ARM编译器的semihosting

约定不等于承诺〃 2022-04-01 09:54 481阅读 0赞

出处：[ARM编译器的semihosting][ARM_semihosting]

***Semihosted*环境*(semihosting*是针对*ARM*目标机的一种机制，它能够根据应用程序代码的输入*/*输出请求，与运行有调试功能的主机通讯。这种技术允许主机为通常没有输入和输出功能的目标硬件提供主机资源*)*  
在*semlhosted*环境下用来实现*C*库函数与目标相关的函数。**

**可以在你的*Application Code*中使用*printf*等*stand IO Function in C Library!* 方便调试！更多的你可以参考*ARM DUI 0058D*（*Debug Target Guide*！）**

***1*、*ARM*公司对*Semihosting*的中文解释是半主机机制。为什么叫半主机呢？主要是指应用程序的代码运行在目标系统上，当需要类似*PC*平台下的控制台输入输出时，会调用*Semihosting*去利用*PC*上的控制台输入输出设备：如打开关闭文件，*PC*显示器输出，键盘输入等等。  
  
*2*、*Semihosting*在*ADS1.2*的开发环境下，只能在以下调试代理上运行，*ARMulator, RealMonitor, Multi-ICE*以及*Angle*。这就是为什么周工的*EasyJTAG*不支持*Semihosting*的原理，因为它不属于上述四种调试代理中的任何一种。  
  
*3*、*Semihosting*是一段功能代码，这段功能代码主要运行在*PC*上，并由调试工具上的固件来激活调用。而周工的*EasyJTAG*没有实现这个激活调用功能。  
  
*4*、对于开发用户来说，*Semihosting*是目标系统通过调用*SWI 0x123456*或 *SWI 0xAB*来调用的。前者*ARM*状态下的专用操作号，后者是*THUMB*状态的专用操作号。当开发者的软硬件调试工具配置正确时，可以正确执行*Semihosting*功能。打个比方说，你在*ARMulator*下仿真指令  
*MOV R1*， *0x18  
SWI 0x123456  
ARMulator*会正确终止你的程序执行。  
而在*EasyJTAG*下仿真时，却会跳入*0x08*的异常向量入口处。**

***quote from*：  
*[http://www.yodao.com/cache?docid=606CB319C2037801&eterms=1PwOAO78n8Qagsx2n654vg%3D%3D&q=semihosted&url=http%3A%2F%2Fwww.dzsc.com%2Fdzbbs%2F20050512%2F2007651930330487.html][http_www.yodao.com_cache_docid_606CB319C2037801_eterms_1PwOAO78n8Qagsx2n654vg_3D_3D_q_semihosted_url_http_3A_2F_2Fwww.dzsc.com_2Fdzbbs_2F20050512_2F2007651930330487.html]***

**使用*ARM*标准*C*库进行嵌入式应用程序开发  
*[http://blog.ednchina.com/jerryzhang8023/14409/Message.aspx][http_blog.ednchina.com_jerryzhang8023_14409_Message.aspx]***

**在*AXD*中运行程序时，报告*out of heap memory*？**

**不是程序的问题。因为*ADS*调用了*semihosting*，所以需要修改变量*$top\_of\_memory*。**

**使用*SEMIHOSTING*时，*SEMIHOSTING*的设置一般不需要修改。主要的是设置*TOP\_OF\_MEMORY,*这个值指定的部分内存空间在*SEMIHOSTING*的时候需要用到。你要保证*TOP\_OF\_MEMORY*值知道的空间是可用的。而且，要使用*SEMIHOSTING*的话，你需要做些初始化的工作的，如果你没有用*MAIN*的话，需要自己添加，如果你有*MAIN*函数的话，编译器自己会添加。**

***SEMIHOSTING*相关配置  
*AXD*中：  
*1.OPTIONS -> CONFIGURE TARGET -> ARMULATE;  
2.OPTIONS -> CONFIGRUE PROCESSOR -> SEMIHOSTING ->* 选中**

***quote from:  
[http://forum.eepw.com.cn/forum/main?url=http%3A%2F%2Fbbs.edw.com.cn%2Fthread%2F61698%2F1][http_forum.eepw.com.cn_forum_main_url_http_3A_2F_2Fbbs.edw.com.cn_2Fthread_2F61698_2F1]***

***SEMIHOSTING*主要是针对*I/O*操作的，在嵌入式开发过程当中，通过*SEMIHOSTING*，可以把输入输出定向到*HOST*上，利用*HOST*的输入和输出。**

**从用户的角度来看，*printf*好像和普通的一样，关键的区别在于*printf*的实现。一般的调试器都提供两个版本的*IO*库，一个式标准的库，另外一个是支持*semihosting*的库。其实现有区别。下面以*printf*举例说明其原理：支持*semihosting*的*printf*的实现和标准的*printf*不同，支持*semihosting*的*printf*用*SWI*指令来通知仿真器。仿真器在地址*0x8*处设置断点，但*SWI*指令执行后，仿真器可以捕获到该*SWI*指令。根据*SWI*的*number*来判断这个*SWI*是不是*SEMIHOSTING*请求，如果是，再根据具体的*semihosting number*响应用户的*semihosting*请求，完成用户的*semihosting*请求后，返回到*SWI*的后面一条指令，继续执行。所以，对用户来说，这是透明的。**

**在*ADS*下面，默认的好像是支持*SEMIHOSTING*的，你自己写一个简单的程序，用*printf*输出，应该能在*console*看到输出。注意几点： *1.* 在*AXD*里面*semihosting*必须要打开； *2.* 仿真器必须支持*semihosting*。**

**引 言**  
随着对高处理能力、实时多任务、超低功耗等方面需求的增长，高端嵌入式处理器已经进入了国内开发人员的视野，并在国内得到了普遍的重视和应用。*ARM*是目前嵌入式领域应用最广泛的*RISC*微处理器结构，凭借低成本、低功耗、高性能等优点占据了嵌入式系统应用领域的领先地位。*ADS*是*ARM*公司推出的*ARM*集成开发环境，提供了对*C*和*C++*的支持，是目前开发*ARM*的主要工具。本文针对日益缩短的嵌入式开发周期，结合*ARM*系统开发调试经验，对使用*ARM*标准库进行应用程序开发作了比较系统的分析。

***1 ARM*标准库介绍**  
 *ADS*提供了*ANSI C*和*C++*标准库，本文仅讨论*ANSI C*库，该库包含下面几个部分：  
◇*IS0 C*库标准所定义的函数；  
◇在*semlhosted*环境下用来实现*C*库函数与目标相关的函数；  
◇*C*和*C++*编译器要使用的*heIper*函数。  
  
该库提供的诸如文件输入输出之类的设备，使用了标准的*ARM semihosted*执行环境*(semihosting*是针对*ARM*目标机的一种机制，它能够根据应用程序代码的输入*/*输出请求，与运行有调度功能的主机通信，这种技术允许主机为通常没有输入和输出功能的目标硬件提供主机资源*)*。*ARMulator*、*Angel*和*Multi-lCE*都支持这个环境，可以使用*ADs*中提供的开发工具开发应用程序，然后在*ARMulator*或者是开发板上运行和调试该程序。如果要使应用系统独立于这个环境，则必须重新实现*C*库中依赖于这个环境的相关函数，根据用户系统的运行环境对*C*库进行适当的裁减。  
  
使用*ANSI*标准*C*库进行程序开发，不仅可以提高开发效率而且可以增强程序的可移植性。在程序中使用库函数，必须先建立一个库函数可以执行的环境，这些工作都由库中的函数完成。当应用程序链接了*C*库中的函数时，*C*库中的函数将完成：  
◇创建*C*程序所需的执行环境*(*建立栈，如果需要创建一个堆，初始化程序使用的部分库*)*；  
◇调用*main()*函数开始执行*C*程序；  
◇支持程序使用的*Is0*定义的函数；  
◇捕获运行时的错误和信号，如果需要，根据错误终止执行或程序退出。

***2* 裁减*ARM*标准*C*函数库**  
标准库中包含了部分依赖于*ARM semihosted*执行环境的函数，这部分函数的函数名中包含有单个或两个下划线*“-”*，需要重新实现这部分函数。如果在程序中定义这些函数，则编译器就会使用新定义的函数，这个过程称为库函数的裁减。一般情况下，只需要重新定义很少的几个函数就可以使用*C*库。  
  
 *ARM*应用系统开始执行用户应用程序，必须先将应用程序加载到执行域，建立应用程序的执行环境。使用*C*库时，这些繁琐的工作就大部分由*c*函数来完成了。汇编程序完成系统初始化后，跳转到*C*程序的人口*\_main()(*注意：不是*main()*，当*C*程序中定义了*main()*主函数时，编译器就会生成*\_main*代码*)*。由*\_main()*引导库函数完成*C*执行环境的初始化，具体过程如下：  
◇将非启动代码的*RO*和*RW*执行域代码从加载域地址复制到执行域地址；  
◇将*ZI*域清零；  
◇跳转到*\_rt\_entry*。  
  
调用*\_main()*将大大简化汇编启动代码的编写，汇编代码仅需完成系统硬件的初始化，而没有必要将代码从加载域地址复制到执行域地址，以及*ZI*域清零等工作。特别是当使用分布式加载时*\_main()*的作用就更加明显了。但是*\_main()*并没有建立*C*库运行必须的环境，这项工作由*\_rt\_entry()*完成，主要调用过程为：  
◇调用*\_rt\_stackheap\_init()*建立堆和栈；  
◇调用*\_rt\_lib\_init()*初始化引用的库函数；如果需要，建立*main()*函数的参数*argc*和*argv*等；  
◇调用*main()*函数，执行应用程序，可以应用库函数；  
◇用*main()*函数的返回值作参数调用*exit()*。  
  
*\_rt\_entry*并不是*C*函数，它是用*ARM C*库编程的起始点。*\_rt\_entry*不能用*C*语言宴现，因为这时候堆栈还没有建立，堆栈由＿ *rt\_stackheap\_init()*来建立。  
  
上面简单介绍了*C*程序使用库函数时的调用过程，由*\_rt—stackheap\_init()*建立*C*库使用的内存模型－－堆和栈。因为*ARM*库是建立在*semihosted*执行环境的，它实现的内存模型是基于这个环境的，所以必须修改这个内存模型建立机制。表*1*列出了需要重新实现的函数，实现了这些函数，应用程序就可以脱离宿主机环境独立运行了。其中，必须重新实现的是＿*user initial*＿*stackheap()*，因为默认的实现是基于*semihosted*执行环境的，该函数被＿*n*＿*stackheap*＿*init()*调用创建内存模型，其他两个函数没有默认的实现。

实现该函数，必须满足下面的条件：  
◇使用不超过*96*字节的栈空间；  
◇除了*R12(ip)*外不要污染其他寄存器；  
◇将堆基址、栈基址、堆边界和栈边界分别存在*RO*～*R3*作为返回参数；  
◇堆必须保持*8*个字节对齐。  
实现例程如下：

为了提高应用程序开发效率和可移植性，希望在目标系统上使用*ARM*库提供的标准输人输出库函数。 
 
高层输入输出函数是不依赖于目标系统环境的，但是高层输入输出函数必须调用依赖于目标系统的底层函数，才能实现应用系统的输入输出。依据目标系统硬件环境重新定义这些底层函数，就可以使用库提供的标准*input*／*output*库函数了。下面以裁减*ARM*标准库提供的*printf*系列输出函数为例来作说明。 
 
标准*I/O*库中最常用的是*printf*系列函数，包括*\_printf()*、*printf()*、*\_fprintf()*、*fprintf()*、*vprintf()*和*vfprintf()*。所有这些函数非透明地使用*\_FILE*，并且仅依赖于*fputc()*和*ferror()*两个函数。函数*\_printf()*和*\_fprintf()*与*printf()*和*fprintf()*的区别仅在于前两个函数不能格式化浮点值。只要定义了自己的*\_FILE*版本和*fputc()*、*ferror()*函数，外加定义一个具有*FILE*类型的*\_stdout*变量，就可以不作任何修改地使用*printf*系列、*fwrite()*、*fputs()*和*puts()*函数了。 
 
下面给出了具体实现的模板，可以根据实际需要修改。 
 *\#include<stdio*．*h> 
struct\_\_FILE 
\{ 
int handle*； 
 */\**用户需要的任何代码*(*如果使用文件仅是为了调试使用*prinft*在标准输出端输出信息，则不需要任何文件处理代码*)\*/ 
\}*； 
 *FlLE\_stdout*；*/\*FILE*在*stdio.h*中定义为：*typedef struct\_ 
FILE FILE*；*\*/ 
int fputc(int ch*，*FILE\*f)\{ 
/\**用户实现的*fpute*代码。输出一个字符，可以根据需要实现*\*/ 
return ch*；

*\}  
int ferror(FILE\*f)\{  
/\**用户实现的*ferror*代码*\*/  
return EOF*；  
 *\}*

**结语**  
本文分析了*ARM*标准库的工作机理，给出了裁减*C*库进行程序开发的关键步骤。实际应用时需要根据具体的硬件环境和应用要求裁减*C*库，提高代码执行效率。

[https://blog.csdn.net/fantastikman/article/details/70664983][https_blog.csdn.net_fantastikman_article_details_70664983]

# printf重定向 #

半主机是用于 ARM 目标的一种机制，可将来自应用程序代码的输入/输出请求传送至运行调试器的主机。 例如，使用此机制可以启用 C 库中的函数，如 printf() 和 scanf()，来使用主机的屏幕和键盘，而不是在目标系统上配备屏幕和键盘。

这种机制很有用，因为开发时使用的硬件通常没有最终系统的所有输入和输出设备。 半主机可让主机来提供这些设备。

半主机是通过一组定义好的软件指令（如 SVC）来实现的，这些指令通过程序控制生成异常。 应用程序调用相应的半主机调用，然后调试代理处理该异常。 调试代理提供与主机之间的必需通信。

半主机接口对 ARM 公司提供的所有调试代理都是通用的。 在无需移植的情况下使用 RealView ARMulator® ISS、指令集系统模型 (ISSM)、实时系统模型 (RTSM)、RealView ICE 或 RealMonitor 时，会执行半主机操作。

标准库使用半主机模式，半主机是通过一组定义好的软件指令 （如 SVC）SVC 指令 （以前称为 SWI 指令）来实现的，这些指令通过程序控制生成异常。 应用程序调用相应的半主机调用，然后调试代理处理该异常。调试代理（这里的调试代理是仿真器）提供与主机之间的必需通信。也就是说使用半主机模式必须使用仿真器调试。

ARMv7 之前的 ARM 处理器使用 SVC 指令 （以前称为 SWI 指令）进行半主机调

用。 但是，如果要为 ARMv6-M 或 ARMv7-M （如 Cortex™-M1 或 Cortex-M3 处

理器）进行编译，请使用 BKPT 指令来实现半主机。  
简单的来说，半主机模式就是通过仿真器实现开发板在电脑上的输入和输出。和半主机模式功能相同的是ITM调试机制。  
有关ITM调试机制可以参考这里[http://www.douban.com/note/248637026/][http_www.douban.com_note_248637026]

上面介绍的半主机和ITM功能相当，他们都是调试机制，开发板均借助仿真器与电脑连接，实现单片机利用主机的屏幕键盘的输入输出。

这两种机制的运行均需要仿真器，否则无法运行。

开发式一般单片机需要独立运行，开发者应去掉仿真器，把printf函数通过单片机的外设来实现，例如通过开发板的串口，lcd或者sd卡。

MDK中通常使用以下两种方法：

方法1.使用微库,因为使用微库的话,不会使用半主机模式.

int fputc(int ch, FILE \*f)  
\{  
while((USART1->SR&0X40)==0);  
USART1->DR = (u8) ch;  
return ch;

方法2.仍然使用标准库,在主程序添加下面代码:  
\#pragma import(\_\_use\_no\_semihosting)  
struct \_\_FILE  
\{  
int handle;  
\};  
FILE \_\_stdout;  
\_sys\_exit(int x)  
\{  
x = x;  
\}  
int fputc(int ch, FILE \*f)  
\{  
while((USART1->SR&0X40)==0);//Ñ»··¢ËÍ,Ö±µ½·¢ËÍÍê±Ï  
USART1->DR = (u8) ch;  
return ch;  
\}

关于 microlib

microlib 是缺省 C 库的备选库。 它用于必须在极少量内存环境下运行的深层嵌入式应用程序。 这些应用程序不在操作系统中运行。microlib 不会尝试成为符合标准的 ISO C 库。

microlib 进行了高度优化以使代码变得很小。 它的功能比缺省 C 库少，并且根本不具备某些 ISO C 特性。某些库函数的运行速度也比较慢，例如，memcpy()。

上面给出了正确的方法，我在测试的过程中发现方法二中注释掉\#pragma import(\_\_use\_no\_semihosting) 程序依然运行正确，这个很让人费解。

也有使用\#pragma import(\_\_use\_no\_semihosting\_swi)的。这几个的区别我没弄懂。

如果使用微库或者禁用半主机，没有重定义fputc函数，程序可以运行，但不知道结果打印到主机的哪个地方去了。既没有禁用半主机也没有重定义fputc函数，程序将一直停在中断处，如图：

![011109t1a46uj61goi0aru.jpg][]

网上的大部分资料都是禁用了半主机模式，没有使用过半主机模式借助主机的键盘输入参数，看了很多资料，都是讲半主机的，但讲的内容太浅显，

我没有学会使用半主机，更多的是学会了禁用半主机模式，我们好像忽略了半主机模式的意义。

另外，我们可以查到的大部分资料讲解的大同小异，它们更多的告诉我们正确的步骤，而不是让我们从源头了解一个问题，当然，大部分人看重的是实用，问题解决了，也就不再去思考背后的原理。

最有效最直接最权威的资料是mdk官方给出的资料，但是资料内容太多，看起来太多，不易懂，大部分人没有看下去的欲望。我们应该让使用手册看起来更直观，更易懂，更方便查阅，更高效地查阅。

第一个给出此类问题的解决方法的人，他们以通俗易懂的方式告诉了广大开发者，他们阅读了这些晦涩的手册，他们是真的勇士！

# [ MDK软件中半主机模式的几点理解 ][MDK_] #

<table> 
 <tbody> 
 <tr> 
 <td> 看了原子哥的usart部分printf函数重定向的问题，自己动手试了试，单片机可以通过串口打印信息，printf函数重定向后使用十分方便。 所谓重定向是指修改printf的底层函数，使printf打印到单片机的外设中。 还有一个概念是半主机。 ---参考&nbsp; &nbsp;RealView 编译工具开发指南&nbsp; &nbsp;8.1.1. 什么是半主机？ RealView 编译工具开发指南我已上传，大家可以下载研究研究。 <img alt="" src="http://www.stmcu.org.cn/module/forum/static/image/filetype/pdf.gif">&nbsp;<a href="http://www.stmcu.org.cn/module/forum/forum.php?mod=attachment&amp;aid=MzMyNTkwfGUzOTYwZmJifDE1NDYxMzg4OTR8MzM3Njk0fDU5ODI5NA%3D%3D" rel="nofollow">RealView编译工具开发指南.pdf</a>&nbsp;(967.71 KB, 下载次数: 833) &nbsp; 这里也给出没打开、中c库和c+库的使用规范 &nbsp; &nbsp;&nbsp;&nbsp; <img alt="" src="http://www.stmcu.org.cn/module/forum/static/image/filetype/pdf.gif">&nbsp;<a href="http://www.stmcu.org.cn/module/forum/forum.php?mod=attachment&amp;aid=MzMyNTk0fGM4ZThiYmIzfDE1NDYxMzg4OTR8MzM3Njk0fDU5ODI5NA%3D%3D" rel="nofollow">ARM Developer Suite Compilers and Libraries Guide.pdf</a>&nbsp;(1.54 MB, 下载次数: 634) 有兴趣的可以看看，内容有点多，看起来不很好理解。 半主机是用于 ARM 目标的一种机制，可将来自应用程序代码的输入/输出请求传送至运行调试器的主机。 例如，使用此机制可以启用 C 库中的函数，如 printf() 和 scanf()，来使用主机的屏幕和键盘，而不是在目标系统上配备屏幕和键盘。 &nbsp; 这种机制很有用，因为开发时使用的硬件通常没有最终系统的所有输入和输出设备。 半主机可让主机来提供这些设备。 &nbsp; 半主机是通过一组定义好的软件指令（如 SVC）来实现的，这些指令通过程序控制生成异常。 应用程序调用相应的半主机调用，然后调试代理处理该异常。 调试代理提供与主机之间的必需通信。 &nbsp; 半主机接口对 ARM 公司提供的所有调试代理都是通用的。 在无需移植的情况下使用 RealView ARMulator® ISS、指令集系统模型 (ISSM)、实时系统模型 (RTSM)、RealView ICE 或 RealMonitor 时，会执行半主机操作。 &nbsp; 标准库使用半主机模式，半主机是通过一组定义好的软件指令 （如 SVC）SVC 指令 （以前称为 SWI 指令）来实现的，这些指令通过程序控制生成异常。 应用程序调用相应的半主机调用，然后调试代理处理该异常。调试代理（这里的调试代理是仿真器）提供与主机之间的必需通信。也就是说使用半主机模式必须使用仿真器调试。 &nbsp; ARMv7 之前的 ARM 处理器使用 SVC 指令 （以前称为 SWI 指令）进行半主机调用。 但是，如果要为 ARMv6-M 或 ARMv7-M （如 Cortex™-M1 或 Cortex-M3 处理器）进行编译，请使用 BKPT 指令来实现半主机。 &nbsp; 简单的来说，半主机模式就是通过仿真器实现开发板在电脑上的输入和输出。和半主机模式功能相同的是ITM调试机制。 有关ITM调试机制可以参考这里：<a href="http://www.douban.com/note/248637026/" rel="nofollow">http://www.douban.com/note/248637026/</a> &nbsp; 上面介绍的半主机和ITM功能相当，他们都是调试机制，开发板均借助仿真器与电脑连接，实现单片机利用主机的屏幕键盘的输入输出。 这两种机制的运行均需要仿真器，否则无法运行。 &nbsp; 开发式一般单片机需要独立运行，开发者应去掉仿真器，把printf函数通过单片机的外设来实现，例如通过开发板的串口，lcd或者sd卡。 &nbsp; MDK中通常使用以下两种方法： 方法1.使用微库,因为使用微库的话,不会使用半主机模式. 
 <ol style="margin-left:10px;"> 
 <li>int fputc(int ch, FILE *f)</li> 
 <li>{&nbsp; &nbsp;&nbsp; &nbsp;</li> 
 <li>while((USART1-&gt;SR&amp;0X40)==0);</li> 
 <li>&nbsp; &nbsp; USART1-&gt;DR = (u8) ch;&nbsp; &nbsp;&nbsp; &nbsp;</li> 
 <li>return ch;</li> 
 <li>}&nbsp;&nbsp;</li> 
 </ol>复制代码 方法2.仍然使用标准库,在主程序添加下面代码: 
 <ol style="margin-left:10px;"> 
 <li>#pragma import(__use_no_semihosting)&nbsp;</li> 
 <li>struct __FILE&nbsp;</li> 
 <li>{&nbsp;</li> 
 <li>int handle;&nbsp;</li> 
 <li>};&nbsp;</li> 
 <li>FILE __stdout;&nbsp; &nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp;</li> 
 <li>_sys_exit(int x)&nbsp;</li> 
 <li>{&nbsp;</li> 
 <li>x = x;&nbsp;</li> 
 <li>}&nbsp;</li> 
 <li>int fputc(int ch, FILE *f)</li> 
 <li>{&nbsp; &nbsp;&nbsp; &nbsp;</li> 
 <li>while((USART1-&gt;SR&amp;0X40)==0);//Ñ»··¢ËÍ,Ö±µ½·¢ËÍÍê±Ï&nbsp; &nbsp;</li> 
 <li>&nbsp; &nbsp; USART1-&gt;DR = (u8) ch;&nbsp; &nbsp;&nbsp; &nbsp;</li> 
 <li>return ch;</li> 
 <li>}</li> 
 </ol>复制代码 关于&nbsp;microlib microlib&nbsp;是缺省&nbsp;C&nbsp;库的备选库。 它用于必须在极少量内存环境下运行的深层嵌入式应用程序。 这些应用程序不在操作系统中运行。microlib&nbsp;不会尝试成为符合标准的&nbsp;ISO C&nbsp;库。 microlib&nbsp;进行了高度优化以使代码变得很小。 它的功能比缺省&nbsp;C&nbsp;库少，并且根本不具备某些&nbsp;ISO C&nbsp;特性。某些库函数的运行速度也比较慢，例如，memcpy()。 &nbsp; 上面给出了正确的方法，我在测试的过程中发现方法二中注释掉#pragma import(__use_no_semihosting)&nbsp;程序依然运行正确，这个很让人费解。 也有使用#pragma import(__use_no_semihosting_swi)的。这几个的区别我没弄懂。 如果使用微库或者禁用半主机，没有重定义fputc函数，程序可以运行，但不知道结果打印到主机的哪个地方去了。既没有禁用半主机也没有重定义fputc函数，程序将一直停在中断处，如图： <img alt="" src="http://www.stmcu.org.cn/module/forum/data/attachment/forum/201501/01/011109t1a46uj61goi0aru.jpg" width="499"> &nbsp; 网上的大部分资料都是禁用了半主机模式，没有使用过半主机模式借助主机的键盘输入参数，看了很多资料，都是讲半主机的，但讲的内容太浅显， 我没有学会使用半主机，更多的是学会了禁用半主机模式，我们好像忽略了半主机模式的意义。 &nbsp; 另外，我们可以查到的大部分资料讲解的大同小异，它们更多的告诉我们正确的步骤，而不是让我们从源头了解一个问题，当然，大部分人看重的是实用，问题解决了，也就不再去思考背后的原理。 &nbsp; 最有效最直接最权威的资料是mdk官方给出的资料，但是资料内容太多，看起来太多，不易懂，大部分人没有看下去的欲望。我们应该让使用手册看起来更直观，更易懂，更方便查阅，更高效地查阅。 &nbsp; 第一个给出此类问题的解决方法的人，他们以通俗易懂的方式告诉了广大开发者，他们阅读了这些晦涩的手册，他们是真的勇士！ </td> 
 </tr> 
 </tbody> 
</table>

[MDK][]

[实时事件触发实时调度问题--使用一个子函数来触发结果无法返回了][--]

# 1、对比了两种写法： #

第一种写法在任务task1里直接由内嵌汇编swi来触发实现任务调度，swi之后的指令还能正常工作。其它任务调度逻辑是正常的。  
第二种写法在任务task1里通过调用taskDelay(1)函数，在该函数里使用内嵌汇编swi来触发任务调度，那么taskDelay(1)函数之后的指令无法再下一次调用该任务时还原到此指令执行，原因用户栈不在了，使用任务栈保存的参数无法在复原了。

# 小结： #

第一种写法在任务task1里直接由内嵌汇编swi来触发实现任务调度，swi之后的指令还能正常工作。其它任务调度逻辑是正常的。  
第二种写法在任务task1里通过调用taskDelay(1)函数，在该函数里使用内嵌汇编swi来触发任务调度，那么taskDelay(1)函数之后下一条指令printf无法执行，分析原因用户栈被破坏了，保存的局部参数无法在复原了。  
修改了任务栈保存信息，把当前任务的R0-R15都给保存到任务栈里，还是不行。

# 目前关于寄存器值保存和恢复的做法： #

A、每次进入中断和svc模式，保存用户态的所有寄存器到当前任务栈  
B、每次将要运行的任务的SP值不恢复，直接跳过，其它寄存器值都恢复。这样避免了用户态SP值得改变，从一个任务到另外一个任务是连续的，各个任务调度是正常的。这种方式只适合上面第一种写法，而不适合第二种写法。  
C、每次将要运行的任务的SP值也恢复，那么通过中断产生任务调度再次运行该任务时会重启了，不能继续运行。

# 最后解决方法： #

对比了两种写法的汇编，第二种写法的sp被调用下一个任务sp给占用了，所以在此问题导致了。第一个任务的sp虽然恢复了，但是sp里的局部参数(改参数是返回到任务的地址)被下一个任务的sp给占用了，所以第一个任务sp在切换前应该保存一段空间，用来隔开第二个任务的sp即可。

第一种写法代码如下：

int TEST_TestTask1(void)
    {
        printf("\n\rTask1 start...\n\r");
        printf("user mode ...      SP 0x%x\n\r",sp_value());
        printf("CPSR==> 0x%x\n\r",cpsr_value());
        while(1){
        printf("\n\rTask1 running again...\n\r");
    
        #if  1
            tickVal = 1;
            printf("start taskDelay %ds ..... now!\n\r",tickVal);
            __asm__(
                " swi #255 \n\t"                /* 
            );
        #endif
            printf("Task1 Delay 1s over...\n\r");
    
        }
        printf("Task1 is running over!\n\r"); 
    
        return 0;
    }

对应汇编：

第一种写法汇编
 30001894 <TEST_TestTask1>:
 30001894: e92d4030 stmdb sp!, {r4, r5, lr}
 30001898: e59f0050 ldr r0, [pc, #80] ; 300018f0 <.text+0x18f0>
 3000189c: eb00009e bl 30001b1c <printf>
 300018a0: ebffff72 bl 30001670 <sp_value>
 300018a4: e1a01000 mov r1, r0
 300018a8: e59f0044 ldr r0, [pc, #68] ; 300018f4 <.text+0x18f4>
 300018ac: eb00009a bl 30001b1c <printf>
 300018b0: ebffff67 bl 30001654 <cpsr_value>
 300018b4: e1a01000 mov r1, r0
 300018b8: e59f0038 ldr r0, [pc, #56] ; 300018f8 <.text+0x18f8>
 300018bc: eb000096 bl 30001b1c <printf>
 300018c0: e59f5034 ldr r5, [pc, #52] ; 300018fc <.text+0x18fc>
 300018c4: e3a04001 mov r4, #1 ; 0x1
 300018c8: e59f0030 ldr r0, [pc, #48] ; 30001900 <.text+0x1900>
 300018cc: eb000092 bl 30001b1c <printf>
 300018d0: e1a01004 mov r1, r4
 300018d4: e59f0028 ldr r0, [pc, #40] ; 30001904 <.text+0x1904>
 300018d8: e5854000 str r4, [r5]
 300018dc: eb00008e bl 30001b1c <printf>
 ##300018e0: ef0000ff swi 0x000000ff
 ##300018e4: e59f001c ldr r0, [pc, #28] ; 30001908 <.text+0x1908>
 ##300018e8: eb00008b bl 30001b1c <printf>
 300018ec: eafffff5 b 300018c8 <TEST_TestTask1+0x34>
 300018f0: 3000411c andcc r4, r0, ip, lsl r1
 300018f4: 30004084 andcc r4, r0, r4, lsl #1
 300018f8: 30003978 andcc r3, r0, r8, ror r9
 300018fc: 30005bfc strccd r5, [r0], -ip
 30001900: 30004130 andcc r4, r0, r0, lsr r1
 30001904: 30003c04 andcc r3, r0, r4, lsl #24
 30001908: 3000414c andcc r4, r0, ip, asr #2

第二种写法代码如下：

int TEST_TestTask1(void)
    {
        printf("\n\rTask1 start...\n\r");
        printf("user mode ...      SP 0x%x\n\r",sp_value());
        printf("CPSR==> 0x%x\n\r",cpsr_value());
        while(1){
          printf("\n\rTask1 running again...\n\r");
              taskDelay(1);
          printf("Task1 Delay 1s over...\n\r");
    
        }
        printf("Task1 is running over!\n\r"); 
        return 0;
    }

对应汇编

30001894 <TEST_TestTask1>:
 30001894: e52de004 str lr, [sp, #-4]!
 30001898: e59f003c ldr r0, [pc, #60] ; 300018dc <.text+0x18dc>
 3000189c: eb000097 bl 30001b00 <printf>
 300018a0: ebffff72 bl 30001670 <sp_value>
 300018a4: e1a01000 mov r1, r0
 300018a8: e59f0030 ldr r0, [pc, #48] ; 300018e0 <.text+0x18e0>
 300018ac: eb000093 bl 30001b00 <printf>
 300018b0: ebffff67 bl 30001654 <cpsr_value>
 300018b4: e1a01000 mov r1, r0
 300018b8: e59f0024 ldr r0, [pc, #36] ; 300018e4 <.text+0x18e4>
 300018bc: eb00008f bl 30001b00 <printf>
 300018c0: e59f0020 ldr r0, [pc, #32] ; 300018e8 <.text+0x18e8>
 300018c4: eb00008d bl 30001b00 <printf>
 300018c8: e3a00001 mov r0, #1 ; 0x1
 ##300018cc: ebfffced bl 30000c88 <taskDelay>
 300018d0: e59f0014 ldr r0, [pc, #20] ; 300018ec <.text+0x18ec>
 300018d4: eb000089 bl 30001b00 <printf>
 300018d8: eafffff8 b 300018c0 <TEST_TestTask1+0x2c>
 
 30000c88 <taskDelay>:
 30000c88: e59f201c ldr r2, [pc, #28] ; 30000cac <.text+0xcac>
 30000c8c: e1a03000 mov r3, r0
 ##30000c90: e52de004 str lr, [sp, #-4]!
 30000c94: e1a01000 mov r1, r0
 30000c98: e59f0010 ldr r0, [pc, #16] ; 30000cb0 <.text+0xcb0>
 30000c9c: e5823000 str r3, [r2]
 30000ca0: eb000396 bl 30001b00 <printf>
 ##30000ca4: ef0000ff swi 0x000000ff
 ##30000ca8: e49df004 ldr pc, [sp], #4
 30000cac: 30005bdc ldrccd r5, [r0], -ip
 30000cb0: 30003be4 andcc r3, r0, r4, ror #23

作者：yuanyuanxingliu  
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來源：简书  
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