eCos的HAL接口采用宏定义形式的优势

Posted 2022-11-18

mingdu.zheng <at> gmail <dot> com

 

eCos的HAL接口为eCos其它组件提供访问硬件的统一接口，所有的HAL接口都是以宏定义的形式提供的， 采用宏定义的形式有如下优势：

 

1. 实现接口的形式是多样化的

实现接口的形式是多样化的，可以根据需要选择内联C代码、调用C函数、内联汇编代码、调用汇编函数等多种实现形式， 如果硬件平台不支持该接口，那么可以将该接口定义为空白。

内联C代码的例子（​​hal/arm/arch/.../include/hal_arch.h:179​​）

#define HAL_THREAD_INIT_CONTEXT( _sparg_, _thread_, _entry_, _id_ )         \\
    CYG_MACRO_START                                                         \\
    register CYG_WORD _sp_ = ((CYG_WORD)_sparg_) &~15;                      \\
    register HAL_SavedRegisters *_regs_;                                    \\
    int _i_;                                                                \\
    _regs_ = (HAL_SavedRegisters *)((_sp_) - sizeof(HAL_SavedRegisters));   \\
    for( _i_ = HAL_THREAD_CONTEXT_FIRST; _i_ <= HAL_THREAD_CONTEXT_LAST;    \\
           _i_++ )                                                          \\
        (_regs_)->d[_i_] = (_id_)|_i_;                                      \\
    (_regs_)->d[00] = (CYG_WORD)(_thread_); /* R0 = arg1 = thread ptr */    \\
    (_regs_)->sp = (CYG_WORD)(_sp_);        /* SP = top of stack      */    \\
    (_regs_)->lr = (CYG_WORD)(_entry_);     /* LR = entry point       */    \\
    (_regs_)->pc = (CYG_WORD)(_entry_);     /* PC = [initial] entry point */\\
    (_regs_)->cpsr = (CPSR_THREAD_INITIAL); /* PSR = Interrupt enabled */   \\
    _sparg_ = (CYG_ADDRESS)_regs_;                                          \\
    CYG_MACRO_END

内联汇编代码的例子（​​hal/arm/arch/.../include/hal_intr.h:171​​）

#define HAL_DISABLE_INTERRUPTS(_old_)           \\
    asm volatile (                              \\
        "mrs %0,cpsr;"                          \\
        "orr r4,%0,%1;"                         \\
        "msr cpsr,r4"                           \\
        : "=r"(_old_)                           \\
        : "i"(CPSR_INTR_MASK)                   \\
        : "r4"                                  \\
        );

调用C函数的例子（​​hal/arm/arch/.../include/hal_intr.h:410​​）

#define HAL_INTERRUPT_MASK( _vector_ )                     \\
    hal_interrupt_mask( _vector_ )

调用汇编函数的例子（​​hal/arm/arch/.../include/hal_arch.h:206​​）

#define HAL_THREAD_SWITCH_CONTEXT(_fspptr_,_tspptr_)                    \\
        hal_thread_switch_context((CYG_ADDRESS)_tspptr_,                \\
                                  (CYG_ADDRESS)_fspptr_);

空白定义的例子（​​hal/arm/arch/.../include/hal_arch.h:417​​）

#define CYGARC_HAL_SAVE_GP()

2. 可以进行重定义覆盖默认值

eCos将HAL分成3层，分别是架构层（Architecture）、变体层（Variant）、平台层（Platform）， 大部分HAL接口是由架构层提供的，但是变体层或平台层可以根据自身的特性对平台层提供的HAL接口重定义。 这通过在架构层头文件include变体层和平台层头文件以及ifndef/define预处理指令实现。

变体层覆盖架构层的例子：

架构层头文件引用变体层头文件（​​hal/arm/arch/.../include/hal_arch.h:59​​）

#ifdef CYGBLD_HAL_ARM_PLF_ARCH_H
#include <cyg/hal/plf_arch.h>
#endif

#ifdef CYGBLD_HAL_ARM_VAR_ARCH_H
#include <cyg/hal/var_arch.h>
#endif

架构层的默认实现（​​hal/arm/arch/.../include/hal_arch.h:375​​）

#ifndef HAL_IDLE_THREAD_ACTION
#define HAL_IDLE_THREAD_ACTION(_count_) CYG_EMPTY_STATEMENT
#endif

变体层的实现（​​hal/arm/lpc24xx/.../include/var_arch.h:66​​）

#ifndef HAL_IDLE_THREAD_ACTION
#define HAL_IDLE_THREAD_ACTION(_count_)                       \\
CYG_MACRO_START                                               \\
HAL_WRITE_UINT32(CYGARC_HAL_LPC24XX_REG_SCB_BASE +            \\
                 CYGARC_HAL_LPC24XX_REG_PCON,                 \\
                 CYGARC_HAL_LPC24XX_REG_PCON_IDL);            \\
CYG_MACRO_END
#endif