5 článků s tagem "STM32"

Každý embedded vývojář zná ten okamžik: firmware běžel, a pak najednou neběží. Debugger ukazuje, že program sedí v nekonečné smyčce se jménem jako HardFault_Handler nebo Default_Handler, a call stack tvoří pár nic neříkajících rámců. Ta smyčka je výchozí handler ze startup kódu a o tom, co se stalo, neříká absolutně nic. Chyba má ale příčinu a procesor si ji už zapsal: v osmi registrech na zásobníku a ve čtyřech stavových registrech. Stačí je jen přečíst.

Tento článek ukazuje, jak z té smyčky získat řádek zdrojového kódu, na dvou skutečných příkladech, které jsem spustil v QEMU (model desky se STM32F4) a prozkoumal pomocí GDB: volání ukazatele na funkci s hodnotou NULL a zápis na adresu, kde nic není. Všechny výstupy jsou skutečné.

Projekt v IDE je soubor, který nikdo nečte: několik tisíc řádků XML, které IDE zapíše a IDE přečte a které nelze zrevidovat v pull requestu. Build pak existuje jen na počítači, kde ho někdo naklikal. CMake to řeší jinou filozofií: build je text, který čtete, revidujete, verzujete a spouštíte v CI úplně stejně jako u svého stolu.

Build systém platformy Embedbits (EmBi_Platform) je postaven na CMake a tento článek vysvětluje části, které potřebuje každý embedded build v CMake, na malém projektu, který jsem sestavil a spustil: toolchain file, pojmenované flagy, typy buildu, moduly jako knihovny, linker script, soubory po linkování a test, který spouští firmware v simulátoru. Všechna čísla a výstupy jsou skutečné.

Obsluha přerušení a hlavní smyčka jsou dva programy, které běží ve stejné paměti a o sobě nevědí. Překladač C neví, že přerušení existuje, a CPU neví, že dvě proměnné patří k sobě. Ví to jen programátor a chyby, které z toho vznikají, jsou ty nejhorší: objeví se jednou za tisíc běhů, zmizí, když připojíte debugger, a při code review se nikdy neukážou, protože kód vypadá správně.

Tento článek prochází tři problémy sdílených dat, jeden po druhém, s kódem, který selhává, a potom ukazuje vzory, které fungují. Experimenty běží na Cortex-M4 (v QEMU, na modelu desky s STM32F4) nebo na PC a výstupy jsou skutečné.

STM32 není jeden mikrokontrolér, je to tucet rodin: G4, H5, U5, F4 a tak dále. Mají stejné jádro Cortex-M, ale jiné periferie, jiné názvy registrů a jiný balík ovladačů od výrobce. Pokud chcete, aby jedna architektura firmwaru běžela na všech, musíte se rozhodnout, kde budou rozdíly žít. Žádná varianta není zadarmo. Tento článek popisuje tu, kterou jsem zvolil pro BSP Embedbits, co o ní říkají čísla ze skutečných repozitářů a kolik stojí.

Každý tutoriál jazyka C začíná int main(void). Nikdo ale nevysvětluje, kdo ji volá. A přitom když napíšete uint32_t counter = 5; jako globální proměnnou a první řádek main() přečte 5, už se odvedlo hodně práce. Když se ta práce neodvede, projeví se to proměnnou s náhodnou hodnotou, která „včera fungovala".

V tomto článku budeme sledovat mikrokontrolér od resetu až po první řádek main(): co udělá hardware sám, co říká linker script a co musí udělat startup kód. Jde o obsah dvou modulů Embedbits BSP (Linker a Startup), ale princip je stejný na každém Cortex-M. Veškerý kód v článku byl přeložen pomocí arm-none-eabi-gcc 13.2.1 a spuštěn v QEMU na modelu desky se STM32F405, takže adresy i výstupy jsou skutečné.