2020年01月09日 | stm32中core_m3.h和core_m3.c详解

CMSIS是Cortex微控制器软件接口标准（Cortex MicroController Software Interface Standard）的缩写，这个是ARM定制的一个用于Cortex-M系列的一个标准，主要是为了提供通用api接口来访问内核和一些片上外设，提高代码的可移植性。

CMSIS有三个层：核内外设访问层Core Peripheral Access Layer（CPAL），中间件访问层Middleware Access Layer（MWAL），设备访问层（Device Peripheral Access Layer）。

CPAL用于访问内核的寄存器和组件，如NVIC，调试系统等。该层是由ARM实现的。

MWAL用于对中间件的访问，现在该层还未实现。（也不知道所谓的中间件是什么东西）。

DPAL用于定义一些硬件寄存器的地址和一些外设访问函数，由芯片制造商实现。

CPAL层的实现就是Core_cm3.c文件，DPAL层的实现就是system_stm32f10x.c文件（似乎还应该加上外设的函数库）。

接下来就来了解一下Core_cm3.c里面有什么东东：

首先是汇编关键字__ASM和__INLINE的宏定义，支持不同的编译器。由于使用的是Keil，所以就只看第一种，__CC_ARM。

这里面的函数调用都只符合ARM过程调用标准的，如R0到R3用作参数和返回值传递，这也是这里面唯一用到的。

此外，在Keil中使用了__asm关键字后，编译器不会为函数增加返回指令，所以需要自己编写返回命令，也就是每个函数后面的  bx lr。

1.__ASM uint32_t __get_PSP(void)：获取进程堆栈指针PSP。

2.__ASM void __set_PSP(uint32_t topOfProcStack)：设置PSP。

3.__ASM uint32_t __get_MSP(void)：获取主堆栈指针MSP。

4.__ASM void __set_MSP(uint32_t mainStackPointer)：设置MSP。

5.__ASM uint32_t __REV16(uint16_t value)：反转半字中字节顺序，如0xABCD反转后得到0xCDAB。

6.__ASM int32_t __REVSH(int16_t value)：反转字节顺序，并做符号拓展。就是在__REV16函数得到的结果上再进行一次符号拓展。这两个函数主要是方便进行大小端的切换。

7.__ASM void __CLREX(void)：清除由LDREX指令造成的互斥锁。LDREX和STREX是Cortex用来实现互斥访问，保护临界资源的指令，LDREX执行后，只有离它最近的一条存储指令（STR，STREX）才能执行，其他的存储指令都会被驳回，而CLREX就是用于清除互斥访问状态的标记。

8.__ASM uint32_t  __get_BASEPRI(void)：获取BASEPRI寄存器的值，优先级号高于该寄存器的中断都会被屏蔽（优先级号越大，优先级越低），为零时不屏蔽任何中断。

9.__ASM void __set_BASEPRI(uint32_t basePri)：设置BASEPRI的值。

10.__ASM uint32_t __get_PRIMASK(void)：PRIMASK是一个只有一位的寄存器，置位时屏蔽绝大部分的异常中断，只剩下NMI和HardFault可以响应。

11.__ASM void __set_PRIMASK(uint32_t priMask)：设置PRIMASK的值。

12.__ASM uint32_t  __get_FAULTMASK(void)：FAULTMASK也是一个只有一位的寄存器，为1时只有NMI才能响应，其他异常与中断全部被屏蔽。

13.__ASM void __set_FAULTMASK(uint32_t faultMask)：设置FAULTMASK的值。

14.__ASM uint32_t __get_CONTROL(void)：获取CONTROL的值。寄存器CONTROL只有两位。CONTROL[0]选择特权级别，0为特权级，1为敌用户级。CONTROL[1]用于选择堆栈指针，0为MSP，1为PSP。

15.__ASM void __set_CONTROL(uint32_t control)：设置CONTROL寄存器的值。

BASEPRI，PRIMASK，FAULTMASK，CONTROL都只能在特权模式下被修改。

还有两个文件，一个是Core_cmFunc.h 和 Core_cmInstr.h  这两个文件时干嘛的，第一个文件是不同编译器下的一些系统级的汇编函数，第二个文件是不同编译器下的指令，我猜Keil公司这样做是为了兼容不同的编译器做设计的。把这两个头文件在Core_cm3.h头文件里注释掉也是可以的。说明这两个头文件对于keil开发环境是不需要的。

最后剩下Core_cm3.h文件了，这个文件时内核文件，就是定义了一些Cortex-M3的寄存器和一些函数，包括NVIC,MPU,SCB,SysTick，Debug寄存器。

最近在看LPC17XX系列的东东，发现这个文章说得有一些不对（上面是复制别人的），我用的是MDK4.14版本的开发环境。

说说我对这几个文件的理解：core_cm3.c和core_cm3.h，Core_cmFunc.h 和 Core_cmInstr.h

第一个：core_cm3.c是定义了一些兼容各个开发环境的一些内嵌汇编函数，都是关于M3内核寄存器操作的函数。其实这个函数在工程中根本没有使用到，用的是Core_cmFunc.h的汇编函数，因为Core_cmFunc.h里的函数和core_cm3.c差不多是一样的。不信自己建一个工程，调试一下就知道不是进去core_cm3.c，而是去Core_cmFunc.h执行的。所以core_cm3.h包含了Core_cmFunc.h 和 Core_cmInstr.h头文件。

第二个：core_cm3.h定义了兼容各种编译器的关于debug和NVIC的一些函数，这些函数在中断设置中是很好用的。其中还有系统节拍器函数。我觉得core_cm3.h和core_cm3.c是一点关系都没有的，虽然他们同名。担不是头文件和源文件的关系。当然这个文件一开头还有内核寄存器的定义。下面才能用操作内核寄存器。

第三个：Core_cmInstr.h定义了很多内核指令的函数，这个应该不常用，先不管。

第四个：Core_cmFunc.h和core_cm3.c是非常相似的，大多数函数连函数名都一样的，不知道为什么要这样做，实际用函数是在Core_cmFunc.h里的函数，甚至把core_cm3.c从工程里删除，都没有问题的。但是屏蔽core_cm3.h里的Core_cmFunc.h 和 Core_cmInstr.h，就不行了。说明这个core_cm3.c是没什么用的，起码在Keil开发环境下是没用的。

暂时研究到这里，后面开始实践咯，就是使用几个文件中的各种函数试试。