【嵌入式】嵌入式开发中隐藏源代码并提供 API 接口（以 ARM Cortex-M3 为例）

1. 需要下载和准备的东西

1.1 下载工具链

工具名称：ARM GNU Toolchain（包含 arm-none-eabi-gcc）

下载地址：ARM Developer 官网

推荐版本：arm-gnu-toolchain-13.2.rel1-x86_64-arm-none-eabi.exe（适用于 Windows）

下载步骤：

1. 访问上述链接。
2. 选择 Windows 版本，下载安装包（约 150-200 MB）。

安装步骤：

1. 双击 .exe 文件运行安装程序。
2. 选择安装路径（如 C:\arm-gnu-toolchain）。
3. 勾选“Add path to environment variable”以便命令行访问。
4. 完成安装。

验证安装：

打开 CMD：

arm-none-eabi-gcc --version
arm-none-eabi-ar --version
arm-none-eabi-objcopy --version

应显示版本信息（如 13.2.1）。

1.2 编辑器或 IDE（可选）

• 工具名称：文本编辑器（如 Notepad++）或 IDE（如 VS Code）
• 下载地址：
  • Notepad++: 官网
  • VS Code: 官网
• 用途：编写 api.h 和 api.c。
• 安装：下载安装包，双击安装即可。

1.3 烧录工具（可选，用于测试）

• 工具名称：根据芯片选择（如 STM32 用 ST-Link Utility）
• 下载地址：ST-Link Utility（若用 STM32）
• 用途：将生成的 .hex 文件烧录到芯片，验证功能。
• 安装：下载并安装，连接 ST-Link 硬件。

2. 开发者需要准备的内容（以 ARM Cortex-M3 为例）

2.1 安装和配置工具链

已完成：下载并安装 arm-none-eabi-gcc（见 1.1）。

配置环境变量（若未自动添加）：

右键“此电脑” -> “属性” -> “高级系统设置” -> “环境变量”。

在“系统变量”的 Path 中添加：C:\arm-gnu-toolchain\bin。

在 CMD 中验证：

arm-none-eabi-gcc --version

2.2 创建项目目录

操作：

在磁盘上创建目录，如：

mkdir C:\Projects\api
cd C:\Projects\api

2.3 编写代码

API 头文件（api.h）：

// api.h
#ifndef API_H
#define API_H

void init_device(void);
int read_sensor_data(unsigned char sensor_id, unsigned char* buffer);
void set_output(unsigned int value);

#endif

• 保存到 C:\Projects\api\api.h。

API 实现文件（api.c）：

// api.c
#include "api.h"

#define REG_CONTROL (*(volatile unsigned int*)0x40000000)
#define REG_DATA    (*(volatile unsigned char*)0x40000004)

void init_device(void) {
    REG_CONTROL = 0x01; // 假设初始化
}

int read_sensor_data(unsigned char sensor_id, unsigned char* buffer) {
    if (!buffer) return -1;
    *buffer = REG_DATA; // 假设读取
    return 0;
}

void set_output(unsigned int value) {
    REG_CONTROL = value; // 假设设置
}

• 保存到 C:\Projects\api\api.c。
• 注意：寄存器地址需根据具体芯片（如 STM32F103）替换。

2.4 生成静态库

编译：

cd C:\Projects\api
arm-none-eabi-gcc -c api.c -o api.o -mcpu=cortex-m3 -mthumb -O2

打包：

arm-none-eabi-ar rcs libapi.a api.o

验证：

arm-none-eabi-nm libapi.a

• 输出应显示 init_device、read_sensor_data、set_output。

2.5 保护代码

移除符号：

arm-none-eabi-strip --strip-unneeded libapi.a

硬件保护准备：

• 准备说明文档，建议用户启用芯片读保护（如 STM32 的 RDP Level 1）。

2.6 提供给用户的内容

文件：

• C:\Projects\api\api.h
• C:\Projects\api\libapi.a

文档（可选）：

说明每个函数的用法，如：

函数: int read_sensor_data(unsigned char sensor_id, unsigned char* buffer)
描述: 读取传感器数据
参数: sensor_id (0-255), buffer (数据缓冲区)
返回值: 0 (成功), -1 (失败)

3. 用户需要怎么使用（以 ARM Cortex-M3 为例）

3.1 准备环境

下载工具链：同开发者，安装 arm-none-eabi-gcc。

验证：

arm-none-eabi-gcc --version

3.2 获取开发者提供的文件

• 文件：
  • api.h
  • libapi.a
• 放置路径：如 C:\UserProject。

3.3 编写用户代码

创建 main.c：

// main.c
#include "api.h"

int main(void) {
    unsigned char data;
    init_device();
    read_sensor_data(1, &data);
    set_output(0x1234);
    while (1);
    return 0;
}

• 保存到 C:\UserProject\main.c。

3.4 编译和链接

命令：

cd C:\UserProject
arm-none-eabi-gcc -c main.c -o main.o -mcpu=cortex-m3 -mthumb -O2
arm-none-eabi-gcc main.o -L. -lapi -mcpu=cortex-m3 -mthumb -o main.elf --specs=nosys.specs
arm-none-eabi-objcopy -O ihex main.elf main.hex

输出：生成 main.hex。

3.5 烧录和运行

• 使用烧录工具（如 ST-Link Utility）将 main.hex 烧录到 Cortex-M3 芯片。
• 启用芯片读保护（如 RDP），防止代码被读取。

4. 总结（ARM Cortex-M3 示例）

需要下载的东西

• 必须：arm-none-eabi-gcc（ARM GNU Toolchain）。
• 可选：Notepad++/VS Code（编辑代码）、ST-Link Utility（烧录）。

开发者准备

• 安装工具链 -> 编写 api.h 和 api.c -> 生成 libapi.a -> 保护代码 -> 提供 api.h 和 libapi.a。

用户使用

• 安装工具链 -> 获取 api.h 和 libapi.a -> 编写代码 -> 编译链接 -> 烧录运行。

若切换到 8051 或 RISC-V等，只需替换工具链和命令（如前述表格），其他步骤不变！

5. 结束语

1. 本节内容已经全部介绍完毕，希望通过这篇文章，大家对C语言 void 关键字区别有了更深入的理解和认识。
2. 感谢各位的阅读和支持，如果觉得这篇文章对你有帮助，请不要吝惜你的点赞和评论，这对我们非常重要。