STM32–Firmware Architecture part2：业务代码分析–o2link FWs

o2link FWs的架构区别

o2link FWs指三类：

• o2link original FW(gen2): 用于老项目的对外发布版FW
• o2link JEV323 FW: 在o2link original FW上，针对JEV323做了功能改动和架构改动
• o2link Skyways FW: 在o2link original FW上，针对Skyways做了功能改动

Bootloader和Firmware结构

bootloader和Firmware在Flash的分布

1. o2link original FW和o2link Skyways FW是分为bootloader和Firmware两部分，两者共同构成烧录的bin文件

• bootloader：放在Flash的0x0800_0000 ~ 0x0x0800_8000空间，空间32KB；用作USB上位机烧录Firmware到Flash功能。

  

• Firmware: 放在Flash的0x0800_8000~ 0x0801_0000空间，空间32KB；用作处理USB上位机下发的各种控制、读写请求。

  

  bootloader和Firmware所有代码在Flash的分布如下：

注意：ROM/RAM空间分布对应到.sct的配置内容需要特别小心：

STM32–从0创建项目和设计架构

野火STM32 F4创建项目：

https://doc.embedfire.com/mcu/stm32/f4/hal_general/zh/latest/doc/chapter10/chapter10.html

STMF0创建项目：

（1）芯片型号启动创建

（2）配置时钟和各外设

这里参考已有的其他stm32f0项目，用CubeMX打开两个项目，在GUI对照配置新项目自动生成代码。要特别注意时钟的配置，如果使用外接晶振，和具体开发板环境有关。

配置外设和GPIO有技巧：先配置外设（connectivity项，SPI，UART，I2C…），配好后会自动配置外设占用的GPIO；而独立的GPIO功能（一般作为debug pin）在外设配完后再补充。

STM32–搭建VSCode+STMCubeIDE开发环境

用STM32CubeIDE创建工程

用VSCode编辑代码

配置.vscode使能tab补全

Stm32的HAL库默认是没有被VSCode的C/C++ intelligence检测到，自动补全功能不完整，例如HAL_UART_XXX不能tab补全到HAL_UART_Transmit，这个API定义在Drivers/Drivers/STM32FXXX_HAL_Driver/Inc里，C/C++ intelligence没有检测到这个路径，因此需要配置C/C++ intelligence的c_cpp_properties.json, 添加include和defines。

（1）打开STM32项目

注意：要配置哪个STM32项目就VSCode打开哪个目录，不要打开包括多个STM32项目的workspace，不然配置的.vscode是针对workspace目录的，不会对各项目生效。

比如以下workspace有几个STM32CubeIDE创建的项目，VSCode应该打开具体的项目serial-test-isr再配置该项目的.vscode

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PS C:\Users\cursorhu\STM32CubeIDE\workspace_1.15.0> ls

    目录: C:\Users\cursorhu\STM32CubeIDE\workspace_1.15.0

Mode                 LastWriteTime         Length Name
----                 -------------         ------ ----
d-----         2024/4/29     10:03                .metadata
d-----         2024/4/29     10:34                .vscode
d-----         2024/4/24     19:45                led-test
d-----         2024/4/25     11:25                serial-test
d-----         2024/4/29     10:06                serial-test-isr


PS C:\Users\cursorhu\STM32CubeIDE\workspace_1.15.0> cd .\serial-test-isr\
PS C:\Users\cursorhu\STM32CubeIDE\workspace_1.15.0\serial-test-isr> ls

    目录: C:\Users\cursorhu\STM32CubeIDE\workspace_1.15.0\serial-test-isr

Mode                 LastWriteTime         Length Name
----                 -------------         ------ ----
d-----         2024/4/28     22:33                .settings
d-----         2024/4/29     10:06                .vscode
d-----         2024/4/28     16:26                Core
d-----         2024/4/28     17:51                Debug
d-----         2024/4/28     16:26                Drivers
-a----         2024/4/28     16:39          25210 .cproject
-a----         2024/4/28     16:39           8275 .mxproject
-a----         2024/4/28     16:30           1221 .project
-a----         2024/4/28     17:56          10224 serial-test-isr Debug.launch
-a----         2024/4/28     16:39           2975 serial-test-isr.ioc
-a----         2024/4/28     16:39           5306 STM32F072C8TX_FLASH.ld

（2）配置.vscode

STM32–Firmware Architecture part1：开发环境和HAL API应用

STM32–开发环境

当前主流的几种方案：(软件免费，无法律风险)：

1.STM32CubeMX + Keil（社区版）+ VSCode：使用CubeMX快速创建工程并导出为MDK-ARM项目文件，使用Keil编译调试MDK-ARM项目包，使用VSCode编辑代码和版本管理。

优势：兼容老项目，资料最多；Keil的调试经验可以复用到其他非STM32 ARM芯片；

https://www.keil.arm.com/mdk-community/

https://www.st.com/en/development-tools/stm32cubemx.html

2.STM32CubeIDE：ST主推的方式，专用于ST32芯片的IDE，本质是STM32CubeMX + Eclipse IDE + ST的编译调试工具链。

优势：集成度最高；缺陷：只用于STM32

https://www.st.com/en/development-tools/stm32cubeide.html#overview

UEFI开发（二）

Library库

https://blog.csdn.net/weixin_45279063/article/details/115324601

以后面要用到的DEBUG库为例：

库的调用方是MdeModulePkg下的某个INF模块，被调用方是MdePkg库（这个属于基础库很常用）

1. 调用方的INF中要导入库模块的dec和要用到的LibraryClasses

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[Packages]
  MdePkg/MdePkg.dec #这里包含了库模块MdePkg的dec声明，获取到MdePkg所有对外开放的库接口
  MdeModulePkg/MdeModulePkg.dec #这是调用方模块

[LibraryClasses]
  DevicePathLib
  UefiBootServicesTableLib
  UefiRuntimeServicesTableLib
  MemoryAllocationLib
  BaseMemoryLib
  UefiLib
  BaseLib
  UefiDriverEntryPoint
  DebugLib #这里导入了MdePkg库的DebugLib类（头文件），类似其他语言的import或者include namespace
  PcdLib

2. 调用方的c代码中可以直接include库的头文件（不需要用相对地址包含头文件）

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#include <Library/DebugLib.h>

3. 调用方使用库的函数体DEBUG();

UEFI开发（一）EDK2环境搭建

官方文档：

https://github.com/tianocore/tianocore.github.io/wiki/Getting-Started-with-EDK-II

https://github.com/tianocore/tianocore.github.io/wiki/EDK-II-User-Documentation

下载代码

参考：edk2/Submodules

在C盘根目录用git命令下载edk2并下载submodule：

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git clone https://github.com/tianocore/edk2.git
cd edk2
git submodule update --init

如果要切换到stable tag版本：

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git tag -l #列出tag， -l: list
git checkout edk2-stable202X0X #切table tag
git submodule update #更新submodule（对应stable tag）

Windows Driver – INF Verifier使用笔记

WDK有INF verifier用于检测Driver安装包的INF信息文件的内容是否符合要求：如果INF不符合要求，可能在安装Driver报错或者Driver运行时功能报错。

INF verifier使用

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.\infverif.exe /w /v C:\path\driver.inf

https://learn.microsoft.com/en-us/windows-hardware/drivers/devtest/running-infverif-from-the-command-line

排错示例

新建WDF驱动项目时产生默认的INF，但其中一些符号需要替换，否则安装driver时会直接报错安装失败

1. DIRID 13问题

driver.sys一般的路径符号 DIRID是12，较新的OS WDK要求DIRID使用13，用于实现driver package isolation：

参考：https://learn.microsoft.com/en-us/windows-hardware/drivers/develop/porting-inf-to-windows-driver

Windows Driver - Visual Studio配置

安装VisualStudio+SDK+WDK环境

全部流程：https://learn.microsoft.com/zh-cn/windows-hardware/drivers/download-the-wdk

注意：WDK安装前要求先安装适配版本的SDK：

https://developer.microsoft.com/en-us/windows/downloads/windows-sdk/

推荐按以上链接在VS安装程序中安装Windows 11 SDK (10.0.26100.0)，注意默认选中的不是这个版本，需要手动选择这个版本：

正常安装完SDK和WDK后，创建一个KMDF项目是像这样：如果缺少SDK和Driver Setting这些，说明SDK版本不匹配

注意：如果在有问题的环境创建了项目编译会报错，在环境配好后该项目也不能用还是会编译报错，应该删除重新建。

Windows WDF PCIe-SD Host Controller Driver Analysis

Current Status Analysis

Based on the dumpfile information:

1. Driver Stack Structure - Correct

• Device stack is properly established: partmgr → disk → sdhcstor

• Upper layer device (disk.sys) successfully starts and attaches to your driver

• ServiceName is “disk”, DeviceInst shows correct device path

2. Critical Issue: ExtensionFlags Inconsistency

Device object ffffc701663ddc80 (Upper device):

• ⚠️ ExtensionFlags = 0x0000000000 (Highlighted in orange - THIS IS THE PROBLEM)

• This device object is missing necessary extension flags

Device object ffffc70162a1aa0 (Driver object):

• ✓ ExtensionFlags = 0x00000800 (DOE_DEFAULT_SD_PRESENT)

• This flag indicates SD card present - this is correct

Windows Driver – Windbg联调环境配置

参考：https://learn.microsoft.com/en-us/windows-hardware/drivers/debugger/setting-up-a-network-debugging-connection-automatically

Target PC配置

注意：

Target PC要先开测试模式，且关闭系统所有网络防火墙。

Target PC要能Ping通Host PC，即Host PC和Target PC可以用同一局域网的路由器(Router)或交换机(Hub)的网口相连。

Target PC的kdnet创建一次以后再创建也不会变。

Kdnet配置完成后，设备管理器的网络设备会有Kernel Debug Network设备（KDNET），且网口设备（例如下面的Intel Ethernet）会有感叹号Code53是正常的，表示此网口正作为KDNET debug端口。

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C:\Windows\System32>
C:\Windows\System32>cd c:\kdnet

c:\kdnet>kdnet.exe

Network debugging is supported on the following NICs:
busparams=0.31.6, Intel(R) Ethernet Connection (7) I219-V, KDNET is running on this NIC.

Network debugging is supported on the following USB controllers:
busparams=0.20.0, Intel(R) USB 3.1 eXtensible Host Controller - 1.10 (Microsoft)

This Microsoft hypervisor supports using KDNET in guest VMs.

c:\kdnet>
c:\kdnet>kdnet.exe 10.52.4.41 50000

Enabling network debugging on Intel(R) Ethernet Connection (7) I219-V.

To debug this machine, run the following command on your debugger host machine.
windbg -k net:port=50000,key=3s1m4bjm7ihi7.3b8dig9hl019g.2fyvva9v1ie3a.38mfaw4eweiuo

Then reboot this machine by running shutdown -r -t 0 from this command prompt.

c:\kdnet>ping 10.52.4.41

Pinging 10.52.4.41 with 32 bytes of data:
Reply from 10.52.4.41: bytes=32 time=4ms TTL=128
Reply from 10.52.4.41: bytes=32 time=1ms TTL=128
Reply from 10.52.4.41: bytes=32 time=1ms TTL=128
Reply from 10.52.4.41: bytes=32 time=1ms TTL=128

Ping statistics for 10.52.4.41:
    Packets: Sent = 4, Received = 4, Lost = 0 (0% loss),
Approximate round trip times in milli-seconds:
    Minimum = 1ms, Maximum = 4ms, Average = 1ms

Host PC配置