y; \
: H9 s4 ?' {' E* }system_stm32f10x.c ：
0 v+ `- L( A" B% _% @  [
8 k0 u9 r, a( x9 ?9 K+ `CMSIS 的 Cortex‐M3

STM32f10xxx 微控制器外
; Y. I3 c( t  e1 F* Y4 _9 K8 Z  u
  J! C4 H4 N7 C5 E# E/ ?设访问层源文件

! p& L5 d1 T& o1 j* A0 O- F; ~
- Z( c) v8 t' E; B* O. }
) h/ h  d9 A* t6 u首先新建一个项目并设置工具链对应的启动文件，可以使用标准外设库中提供的模板，也可

4 c! x$ E4 s/ C" s1 Z+ n以自己根据自己的需求新建。标准外设库中已经提供了不同工具链对应的文件，位于

  ~& ~/ U& Z" B: Z: y5 O: j2 bSTM32F10x_StdPeriph_Lib_V3.4.0\Libraries\CMSIS\CM3\DeviceSupport\ST\STM32F10x\startup
: Q  h, C6 c: k- z5 U

1 t3 e/ p) a1 k* B
% c5 k, s: y. X8 m7 y( B/ q目录下。
2 ~% d" o  k  O- G( o
其次按照使用产品的具体型号选择具体的启动文件，加入工程。文件主要按照使用产品的容

量进行区分，根据产品容量进行选择即可。

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) h8 `; H' ]" ?- b$ z* ~


' }, q' a7 K: dstm32f4xx_it.h外设中断函数文件 用户可以相应的加入自己的中断程序的代码，对于指向同一个中断向量的多个不同中断请求，用户可以通过判断外设的中断标志位来确定准确的中断源，执行相应的中断服务函数
3 ?! B' g& l5 k* L6 G! a4 K: u│  system_stm32f4xx.c  文件  函数Sysem_ExtMEMCtl，用来配置外部存储器控制器。它位于文件startup_stm32f10x_xx.s /.c，在跳转到main前调用 SystemFrequncy，该值代表系统时钟频率
4 J$ e0 ~# }) W0 k: X. F# B0 d


0 a3 {1 K: p/ W2 B
/ l$ \7 N$ B/ u6 H& x% R
2 M; y) h4 n& B+ k/ E2 F$ u! mLibraries\STM32F10x_StdPeriph_Driver\下的内容很好理解就是stm32的各个

% P" [% K# G, i* s' w外设模块驱动代码。
6 X8 Z2 Z# ]: T, P9 V( \; v5 A* {
misc.h和misc.c是和CM3内核有关的NVIC和SysTick的驱动代码。

Libraries\CMSIS下是什么呢？cmsis英文全称:CortexMicrocontroller

& v& I4 G+ x9 X9 m3 O1 T0 {  ~Software Interface Standard，是Cortex系列处理器硬件抽象层，可以理解为cortex

内核的软件接口。

core_cm3.c, core_cm3.h

它们的目录名为CoreSupport，说明这两个文件是CM3内核支撑文件，其他使
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( J, H, ~, v6 v/ l3 H用CM3内核的芯片也可以用，不一定是stm32。这两个文件用来获取设置CM3内
6 p) z9 Y6 b& {  f! K2 {& E) L
核，配置一些内核寄存器。
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stm32f10x.h, system_stm32f10x.c,system_stm32f10x.h和

9 i5 e, H- t/ M: W' K& h3 xstartup_stm32f10x_hd.s在DeviceSupport目录下，说明这几个文件是和具体的芯

片有关的，也就是stm32芯片的支撑文件。其中stm32f10x.h是标准外设库的入口，

使用标准外设库的代码中必须包含该头文件。system_stm32f10x.c,
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7 B% M+ S. H3 W; ]2 asystem_stm32f10x.h这两个文件提供函数用来初始化stm32芯片，配置PLL、系

$ T3 `# a- ~+ b2 F! o6 D: F* f统时钟和内置flash接口。startup_stm32f10x_hd.s是大容量型stm32芯片的启动

6 F# X7 F+ v+ @0 q" q- n文件

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$ \: ]; S0 S9 R3 h# m
' N. ?8 w! |/ b9 U4 z9 A7 D# _stm32f10x_it.c，stm32f10x_it.h是中断服务程序文件。stm32f10x_conf.h是标
7 P4 D& {  M+ d& H1 e0 w! Q
3 U4 i) t( _/ c% L% q0 ]4 `准外设库的配置文件，对于工程中不需要的外设，可以注释掉里面的包含的头文件。
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4 A$ g& m1 ?/ u. @) p( H这里我建议先仅留下stm32f10x_gpio.h，stm32f10x_rcc.h，misc.h，用到什么再打
9 E7 v+ ]! c% _$ D9 w
/ y% I: G3 S/ B/ Q' `) h0 y' ^开什么，这样编译起来快一点，当然也可都留着。
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汇编程序调用C程