5 записів з тегом "STM32"

Кожен розробник вбудованих систем знає цей момент: прошивка працювала, а потім перестала. Налагоджувач показує, що програма сидить у нескінченному циклі з назвою на кшталт HardFault_Handler або Default_Handler, а стек викликів — це кілька беззмістовних фреймів. Цей цикл — типовий обробник зі startup-коду, і він не каже абсолютно нічого про те, що сталося. У збою є причина, і процесор уже її записав: у вісім регістрів на стеку та в чотири регістри стану. Їх залишається лише прочитати.

Ця стаття показує, як перетворити цей цикл на рядок вихідного коду, на двох реальних прикладах, які я запускав у QEMU (моделі плати з STM32F4) і досліджував за допомогою GDB: виклик NULL-вказівника на функцію та запис за адресою, де нічого немає. Усі виводи справжні.

Проєкт в IDE - це файл, який ніхто не читає: кілька тисяч рядків XML, які IDE пише і IDE читає, і які неможливо переглянути в pull request. Збірка тоді існує лише на комп'ютері, де хтось її склікав. CMake розв'язує це іншою філософією: збірка - це текст, який ви читаєте, рев'юїте, версіонуєте й запускаєте в CI точнісінько так само, як і на своєму столі.

Система збірки платформи Embedbits (EmBi_Platform) зроблена на CMake, і ця стаття пояснює елементи, потрібні кожній embedded-збірці на CMake, на невеликому проєкті, який я зібрав і запустив: toolchain-файл, прапорці з іменами, типи збірки, модулі як бібліотеки, linker script, файли після лінкування та тест, що запускає firmware в симуляторі. Усі числа й виводи - справжні.

Обробник переривання та головний цикл - це дві програми, що працюють в одній пам'яті й нічого не знають одна про одну. Компілятор C не знає, що переривання існує, а CPU не знає, що дві змінні пов'язані між собою. Знає лише програміст, а помилки, які з цього випливають, найгірші з можливих: вони трапляються раз на тисячу запусків, зникають, коли підключаєш налагоджувач, і ніколи не з'являються на code review, бо код виглядає правильно.

Ця стаття розбирає три проблеми спільних даних, одну за одною, на коді, який не працює, а потім показує шаблони, які працюють. Експерименти виконувалися на Cortex-M4 (у QEMU, на моделі плати STM32F4) або на PC, а виводи - справжні.

STM32 - це не один мікроконтролер, а десяток родин: G4, H5, U5, F4 і так далі. Вони мають те саме ядро Cortex-M, але різну периферію, різні назви регістрів і різний пакет драйверів від виробника. Якщо ви хочете, щоб одна архітектура firmware працювала на всіх них, потрібно вирішити, де житимуть відмінності. Безкоштовного варіанту немає, і ця стаття описує той, який я обрав для Embedbits BSP, що про нього кажуть цифри зі справжніх репозиторіїв і чого він коштує.

Кожен підручник із C починається з int main(void). Ніхто не пояснює, хто його викликає. А втім, коли ви пишете uint32_t counter = 5; як глобальну змінну і перший рядок main() зчитує 5, вже була виконана велика робота. Коли ця робота не виконана, симптом — змінна з випадковим значенням, яка «вчора працювала».

У цій статті ми простежимо шлях мікроконтролера від скидання до першого рядка main(): що апаратна частина робить сама, що каже linker script і що має зробити startup-код. Це вміст двох модулів BSP Embedbits (Linker і Startup), але принцип той самий на кожному Cortex-M. Увесь код у статті зібрано за допомогою arm-none-eabi-gcc 13.2.1 і запущено в QEMU на моделі плати STM32F405, тож адреси та виводи справжні.