LINUX.ORG.RU

Не могу поморгать диодом из C

 , ,


1

1

Хочу поморгать диодом без библиотек. В целом сетап описан тут. Процессор STM32F030F4P6. Диод подключен, насколько я могу судить, к ноге PA4.

На текущий момент конфигурация такая:

Makefile:

CC = arm-none-eabi-gcc
AS = arm-none-eabi-as
LD = arm-none-eabi-ld
CFLAGS = -mthumb -mcpu=cortex-m0 -O0

.PHONY: all flash

all: app.bin

crt.o: crt.s

app.elf: linker.ld crt.o blink.o
	$(LD) -T linker.ld -o app.elf crt.o blink.o

app.bin: app.elf
	arm-none-eabi-objcopy -O binary $< $@

flash: app.bin
	st-flash --reset write $< 0x8000000

crt.s:

.cpu cortex-m3
.thumb

.word 0x20005000
.word _reset
.thumb_func
_reset:
  bl blink
  b .

linker.ld:

MEMORY {
  FLASH(rx): ORIGIN = 0x08000000, LENGTH = 16K
  RAM (xrw): ORIGIN = 0x20000000, LENGTH = 4K
}

blink.c:

#include <stdint.h>

const uint32_t RCC_BASE = 0x40021000;
const uint32_t GPIOA_BASE = 0x48000000;
const uint32_t RCC_AHBENR_OFFSET = 0x14;
const uint8_t RCC_AHBENR_IOPAEN_BIT = 17;
const uint32_t GPIOx_MODER_OFFSET = 0x00;
const uint8_t GPIOx_MODER_MODE4_BIT_OFFSET = 8;
const uint32_t GPIOx_ODR_OFFSET = 0x14;
const uint8_t GPIOx_ODR_OD4_BIT = 4;

void bit_clear(uint32_t address, uint8_t bit);
void bit_set(uint32_t address, uint8_t bit);
void bit_toggle(uint32_t address, uint8_t bit);

void blink(void) {
  bit_set(RCC_BASE + RCC_AHBENR_OFFSET, RCC_AHBENR_IOPAEN_BIT);
  bit_set(GPIOA_BASE + GPIOx_MODER_OFFSET, GPIOx_MODER_MODE4_BIT_OFFSET);
  bit_set(GPIOA_BASE + GPIOx_ODR_OFFSET, GPIOx_ODR_OD4_BIT);
  volatile uint32_t counter = 0;
  while (1) {
    if (counter % 0x10000 == 0) {
      bit_toggle(GPIOA_BASE + GPIOx_ODR_OFFSET, GPIOx_ODR_OD4_BIT);
    }
    counter++;
  }
}

void bit_clear(uint32_t address, uint8_t bit) {
  uint32_t mask = 1 << bit;
  volatile uint32_t *ptr = (uint32_t *) address;
  *ptr &= ~mask;
}

void bit_set(uint32_t address, uint8_t bit) {
  uint32_t mask = 1 << bit;
  volatile uint32_t *ptr = (uint32_t *) address;
  *ptr |= mask;
}

void bit_toggle(uint32_t address, uint8_t bit) {
  uint32_t mask = 1 << bit;
  volatile uint32_t *ptr = (uint32_t *) address;
  *ptr ^= mask;
}

Адреса брал из RM0360:

2.2.2 Memory map and register boundary addresses

AHB2 0x4800 0000 - 0x4800 03FF GPIOA
AHB1 0x4002 1000 - 0x4002 13FF RCC

7.4.6
Reset and clock control (RCC)
AHB peripheral clock enable register (RCC_AHBENR)
Address offset: 0x14
Bit 17: IOPAEN: I/O port A clock enable

8.4.1
GPIO port mode register (GPIOx_MODER)
Address offset:0x00
Bits 9:8 Port configuration bits
01: General purpose output mode

8.4.6
GPIO port output data register (GPIOx_ODR)
Address offset: 0x14
Bit 4: Port output databit

Насколько я понял из чтения документации:

  1. Нужно настроить регистр RCC_AHBENR и включить I/O port A.
  2. Нужно настроить регистр GPIOx_MODER и включить output mode для PA4.
  3. Для включения/выключения диода нужно менять бит GPIOx_ODR.

Возможно код на C неправильный, я его знаю плохо, пытался писать максимально просто.

На CubeMX пример с HAL копипастил, он работает, диод моргает. Ниже приведу на всякий случай:

/* USER CODE BEGIN Header */
/**
  ******************************************************************************
  * @file           : main.c
  * @brief          : Main program body
  ******************************************************************************
  * @attention
  *
  * Copyright (c) 2023 STMicroelectronics.
  * All rights reserved.
  *
  * This software is licensed under terms that can be found in the LICENSE file
  * in the root directory of this software component.
  * If no LICENSE file comes with this software, it is provided AS-IS.
  *
  ******************************************************************************
  */
/* USER CODE END Header */
/* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include "main.h"

/* Private includes ----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN Includes */

/* USER CODE END Includes */

/* Private typedef -----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PTD */

/* USER CODE END PTD */

/* Private define ------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PD */
/* USER CODE END PD */

/* Private macro -------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PM */

/* USER CODE END PM */

/* Private variables ---------------------------------------------------------*/

/* USER CODE BEGIN PV */

/* USER CODE END PV */

/* Private function prototypes -----------------------------------------------*/
void SystemClock_Config(void);
static void MX_GPIO_Init(void);
/* USER CODE BEGIN PFP */

/* USER CODE END PFP */

/* Private user code ---------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN 0 */

/* USER CODE END 0 */

/**
  * @brief  The application entry point.
  * @retval int
  */
int main(void)
{
  /* USER CODE BEGIN 1 */

  /* USER CODE END 1 */

  /* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/

  /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
  HAL_Init();

  /* USER CODE BEGIN Init */

  /* USER CODE END Init */

  /* Configure the system clock */
  SystemClock_Config();

  /* USER CODE BEGIN SysInit */

  /* USER CODE END SysInit */

  /* Initialize all configured peripherals */
  MX_GPIO_Init();
  /* USER CODE BEGIN 2 */

  /* USER CODE END 2 */

  /* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1)
  {
    /* USER CODE END WHILE */

    /* USER CODE BEGIN 3 */
	HAL_GPIO_TogglePin(GPIOA, GPIO_PIN_4);
	HAL_Delay(100);
  }
  /* USER CODE END 3 */
}

/**
  * @brief System Clock Configuration
  * @retval None
  */
void SystemClock_Config(void)
{
  RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {0};
  RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = {0};

  /** Initializes the RCC Oscillators according to the specified parameters
  * in the RCC_OscInitTypeDef structure.
  */
  RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSI;
  RCC_OscInitStruct.HSIState = RCC_HSI_ON;
  RCC_OscInitStruct.HSICalibrationValue = RCC_HSICALIBRATION_DEFAULT;
  RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_NONE;
  if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }

  /** Initializes the CPU, AHB and APB buses clocks
  */
  RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK
                              |RCC_CLOCKTYPE_PCLK1;
  RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_HSI;
  RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;
  RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;

  if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_0) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
}

/**
  * @brief GPIO Initialization Function
  * @param None
  * @retval None
  */
static void MX_GPIO_Init(void)
{
  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};

  /* GPIO Ports Clock Enable */
  __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();

  /*Configure GPIO pin Output Level */
  HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_4, GPIO_PIN_RESET);

  /*Configure GPIO pin : PA4 */
  GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_4;
  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
  GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
  HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);

}

/* USER CODE BEGIN 4 */

/* USER CODE END 4 */

/**
  * @brief  This function is executed in case of error occurrence.
  * @retval None
  */
void Error_Handler(void)
{
  /* USER CODE BEGIN Error_Handler_Debug */
  /* User can add his own implementation to report the HAL error return state */
  __disable_irq();
  while (1)
  {
  }
  /* USER CODE END Error_Handler_Debug */
}

#ifdef  USE_FULL_ASSERT
/**
  * @brief  Reports the name of the source file and the source line number
  *         where the assert_param error has occurred.
  * @param  file: pointer to the source file name
  * @param  line: assert_param error line source number
  * @retval None
  */
void assert_failed(uint8_t *file, uint32_t line)
{
  /* USER CODE BEGIN 6 */
  /* User can add his own implementation to report the file name and line number,
     ex: printf("Wrong parameters value: file %s on line %d\r\n", file, line) */
  /* USER CODE END 6 */
}
#endif /* USE_FULL_ASSERT */

Но я в нём ничего не понимаю, хотелось бы попроще.

★★★★

Последнее исправление: vbr (всего исправлений: 2)

Я вот в этой лапше разобраться не хочу, может вечером гляну. А пока у меня странный вопрос - если ты не спец в си и стм32, то почему не используешь Hal stm32? Там же все работает и есть куча примеров? Есть даже кодогенеоатор.

aiqu6Ait ★★★★
()
Последнее исправление: aiqu6Ait (всего исправлений: 1)

У тебя массив memory uint32_t. И ты индексируешь его номерами байт в памяти. Нужно делить все индексы на 4.

Но обычно просто делают #define IO32(addr) (*((volatile uint32_t*) (addr))), массивы не используют.

KivApple ★★★★★
()
Последнее исправление: KivApple (всего исправлений: 1)
Ответ на: комментарий от aiqu6Ait

Мне это не интересно, мне интересно на ассемблере писать под МК, но я его не знаю, поэтому пока на C хочу начать, чтобы что-то было рабочее, на что можно опираться. При этом опираться на функцию, написанную непонятно где, с километрами макросов, мне не удобно.

vbr ★★★★
() автор топика
Ответ на: комментарий от KivApple

Переделал на

void bit_clear(uint32_t address, uint8_t bit) {
  uint32_t mask = 1 << bit;
  volatile uint32_t *ptr = (uint32_t *) address;
  *ptr &= ~mask;
}

void bit_set(uint32_t address, uint8_t bit) {
  uint32_t mask = 1 << bit;
  volatile uint32_t *ptr = (uint32_t *) address;
  *ptr |= mask;
}

void bit_toggle(uint32_t address, uint8_t bit) {
  uint32_t mask = 1 << bit;
  volatile uint32_t *ptr = (uint32_t *) address;
  *ptr ^= mask;
}

пока не заработало

vbr ★★★★
() автор топика

ChatGPT написал мне такую программу:

// Define the base addresses of the registers
#define RCC_BASE     0x40021000
#define GPIOA_BASE   0x48000000

// Define the offsets of the registers from their respective base addresses
#define RCC_AHBENR_OFFSET   0x14
#define GPIOA_MODER_OFFSET  0x00
#define GPIOA_BSRR_OFFSET   0x18

// Define pointers to the registers
#define RCC_AHBENR  (*(unsigned int*)(RCC_BASE + RCC_AHBENR_OFFSET))
#define GPIOA_MODER (*(unsigned int*)(GPIOA_BASE + GPIOA_MODER_OFFSET))
#define GPIOA_BSRR  (*(unsigned int*)(GPIOA_BASE + GPIOA_BSRR_OFFSET))

// Define the bit positions of the registers
#define RCC_AHBENR_GPIOAEN_Pos 17
#define GPIOA_MODER_MODE4_Pos  8

// Define the bit values of the registers
#define RCC_AHBENR_GPIOAEN_Msk (1 << RCC_AHBENR_GPIOAEN_Pos)
#define GPIOA_MODER_MODE4_Msk  (0b01 << GPIOA_MODER_MODE4_Pos)

int main(void)
{
  // Enable the clock for GPIOA
  RCC_AHBENR |= RCC_AHBENR_GPIOAEN_Msk;

  // Configure PA4 as output
  GPIOA_MODER |= GPIOA_MODER_MODE4_Msk;

  // Loop forever
  while (1)
  {
    // Toggle the LED on PA4
    GPIOA_BSRR |= (1 << 4);
    for (volatile int i = 0; i < 100000; i++); // Delay
    GPIOA_BSRR |= (1 << 20);
    for (volatile int i = 0; i < 100000; i++); // Delay
  }
}

судя по всему она делает то же самое примерно. И так же не работает. Значит скорей всего проблема в линкере или crt.s. Их я брал отсюда. У него STM32F1, я думал, что в плане линкера разницы не должно быть.

vbr ★★★★
() автор топика

Всё получилось. Проблема была в crt.s, я не исправил первое слово (конец оперативной памяти), у меня 4KB памяти, а у автора, у которого я это копировал - 20 KB.

Итоговый текст программы:

#include <stdint.h>

const uint32_t RCC_BASE = 0x40021000;
const uint32_t GPIOA_BASE = 0x48000000;
const uint32_t RCC_AHBENR_OFFSET = 0x14;
const uint8_t RCC_AHBENR_IOPAEN_BIT = 17;
const uint32_t GPIOx_MODER_OFFSET = 0x00;
const uint8_t GPIOx_MODER_MODE4_BIT_OFFSET = 8;
const uint32_t GPIOx_ODR_OFFSET = 0x14;
const uint8_t GPIOx_ODR_OD4_BIT = 4;

#define MEM32(addr) *((volatile uint32_t *)(addr))

void blink(void) {
  MEM32(RCC_BASE + RCC_AHBENR_OFFSET) |= (1 << RCC_AHBENR_IOPAEN_BIT);
  MEM32(GPIOA_BASE + GPIOx_MODER_OFFSET) |= (1 << GPIOx_MODER_MODE4_BIT_OFFSET);

  volatile uint32_t counter = 0;
  while (1) {
    if (counter % 0x10000 == 0) {
      MEM32(GPIOA_BASE + GPIOx_ODR_OFFSET) ^= (1 << GPIOx_ODR_OD4_BIT);
      counter = 0;
    }
    counter++;
  }
}

vbr ★★★★
() автор топика
Ответ на: комментарий от kvpfs

Это, конечно, не реальная задача, но у меня программа с HAL занимает 4904 байта, а моя версия 173 байта. Мне кажется, примерно такой оверхед по размеру он и будет давать, в несколько килобайтов, а по скорости вряд ли разница будет измерима, но тоже интересно было бы узнать.

vbr ★★★★
() автор топика
Последнее исправление: vbr (всего исправлений: 1)
Ответ на: комментарий от kvpfs

Эдичка мерял произодительность usb - у него получался кратный выигрышь. Но надо понимать, что Hal отслеживает ошибки и знает про errata, а программисты регистров на чистом си в первый раз про errata сейчас читают.

aiqu6Ait ★★★★
()
Последнее исправление: aiqu6Ait (всего исправлений: 1)
Ответ на: комментарий от kvpfs

Интереса ради - а сколько вообще реально выйграть по скорости HAL vs ручная_регистровая_низкоуровщина? В реальных задачах может есть у кого-то опыт переписанного с хала кода.

Смотря какая периферия используется. USB в HAL настолько кривое, что можно заметно выиграть. А так больше по объему прошивки выигрыш, раза в два.

James_Holden ★★★★
()
Ответ на: комментарий от kvpfs

естественно, все зависит от кривости и удаленности от железа функций HAL :)
помнится кто-то показательно расковыривал функцию управлением портов и она занимала под сотню тиков…

pfg ★★★★★
()
Ответ на: комментарий от nionio35

Не, у меня просто неправильный размер оперативной памяти был записан в первом слове. Я так понимаю, туда устанавливается регистр sp, который в норме должен смотреть на самый высокий адрес оперативной памяти и расти вниз. Потом, видимо, в скомпилированном коде было обращение к стеку и при попытке записать что-то на стек происходил general fault или что-то подобное. А что потом происходило это я уже не понимаю, наверное пытался вызваться обработчик прерывания, который я не настроил и всё останавливалось, но это только моё предположение.

vbr ★★★★
() автор топика
Ответ на: комментарий от kvpfs

В хале автоматом включается куча лишнего, он физически не может быть быстрее

Вот LL уже гораздо лучше, при правильной настройке компилятора выход тот же что и в регистрах, но баги тоже могут быть, да и реализованно не всё почему-то

nikitalol
()
Ответ на: комментарий от nikitalol

В хале автоматом включается куча лишнего

Да если бы просто включается. Куча бесполезного кода сама по себе будет всего лишь отъедать флешку, что неприятно, но не страшно. Разработчики ST-HAL не осилили двойную буферизацию и не догадываются, что обработка прерываний должна быть максимально быстрой. По ссылке на Хабре ведь есть сравнение с кодом Эдди, который буферизацией тоже не заморачивался, но добился близкой к теоретическому пределу скорости за счет быстрых обработчиков.

А ST-HAL я ковырять пробовал как раз когда с USB разбирался. Бесполезное занятие: они столько слоев накрутили, столько раз переливают одни и те же переменные из пустого в порожнее, что черт ногу сломит. Проще оказалось у того же Эдди подсмотреть. Плюс документация, естественно.

COKPOWEHEU
()
Ответ на: комментарий от vbr

интересно на ассемблере писать под МК, но я его не знаю, поэтому пока на C хочу начать, чтобы что-то было

Отладчик знаете? Вот с него и начните.

vM ★★
()
Последнее исправление: vM (всего исправлений: 1)