用C语言的LED实验，有汇编哦！

C语言LED实验

1、汇编激活CPU

首先要明白对于没有系统开发板（也就是裸机）来说，是没办法直接对C进行识别。所以需要一段汇编语言，来配置CPU的资源，选择CPU运行模式，初始化指针位置。

代码如下：

.global _start /* 全局标号 */

_start:

    /*进入SVC模式 */
    mrs r0, cpsr
    bic r0, r0, #0x1f/* 将 r0 的低 5 位清零，也就是 cpsr 的 M0~M4 */
    orr r0, r0, #0x13/* r0 或上 0x13,表示使用 SVC 模式 */
    msr cpsr, r0/* 将 r0 的数据写入到 cpsr_c 中 */

    ldr sp, =0X80200000/*设置栈指针 */

    /*因为 I.MX6U-ALPHA 开
    发 板 上 的 DDR3 地 址 范 围 是 0X80000000~0XA0000000(512MB) 或 者
    0X80000000~0X90000000(256MB)，不管是 512MB 版本还是 256MB 版本的，其 DDR3 起始地
    址都是 0X80000000。由于 Cortex-A7 的堆栈是向下增长的，所以将 SP 指针设置为 0X80200000，
    因此 SVC 模式的栈大小 0X80200000-0X80000000=0X200000=2MB，2MB 的栈空间已经很大了，
    如果做裸机开发的话绰绰有余。 */

    b main/*跳转到main函数 */

这里又学到了两个新的汇编指令：

BIC——位清除指令

指令格式：

BIC{cond}{S} Rd,Rn,operand2

BIC指令将Rn 的值与操作数operand2 的反码按位逻辑”与”，结果存放到目的寄存器Rd 中。指令示例：BIC R0,R0,#0x0F ；将R0最低4位清零，其余位不变。

ORR——位置为1

ORR 指令的格式为：

ORR{条件}{S} 目的寄存器，操作数 1，操作数 2

ORR 指令用于在两个操作数上进行逻辑或运算，并把结果放置到目的寄存器中。操作数 1

应是一个寄存器，操作数 2 可以是一个寄存器，被移位的寄存器，或一个立即数。该指令常用于设置操作数 1 的某些位。

指令示例：

ORR R0，R0，＃3 ； 该指令设置R0的0、1位，其余位保持不变。

2、头文件配置相关的寄存器

也就是把相关寄存器的地址，用某个变量名存起来

代码如下：

#ifndef _MAIN_H
#define _MAIN_H

/*CCM相关寄存器到配置——也就是时钟到地址 */
#define CCM_CCGR0           *((volatile unsigned int *)0X020C4068)
#define CCM_CCGR1           *((volatile unsigned int *)0X020C406C)
#define CCM_CCGR2           *((volatile unsigned int *)0X020C4070)
#define CCM_CCGR3           *((volatile unsigned int *)0X020C4074)
#define CCM_CCGR4           *((volatile unsigned int *)0X020C4078)
#define CCM_CCGR5           *((volatile unsigned int *)0X020C407C)
#define CCM_CCGR6           *((volatile unsigned int *)0X020C4080)

/*IOMUX相关到寄存器地址*/
#define SW_MUX_GPIO1_IO03           *((volatile unsigned int *)0X020E0068)
#define SW_PAD_GPIO1_IO03           *((volatile unsigned int *)0X020E02F4)

/*GPIO1相关寄存器到地址*/
#define GPIO1_DR            *((volatile unsigned int *)0X0209C000)
#define GPIO1_GDIR          *((volatile unsigned int *)0X0209C004)
#define GPIO1_PSR           *((volatile unsigned int *)0X0209C008)
#define GPIO1_ICR1          *((volatile unsigned int *)0X0209C00C)
#define GPIO1_ICR2          *((volatile unsigned int *)0X0209C010)
#define GPIO1_IMR           *((volatile unsigned int *)0X0209C014)
#define GPIO1_ISR           *((volatile unsigned int *)0X0209C018)
#define GPIO1_EDGE_SEL      *((volatile unsigned int *)0X0209C01C)

#endif

这里可以复习一下关键字volatile的作用：

volatile:

指的是“易变的”意思，可以避免在编译的时候被编译器优化，而导致意想不到的结果。

一般还有下面的作用：

1. 表明变量可以被后台程序修改
2. 防止编译器优化操作变量的语句
3. 防止编译器优化变量的存取对象
4. 访问被volatile修饰的变量时，强制访问内存中的值，而不是缓存中的。

3、C文件指令

这个时候环境已经搭建好了，可以开始写自己的应用程序了

代码如下：

#include "main.h"

/*时钟使能函数*/
void clk_enable(void)
{
    CCM_CCGR0 = 0xffffffff;
    CCM_CCGR1 = 0xffffffff;
    CCM_CCGR2 = 0xffffffff;
    CCM_CCGR3 = 0xffffffff;
    CCM_CCGR4 = 0xffffffff;
    CCM_CCGR5 = 0xffffffff;
    CCM_CCGR6 = 0xffffffff;

}

/*初始化led对应到GPIO*/
void led_init(void)
{
    /*IO复用为GPIO1_IO03*/
    SW_MUX_GPIO1_IO03 = 0x5;

    /*配置GPIO1_IO03的相关属性*/
    /*
    *bit 16:0 HYS 关闭
    *bit [15:14]: 00 默认下拉
    *bit [13]: 0 kepper 功能
    *bit [12]: 1 pull/keeper 使能
    *bit [11]: 0 关闭开路输出
    *bit [7:6]: 10 速度 100Mhz
    *bit [5:3]: 110 R0/6 驱动能力
    *bit [0]: 0 低转换率
    */
   SW_PAD_GPIO1_IO03 = 0X10B0;//上面寄存器按配置要求输入相应数字后，就变成了0X10B0

   GPIO1_GDIR = 0X0000008;//初始化 GPIO, GPIO1_IO03 设置为输出

   GPIO1_DR = 0X0;//设置 GPIO1_IO03 输出低电平，打开 LED0
}

/*开灯函数*/
void led_on(void)
{
    GPIO1_DR &= ~(1<<3);//将 GPIO1_DR 的 bit3 清零
}

/*关灯函数*/
void led_off(void)
{
    GPIO1_DR |= (1<<3);// 将 GPIO1_DR 的 bit3 置 1
}

/*短时间延时函数*/
void short_delay(volatile unsigned int n)
{
    while(n--){}
}
/*延时函数 1ms*/
void delay(volatile unsigned int n)
{
    while(n--)
    {
        short_delay(0x7ff);
    }
}

/*主函数*/
int main()
{
    clk_enable();
    led_init();

    while (1)
    {
        led_off();
        delay(500);

        led_on();
        delay(500);

    }
    return 0;
}

这里只点一点：就是开灯关灯函数，用的运算符。

GPIO1_DR &= ~(1<<3);//将 GPIO1_DR 的 bit3 清零 开灯

• 先对1左移3位：0001 -> 1000
• 再按位取反：1000 -> 0111
• 最后按位与运算
  
  就相当于把第3位清零了。

GPIO1_DR |= (1<<3);// 将 GPIO1_DR 的 bit3 置 1 关灯

这个就更简单了，先移位，在按位或运算就行了。

4、makefile文件

先看代码：

objs := start.o main.o

ledc.bin:$(objs)
	arm-linux-gnueabihf-ld -Timx6ull.lds -o ledc.elf $^
	arm-linux-gnueabihf-objcopy -O binary -S ledc.elf $@
	arm-linux-gnueabihf-objdump -D -m arm ledc.elf > ledc.dis

%.o:%.s
	arm-linux-gnueabihf-gcc -Wall -nostdlib -c -o $@ $<

%.o:%.S
	arm-linux-gnueabihf-gcc -Wall -nostdlib -c -o $@ $<

%.o:%.c
	arm-linux-gnueabihf-gcc -Wall -nostdlib -c -o $@ $<

clean:
	rm -rf *.o ledc.bin ledc.elf ledc.dis

有几个变量符需要解释一下：

“$^”的意思是所有依赖文件的集合。

“$<”的意思是依赖目标集合的第一个文件。

“$@”的意思是目标集合。

还有一点就是进行连接的时候，一定要把start.o放在前面。

objs := start.o main.o

大家有没有注意这个连接命令：

arm-linux-gnueabihf-ld -Timx6ull.lds -o ledc.elf $^

这个imx6ull.lds是什么？

这其实就是一个连接的脚本。

5、连接脚本

承接上面，还记得这样一条命令吗？

arm-linux-gnueabihf-ld -Ttext 0X87800000 -o ledc.elf $^

上面语句中我们是通过“-Ttext”来指定链接地址是 0X87800000 的，这样的话所有的文件

都会链接到以 0X87800000 为起始地址的区域。

但是，现实是我们会有很多文件，要放在不同的地址里面（或者说段里），这些段的地址也由我们自由指定。

还有大家常说的text（程序段）、data（数据段）、bss段（没有初始化的变量）等，就是这个意思。（想更直观的话，可以看看很多项目的.map文件，相信你会有新的感受。）

可能有点抽象，这里先举一个简单点的例子：

SECTIONS{
 . = 0X10000000;
 .text : {*(.text)}
 . = 0X30000000;
 .data ALIGN(4) : { *(.data) }
 .bss ALIGN(4) : { *(.bss) }
}

有下面几个关键点：

1.关键字“SECTIONS”，是必不可少的。

2.特殊符号“.”进行赋值，“.”在链接脚本里面叫做定位计数器，默认的定位计数器为 0，要求代码链接到以 0X10000000 为起始地址的地方，后面的文件或者段都会以 0X10000000 为起始地址开始链接。

3.“.text”是段名，后面的冒号是语法要求，冒号后面的大括号里面可以填上要链接到“.text”这个段里面的所有文件，“(.text)”中的“”是通配符，表示所有输入文件的.text段都放到“.text”中。

4.需要重新设置定位计数器“.”，将其改为 0X30000000。

5.来对“.data”这个段的起始地址做字节对齐的，ALIGN(4)表示4字节对齐。也就是说段“.data”的起始地址要能被 4 整除，一般常见的都是 ALIGN(4)或者 ALIGN(8)，也就是 4 字节或者 8 字节对齐。

掌握这些之后，再来看我们需要的连接脚本文件：

SECTIONS{
    . = 0X87800000;
    .text :
    {
        start.o
        main.o
        *(.text)
    }
    .rodata ALIGN(4) : {*(.rodata*)}
    .data ALIGN(4) : { *(.data) }
    __bss_start = .;
    .bss ALIGN(4) : { *(.bss) *(COMMON) }
    __bss_end = .;
}

这个脚本里也有几点需要注意：

就是这个__bss_start和__bss_end，这个就相当于记录下了bss的首尾地址。因为我们后面是需要对bssZ段进行清零的，所以要记录下它的的首尾地址。

END！！！

最后千万别忘了使用imxdownload烧到SD卡里边，还有makefile的文件格式，一定要注意了！！好了就这么多。