ARM裸板開発——簡単な作成で「shell」機能を実現

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は、裸の環境で使用される「shell」機能を実現するプログラムを簡単に作成し、LED、beepなどを制御することができる.

mainメインプログラム設計

主な関数:strcmp

を実現

LED初期化及び制御機能実現

UART初期化及び制御機能実現

Makefileを使用して

をコンパイル

実行結果

裸の環境で使用する「shell」機能を実現するプログラムを簡単に作成し、LED、beepなどを制御することができます.
mainメインプログラム設計

#include "uart.h"
#include "strcmp.h"
#include "led.h"

//             
static char buf[32];

void main(void)
{
    //1.   UART
    uart_init();
    //2.   LED
    led_init();

    //3.          
    while(1) {
        uart_puts("
 Shell#");
        uart_gets(buf, 32);
        if(!my_strcmp(buf, "led on"))
            led_on();
        else if(!my_strcmp(buf, "led off"))
            led_off();
        else
            uart_puts("
 Your command is invalid
");
    }
}

主な関数:strcmp実装
strcmp文字列比較関数を実現し、ユーザーコマンドの入力を比較します.

strcmp.h

#ifndef __STRCMP_H
#define __STRCMP_H

/*  ：         
 *   ：
    str1=str2:  0
    str1>str2:    0
    str1
extern int my_strcmp(const char *str1,
                     const char *str2);
#endif

strcmp.c

#include “strcmp.h”
/*str1 = "hello", str2 = "hfllo"*/
int my_strcmp(const char *str1, 
                const char *str2)
{
    while(*str1) {
        if(*str1 != *str2)
            return *str1 - *str2;
        str1++;
        str2++;
    }
    return *str1 - *str2;
}

LED初期化及び制御機能実現

led.h

#ifndef __LED_H
#define __LED_H

/*           */
#define GPIOCOUT (*(volatile unsigned long *)0xC001C000)
#define GPIOCOUTENB (*(volatile unsigned long *)0xC001C004)
#define GPIOCALTFN0 (*(volatile unsigned long *)0xC001C020)

/*      */
extern void led_init(void);
extern void led_on(void);
extern void led_off(void);
#endif

led.c

#include "led.h"

//       
void led_init(void)
{
    //1.       GPIO  
    GPIOCALTFN0 &= ~(3 << 24);
    GPIOCALTFN0 |= (1 << 24);

    //2.         
    GPIOCOUTENB |= (1 << 12);
}

//      
void led_on(void)
{
    //1.        0
    GPIOCOUT &= ~(1 << 12);
}

//      
void led_off(void)
{
    //1.        1
    GPIOCOUT |= (1 << 12);
}

UART初期化及び制御機能実現

uart.h

#ifndef __UART_H
#define __UART_H

/*UART       */
#define ULCON0 (*(volatile unsigned long *)0xC00A1000)
#define UCON0 (*(volatile unsigned long *)0xC00A1004)
#define UTRSTAT0 (*(volatile unsigned long *)0xC00A1010)
#define UTXH0 (*(volatile unsigned long *)0xC00A1020)
#define URXH0 (*(volatile unsigned long *)0xC00A1024)
#define UBRDIV0 (*(volatile unsigned long *)0xC00A1028)
#define UFRACVAL0 (*(volatile unsigned long *)0xC00A102C)
#define GPIODALTFN0 (*(volatile unsigned long *)0xC001D020)
#define GPIODALTFN1 (*(volatile unsigned long *)0xC001D024)
#define UARTCLKENB (*(volatile unsigned long *)0xC00A9000)
#define UARTCLKGENOL (*(volatile unsigned long *)0xC00A9004)

/*UART      */
//     
extern void uart_init(void);
//      
extern void uart_putc(char c);
//       
extern void uart_puts(char *str);
//      
extern char uart_getc(void);
//       
extern void uart_gets(char buf[], int len);
#endif

uart.c

#include "uart.h"

//        
void uart_init(void)
{
    //1.  RX TX          UARTRXD0 UARTTXD0  
    //GPIOD14  UARTRXD0
    //GPIODALTFN0[29:28]=01
    GPIODALTFN0 &= ~(3 << 28);
    GPIODALTFN0 |= (1 << 28);
    //GPIOD18  UARTTXD0
    //GPIODALTFN1[5:4]=01
    GPIODALTFN1 &= ~(3 << 4);
    GPIODALTFN1 |= (1 << 4);

    //2.  UART    50MHZ
    //            
    //PLL[0]=800MHZ
    //n=800MHZ/50MHZ=16
    //n=CLKDIV0+1=>CLKDIV0=15
    //CLKDIV0=UARTCLKGENOL[12:5]
    UARTCLKGENOL &= ~(0xFF << 5);
    UARTCLKGENOL |= (0xF << 5);

    //3.  UART     115200
    //    8
    //       
    //    1 
    ULCON0 = 3;
    UCON0 = 5;
    UBRDIV0 = 26; 
    UFRACVAL0=2;

    //4.  UART   
    UARTCLKENB |= (1 << 2);
}

//        
//               
//               
//   TX   ,    115200
void uart_putc(char c)
{
    //1.  CPU                          TX       ,CPU                          ,    ,   ,       
    while(!(UTRSTAT0 & 0x2));

    //2.          
    UTXH0 = c;
    
    //3.      
    if(c == '
')
        uart_putc('\r');
}

//         
//str = "helloworld
"
void uart_puts(char *str)
{
    while(*str) {
        uart_putc(*str);
        str++;
    }
}

//        
char uart_getc(void)
{
    //1.  CPU  UART          
    //           RX          ,  CPU        ,     
    //                 
    //         
    //    ：CPU     
    //     :CPU       
    while(!(UTRSTAT0 & 0x1));

    //2.             
    return (URXH0 & 0xFF);
}

//         
//  :char buf[32];uart_gets(buf, 32)
void uart_gets(char buf[], int len)
{
    int i;
    for (i = 0; i < len - 1; i++) {
        //          
        buf[i] = uart_getc();
        //     
        uart_putc(buf[i]);
        //             
        //   ,    
        if(buf[i] == '\r')
            break;
    }
    buf[i] = 0; //       
}

Makefileでコンパイル

Makefile

#    
NAME=shell
BIN=$(NAME).bin
ELF=$(NAME).elf 
OBJ=main.o uart.o led.o strcmp.o

CROSS_COMPILE=arm-cortex_a9-linux-gnueabi-
CC=$(CROSS_COMPILE)gcc
LD=$(CROSS_COMPILE)ld
OBJCOPY=$(CROSS_COMPILE)objcopy
CP=cp
RM=rm
INSTALLPATH=/tftpboot
  
  #    
LDFLAGS=-nostdlib -nostartfiles -Ttext=0x48000000 -emain
  #    
CFLAGS=-nostdlib

#      
shell.bin:shell.elf
	arm-cortex_a9-linux-gnueabi-objcopy -O binary shell.elf shell.bin

$(BIN):$(ELF)
	$(OBJCOPY) -O binary $(ELF) $(BIN)
	$(CP) $(BIN) $(INSTALLPATH)
#
#   		#shell.elf:main.o uart.o led.o strcmp.o
#     arm...ld -nostartfiles -nostdlib -... -o shell.elf main.o ...
$(ELF):$(OBJ)
	$(LD) $(LDFLAGS) -o $(ELF) $(OBJ)
#  .o:  .c
#      
%.o:%.c
	$(CC) $(CFLAGS) -c -o $@ $<
#  	 
#  	 #   
#   make clean ,    clean        
clean:
		$(RM) $(BIN) $(ELF) $(OBJ)   

実行結果
ボード上のubootインタフェースで実行します.

tftp 48000000 shell.bin
go 48000000