STM32 printf半主机模式

转自http://www.stmcu.org/module/forum/thread-598294-1-1.html

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。

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/

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：

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。

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