本文接上篇《ARM裸機程序之Makefile解讀》，繼續(xù)研究一下imx6ull裸機程序的啟動程序start.S和應(yīng)用主程序main.c。
啟動代碼
匯編代碼start.S我都做了注釋层皱，應(yīng)該可以看出這段代碼的作用和原理伴箩。
.text
.global _start
_start:
ldr sp, =0x80200000 // 設(shè)置棧指針
bl clean_bss // 跳轉(zhuǎn)bss清零函數(shù)
bl main // 跳轉(zhuǎn)到應(yīng)用程序主函數(shù)
halt:
b halt
clean_bss:
/* 清除bss段，即寫0 */
ldr r1, =__bss_start // bss段起始地址绝葡，賦值給r1寄存器
ldr r2, =__bss_end // bss段結(jié)束地址深碱，賦值給r3寄存器
mov r3, #0 // r3寄存器賦值為0
clean_loop: // 清零循環(huán)
str r3, [r1] // 將r3中的值(即0)寫到r1中所存地址的位置
add r1, r1, #4 // 相當(dāng)于r1 = r1 + 4，即地址前移
cmp r1, r2 // 判斷是否到達(dá)bss段結(jié)束地址
bne clean_loop // 上面判斷=0的話藏畅，繼續(xù)跳到clean_loop
mov pc, lr // clean_bss函數(shù)返回
拓展閱讀：
- ldr與mov的作用與區(qū)別
ARM是RISC結(jié)構(gòu)敷硅，數(shù)據(jù)從內(nèi)存到CPU之間的移動只能通過L/S指令來完成，也就是ldr/str指令愉阎。比如想把數(shù)據(jù)從內(nèi)存中某處讀取到寄存器中绞蹦，只能使用ldr，比如：
ldr r0, 0x12345678
就是把0x12345678這個地址中的值存放到r0中榜旦。而mov不能干這個活幽七，mov只能在寄存器之間移動數(shù)據(jù)，或者把立即數(shù)移動到寄存器中溅呢，這個和x86這種CISC架構(gòu)的芯片區(qū)別最大的地方澡屡。x86中沒有l(wèi)dr這種指令，因為x86的mov指令可以將數(shù)據(jù)從內(nèi)存中移動到寄存器中咐旧。另外還有一個就是ldr偽指令驶鹉，雖然ldr偽指令和ARM的ldr指令很像，但是作用不太一樣休偶。ldr偽指令可以在立即數(shù)前加上=梁厉，以表示把一個地址寫到某寄存器中，比如：
ldr r0, =0x12345678
這樣踏兜，就把0x12345678這個地址寫到r0中了词顾。所以，ldr偽指令和mov是比較相似的碱妆，只不過mov指令限制了立即數(shù)的長度為8位肉盹，也就是不能超過255，而ldr偽指令沒有這個限制疹尾。如果使用ldr偽指令時上忍，后面跟的立即數(shù)沒有超過8位骤肛，那么在實際匯編的時候該ldr偽指令是被轉(zhuǎn)換為mov指令的。
- 需要清零BSS段的原因
我們知道BSS段保存未初始化的全局變量和靜態(tài)局部變量窍蓝，而為什么會有BSS段呢腋颠？其實也是為了節(jié)省空間，要知道吓笙，一般對于初始化過的全局/靜態(tài)變量淑玫，除了要給變量分配空間，還要給變量的值分配空間面睛。但對于沒有初始化的全局變量絮蒿，如果也這樣分配，由于沒有初值叁鉴，豈不是浪費存儲空間土涝。所以就把所有沒有初值的全局/靜態(tài)變量單獨放到一片區(qū)域，即BSS段幌墓。
對于BSS段的變量但壮，為了防止直接使用而引發(fā)未定義的問題，一般編譯器約定俗成的會在啟動代碼中將BSS段置為0克锣，所以茵肃，BSS段中的變量初值也就變成0了。
主程序
主程序分兩部分袭祟，功能很簡單，就是循環(huán)亮捞附、滅一個led燈巾乳。
#include "led.h"
static volatile unsigned int *CCM_CCGR1 ;
static volatile unsigned int *IOMUXC_SNVS_SW_MUX_CTL_PAD_SNVS_TAMPER3;
static volatile unsigned int *GPIO5_GDIR ;
static volatile unsigned int *GPIO5_DR ;
/**********************************************************************
* 函數(shù)名稱： led_init
* 功能描述： 初始化LED引腳，就是把它設(shè)置為輸出引腳
* 輸入?yún)?shù)： 無
* 輸出參數(shù)： 無
* 返 回 值： 無
***********************************************************************/
void led_init(void)
{
unsigned int val;
CCM_CCGR1 = (volatile unsigned int *)(0x20C406C);
IOMUXC_SNVS_SW_MUX_CTL_PAD_SNVS_TAMPER3 = (volatile unsigned int *)(0x2290014);
GPIO5_GDIR = (volatile unsigned int *)(0x020AC000 + 0x4);
GPIO5_DR = (volatile unsigned int *)(0x020AC000);
/* GPIO5_IO03 */
/* a. 使能GPIO5
* set CCM to enable GPIO5
* CCM_CCGR1[CG15] 0x20C406C
* bit[31:30] = 0b11
*/
*CCM_CCGR1 |= (3<<30);
/* b. 設(shè)置GPIO5_IO03用于GPIO
* set IOMUXC_SNVS_SW_MUX_CTL_PAD_SNVS_TAMPER3
* to configure GPIO5_IO03 as GPIO
* IOMUXC_SNVS_SW_MUX_CTL_PAD_SNVS_TAMPER3 0x2290014
* bit[3:0] = 0b0101 alt5
*/
val = *IOMUXC_SNVS_SW_MUX_CTL_PAD_SNVS_TAMPER3;
val &= ~(0xf);
val |= (5);
*IOMUXC_SNVS_SW_MUX_CTL_PAD_SNVS_TAMPER3 = val;
/* c. 設(shè)置GPIO5_IO03作為output引腳
* set GPIO5_GDIR to configure GPIO5_IO03 as output
* GPIO5_GDIR 0x020AC000 + 0x4
* bit[3] = 0b1
*/
*GPIO5_GDIR |= (1<<3);
}
/**********************************************************************
* 函數(shù)名稱： led_ctl
* 功能描述： 設(shè)置LED狀態(tài)
* 輸入?yún)?shù)：
* on : 1-LED點亮, 0-LED熄滅
* 輸出參數(shù)： 無
* 返 回 值： 無
***********************************************************************/
void led_ctl(int on)
{
if (on) /* on: output 0*/
{
/* d. 設(shè)置GPIO5_DR輸出低電平
* set GPIO5_DR to configure GPIO5_IO03 output 0
* GPIO5_DR 0x020AC000 + 0
* bit[3] = 0b0
*/
*GPIO5_DR &= ~(1<<3);
}
else /* off: output 1*/
{
/* e. 設(shè)置GPIO5_IO3輸出高電平
* set GPIO5_DR to configure GPIO5_IO03 output 1
* GPIO5_DR 0x020AC000 + 0
* bit[3] = 0b1
*/
*GPIO5_DR |= (1<<3);
}
}
#include "led.h"
void delay(volatile unsigned int d)
{
while(d--);
}
int main()
{
led_init();
while(1)
{
led_ctl(1); // 燈亮
delay(1000000); // 延時
led_ctl(0); // 燈滅
delay(1000000); // 延時
}
return 0;
}
代碼比較簡單鸟召，按照注釋基本也能明白什么意思胆绊。過程主要是配置led所連接的GPIO管腳為輸出狀態(tài)，控制該GPIO的輸出值即可控制led燈的亮滅欧募。方法主要是通過配置GPIO控制器的寄存器來實現(xiàn)压状，具體參照數(shù)據(jù)手冊就行，按照相應(yīng)的數(shù)據(jù)位進(jìn)行賦值跟继。
需要注意的是腮敌，裸機程序包括單片機程序跟Linux驅(qū)動程序是不一樣的失球，因為沒有虛擬地址管理，裸機程序要操作寄存器必須直接讀寫寄存器的物理地址，而Linux驅(qū)動程序都是先將物理地址映射到虛擬地址澈圈，再進(jìn)行讀寫的。更多的區(qū)別漩怎，后續(xù)討論Linux驅(qū)動的時候再說餐济。
