core_cm3是ARM公司推出来的统一规定，这是对下游芯片厂商的统一规定，因此可以再Cortex-M3(CM3)之间进行移植。此文件中定义了一些对特殊功能寄存器的C语言形式的操作，本质上是内敛汇编和嵌入式汇编。本文均已μC/OS-II移植为例进行举例。
那么先通过几个例子介绍下内敛汇编和嵌入式汇编的形式吧，，因为下面要用到，看完这几个例子就能看懂了，但是如果需要详细学习，请参考文末的参考资料，因为与真正的汇编还是有不少区别的，比如在内敛汇编中我们操作的都是虚拟寄存器（那么它是如何转到真正的寄存器的呢？不晓得，⊙﹏⊙b汗），“pc(r15)、lr(r14) 和 sp(r13) 寄存器根本不能访问。访问这些寄存器时，会产生错误消息。”等等。
1. 单行内敛汇编
C++ Code
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#define OS_ENTER_CRITICAL()
__asm(
"CPSID I")
#define OS_EXIT_CRITICAL() __asm( "CPSIE I") |
主要是小括号+双引号。
2.多行内敛汇编
C++ Code
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__asm
{ //原汁原味的汇编语句 } |
用大括号取代了小括号，并且不需要双引号了，直接加上就可以了。不过要是用到R0寄存器不声明的话，会有个warning，可以在前面int R0声明下。
这里用的时候我产生了一个小疑问，当我用到R0，R1这些寄存器的时候，需不需要先PUSH，用完之后在POP呢？看完《编译器用户指南》之后，它说了，
不用，编译器帮我们做了。
3.嵌入式汇编
C++ Code
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__asm uint32_t __get_PSP(
void)
{ mrs r0, psp bx lr } |
在前面加上__asm关键字即可。不过要注意的是需要在最后加上
bx lr显式返回，我之前就忘了返回，然后就HardFault_Handler了。
直接看代码：
编译器厂商宏定义选择
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/* define compiler specific symbols */
#if defined ( __CC_ARM ) #define __ASM __asm /*!< asm keyword for ARM Compiler */ #define __INLINE __inline /*!< inline keyword for ARM Compiler */ #elif defined ( __ICCARM__ ) #define __ASM __asm /*!< asm keyword for IAR Compiler */ #define __INLINE inline /*!< inline keyword for IAR Compiler. Only avaiable in High optimization mode! */ #elif defined ( __GNUC__ ) #define __ASM __asm /*!< asm keyword for GNU Compiler */ #define __INLINE inline /*!< inline keyword for GNU Compiler */ #elif defined ( __TASKING__ ) #define __ASM __asm /*!< asm keyword for TASKING Compiler */ #define __INLINE inline /*!< inline keyword for TASKING Compiler */ #endif |
就我所知，对ARM芯片进行编程，市面上大抵有三款编译器可供选择：ARM自家的ARM Compiler，第三方的IAR Compiler和GNU针对ARM的Compiler。最后一个木有见过，
TASKING Compiler
（
Embedded software development tools
）？
不同的编译器具有的不同关键字形式，不过貌似就ARM自家的内敛关键字的前面多两个下划线，但是人家形式看上去更加统一一点，这对于有“强迫症”的工程师是不错的。
然后就是针对不同编译器的函数定义，也是通过与以上形式一致的方式来实现的，给出个框架先。用哪个编译器就用编译相对应的代码即可。
core_cm3.c
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/* ################### Compiler specific Intrinsics ########################### */ #if defined ( __CC_ARM ) /*------------------RealView Compiler -----------------*/ /* ARM armcc specific functions */ #elif (defined (__ICCARM__)) /*------------------ ICC Compiler -------------------*/ /* IAR iccarm specific functions */ #elif (defined (__GNUC__)) /*------------------ GNU Compiler ---------------------*/ #elif (defined (__TASKING__)) /*------------------ TASKING Compiler ---------------------*/ /* TASKING carm specific functions */ /* * The CMSIS functions have been implemented as intrinsics in the compiler. * Please use "carm -?i" to get an up to date list of all instrinsics, * Including the CMSIS ones. */ #endif |
然后针对ARM Compiler形式的函数进行讨论，即对
/* ARM armcc specific functions */讨论下。
进程堆栈：获取PSP和设置PSP
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/**
* @brief Return the Process Stack Pointer * * @return ProcessStackPointer * * Return the actual process stack pointer */ __ASM uint32_t __get_PSP( void) { mrs r0, psp bx lr } /** * @brief Set the Process Stack Pointer * * @param topOfProcStack Process Stack Pointer * * Assign the value ProcessStackPointer to the MSP * (process stack pointer) Cortex processor register */ __ASM void __set_PSP(uint32_t topOfProcStack) { msr psp, r0 bx lr } |
这里的两个函数都是用R0的原因是ARM有默认的规定，传入的参数从左至右依次放入R0-R4中，这里也就是写C函数的时候，输入的参数不要过多，不然得PUSH到栈中，速度就下来；如果有返回值，则将R0的值返回。
这里放一个自己发现的此函数的一个小例子，在CM3上移植μC/OS-II时，需要移植首次启动时-OSStart函数中最后调用的OSStartHighRdy，一般采用汇编编写，如下所示，不想看的直接跳过看下面的中文描述也可：
os_cpu_a.asm：
OSStartHighRdy
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;定义几个常量，类似C语言中的#define预处理指令。
NVIC_INT_CTRL EQU 0xE000ED04 ; 中断控制寄存器 NVIC_SYSPRI14 EQU 0xE000ED22 ; PendSV优先级寄存器的地址 NVIC_PENDSV_PRI EQU 0x000000FF ; PendSV中断的优先级为255（最低） NVIC_PENDSVSET EQU 0x10000000 ; 触发软件中断的值，位28为1. ;******************************************************************************************************** ; START MULTITASKING ; void OSStartHighRdy( void) ; ; Note(s) : 1) This function triggers a PendSV exception (essentially, causes a context switch) to cause ; the first task to start. ; ; 2) OSStartHighRdy() MUST: ; a) Setup PendSV exception priority to lowest; ; b) Set initial PSP to 0, to tell context switcher this is first run; ; c) Set the main stack to OSRunning ; d) Trigger PendSV exception; ; e) Enable interrupts (tasks will run with interrupts enabled). ;******************************************************************************************************** OSStartHighRdy ;设置PendSV中断的优先级 LDR R4, =NVIC_SYSPRI14 ; set the PendSV exception priority LDR R5, =NVIC_PENDSV_PRI STR R5, [R4] ;设置PSP为0 MOV R4, #0 ; set the PSP to 0 for initial context switch call MSR PSP, R4 ;设置OSRunning为TRUE LDR R4, =OSRunning ; OSRunning = TRUE MOV R5, #1 STRB R5, [R4] ;触发PendSV中断 LDR R4, =NVIC_INT_CTRL ;rigger the PendSV exception (causes context switch) LDR R5, =NVIC_PENDSVSET STR R5, [R4] CPSIE I ;enable interrupts at processor level ;死循环，应该不会到这里 OSStartHang B OSStartHang ;should never get here |
转换成中文描述过程如下：
1. 设置PendSV优先级
2. 设置PSP为0
3. 设置系统的运行状态
4. 开始执行最高优先级任务
5. 开中断
补充说明下：关于第1点，参考权威指南讨论PendSV即可；关于第2点，其实不设置也是可以的，它的作用是
省掉第一次上下文切换时候的R4-R11的入栈保护，仅此而已，这是事实没错，但是这个考虑会增加代码的编写，体现在此处和PendSV中断函数的编写上，不过这也表明作者的多OS过程的认识，思维的严谨。关于第5点，显示声明中断要开着，没有也没关系，因为本来中断就是开着的，只要你不蛋疼的去把它关掉。
改成C语言形式如下：
os_cpu_c.c
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#define NVIC_INT_CTRL *((OS_CPU_SR *)0xE000ED04)
//中断控制寄存器ICSR
#define NVIC_PENDSVSET 0x10000000 //触发软件中断的值，位28为1. #define OS_TASK_SW() NVIC_INT_CTRL = NVIC_PENDSVSET #define OSIntCtxSw() NVIC_INT_CTRL = NVIC_PENDSVSET #define OS_ENTER_CRITICAL() __asm( "CPSID I"); #define OS_EXIT_CRITICAL() __asm( "CPSIE I"); #define NVIC_SYSPRI14 *((OS_CPU_SR *)0xE000ED22) //PendSV优先级寄存器的地址 #define NVIC_PENDSV_PRI 0x000000FF //PendSV中断的优先级为255（最低） #define SET_PENDSV_FF() NVIC_SYSPRI14=NVIC_PENDSV_PRI void OSStartHighRdy( void) { SET_PENDSV_FF(); //这里写FF是因为把它的中断优先级设置为最低255 __set_PSP( 0); OSRunning = 1; OS_TASK_SW(); OS_EXIT_CRITICAL(); } |
怎么样，优雅多了吧，而且也比较明了。此处我把它
放在os_cpu_c.c文件中，当然一般的宏定义还是会放在头文件oc_cpu.h中的。
要是与会变形式的再像一点，在最后加上死循环while(1);则完全一致了，只不过不会在这里的，因为它马上就去优先级最高的任务那里去了。
这里还要说一下，在我们板子启动的时候，使用的MSP，要是我们使用前后台的形式来开发程序，不管在用户程序还是中断程序里面，我们就用一个MSP就ok了，因为就相当于一个线程在那里不停的跑。而当我们使用RTOS，如μC/OS-II，那么我们在所有的用户任务中，使用的
PSP，这也是我之前没注意的地方，
扯远了，看下一个：
主堆栈：获取MSP和设置MSP
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/**
* @brief Return the Main Stack Pointer * * @return Main Stack Pointer * * Return the current value of the MSP (main stack pointer) * Cortex processor register */ __ASM uint32_t __get_MSP( void) { mrs r0, msp bx lr } /** * @brief Set the Main Stack Pointer * * @param topOfMainStack Main Stack Pointer * * Assign the value mainStackPointer to the MSP * (main stack pointer) Cortex processor register */ __ASM void __set_MSP(uint32_t mainStackPointer) { msr msp, r0 bx lr } |
使用尚待开发。
反转无符号16位值和有符号16位值
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/**
* @brief Reverse byte order in unsigned short value * * @param value value to reverse * @return reversed value * * Reverse byte order in unsigned short value */ __ASM uint32_t __REV16(uint16_t value) { rev16 r0, r0 bx lr } /** * @brief Reverse byte order in signed short value with sign extension to integer * * @param value value to reverse * @return reversed value * * Reverse byte order in signed short value with sign extension to integer */ __ASM int32_t __REVSH(int16_t value) { revsh r0, r0 bx lr } |
使用尚待开发。
C++ Code
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/**
* @brief Remove the exclusive lock created by ldrex * * Removes the exclusive lock which is created by ldrex. */ __ASM void __CLREX( void) { clrex } /** * @brief Return the Base Priority value * * @return BasePriority * * Return the content of the base priority register */ __ASM uint32_t __get_BASEPRI( void) { mrs r0, basepri bx lr } /** * @brief Set the Base Priority value * * @param basePri BasePriority * * Set the base priority register */ __ASM void __set_BASEPRI(uint32_t basePri) { msr basepri, r0 bx lr } /** * @brief Return the Priority Mask value * * @return PriMask * * Return state of the priority mask bit from the priority mask register */ __ASM uint32_t __get_PRIMASK( void) { mrs r0, primask bx lr } /** * @brief Set the Priority Mask value * * @param priMask PriMask * * Set the priority mask bit in the priority mask register */ __ASM void __set_PRIMASK(uint32_t priMask) { msr primask, r0 bx lr } /** * @brief Return the Fault Mask value * * @return FaultMask * * Return the content of the fault mask register */ __ASM uint32_t __get_FAULTMASK( void) { mrs r0, faultmask bx lr } /** * @brief Set the Fault Mask value * * @param faultMask faultMask value * * Set the fault mask register */ __ASM void __set_FAULTMASK(uint32_t faultMask) { msr faultmask, r0 bx lr } /** * @brief Return the Control Register value * * @return Control value * * Return the content of the control register */ __ASM uint32_t __get_CONTROL( void) { mrs r0, control bx lr } /** * @brief Set the Control Register value * * @param control Control value * * Set the control register */ __ASM void __set_CONTROL(uint32_t control) { msr control, r0 bx lr } |
以上的嵌入汇编可以拿来对照权威指南学习，看看寄存器的变化过程以及造成的影响，主要是P14页的”特殊功能寄存器“中的那些个特殊功能寄存器。使用尚待开发。
如果文中有描述不清楚或者错误的地方，请参考《编译器用户指南》和《ARM Cortex-M3权威指南》，并以此为准。
另外，虽然μC/OS-II的移植已经被讲烂了，但是看了这个还是有点搞头的，新版的正在紧张改写中，它更加简洁明了。
To Be Continued~~